Neural and Humoral Regulation of Circulatory and Metabolc Systems during exercise

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我々はシステム生理学的なアプローチを駆使し、先行研究にて開発した小動物を用いた実験モデルで運動時の骨格筋末梢循環と糖代謝の神経性・体液性調節メカニズムに焦点を絞って研究を行ってきた。今年度は、昨年コロナ禍、入手が困難だった特定の測定機器と薬品が利用可能となり、頸動脈洞への圧入力を制御する実験システムを構築することで、昨年度の遅れを補うための一連の取り組みを行った。今年度は運動時の神経性調節と体液性調節の相互作用メカニズムの解明に取り組み、頸動脈洞への圧入力の変化に伴う交感神経性由来の代謝反応、およびノルエピネフリン及びエピネフリン投与による体液性由来の代謝反応の定量解析を行い比較検討を進めた。５匹の8週齢のオスSDラットを対象に、麻酔下で人工呼吸を行いながら、呼吸ごとに呼気流量と呼気ガスの分析を質量分析計を用いて行った。さらに、糖質の代謝動態を定量的に評価するために、13Cで標識したグルコースを各条件下で静脈投与し、代謝された基質の酸化量を算出した。その結果、頸動脈洞への圧入力の変化にともなう交感神経活動由来の代謝反応の変化は微小である一方、ノルエピネフリン及びエピネフリン投与時には代謝量が著しく増加することが確認された。これらの実験結果は、運動時における神経性調節と体液性調節の役割とその相互作用メカニズムについての新たな洞察を提供する。この成果を元に、次年度、引き続きこの領域の研究を深め、運動に対する呼吸・循環・代謝動態を説明する新しいモデルの開発と生体恒常性維持のメカニズムに関する包括的な理解を目指す。