高齢者の健康寿命延伸に向けた運動器不活動症候群の予防的介入戦略の開発

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昨年度，骨格筋由来の運動器不活動症候群（以下，ILSs）の発生メカニズムにミトコンドリアの機能不全ならびにそのことに基づく骨格筋代謝機能障害が関与することを明らかにした．そこで，本年度はミトコンドリアの機能維持に関わっているAMP活性化キナーゼ（AMPK）ならびに転写コアクチベーターであるPGC-1αの動態を検索した．不活動モデルはラット後肢を1，2週間ギプスで固定することで作製し，実験終了後はヒラメ筋を採取し，生化学・分子生物学的検索に供した． 結果，1週間の不活動でAMPKならびにPGC-1αの発現低下を認め，これらの動態が昨年度明らかにしたミトコンドリア恒常性の崩壊に関与していることが明らかとなった．加えて，PGC-1αの発現は筋収縮運動のみで制御されることから，ベルト電極式骨格筋電気刺激法（B-SES）を活用した筋収縮運動はILSsの予防に効果的である可能性があり，その介入戦略の開発に向けた予備的検討を行った．具体的には，B-SESの刺激条件として刺激周波数は後肢骨格筋に強縮を誘発させる目的で50Hzとし，刺激強度はラット足関節の最大底屈筋力の60％が発揮される4.7ｍAとした．そして，刺激サイクルは2秒収縮，2秒休止の1:1サイクルとし，刺激時間は15分間とし，2週間の不活動の過程で6回/週の頻度で介入を行った．結果，仮説した通りB-SES介入によって腓腹筋におけるPGC-1αの発現低下が抑制された．そして，同筋由来の筋萎縮や筋性拘縮，筋痛に進行抑制効果を認め，大腿骨の力学的脆弱性が維持され，海綿骨の微細構造変化も抑制されていた． このように，ILSsの予防にB-SES介入が有用であることが確かめられ，今後はそのメカニズムを解明するとともに，至適運動条件策定のための実験を進める予定である．