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2014 年度 実績報告書

糖尿病性微小血管障害に対する運動・高酸素プレコンディショニング併用療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25282165
研究機関名古屋女子大学

研究代表者

近藤 浩代  名古屋女子大学, 家政学部, 准教授 (50333183)

研究分担者 藤野 英己  神戸大学, 保健学研究科, 教授 (20278998)
石原 昭彦  京都大学, 人間・環境学研究科(研究院), 教授 (90184548)
村上 慎一郎  姫路獨協大学, 公私立大学の部局等, 教授 (30454763)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード毛細血管 / 運動 / 高酸素
研究実績の概要

本研究では2型糖尿病に起因する骨格筋の毛細血管退行を予防するために運動及や高酸素プレコンディショニング,さらに併用した予防的介入法を開発する.その予防効果と作用機序を検証するために筋毛細血管ネットワークを可視化し,血管新生因子・新生抑制因子の調節系因子について,解析を行い,運動と高酸素の各々の効果及び併用効果を検証する計画である.平成26年度は2型糖尿病モデルであるGoto-Kakizaki(GK)ラットを使用して,低強度運動や高強度短時間運動を実施した.その結果,運動を実施していない糖尿病ラットのヒラメ筋における毛細血管は退行し,血管新生因子の低下,血管新生抑制因子の増加を観察した.一方,毎日,トレッドミル走行運動を実施した糖尿病ラットでは,ヒラメ筋毛細血管の退行を減衰させ,血管新生因子の低下や血管新生抑制因子の増加も減衰させた.また,低強度運動と高強度短時間運動による強度による差はなく,共に同等の効果が得られた.これらの結果から運動強度に関わらず,運動は糖尿病の合併症である末梢組織(骨格筋)の毛細血管後退を予防し,微小血管循環障害を予防できることを明確にした.次に軽度高圧高酸素濃度チャンバーを作製し,高酸素によるプレコンディショニングでの筋毛細血管の影響について,1型(ストレプトゾトシン投与)及び2型(GK, ZFDM)糖尿病モデルラット用いて検討した.1.25気圧チャンバー内に1日12時間6ヶ月間曝露した.HbA1cは低下傾向にあったが,骨格筋の毛細血管退行や代謝活性等について不明瞭な部分があった。このため再度条件設定等を見直し,効果的な条件を検討する計画である.

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

平成26年度は主に2型糖尿病に伴う骨格筋毛細血管の退行について検証を実施した.また,毛細血管退行に対して,運動が効果的に作用するかについて検討を行った.その結果,運動は2型糖尿病に伴う骨格筋毛細血管の退行について予防効果があることを明確にできた.骨格筋の萎縮予防効果については検証することができた.本研究の目的の一つである骨格筋毛細血管の退行予防という観点では目的を達成できたと考える.また,高酸素曝露による毛細血管退行に対する予防効果について検証するために軽度高圧高酸素濃度チャンバーを作製し,高酸素による骨格筋の毛細血管の反応についても実験を実施した.しかし,骨格筋の毛細血管退行については十分な効果が得られなかった.このため,条件設定等を見直し,効果的な条件を検討する計画である.さらに糖尿病のモデル動物により骨格筋の毛細血管に異なる反応が見られる可能性があるために,GKラット、ZFDM (Zucker系),1型モデルや他のモデル動物についても検討する計画である.

今後の研究の推進方策

平成27年度においては高圧高酸素曝露による糖尿病性毛細血管の退行を予防する条件設定を検討し直す計画である.平成25, 26年度に作製した軽度高圧高酸素チャンバーの再改良に加えて,適正な酸素濃度等を検証する計画にしている.また,運動との併用による効果促進について検証を進めていく計画である.

次年度使用額が生じた理由

平成27年度においては高酸素曝露による糖尿病性毛細血管の退行を予防する条件設定を検討し直す計画である.高圧高酸素チャンバーの改良と、運動との併用による効果促進について検証を行う計画を立て直したためその費用として次年度使用する.

次年度使用額の使用計画

平成27年度においては高酸素曝露による糖尿病性毛細血管の退行を予防する条件設定を検討し直す計画である.平成25・26年度に作製した軽度高圧高酸素チャンバーの改良に加えて,適正な酸素濃度等を検証する計画にしている.また,運動との併用による効果促進について検証を進めていく計画である.

  • 研究成果

    (28件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 謝辞記載あり 7件) 学会発表 (18件)

  • [雑誌論文] Effects of microgravity on the mouse triceps brachii muscle.2015

    • 著者名/発表者名
      Ishihara A, Nagatomo F, Terada M, Fujino H, Kondo H, Ishioka N.
    • 雑誌名

      Muscle Nerve

      巻: 52 ページ: 63-68

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-intensity running exercise enhances the capillary volume and pro-angiogenic factors in the soleus muscle of type 2 diabetic rats2015

    • 著者名/発表者名
      Kondo H, Fujino H, Murakami S, Tanaka M, Kanazashi M, Nagatomo F, Ishihara A, Roy RR.
    • 雑誌名

      Muscle Nerve

      巻: 51 ページ: 391-399

    • DOI

      10.1002/mus.24316

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Exposure to mild hyperbaric oxygen increases blood flow and resting energy expenditure but not oxidative stress2014

    • 著者名/発表者名
      Ishihara A, Nagatomo F, Fujino H, Kondo H.
    • 雑誌名

      J Sci Res Reports

      巻: 3 ページ: 1886-1896

    • DOI

      10.9734/JSRR/2014/10101

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Capillary growth and regression in skeletal muscle2014

    • 著者名/発表者名
      Fujino H, Kondo H, Nagatomo F, Ishihara A.
    • 雑誌名

      J Phys Fitness Sports Med

      巻: 5 ページ: 483-491

    • DOI

      10.7600/jpfsm.3.483

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Amelioration of capillary regression and atrophy of the soleus muscle in hindlimb unloaded rats by astaxanthin supplementation and intermittent loading2014

    • 著者名/発表者名
      Kanazashi M, Tanaka M, Murakami S, Kondo H, Nagatomo F, Ishihara A, Roy RR, Fujino H.
    • 雑誌名

      Exp Physiol

      巻: 99 ページ: 1065-1077

    • DOI

      10.1113/expphysiol.2014.079988

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Identification of interneurons activated at different inclines during treadmill locomotion in adult rats2014

    • 著者名/発表者名
      Tillakaratne N, Duru P, Fujino H, Zhong H, Xiao M, Edgerton VR, Roy RR
    • 雑誌名

      J Neurosci Res

      巻: 92 ページ: 1714-1722

    • DOI

      10.1002/jnr.23437

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of electrical stimulation on calpain and ubiquitin-proteasome systems in the denervated and unloaded rat tibialis anterior muscles2014

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto A, Fujita N, Arakawa T, Fujino H, Miki A.
    • 雑誌名

      Acta histochemica

      巻: 116 ページ: 936-942

    • DOI

      10.1016/j.acthis.2014.03.006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The morphological changes in the capillary architecture of the tibial nerve associated with spontaneous aging and aerobic exercise intervention during aging in rats.2014

    • 著者名/発表者名
      Sakita M, Murakami S, Fujino H.
    • 雑誌名

      J Phys Ther Sci

      巻: 26 ページ: 263-267

    • DOI

      10.1589/jpts.26.263.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Influence of estrogen receptor α polymorphisms on bone density in response to habitual exercise in Japanese postmenopausal women.2014

    • 著者名/発表者名
      Kondo H, Fujino H, Nagatomo F, Ishihara A.
    • 雑誌名

      ScientificWorldJournal

      巻: 2014 ページ: 2014:593927

    • DOI

      10.1155/2014/593927

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electrical stimulation using sine waveform prevents unloading-induced muscle atrophy in the deep calf muscles of rat.2014

    • 著者名/発表者名
      Tanaka M, Hirayama Y, Fujita N, Fujino H.
    • 雑誌名

      Acta Histochem

      巻: 116 ページ: 1192-1198

    • DOI

      10.1016/j.acthis.2014.06.009

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Differences in the rat extensor digitorum longus about mitochondrial activity by aerobic or anaerobic exercise2015

    • 著者名/発表者名
      Murakami S, Kondo H, Ming H, Sakita M, Kanazashi M, Tanaka M, Tanaka M, Goto C, Teramoto H, Fujino H.
    • 学会等名
      15th International Meeting of Physical Therapy Science in Beijing
    • 発表場所
      Beijing (中国)
    • 年月日
      2015-03-27 – 2015-03-29
  • [学会発表] Nucleoprotein supplementation enhances protein synthesis and myonuclear accretion during the recovery of disuse muscle atrophy2015

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi R, Hirayama Y, Tanaka M, Maeshige N, Kondo H, Ishihara A, Fujino H.
    • 学会等名
      Int symposuim on human adaptation to environment and whole-body coordination
    • 発表場所
      Kobe University(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-03-14 – 2015-03-16
  • [学会発表] Combined effects of nucleoprotein supplementation with weight bearing on mitochondrial function in soleus muscle during hindlimb unloading2015

    • 著者名/発表者名
      Hirayama Y, Hongo Y, Nakanishi R, Maeshige N, Kondo H, Ishihara A, Fujino H.
    • 学会等名
      Int symposuim on human adaptation to environment and whole-body coordination
    • 発表場所
      Kobe University(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-03-14 – 2015-03-16
  • [学会発表] Electrical stimulation attenuates inflammation and atrophy of skeletal muscle under cachectic condition2015

    • 著者名/発表者名
      Tanaka K, Tanaka M, Takegaki J, Fujino H.
    • 学会等名
      Int symposuim on human adaptation to environment and whole-body coordination
    • 発表場所
      Kobe University(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-03-14 – 2015-03-16
  • [学会発表] Regression of capillary network and expression imbalance between vascular endothelial growth factor and thrombospondin-1 in soleus muscle of ovariectomized rat2015

    • 著者名/発表者名
      Tanaka M, Kanazashi M, Maezawa T, Kondo H, Ishihara A, Fujino H
    • 学会等名
      Int symposuim on human adaptation to environment and whole-body coordination
    • 発表場所
      Kobe University(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-03-14 – 2015-03-16
  • [学会発表] Capillary and metabolic actions of exercise in skeletal muscle of type 2 diabetes2014

    • 著者名/発表者名
      Kondo H, Fujino H, Nagatomo F, Ishihara A.
    • 学会等名
      American Society for Cell Biology meeting
    • 発表場所
      Pennsylvania Convention Center(アメリカ)
    • 年月日
      2014-12-06 – 2014-12-10
  • [学会発表] Propolis attenuates the capillary regression and anti-angiogenic factor expression in unloading-induced atrophy of skeletal muscle2014

    • 著者名/発表者名
      Fujino H, Kondo H, Kanazashi M, Tanaka M, Ishihara A.
    • 学会等名
      American Society for Cell Biology meeting
    • 発表場所
      Pennsylvania Convention Center(アメリカ)
    • 年月日
      2014-12-06 – 2014-12-10
  • [学会発表] Relation of aerobic exercise training about blood sugar level and muscle capillaries in type 2 diabetes mellitus rat2014

    • 著者名/発表者名
      Murakami S, Mizuno T, Sakita M, Kanazashi M, Tanaka M, Tanaka M, Fujino H.
    • 学会等名
      Beijing international rehabilitation forum
    • 発表場所
      China National Convention Center (中国)
    • 年月日
      2014-09-19 – 2014-09-21
  • [学会発表] Nucleoprotein supplementation enhances the recovery of muscle atrophy after hindlimb unloading2014

    • 著者名/発表者名
      Fujino H, Nakanishi R, Kondo H, Nagatomo F, Ishihara A.
    • 学会等名
      American College of Sports Medicine
    • 発表場所
      Orange County Convention Center(アメリカ)
    • 年月日
      2014-05-27 – 2014-05-30
  • [学会発表] Gene polymorphisms and nutrients affect bone density and skeletal muscle mass in Japanese young women2014

    • 著者名/発表者名
      Kondo H, Fujino H, Murakami S, Nagatomo F, Ishihara A.
    • 学会等名
      American College of Sports Medicine
    • 発表場所
      Orange County Convention Center(アメリカ)
    • 年月日
      2014-05-27 – 2014-05-30
  • [学会発表] Heart rate variability Analyses using wearable sensing system in response to parabolic flight2014

    • 著者名/発表者名
      Fujino H, Kondo H, Hirayama Y, Maezawa T, Tanaka M, Tsutou A, Shinozaki R, Nagatomo F, Ishihara A.
    • 学会等名
      Experimental Biology
    • 発表場所
      San Diego Convention Center(アメリカ)
    • 年月日
      2014-04-26 – 2014-04-30
  • [学会発表] Nucleoprotein supplementation combined with intermittent loading prevents capillary regression induced by hindlimb unloading in rat soleus muscle2014

    • 著者名/発表者名
      Hirayama Y, Nakanishi R, Maeshige N, Fujino H.
    • 学会等名
      Experimental Biology
    • 発表場所
      San Diego Convention Center(アメリカ)
    • 年月日
      2014-04-26 – 2014-04-30
  • [学会発表] The enhanced effect of nucleoprotein in the recovery process of disuse muscle atrophy2014

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi R, Hirayama Y, Tanaka M, Maeshige N, Fujino H.
    • 学会等名
      Experimental Biology
    • 発表場所
      San Diego Convention Center(アメリカ)
    • 年月日
      2014-04-26 – 2014-04-30
  • [学会発表] Astaxanthin attenuates lipopolysaccharide- induced atrogin-1 expression in C2C12 myotubes2014

    • 著者名/発表者名
      Takegaki J, Kondo H, Fujino H.
    • 学会等名
      Experimental Biology
    • 発表場所
      San Diego Convention Center(アメリカ)
    • 年月日
      2014-04-26 – 2014-04-30
  • [学会発表] Effects of aerobic exercise on capillary architecture of extensor digitorum longus in rat2014

    • 著者名/発表者名
      Murakami S, Sakita M, Kondo H, Kanazashi M, Tanaka M, Tanaka M, Ohtsuka A, Momota R, Fujino H.
    • 学会等名
      Experimental Biology
    • 発表場所
      San Diego Convention Center(アメリカ)
    • 年月日
      2014-04-26 – 2014-04-30
  • [学会発表] Difference between spontaneous aging and aerobic exercise during aging on the capillary architecture in the tibial nerve in rats2014

    • 著者名/発表者名
      Sakita M, Murakami S, Fujino H.
    • 学会等名
      Experimental Biology
    • 発表場所
      San Diego Convention Center(アメリカ)
    • 年月日
      2014-04-26 – 2014-04-30
  • [学会発表] The preventive effects of middle frequency electrical stimulation combined with eccentric contraction on disuse atrophy in deep portion of calf muscles2014

    • 著者名/発表者名
      Tanaka M, Murakami S, Fujita N, Fujino H.
    • 学会等名
      Experimental Biology
    • 発表場所
      San Diego Convention Center(アメリカ)
    • 年月日
      2014-04-26 – 2014-04-30
  • [学会発表] Relation of genetic polymorphisms and nutrient with bone density and skeletal muscle mass in Japanese young women2014

    • 著者名/発表者名
      Kondo H, Fujino H, Nagatomo F, Ishihara A.
    • 学会等名
      Experimental Biology
    • 発表場所
      San Diego Convention Center(アメリカ)
    • 年月日
      2014-04-26 – 2014-04-30

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公開日: 2016-06-01  

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