運動時のエネルギー代謝調節への中枢の関与とその機構に関する研究

运动过程中中枢参与能量代谢调节及其机制研究

• 批准号: 04J00975
• 负责人: 水野谷 航
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J00975/
• 关键词: 持久運動; TGF-β; エネルギー代謝; 糖質酸化; 脂肪酸酸化; 骨格筋; 電気刺激; ケトン体

持久運動のエネルギー源は、時間経過に伴い、糖から脂肪酸へ移行する。このエネルギー基質調節機構はまだ解明されていない。運動時にラット脳内で増加するTGF-βは、脳内投与により安静時の呼吸商を低下させる。本研究では脳内TGF-βに着目し、運動時のエネルギー代謝調節機構を、中枢神経系の関与及び主要臓器(肝臓、骨格筋)間の相互作用という観点から解明することを目的とした。まず初めに、エネルギー代謝の変化を詳細に研究するため、小動物の運動(筋収縮)を精密かつ経時的に調節可能なシステムを構築することを試みた。麻酔下ラットの左右下肢(大腿四頭筋、腓腹筋)に電極を刺し、電気刺激による筋収縮を起こし、運動モデルとしての検討を行った。周波数を様々に設定した時の血中乳酸、酸素消費量、心拍数を測定した結果、周波数依存的に増大する傾向が見られたことから、周浪数により運動強度が調節できることが示唆された。この時の乳酸閾値は周波数2-5Hzであった。2-5Hz刺激時の呼吸交換比は刺激直後は上昇し、時間と共に漸減する変化が観察された。これは持久運動初期の変化と同様であった。次に、麻酔下のラット下肢筋へ2Hz電気刺激を行い、定量的に筋収縮させ、各臓器の動静脈からカニューレを介し採血し、血中エネルギー基質成分を経時的に解析した。結果、時間経過に伴い、骨格筋での乳酸放出減少と、肝臓でのケトン体生成増加傾向を確認した。これより骨格筋での糖質利用の減少と、肝臓での脂肪酸酸化の亢進が示唆された。このとき脳内TGF-β量が、電気刺激強度依存的に上昇した。さらにTGF-βの脳内投与は肝臓でのケトン体生成増加に関し、電気刺激時と同様の傾向を示した。以上より、運動時のエネルギー代謝調節に、TGF-βを介して中枢神経系が関与する可能性が示唆された。

Prolonged exercise is associated with the source of fat, the passage of time, and the migration of sugar and fatty acids. The regulatory mechanism of stroma in the development of this disease is to be understood in detail. TGF-β increased during exercise, decreased during exercise and decreased during quiet. The purpose of this study is to investigate the relationship between TGF-β and metabolic regulation mechanisms, central nervous system, and the interaction between major organs (liver and bone) during exercise. A detailed study of the metabolism of small animals and their movements (muscle contraction), a detailed study of the regulation of the metabolism of small animals, and a detailed study of the structure of small animals. The electrodes on the left and right lower limbs (quadriceps and fibula muscles) of the lower limbs are punctured, and the muscles are contracted due to electrical stimulation, and the movement is discussed. The frequency of the pulse increases with the increase of the frequency of the pulse. The frequency of the pulse is 2 - 5 Hz. The respiratory exchange ratio during 2 - 5 Hz stimulation increased immediately after stimulation, and decreased gradually during stimulation. In the early stages of a persistent movement, the same thing happened. 2 Hz electrical stimulation of the muscles under anesthesia, quantitative analysis of muscle contraction, arterial and venous changes in the blood, and analysis of matrix components in the blood. Results: The decrease of lactic acid emission and the increase of body formation in liver tissue were confirmed with the passage of time. The decrease of carbohydrate utilization in bone and muscle and the increase of fatty acid acidification in liver are also indicated. The amount of TGF-β in the plasma increased depending on the intensity of electrical stimulation. The relationship between TGF-β expression and the increase of body formation in liver tissue was also studied. These findings suggest that TGF-β may be involved in the regulation of metabolism during exercise.