有酸素性代謝能力を効果的に向上させる低酸素環境を利用した持久的トレーニングの探索

利用低氧环境进行耐力训练有效提高有氧代谢能力的探索

• 批准号: 21K11380
• 负责人: 高倉 久志
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Doshisha University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K11380/
• 关键词: 低酸素暴露; ミトコンドリア; エリスロポエチン; HIF-1α; 筋有酸素性代謝能力; 筋組織; 低酸素環境; 持久的トレーニング; 低酸素トレーニング; 酸素供給機構; ミトコンドリア生合成; 有酸素性代謝; シグナル伝達

持久的競技パフォーマンスを向上させるための低酸素環境を用いた最適な運動トレーニング（TR）方法についてはその解明に至っていない。これまでの研究において、低酸素暴露かTRを単一の刺激因子として用いた場合は、持久的競技パフォーマンスに関与する別の要因をそれぞれ向上させるものの、低酸素暴露とTRの併用はそういった適応を消失させた。昨年度までに、腎臓を対象に様々な低酸素暴露条件の影響を検証した際には、赤血球産生に重要なエリスロポエチンのmRNA発現が、12%O2の低酸素環境下であれば3時間以上の暴露によって増加した。したがって、短時間で十分な低酸素応答を引き起こすためには、少なくとも12% O2よりも厳しい酸素濃度条件で少なくとも3時間の暴露時間を設ける必要があることが示唆された。その一方で、筋組織に対する検証は不十分であったため、腎臓と同様の検証を実施した。被験動物には9週齢のWistar系雄性ラットを用いた。低酸素暴露時間の条件として1, 3, 6, 24時間と対照群を含む5条件を設定し（この際の酸素濃度は12.0%O2とした）、暴露させる低酸素濃度条件として20.9%O2, 17.7%O2, 15.4%O2, 12%O2の4条件を設定し（この際の暴露時間は3時間とした）、それぞれの刺激条件に対する筋有酸素性代謝に関わる因子のmRNA応答（Pgc1α, Myoglobin, Citrate Synthase, Hexokinase II）について検証した。その結果、筋組織においては最も条件の厳しい12% O2での暴露であっても24時間までの暴露時間では上記因子のmRNA応答に顕著な変化は認められなかった。したがって、低酸素暴露のみの刺激条件においては、腎臓における造血作用を亢進した一方で、筋組織の代謝能力については持久的運動に不利となるような応答を示さないことが示唆された。

使用低氧环境来提高耐力表现的最佳运动训练（TR）方法尚未阐明。先前的研究表明，当缺氧暴露或TR作为单一兴奋剂时，各自改善了参与耐力表现的其他因素，但缺氧暴露和TR的组合并没有改善这些适应性。直到去年，我们在验证各种低氧暴露条件对肾脏的影响时，发现对红细胞生成很重要的促红细胞生成素的mRNA表达在低氧环境中暴露超过3小时后显着降低。 12% O2 的环境增加。因此，有人建议，为了在短时间内诱导足够的缺氧反应，有必要在比至少12％O2更严格的氧浓度条件下提供至少3小时的暴露时间。另一方面，由于对肌肉组织的验证不充分，因此我们对肾脏进行了相同的验证。使用九周大的 Wistar 雄性大鼠作为试验动物。低氧暴露时间设置5个条件，包括1、3、6、24小时，以及对照组（此时氧浓度为12.0%O2），暴露的低氧浓度条件为20.9%氧气、17.7%氧气、15.4%氧气、我们设置了 12% O2 的四种条件（暴露时间为 3 小时），并研究了肌肉有氧代谢相关因子（Pgc1α、肌红蛋白、柠檬酸合酶、己糖激酶 II）对每种刺激条件的 mRNA 反应。结果，即使在最严酷的暴露条件（12% O2）长达 24 小时的情况下，肌肉组织中上述因子的 mRNA 反应也没有观察到显着变化。因此，提示在仅低氧暴露的刺激条件下，肾脏造血活性增强的同时，肌肉组织的代谢能力并没有表现出不利于耐力运动的反应。

项目成果

Muscle immobilization delays abrupt change in myoglobin saturation at onset of muscle contraction

肌肉固定可延迟肌肉收缩开始时肌红蛋白饱和度的突然变化

• DOI: 10.7600/jpfsm.11.87
• 发表时间: 2022
• 期刊: The Journal of Physical Fitness and Sports Medicine
• 作者: Takakura H;Yamada T;Furuichi Y;Hashimoto T;Iwase S;Jue T and Masuda K
• 通讯作者: Jue T and Masuda K

同志社大学スポーツ健康科学部 高倉研究室

同志社大学运动健康科学部高仓研究室

酸素濃度と低酸素暴露時間の様々な組み合わせが骨格筋への酸素供給能に及ぼす影響について.

研究氧气浓度和缺氧暴露时间的各种组合对骨骼肌供氧能力的影响。

• 发表时间: 2022
• 作者: 高倉久志;大澤晴太;見目大悟;須藤みず紀;安藤創一;井澤鉄也
• 通讯作者: 井澤鉄也

有酸素性代謝能力を効果的に向上させるための低酸素環境を用いた運動トレーニング方法の検証.

验证一种利用低氧环境有效提高有氧代谢能力的运动训练方法。

• 发表时间: 2022
• 作者: 小野高志;山野渉;川添智広;関寿大;西田周泰;小笠博義;高倉久志
• 通讯作者: 高倉久志

骨格筋有酸素性代謝能力を効果的に向上させるための低酸素環境を利用した運動トレーニング方法の検証.

验证一种利用低氧环境有效提高骨骼肌有氧代谢能力的运动训练方法。

• 发表时间: 2022
• 作者: 浦邊順史;小野くみ子;岡川隼也;中山優豊;石川朗;高倉久志
• 通讯作者: 高倉久志