ヒトにおける心筋および骨格筋の脂質代謝と運動強度の関係

人体心肌和骨骼肌脂质代谢与运动强度的关系

基本信息

批准号：
11878002
负责人：
窪田和雄
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ポジトロン断層(PET)と糖代謝のトレーサー、^<18>Fフルオロデオキシグルコース(FDG)を用いて、運動時の筋肉の糖代謝を測定した。被検者にFDGを静注前に15分、後に20分ランニングさせてPETで撮像した。運動強度はVO_2maxの60-65%程度の有酸素運動に担当した。安静時と比べ、下腿の筋肉では著明にFDG集積が上昇しており、これは有酸素運動時の筋肉の運動エネルギー源として、グルコースが消費されたことを示している。詳細に調べると、下腿背側筋群では安静時の3倍、足底筋では5倍のFDG集積があり、ランニングの際にこれらの筋肉が主として使われたことがわかった一方、使われていない筋肉では安静時よりもFDG集積は低下しており、急激な需要の増大に応じるためにグルコースのシフトが起こっていると考えた。更に、VO_2maxの80%以上に相当する、極めて激しい運動、全力疾走を行ったときのFDG-PETを施行したところ、逆に下肢へのFDG集積は著明に減少した。これは激しい無酸素運動時に筋肉のエネルギー源が糖質から他の物資に切り替わったことを意味する。そこで脂肪酸の代謝トレーサーである^<123>I-BMIPPとガンマカメラを用いて、運動負荷時の脂肪酸代謝画像を撮影した。運動強度を、VO_2maxの40%、70%、80%と増やして検査を行ったところ、運動強度に比例して筋肉への脂肪酸の集積の亢進が進められた。ここでは運動強度の正確なコントロールのために自転車エルゴメーターを用いたので、使われた筋肉は大腿と腰筋群であった。本研究では従来間接的な測定により調べられてきた筋肉の代謝を、放射性トレーサーとPETあるいはガンマカメラを用いて直接測定し、従来の定説を覆す結果が得られた。

使用正电子发射断层扫描(PET)和葡萄糖代谢示踪剂18 F氟脱氧葡萄糖(FDG)测量运动期间的肌肉葡萄糖代谢。受试者被要求在静脉注射 FDG 之前跑 15 分钟，之后跑 20 分钟，并使用 PET 拍摄图像。运动强度为有氧运动，约为VO_2max的60-65%。与静息状态相比，小腿肌肉中的 FDG 摄取量显着增加，表明有氧运动期间葡萄糖作为肌肉的能量来源被消耗。详细检查后发现，腿部背部肌肉中的 FDG 积累量比休息时高出 3 倍，跖肌中的 FDG 积累量高出 5 倍，这表明这些肌肉主要在跑步时使用，FDG 积累量低于休息时的肌肉。没有受到影响，我们假设葡萄糖正在发生变化，以满足突然增加的需求。此外，当在相当于 VO_2max 80% 以上的极度剧烈运动（例如短跑）期间进行 FDG-PET 时，下肢的 FDG 积累显着减少。这意味着在剧烈的无氧运动中，肌肉会从碳水化合物转向其他能量来源。因此，我们使用脂肪酸代谢示踪剂^<123>I-BMIPP和伽玛相机来拍摄运动期间脂肪酸代谢的图像。当运动强度增加到VO_2max的40%、70%和80%时，肌肉中脂肪酸的积累与运动强度成正比增加。这里使用自行车测力计来精确控制运动强度，因此使用的肌肉是大腿和腰肌。在这项研究中，传统上通过间接测量来研究肌肉代谢，使用放射性示踪剂和PET或伽马相机直接测量，获得了颠覆传统理论的结果。