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2011 年度 実績報告書

周波数解析およびマルチスケール解析による皮膚血液循環の個体差出現メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 23370107
研究種目

基盤研究(B)

研究分野 応用人類学
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

工藤 奨  芝浦工業大学, 工学部, 教授 (70306926)

研究分担者 多田 茂  防衛大学校, 応用科学群, 教授 (70251650)
世良 俊博  大阪大学, 臨床医工学融合研究教育センター, 特任講師 (40373526)
キーワード人類学 / 生理学 / 循環器・高血圧 / 細胞・組織
研究概要

本研究では,ウェーブレット変換による周波数解析によりヒトの皮膚血流状態に影響を及ぼす5つの生理的要因((A)血管内皮細胞,(B)神経活動,(C)血管平滑筋,(D)呼吸,(E)心拍)が抽出できることを利用し,寒冷,暑熱,精神ストレスなどの影響下で,ヒト皮膚血液循環にあらわれる個体差を5つの生理的要因の違いで分類すること.さらに,5つの要因を(イ)ヒト,(ロ)細胞・遺伝子発現,(ハ)動物のマルチスケールで詳細に解析をおこなうことにより,ヒト皮膚血液循環の個体差出現メカニズムを明らかにすることを目的とする.
現在,寒冷曝露時の皮膚血流計測をおこない,皮膚血流信号のウェーブレット解析から神経活動および心拍要因を解析した.さらに別途心電図計測より算出されたR-R間隔から交感神経・副交感神経の影響を解析し,その結果とウェーブレット変換との対応を調べた.その結果,寒冷曝露前後で交感神経・副交感神経反応に差があることがわかってきた.
血管内皮細胞に関しては,細胞内のIP3が上昇すると細胞外へATPを放出することで周辺の細胞にカルシウム応答伝播を誘導することがわかった.さらに流体影響下ではIP3が上昇した内皮細胞から下流方向へカルシウム応答が伝播することがわかった.また,流体刺激がない場合,内皮細胞は4℃,28℃,37℃の温度間で血管拡張因子である一酸化窒素放出能は変化しないが,温度刺激に血流を模擬した流体刺激が加わると一酸化窒素放出能に変化が生じることが分かった.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ヒトを対象としたウェーブレット変換による解析,および内皮細胞を対象としたカルシウムおよび一酸化窒素の測定は一定の成果を残すことができている.

今後の研究の推進方策

今後,環境を変化させた際のヒト皮膚流解析をおこなう計画である.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] 寒冷血管拡張反応時の皮膚血流応答に及ぼす環境温の影響2012

    • 著者名/発表者名
      工藤奨
    • 雑誌名

      日本生理人類学会誌

      巻: 17 ページ: 15-21

    • 査読あり
  • [雑誌論文] せん断流れ場でのIP_3誘導による内皮細間Ca^<2+>応答伝播2011

    • 著者名/発表者名
      工藤奨
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 77-784 ページ: 2431-2441

    • 査読あり
  • [学会発表] 引張刺激時における細胞内ROCK2局在の観察2012

    • 著者名/発表者名
      土屋宏紀
    • 学会等名
      日本機械学会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2012-03-10
  • [学会発表] 低酸素下の流体せん断応力がeNOSの活性に及ぼす影響2012

    • 著者名/発表者名
      上山慶一
    • 学会等名
      日本機械学会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2012-03-10
  • [学会発表] 温度刺激による血管内皮細胞内eNOS局在への影響2012

    • 著者名/発表者名
      糸井一真
    • 学会等名
      日本機械学会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2012-03-10
  • [学会発表] ウェーブレット変換によるCIVD反応時の血流解析2011

    • 著者名/発表者名
      大倉脩平
    • 学会等名
      日本生理人類学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-12-17

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公開日: 2013-06-26  

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