【研究分野】スポーツ科学

【研究領域課題番号】16H01870 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生体計測 / 筋腱複合体 / 成長・発育 / 加齢 / スポーツパフォーマンス / 身体運動能力 / 外傷・障害予防 / Fascia、膜性組織 / 筋腱特性 / 個人差 / 健康増進 / トレーニング / 成長 / 競技力向上 / 可塑性 / 骨格筋特性

【研究成果の概要】

人間の身体運動能力を支える骨格筋の「形態的・質的・機能的」特性の解明や、それらの可塑性に関する研究を進め、発展させた。4年間をかけて、アスリート、青年・中高齢者、子供（未就学児・低学年児）を対象にした研究を進め、それぞれについて、競技力との関連性、身体運動能力を支える骨格筋特性の解明や介入研究を通じたその改善法の開発、歩・走・跳といった基本的な運動能力の発達の特徴について、筋特性との関連性から検討を行った。研究成果は国内外での学会発表・招待講演やシンポジウム・ワークショップの開催、学術論文の出版などに結実するとともに、体操の開発と普及、運動用具の開発など、一般社会に向けての応用も行った。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】44,200千円 (直接経費: 34,000千円、間接経費: 10,200千円)

【研究分野】身体教育学

【研究領域課題番号】24300209 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生体計測 / 筋腱複合体 / 筋腱相互作用 / 力学的特性 / トレーニング / バイオメカニクス / 加齢 / 骨格筋 / 筋腱動態

【研究成果の概要】

本研究は、人間の骨格筋・腱動態の生体計測を通じて身体運動に関わる骨格筋と腱の適応性について調べ、身体運動のメカニズムを明らかにすることを目的とした。超音波装置や3次元動作解析を通じて、下肢の筋や腱動態、ランニング中の下肢関節の力学的特性を評価した。また、筋収縮後に筋力が一過的に増加する現象に関して、事前の筋収縮強度、運動速度や強度が筋力や身体パフォーマンスに影響を及ぼすという知見を得た。さらに、レジスタンストレーニングによって骨格筋のみならず腱組織も適応する事実を発見した。本研究では、骨格筋・腱組織の動態や適応性の評価を通じて、身体運動の規定因子やパフォーマンス向上のメカニズムを明らかにした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)

【研究分野】スポーツ科学

【研究領域課題番号】18680046 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

トレーニング科学 / トレーニング / 血液量 / 腱 / 酸素飽和度 / ヒト生体 / 超音波 / 女性 / 加齢 / 筋腱複合体

【研究成果の概要】

ヒト生体の腱組織における加齢現象やトレーニングによる変化のメカニズムを「力学的因子」と「代謝的因子」との関わりから明らかにすることを目的とした。腱組織の伸展性は加齢とともに低下し、それは筋よりも早期に生じることが明らかになった。さらに、トレーニング様式により腱の力学的および代謝的因子に及ぼす影響が異なり、特に等尺性トレーニングでは腱血液量の増加を伴うことなく、腱ステイッフネスを著しく増加させた。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】28,340千円 (直接経費: 21,800千円、間接経費: 6,540千円)

【研究分野】スポーツ科学

【研究領域課題番号】17300204 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

骨格筋 / 性ホルモン / 自己分泌 / 運動 / 加齢 / トレーニング / 自己産生

【研究成果の概要】

本研究では,性ホルモンの合成組織として骨格筋に着目し,その合成経路が運動により亢進することにより,性ホルモン合成の亢進に寄与するという仮説を立証することを目的とする.上記の研究課題を明らかにするために,骨格筋における性ホルモン合成酵素の発現の有無と局所性ホルモン代謝動態について検討した(研究課題I).さらに,運動による骨格筋内の性ホルモン産生経路を明らかにするために,運動が骨格筋内の性ホルモン合成酵素に及ぼす影響とその性差について検討した(研究課題II).
その結果,骨格筋における性ホルモン産生機序に着目し,骨格筋内の性ホルモン合成酵素の遺伝子・タンパク発現が存在することを確認し,骨格筋には性ホルモン代謝経路が存在し,局所にて性ホルモンを産生する器官となりうる可能性を明らかにした(研究課題I).また,骨格筋内の性ホルモン合成酵素の遺伝子・タンパク発現には性差があり,運動刺激に対するそれらの発現応答にも性差があるという結果を得たことから(研究課題II),運動による骨格筋の適応機序に局所の性ホレモン代謝が関与している可能性が示された.それゆえ,運動による性ホルモン作用は,内分泌経路の他に,末梢組織(骨格筋)における局所の性ホルモン産生が重要な役割を果たしている可能性が示された.

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2007

【配分額】16,340千円 (直接経費: 15,200千円、間接経費: 1,140千円)

【研究分野】体育学

【研究領域課題番号】13898002 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

共同研究 / 技術提携 / 加齢 / トレーニング / 血流量 / 血管

【研究成果の概要】

「運動時の循環調節」のメカニズム解明には1)中枢主体の制御,2)末梢主体の制御,3)中枢と末梢の相互影響の面から解決すべき問題点を整理する必要のあることが示されている。そこで,本企画調査においては、上記の観点から、国内外の研究者間の論議を深め,現時点で解決すべき重点課題を探索すると共に先進的な研究成果をあげるための共同研究の準備を行うことを目的とした.本企画調査では、班員全体と小テーマ毎の討論を行って問題を整理した上で、国外からの研究者を交えた総合討論を行った。解決すべき課題は1)血管および血流調節の立場から(松田、前田、宮地、狩野、前田)、2)神経系との関連の立場から(斎藤、中村、定本)、3)呼吸・筋代謝との関連から(古賀、福場、石田、久野、浜岡、三浦、篠原)、4)筋活動との関係から(森谷、西保、加賀谷)から検討された。そして、「運動時の循環調節」は血管と血流量の調節、呼吸と代謝、トレーニングと加齢に焦点をあてて検討すべきであることが明瞭になった。そこで、国外から、John R.Halliwill (Mayo Clinic and Foundation、USA)とGoran Radegran (Copenhagen Muscle Research Center, Denmark)を招聘し、運動時循環研究の展望について、前者とは"Mechanisms and clinical implications of post-exercise hypotension in humans"、後者とは"Regulation of human skeletal muscle exercise hyperaemia"に焦点を当てた意見交換を行った。そのどちらについても加齢やトレーニングを視野に入れた共同研究の重要性と技術提携の必要性が指摘された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2001

【配分額】2,200千円 (直接経費: 2,200千円)

【研究分野】体育学

【研究領域課題番号】12898002 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

血流調節 / 運動パフォーマンス / 酸素輸送系 / 筋代謝 / 加齢 / トレーニング

【研究成果の概要】

運動時の循環に関する研究分野は現在発展が著しく、社会的観点からも解決の迫られている問題も多い。しかし、本邦においては個々の研究者が限られた研究環境の中で独立して行っていて,必ずしも効率的に研究が進められてはいない.この複合的な領域の研究進展のためには,有機的に連携した共同研究の必要性が強く認識された.そこで本研究は、当該分野の研究が格段に発展するための研究課題を調査し、それらを遂行できる研究者及び研究設備とを併せて明らかにすることを目的とした。検討の結果、重点的に推進すべき課題は1.運動時の血流調節メカニズム、2.運動のパフォーマンスとの関連、3.酸素輸送系としての呼吸循環調節、4.筋の代謝との関連、5.加齢及びトレーニングとの関連、となった.「運動時の血流調節メカニズム」に関しては、血流再分配、内皮由来血管作動物質(前田)、末梢循環に対する遠心性制御(斉藤)、筋収縮のタイミングとの関連(森谷)を、「運動のパフォーマンスとの関連」については、筋出力と循環変数との関連(定本)、筋持久力と最大血流量との関連(加賀谷)、が具体的に取り組むべきテーマとしてあげられた.また、「酸素輸送系としての呼吸循環調節」については、呼吸循環応答の精度(篠原)、運動開始直後の呼吸・循環関連(石田)や酸素摂取応答規定因子(古賀)、酸素摂取動態規定因子(福場)、血液循環と酸素消費の調節機序(中村)が取り上げられ、「筋の代謝との関連」では骨格筋への酸素供給・利用(浜岡)、骨格筋での酸素消費調節(久野)、酸素供給・消費の筋内不均一性(三浦)、「加齢及びトレーニング」ではトレーニングと血管形態(宮地)、加齢と毛細血管床(狩野)が重要テーマであることが示された。さらに、これらは上記研究者を中心として共同研究の実施が可能であり、様々な技法を用いて検討することにより、この分野の研究が飛躍的に発展すると考えられた.

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2000

【配分額】1,400千円 (直接経費: 1,400千円)

【研究分野】体育学

【研究領域課題番号】12480007 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生活遂行能力 / 筋量 / 筋力 / 筋パワー / 加齢変化 / 筋萎縮 / 部位差 / 運動処方 / 歩行パワー / 走行パワー / 膝伸展筋群 / 筋厚 / 車椅子利用車 / 加齢 / 体幹筋量 / 超音波法 / 歩・走パワー / トレーニング / 中年女性 / 身体組成 / インピーダンス法 / MRI法 / 体肢筋体積 / 関節トルク / トルク / 筋体積比

【研究成果の概要】

本研究は、多人数の被験者集団にも応用可能な簡便な筋量・筋機能の評価方法を確立すると同時に、それを若年齢者から高齢者までの幅広い年齢層に適応し、現代日本人の生活遂行能力(ライフ・フィットネス)の現状、およびそれを維持・増進するための運動プラグラムについて検討することを目的とした。その主な結果は次に示す通りであった。1)インピーダンス法および超音波法による体肢筋体積の測定値は、magnetic resonance imaging法により実測された値ときわめて高い相関関係にあり、多人数を対象にしたフィールドワーク的な研究において、筋量の定量化に有用であるということが示唆された2)加齢に伴う筋体積および筋力の低下は上肢筋群より下肢筋群において顕著であり,なかでも膝伸展筋群のでは40歳代以降に減少し始めることが明らかになった。また、腹部の筋厚は下肢の筋群のそれと同様に加齢の影響を受けやすいことが明らかになった。3)下肢筋群の機能について膝伸展パワーおよび歩・走パワーの測定結果も加え検討したところ、等尺性筋力よりも動的な状態で発揮されるパワーの方が加齢の影響を受けやすいことが明らかとなった。4)中年女性30名を対象に、体重を負荷とする運動プログラムを6ヶ月間にわたり実施した結果、週5日以上の頻度で運動を実施した者の場合に、トレーニング期間終了後、皮下脂肪量が減少し、体脂肪率が低下する傾向がみられ、椅子の坐り立ち、膝伸展パワー、走スピードといった身体機能に関する測定結果も有意に改善された。さらに、中高年齢女性では、1日の歩行数と筋体積当たりの膝伸展力および踵骨の強度との間に正の相関関係が認められ、中高年齢期における身体活動量の維持・増進は、筋機能および骨強度を正常に保つうえで、重要な役割を果たしていると考えられた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2000 - 2002

【配分額】15,800千円 (直接経費: 15,800千円)

【研究分野】体育学

【研究領域課題番号】11780050 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

造血幹細胞 / 血管新生 / 内皮細胞 / 加齢 / 身体活動 / 血管再構築 / 造血前駆細胞 / トレーニング

【研究成果の概要】

最近の研究では、造血前駆細胞(幹細胞)が内皮細胞へと形質変換し、虚血損傷筋における血管の再構築に寄与するとの報告がされており、このことは血管の再構築や血管新生に造血システムが寄与する可能性を示唆するものである。また、加齢に伴い血管の再構築や毛細血管新生能が低下することも知られている。この知見をもとに「加齢による血管再構築能に造血前駆細胞由来の血管内皮細胞の減少が寄与する」と仮説した。この仮説をヒトを用いた実験系で検証する第一段階として、中高齢者と若年成人との末梢血中造血幹細胞数を比較した。仮説が妥当であれば、中高齢者の方が末梢血中造血幹細胞数が少ないはずである。
6名の中高齢者(40歳〜68歳)との6名の若年成人(20歳〜30歳)の起床時の末梢血中造血幹細胞数を比較した。末梢血中造血幹細胞数は中高齢者の方が有意に小さい値を示した。さらに、年齢と末梢血中造血幹細胞数との間に有意な負の相関が観察された。また、一過性の運動(40分間、80%Vo2max)によって末梢血中造血幹細胞数は増加することを昨年の報告書で報告した。中高齢者と若年性人で一過性の運動による末梢血中造血幹細胞数の増加の程度を比較したところその増加量には有意差は見られなかった。
以上の結果は、加齢により、骨髄における造血が低下したか、骨髄から末梢血中に造血幹細胞が放出されにくくなったことを示唆している。加齢によって末梢血中の造血幹細胞数が減少することで、様々な要因による血管壁内皮細胞の損傷からの修復能が低下する可能性が考えられる。

【研究種目】奨励研究(A)

【研究期間】1999 - 2000

【配分額】2,100千円 (直接経費: 2,100千円)