Effect of acute intermittent hypoxia and hypercapnia on lower limb motor function

急性间歇性缺氧和高碳酸血症对下肢运动功能的影响

• 批准号: 22K21227
• 负责人: 波多野 慶
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: National Agency for the Advancement of Sports and Health
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K21227/
• 关键词: 低酸素; 高二酸化炭素; 筋力; 脊髄運動ニューロン; 運動神経; 最大随意筋力; 力調節安定性

申請者は、先行研究と自身のこれまでの検討から、動脈血の酸素（O2）濃度の低下や二酸化炭素（CO2）濃度の上昇が体肢筋を支配する脊髄運動ニューロンの興奮性を増加させる可能性を見出している。本研究では、吸気のO2濃度とCO2濃度を変化させる呼吸介入が、神経性の要因を介して随意的な筋力発揮に及ぼす影響を明らかとすることを目的としている。本研究は神経性の障害の無い者を対象としている。本研究で用いる呼吸介入は、短時間の低O2曝露の繰り返しと短時間の高CO2曝露の繰り返しの二条件とする。それぞれの呼吸介入は、先行研究の検討に基づき、低O2ガス吸入と外部死腔付加によるCO2再呼吸法によって行う。呼吸介入の前後で測定される検討項目は、１）随意的な最大足関節底屈力、２）随意的な最大下の足関節底屈力の安定性、３）電気刺激によるヒラメ筋の反応である。１）および２）の筋力は随意的な運動出力の指標として測定する。３）では、ヒラメ筋のH波およびF波を脊髄運動ニューロンの興奮性を反映する神経筋活動の指標として測定する。本研究は、呼吸介入が脊髄の神経活動への影響を介して、運動機能を改善する可能性を探るものである。本研究で運動機能に対する呼吸介入の影響が明らかとなれば、リハビリテーションやスポーツトレーニングの場における応用へ繋がることが期待される。今年度は、実験実施のための所属機関内の手続き、実験で用いる機材および消耗品の調達、予備実験の実施を進めた。しかしながら、新型コロナウイルス感染症の度重なる拡大のため、計画していた低O2曝露の影響を検討する本実験の実施には進めなかった。

从以前的研究及其先前的研究中，申请人发现，动脉血液中较低的氧（O2）水平和二氧化碳（CO2）水平升高可能会增加控制肢体肌肉的脊柱运动神经元的兴奋性。这项研究旨在阐明呼吸道干预的影响，这些干预措施会通过神经系统因素改变灵感O2和二氧化碳浓度对自愿肌肉发挥作用的影响。这项研究的重点是没有神经系统疾病的人。这项研究中使用的呼吸干预措施是两个条件：重复一段短的O2暴露时间，并重复短期高CO2暴露。根据先前的研究，每种呼吸干预都是通过二氧化碳重新呼吸和较低的O2气体吸入和外部死腔进行的。呼吸干预之前和之后要考虑的项目是1）自愿性最大plant屈力，2）自愿施加次最大的plantarflexion力和3）由于电刺激而导致比目鱼肌的反应。 1）和2）中的肌肉力量作为自愿运动输出的指标进行测量。 3）比目鱼肌的H和F波被测量为反映脊柱运动神经元兴奋性的神经肌肉活性的指标。这项研究探讨了呼吸干预措施通过对脊髓神经活动的影响改善运动功能的潜力。如果在这项研究中揭示了呼吸干预对运动功能的影响，则预计将导致在康复和运动训练环境中的应用。今年，我们在附属机构内进行了程序，以进行实验，采购用于实验中的设备和消耗品，并进行初步实验。但是，由于COVID-19的反复扩散，该实验没有进行研究，以研究计划的低O2暴露的影响。