スポーツ健康科学研究科博士課程前期課程1回生　道羅絢斗さんが, スポーツ健康科学部・同研究科菅唯志助教, 塚本敏人助教, 橋本健志教授, 伊坂忠夫教授, 北翔大学・生涯スポーツ学部高田真吾先生と共同で取り組まれた研究論文が「Heliyon」に原著論文として掲載されました.

 

近年，運動により人々の「生活の質」に大きく関連する認知機能を向上・改善できることが明らかにされています．本研究グループもレジスタンス運動後の認知実行機能の改善程度を検討した結果, 低強度運動に比べ高強度運動でその効果はより高まることを明らかにしています（Tsukamoto et al. PLoS One, 2017）．しかしながら，高強度レジスタンス運動は，高齢者や有疾患者に施行することがしばしば困難です．一方で，スロートレーニングと呼ばれるレジスタンス運動は高齢者や慢性疾患者でも安全に実施できる効果的なレジスタンス運動として期待されています．スロートレーニングは低速度で運動を実施するため，筋骨格系や心血管系にかかる負荷が比較的小さいとされています．また，低速度で運動を行い，筋発揮張力を維持することでトレーニング効果を高めます．実際に，低強度レジスタンス運動であってもスロートレーニングを用いることで筋肥大・筋力増強効果を得られることが明らかにされています．本研究では，一般的な運動速度（拳上（コンセントリック）局面1秒, 下降（エキセントリック）局面, 脱力局面1秒）での低強度レジスタンス運動（最大挙上重量の30%）とスロートレーニング（拳上（コンセントリック）局面3秒, 下降（エキセントリック）局面, １秒維持（アイソメトリック））を用いた低強度レジスタンス運動をそれぞれ実施した後の認知実行機能を比較しました．その結果，両条件とも認知実行機能は亢進しました．しかし，その認知実行機能の亢進が認められた時間はスロートレーニングを用いることでより持続しました．したがって本研究の結果は，スロートレーニングを用いた低強度レジスタンス運動は筋機能および脳機能の双方を効果的・効率的に向上させることができ，且つ幅広い人々が実施可能な汎用性の高い運動処方となる可能性を示唆しました．

https://www.cell.com/heliyon/pdf/S2405-8440(21)00366-2.pdf

産経新聞WEB版および紙面（滋賀版）にスポーツ健康科学部教員による記事が
連載されることになりました。

＜記事引用＞
東京五輪・パラリンピックを前に、注目が集まるスポーツや身近な健康に関する
最先端の話題を立命館大スポーツ健康科学部（滋賀県草津市）の専門家が分かり
やすく紹介する。

第1回目は、橋本健志教授による「【スポーツ・健康のいま】「乳酸」は競技力
向上の源」です。

今後の連載についてもご期待ください！
掲載URL
https://www.sankei.com/life/news/210204/lif2102040021-n1.html

本学部教授・橋本健志先生が、理工学部教授の小西聡先生と共同で取り組まれた研究が「Scientific Reports」に原著論文として掲載されました．

 

米国環境保護庁が2035年までに哺乳類の実験使用中止を発表しており、これまで創薬分野、医学・生理学分野や食品科学・栄養科学分野において用いられてきた動物実験の代替手段が求められてきています。実際、ナノマイクロテクノロジーを活用したオンチップ培養細胞組織・臓器（OoC）研究が活発になってきています。ただ、これらの国内外の研究の大部分が、OoCのモニタリング分析やその自動化に主眼を置いているのに対し、本研究は、モニタリング情報のOoCの制御への活用に着目したものになります。

本研究で取り扱った細胞は、脂肪細胞と骨格筋細胞です。脂肪細胞中には脂肪滴と呼ばれる中性脂肪の貯蔵庫が存在し、食事（主に糖質）摂取により分泌されるインスリンによって中性脂肪は合成され、脂肪滴に蓄積します。一方、運動時などは、アドレナリン分泌によって（中性）脂肪分解が進み、脂肪滴が縮小化します。本研究では、こうした生体での生理反応を薬理（インスリンとアドレナリン）刺激によって模倣し、脂肪滴の大きさの増減を制御しました。そして、画像情報により脂肪滴サイズをコンピュータ解析し、結果を薬剤刺激にフィードバックするシステムを世界で初めて構築しました。これにより、どのような外的刺激（栄養過多など）が脂肪合成を高めてしまうのか、また、それを抑制するにはどの程度の脂肪分解刺激（運動など）が必要なのかが明らかになります。

また、骨格筋細胞には、電気刺激を印加して筋収縮（運動）を誘発し、産生された乳酸をモニタリングしました。このデバイスは、微細流路、バルブやポンプ等の流体制御デバイスによる自動培地交換、生化学センサによる様々なモニタリング技術が集積されたものになります。ナノマイクロテクノロジーを専門とする小西教授と、細胞の代謝制御機構を専門分野とする橋本教授の融合知により得られた研究成果は、今後、さらなる高度化を経て、新規animal freeな次世代生体反応検証モデルとして活用されるものと期待されます。

 

Cell and tissue system capable of automated culture, stimulation, and monitor with the aim of feedback control of organs‑on‑a‑chip. Satoshi Konishi, Takeshi Hashimoto, Tsubasa Nakabuchi, Takatoshi Ozeki, Hiroki Kajita.

Scientific Reports. https://www.nature.com/articles/s41598-020-80447-2