Elucidation of metabolic disorders in athletes due to disruption of intracellular calcium homeostasis

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本研究の目的は、アスリートによくみられる細胞内カルシウム恒常性を破綻させる要因を分子栄養学に基づいて抽出し、それらを解決することで彼ら特有の内科的疾病予防やパフォーマンスの向上に役立てることである。細胞内カルシウム恒常性の破綻はアスリートに対し、種々の問題を引き起こす。内科的疾病だけでなく、中枢・末梢神経・自律神経機能や筋収縮バランスの低下等によるパフォーマンス低下にも繋がることが示唆されている。ところが今まで細胞内カルシウム恒常性に着目したアスリートの内科的疾病に対するアプローチは殆ど行われていない。そこで申請者は細胞内カルシウム恒常性に関与する栄養素の代謝を分子栄養学的に解析することで、細胞内カルシウム恒常性と臨床症状やパフォーマンスとの関係について解明する。さらにその改善を図ることによってアスリート特有の様々な疾病の予防やパフォーマンス向上に繋がるかを検証する。アスリートのパフォーマンスは、多くの要素が影響を与えるが、脳機能がその重要な要素の一つである。脳は運動制御や感覚処理、判断能力などの重要な機能を担っており、これらの機能は神経可塑性によってサポートされる。特にシナプス可塑性は重要な役割を果たし、トレーニングや反復練習によって神経回路の結合が変化し、情報伝達が効率的に行われるようになり、これによって運動パフォーマンスが向上することが知られている。さらに、運動の経験やトレーニングは神経回路の再構築や新しいシナプスの形成を促す場合もある。その結果、アスリートは柔軟な運動パターンや高度な技術を獲得することができる。そこで令和３年度は、細胞内カルシウム恒常性とシナプス可塑性との関係について数値計算を用いて解析を進めた。その結果、興奮性シナプスに対して適度な背景ノイズが印加されることにより長期増強が起こりやすくなることを見出した。