濃度の変化
著者 辻本 尚弥, 鈴木 英樹, 春日 規克, 石河 利寛
雑誌名 比較文化研究
巻 29
ページ 77‑90
発行年 2002‑03‑20
URL http://hdl.handle.net/11316/233
久留米大学比較文化研究
第29輯抜刷（本文77頁～90頁）平成14年 3 月発行
加齢及びトレーニングに対する ラット前腔骨筋蛋白濃度の変化
弥樹克寛
尚英規利
本木日河 辻鈴春石
ラット前腔骨筋蛋白濃度の変化
辻 本 尚 弥 （久留米大学健康・スポーツ科学センター）
鈴 木 英 樹（愛知教育大学）
春 日 規 克（愛知教育大学）
石 河 手リ 寛 (J順天堂
大学）Abstract
M u s c l e p r o t e i n c o n c e n t r a t i o n was compared b e t w e e n m a t u r i t y a n d s e n e s c e n c e , and t h e e f f e c t s o f r u n n i n g o r j u m p i n g t r a i n i n g w e r e s t u d i e d i n f e m a l e F i s c h e r 3 4 4 r a t s . The a n i m a l s w e r e d i v i d e d i n t o t h r e e g r o u p s : s e d e n t a r y ( S ) , r u n n i n g ( R ) a n d j u m p i n g ( J ) g r o u p s . Animals i n g r o u p R w e r e t r a i n e d w i t h t r e a d m i l l r u n n i n g ( 3 0 m/min, 6 0 min/day a n d 5 d a y s / w k ) f o r 8 w e e k s ; a n i m a l s i n g r o u p J w e r e t r a i n e d w i t h v e r t i c a l j u m p i n g ( 4 0 cm h i g h , 1 0 0 r e p e t i t i o n s / d a y , 5 days/wk) f o r 8 w e e k s . E x p e r i m e n t s w e r e p e r f o r m e d a t 6 , 1 2 , 2 0 a n d 2 7 months o f a g e .
The r e s u l t s showed t h a t body w e i g h t and t h e t i b i a l i s a n t e r i o r (TA) m u s c l e w e i g h t i n c r e a s e d up t o t h e a g e o f 2 0 m o n t h s , a n d t h e n d e c r e a s e d t o 2 7 months i n g r o u p S . T h e TA m u s c l e w e i g h t o f g r o u p R ( a t a l l a g e s ) a n d g r o u p J ( a t 2 7 m o n t h s ) was h e a v i e r t h a n t h a t o f g r o u p S . T h e p r o t e i n c o n t e n t o f t h e TA m u s c l e i n 20・month-old r a t s was h i g h e r t h a n t h a t i n 6 ‑ m o n t h ‑ o l d r a t s o f g r o u p S . The p r o ｭ t e i n c o n t e n t o f t h e TA m u s c l e i n g r o u p R ( a t 6 , 1 2 , a n d 2 7 ‑ m o n t h s ) and i n g r o u p J ( a t 6 m o n t h s ) was h i g h e r t h a n t h a t i n g r o u p S . T h e r e was n o s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e i n c o n c e n t r a t i o n o f t o t a l p r o t e i n ( T P ) , n o n ‑ c o l l a g e n o u s p r o t e i n (NCP) and m y o f i b r i l p r o t e i n (MP) b e t w e e n e a c h g r o u p a t a l l a g e s , T h e r e was n o s i g n i f i ｭ c a n t d i f f e r e n c e i n p e r c e n t a g e o f NCP p e r T P , o f MP p e r NCP, a n d o f MP p e r TP b e t w e e n e a c h g r o u p a t a l l a g e s .
T h e s e r e s u l t s i n d i c a t e t h a t p r o t e i n c o n c e n t r a t i o n s a n d t h e r a t i o o f t h e TA musｭ cle’s c o n s t i t u e n t p r o t e i n s a r e n o t c h a n g e d w i t h a g i n g i n r a t s . N e i t h e r P r o t e i n c o n ｭ c e n t r a t i o n s a n d r a t i o s a r e a f f e c t e d b y r u n n i n g o r j u m p i n g t r a i n i n g i n mature a n d s e n e s c e n t r a t s . We c o n c l u d e t h a t w h i l e a g i n g a n d t r a i n i n g a f f e c t t h e o v e r a l l TA m u s c l e w e i g h t , e a c h c o n s t i t u e n t p r o t e i n i s a f f e c t e d e q u a l l y .
‑77‑
k e y words : f e m a l e F i s c h e r 3 4 4 r a t , t i b i a l i s a n t e r i o r m u s c l e , p r o t e i n c o n c e n t r a t i o n , p r o t e i n c o n t e n t , trammg
1. 緒言
筋の機能は，成熟期以降加齢に従い低下する 25）。特にヒトの老齢期の筋力低下に関して は多くの報告がみられる I ）仰ヘ筋力の低下は，加齢に伴う筋線維の萎縮や減少が主因と なるが18），機能的変化を考えた場合には，このような筋の量的変化だけでなく筋の構成成 分からも筋の変化を考える必要がある。筋は様々な物質より構成されており，筋重量の大 部分を占める水（筋重量の約79% ）や蛋白質（約 16% ），脂質（約 3.1 %），グリコーゲン
（約0.2 ～ 1.5% ）などが構成要素である制。筋の機能に重要な役割を果たしているのが種々 の蛋白質である。老化による筋蛋白含量や各蛋白質の濃度変化は 筋の機能に対し大きく 影響する可能性があると考えられる。我々は先の研究において，成熟期の 6 ヶ月齢と 12 ヶ 月齢のラット前腔骨筋を比較した結果 筋重量は増加するが総蛋白・非コラーゲン性蛋白・
筋原線維蛋白の濃度には変化がみられないこと またトレーニングでも筋重量は増加する が蛋白濃度には変化がみられないことを報告した制。成熟期では筋重量は増加あるいは維 持され，各蛋白濃度も維持されている。しかし筋の萎縮が明らかに起こる老齢期において 筋の量的変化以外に各蛋白濃度の変化を明確に示した報告はみられない。
そこで本研究では 筋量の増加がみられる成熟期と萎縮がみられる老齢期において種々 の筋蛋白含量及び蛋白濃度とその比率を比較 さらに同時期でのトレーニングの影響を検 討した。本研究で用いたラット前腔骨筋は後肢筋の中で老化にともない萎縮や筋線維数の 減少をおこしやすい Type E 線維を多く含む筋でありへ加齢の影響についての多くの報 告がみられる引削九また走運動及びジャンプ運動時の足関節背屈時の主動筋として知ら れている仰ω。加齢の影響とさらに運動の影響を明らかにするための被験筋としては適切 であると考えた。
2. 方法
実験動物には雌’性Fischer344系ラット 80 匹を用いた（日本 SLC ）。飼育ケージは 24X 38 × 20cm の大きさで，餌（ CE-2 ：日本クレア）及び飲水は自由摂取とし，昼夜逆転した 12時間の明暗サイクルで室温22±1 ℃ 湿度60±5% の環境下で飼育した。実験群として運 動様式の異なる持久性運動群（ Run: R 群）と瞬発性運動群（ Jump: J 群）及び対照群
-78 ー
( S e d e n t a r y :
S 群）の 3 群を設けた。 R 群には持久性運動として，実験動物用トレッド ミルを用いた走トレーニングを角度0・で分速30m, 1 日 60分，週 5 日行った制制。 J 群に は瞬発性運動としてジャンプトレーニングを 高さ 40cm への跳び上がり動作によって 1日 100回，週 5 日行った仰0）。ジャンプトレーニングは刺激電極板にて事前に条件付けを行 い，実際のトレーニング時においては l ～ 2 回の電気刺激を行った。ジャンプトレーニン グに要する時間は約 5 ～ 10分で，ジャンプ間隔は不規則であった o 実験月齢である 6'
1 2 ,
20,27 ヶ月齢の 9 週間前から， 1 週間の予備トレーニング期間を設けた後，続けて 8 週間 上述のトレーニングを行った。なお予備トレーニング開始前に群聞の体重がほぼ同一にな るようにラットをそれぞれ 3 群に分けた。トレーニング終了時点で，各実験月齢のラット の体重を計測してペントパルピタール麻酔下にて頚動脈より放血し屠殺した。その後，前 腔骨筋を摘出し筋湿重量を測定した後ただちに液体窒素により冷却したイソペンタン中で 瞬間凍結し，生化学的分析を行うまで－ 60℃の冷凍庫で保存した。なお飼育・トレーニン グ・屠殺でのラットの取り扱いについては，「実験動物の飼養及び保管等に関する基準」
に沿って行った 8 ）。また本実験では病的に死亡したラットは分析から除外した。実験に供 したラットの観察からは活動，特に歩行などの行動に異常は認められなかった。また本実 験では老齢期を含めて無作為に数匹のラットを選抜し，筋張力などの生理的機能を測定し たが異常な結果は認められなかった。
各筋蛋白質の分析には 保存していた前腔骨筋の筋腹部分を用いた。まず筋を Tsika ら 27）の方法に従いホモジナイズして，総蛋白（ Total
p r o t e i n :
TP ）濃度及び非コラーゲ ン性蛋白（ Non-collagenousp r o t e i n :
NCP ）濃度測定のためサンプルを分取した後，残りは筋原線維蛋白（ Myofibril
p r o t e i n :
MP ）の抽出と精製に用いた。 NCP の抽出と 精製は Sugita らの方法によった制。筋原線維蛋白の抽出と精製は Tsika らによる Solarら 21) の変法を用いた27) 0 各蛋白質の定量には Biuret 法を用いた 3 ）。各蛋白濃度の測定後，
総蛋白含量を筋重量に TP 浪度を乗じることで求めた。また TP 中に占める NCP の割 合（ NCP/TP 比）， NCP 中に占める MP の割合（ MP/NCP 比）および TP 中に占める MP の割合（ MP/TP 比）を算出した。
各測定値は群ごとに平均値及び、標準誤差を求め統計学的な検定を行った。トレーニング 期間中の体重増加量では，各月齢ごとにー要因（トレーニング期間前後の体重）に対応が あるこ要因（実験条件×トレーニング期間前後の体重）の分散分析にて検定した。最終体 重，筋重量，各蛋白濃度および各蛋白濃度比では 全群聞の差を二要因（実験条件×月齢）
‑79‑
の分散分析にて検定した。それぞれの分散分析では 主効果が有意となった場合の多重比 較と交互作用が有意となった場合の単純主効果の検定における多重比較に，統計量を t 値 とする Ryan 法制を用いた。 NCP/TP 比， MP/NCP 比及び MP/TP 比の検定にはど検 定を用いた。全ての検定において有意水準は 5
%
(pく 0.05 ）とした川。3
.結果1
）体重および前座骨筋重量各月齢・各群における体重と筋重量を平均値と標準誤差により図 1 に示した。体重は全 群とも 6 ヶ月齢から 20 ヶ月齢までは有意に増加したが 20 ヶ月齢と 27 ヶ月齢では差が認め られなかった。両トレーニングの影響をみると 体重は各月齢の各群聞において有意な差 はみられなかった。 S 群の筋重量は 6 ヶ月齢から 20 ヶ月齢までは増加し 20 ヶ月齢から 27 ヶ月齢にかけては有意な減少がみられた。 R 群の筋重量は 6 ヶ月齢から 20 ヶ月齢では変 化がみられず， 20 ヶ月齢から 27 ヶ月齢では有意な減少がみられた。 J 群の筋重量は全月齢 で変化がみられなかった。両トレーニング群の筋重量の変化は， 6 ヶ月齢では S 群に比 べて両運動群ともに高値を示す傾向にあり 特に R 群で有意な差がみられた。 12 ヶ月齢 では S 群に比べて R 群が有意に高値を示したが J 群では差がみられなかった。 20 ヶ月齢 では 3 群聞に有意な差がみられなかった。 27 ヶ月齢では S 群より両運動群ともに高値を 示す傾向にあり，特に R 群で有意な差がみられた。
体重lOOg 当りの相対的筋重量を平均値と標準誤差により図 2 に示した。 S 群では 6 ヶ 月齢から 12, 20 ヶ月齢において， 20 ヶ月齢から 27 ヶ月齢において有意な減少がみられた O R 群では 12 ヶ月齢から 20 ヶ月齢において有意な減少がみられ 20 ヶ月齢から 27 ヶ月齢に おいては有意な差がみられなかった o J 群では 6 ヶ月齢から 20 ヶ月齢において有意な減少 がみられ， 20 ヶ月齢から 27 ヶ月齢においては有意な差がみられなかった。両トレーニング 群の相対的筋重量において 6 ヶ月齢では S 群に比べて R 群で有意に高値を示し， 12, 20 ヶ月齢では S 群 J 群に比べて R 群が有意に高値を示した。 27 ヶ月齢では S 群に比べ て，両トレーニング群ともに有意に高値を示した。
2
）前座骨筋の蛋白濃度，蛋白含量及び各蛋白質の濃度比各月齢における各群の筋の TP 濃度 NCP 濃度及び MP 濃度を平均値と標準誤差によ り表 1 に示した。 S 群の各蛋白濃度は， TP 濃度， NCP 濃度および MP 濃度ともに 6 ケ
-80 ー
(g)
300 280
. .
.ｵc :
－~ 260
ω 注
’ U 〉、 240
。
凶 220
200
180 ・
(mg)
425
,“ d 400
ヨ 375
3也z )
~ 350
υ ω
ロ
325
~
300 275
Body weight
明 明 明
TA muscle weight
6 12 20
ｧ
(month) 27
F i g . 1 Body w e i g h t and TA m u s c l e w e i g h t o f e a c h g r o u p i n e a c h a g e V a l u e s a r e e x p r e s s e d a s meanｱSEM
* : S i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e from t h e v a l u e i n s e d e n t a r y g r o u p
t : S i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e from t h e v a l u e i n r u n g r o u p
市： Significant
d i f f e r e n c e from t h e v a l u e i n
6・monthｧ : S i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e from t h e v a l u e i n p r e v i o u s month TA : t i b i a l i s a n t e r i o r
（ー〈〉一 Sedentary, -Lト－ Run, －ートー Jump)
‑81‑
(mg/lOOg body weight)
200 *
仁コ田 Sedentary
仁コー Run
－・－ jump
n u n U
5 0
唱i唱i五ω沼津
ω
－υω
ロ玄s o
6‑month
12 画month20‑month 27‑month
F i g . 2 R e l a t i v e TA m u s c l e w e i g h t o f e a c h g r o u p i n e a c h a g e V a l u e s a r e e x p r e s s e d a s meanｱSEM
* : S i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e from t h e v a l u e i n s e d e n t a r y g r o u p
t : S i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e from t h e v a l u e i n r u n g r o u p
明： Significant
d i f f e r e n c e from t h e v a l u e i n
6・monthｧ : S i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e from t h e v a l u e i n p r e v i o u s month TA : t i b i a l i s a n t e r i o r
月齢から 20 ヶ月齢においても 筋の萎縮がみられる 20から 27 ヶ月齢においても有意な差は
みられなかった。各月齢・両トレーニング群の各蛋白濃度は S 群と比較しても有意な差
はみられず，蛋白濃度に対するトレーニングの影響は観察されなかった。次に各月齢・各群の筋総蛋白含量を平均値と標準誤差により図 3 に示した。筋の総蛋白 含量について， S 群では総蛋白含量は筋重量と同様な変化を示し 20 ヶ月齢が 6 ヶ月齢に 比べ有意に高値を示し，筋の萎縮がみられる 20 ヶ月齢と 27 ヶ月齢では差がみられなかったo R 群では 12 ヶ月齢が 6 及び20 ヶ月齢に比べ有意に高値を示し， 20 ヶ月齢と 27 ヶ月齢では 差がみられなかった o J 群では全月齢で差がみられなかった。両トレーニングによる総蛋 白含量への影響は各月齢において異なっていた o 6 ヶ月齢では S 群に比べて両運動群と
もに有意に高値を示した。 12 ヶ月齢では S 群， J 群に比べて R 群が有意に高値を示した。
20 ヶ月齢では 3 群聞に有意な差がみられなかった。 27 ヶ月齢では S 群に比べて両運動群
。。
T a b l e 1 P r o t e i n c o n c e n t r a t i o n s o f t i b i a l i s a n t e r i o r m u s c l e o f e a c h g r o u p i n e a c h a g e Age 6 ‑ m o n t h 1 2 ‑ m o n t h 20・month 2 7 ‑ m o n t h T o t a l p r o t e i n c o n c e n t r a t i o n (mg/g m u s c l e w e i g h t )
S e d e n t a r y 222ｱ 4 ( 6 )
244 土 9( 7 ) 237ｱ14 ( 7 ) 241ｱ20 ( 6 ) Run 232ｱ 9 ( 5 ) 257ｱ5 ( 9 ) 231ｱ6 ( 7 )
256土 8( 5 ) Jump 247ｱ10 ( 7 ) 2 4 7 ｱ 1 1 ( 8 ) 229ｱ 9 ( 7 )
247土 14( 6 ) NCP c o n c e n t r a t i o n (mg/g m u s c l e w e i g h t )
S e d e n t a r y 204ｱ 6 198ｱ10 198ｱ 5 201 土 12
Run 202ｱ12 230 土 7 207ｱ 5 218ｱ 1 5 Jump 201ｱ 6 219ｱ10 193ｱ12 199ｱ 9 M y o f i b r i l p r o t e i n c o n c e n t r a t i o n (mg/g m u s c l e w e i g h t )
S e d e n t a r y 112ｱ 8 117ｱ 2 113ｱ 4 106ｱ 6 Run 123ｱ 8 118ｱ 4
Jump 111ｱ 6 113 土 5
V a l u e s a r e e x p r e s s e d a s meanｱSEM ( n u m b e r )
T h e r e was n o s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e b e t w e e n e a c h g r o u p a t a l l a g e . NCP : n o n ‑ c o l l a g e n o u s p r o t e i n
(mg) 120 110
“ ~ ロ 8 100
90
。回国山。』岡睡 80 70
60 50
F i g . 3
* *
6‑month
＊明
12‑month
105ｱ 3 104ｱ 3
e s
網”
20‑month
113ｱ 9 112ｱ 6
Eコー Sedentary cコー Run
－－・－ * Jump
27 ・month
P r o t e i n c o n t e n t o f t i b i a l i s a n t e r i o r m u s c l e o f e a c h g r o u p i n e a c h a g e V a l u e s a r e e x p r e s s e d a s meanｱSEM
* : S i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e from t h e v a l u e i n s e d e n t a r y g r o u p
t : S i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e from t h e v a l u e i n r u n g r o u p
明： Significant
d i f f e r e n c e from t h e v a l u e i n
6・monthｧ : S i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e from t h e v a l u e i n p r e v i o u s month
。。
T a b l e 2 NCP p e r t o t a l p r o t e i n , m y o f i b r i l p r o t e i n p e r NCP a n d m y o f i b r i l p r o t e i n p e r t o t a l p r o t e i n o f t i b i a l i s a n t e r i o r m u s c l e o f e a c h g r o u p i n e a c h a g e
Age 6 ‑ m o n t h 1 2 ‑ m o n t h 2 0 ‑ m o n t h NCP p e r t o t a l p r o t e i n ( % )
S e d e n t a r y 92ｱ 3 ( 6 ) 81ｱ 4 ( 7 ) 85ｱ 4 ( 7 ) Run 87ｱ 3 ( 5 ) 90ｱ 2 ( 9 ) 90ｱ 2 ( 7 ) Jump 82ｱ 4 ( 7 )
89 土 3( 8 ) 84ｱ 4 ( 7 )
M y o f i b r i l p r o t e i n p e r NCP ( % )
S e d e n t a r y 55ｱ 4 60 土 2 57ｱ 2 Run 62ｱ 4 52ｱ 1 51 土 1
Jump 55ｱ 3 52ｱ 4 55ｱ 3
M y o f i b r i l p r o t e i n p e r t o t a l p r o t e i n ( % )
S e d e n t a r y 1 1 ｱ 0 . 8 1 2 ｱ 0 . 2 1 1 ｱ 0 . 4
Run 1 2 ｱ 0 . 8 12 土 0.4 1 1 ｱ 0 . 3
Jump 1 1 ｱ 0 . 6 11 土 0.6 10 土 0.3
V a l u e s a r e e x p r e s s e d a s meanｱSEM ( n u m b e r )
T h e r e was n o s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e b e t w e e n e a c h g r o u p a t a l l a g e . NCP : n o n ‑ c o l l a g e n o u s p r o t e i n
ともに高値を示す傾向にあり 特に R 群で有意な差がみられた。
2 7 ‑ m o n t h
85ｱ 4 ( 6 )
85土 5
( 5 ) 82ｱ 4 ( 6 )
53ｱ 3 53ｱ 6 56ｱ 3
1 1 ｱ 0 . 6 1 1 ｱ 0 . 9 1 1 ｱ 0 . 6
次に各月齢・各群における NCP/TP 比， MP/NCP 比 MP/TP 比を平均値と標準誤 差により表 2 に示した。 NCP/TP 比 MP/NCP 比及び MP/TP 比は 6 ヶ月齢から 20 ヶ 月齢においても筋の萎縮がみられる 20 ヶ月齢から 27 ヶ月齢においても有意な差はみられな かった。
4. 考察
ラットの体重及び筋重量は S 群において 6 ヶ月齢から 20 ヶ月齢まで増加し， 20 ヶ月齢 から 27 ヶ月齢にかけて減少した。ラットなどの実験動物では体重当りの相対的筋重量が，
萎縮や肥大の指標となることが知られている 31 ）。 S 群の各月齢における体重と筋重量の変 化の様相から， 20 ヶ月齢までと 20 ヶ月齢から 27 ヶ月齢までの変化は異なる要因によると考 えられる。 20 ヶ月齢までの成熟期では体重の増加に見合う筋重量の増加がみられないこと による。一方， 20 ヶ月齢から 27 ヶ月齢の老齢期においては体重及び筋重量はともに低下し
-84 ー
ていた。この月齢では，体重の低下以上に筋の重量が低下したことによる。これは27 ヶ月 齢という老齢期において筋の萎縮がみられたことを示している。 Holloszy らは 5 ）老齢ラッ ト足底筋で，タイプ別にみると Type I 線維に比べ Type E 線維の横断面積の減少が大き いとしている。今回用いた前腔骨筋も Type E 線維の構成比が大きい筋である 2 ）ため， 20 ヶ月齢から 27 ヶ月齢にかけてみられた筋重量の減少は Type E 線維の萎縮が大きな要因で あると考えられる。一方，各月齢における持久的な走トレーニングの影響を相対的筋重量 からみると，全月齢で両トレーニング群は対照群より有意に高値を示した。また J 群の 27 カ月齢も対照群より高値を示した。走及びジャンプ運動において前腔骨筋は接地時に働 く筋ではないが，走運動時には脚の振り動作の初期から中間期の足関節背屈時に強い収縮 がみられペジャンプ運動においては，ジャンプ動作の初期の足関節背屈時とジャンプか ら壁への挑びつき動作に移る中間期に活動していること制から考えると， トレーニング群 の筋重量の増加はトレーニングによる効果と考えられる。 27 ヶ月齢の対照群の相対的筋重 量は20 カ月齢より萎縮がみられることから，老齢期の走及びジャンプ群で対照群より相対 的筋重量が高値を示したことが筋萎縮の抑制かトレーニングによる肥大かの判断は困難で ある。しかしいずれにせよトレーニングの効果は認められた。ジャンプトレーニングは他 の月齢ではトレーニング効果が認められていない。本実験ではジャンプトレーニングにお いて運動強度の指標となるジャンプ高を月齢に関わりなく一定とした。加齢に伴う運動機 能の低下を考えると ジャンプ高を一定とした場合ラットの老齢期では相対的運動強度は 他の月齢に比べて有効であったが若い月齢ではトレーニング効果を引き出すには十分で はなかったと考えられる。ジャンプトレーニングの強度による有効性の違いについては今 後さらに詳細な検討が必要である。
本実験では成熟期の走トレーニングによる筋量の増加と 老齢期における筋の萎縮及び 走とジャンプの両トレーニングによる萎縮の抑制が観察された。しかしながら，筋を構成 している各蛋白濃度と各々の濃度比に変化はみられなかった。本実験では筋を構成してい る蛋白質を大きく 3 つの項目， TP NCP 及び MP に分類した。 TP は筋を構成する蛋白 質全てを表しており， NCP は TP より細胞外の蛋白質を除いた細胞内の蛋白質を示して いる。蛋白濃度の老齢期の変化について，筋蛋白濃度は加齢に伴う蛋白合成能の低下を反 映して老齢期で低値を示すとする先の報告がある 22）。また各蛋白質の濃度比については，
老齢群のラットでは若齢群に比べて筋形質蛋白の割合が多く，収縮蛋白の割合が少ないと する報告がある 4 ）。筋蛋白質の変化の原因が老化自体にあるのか それとも老化にともな
う不活動にあるのか明かではないが，最近の研究では老齢期と若齢期のラット速筋では蛋
白濃度には差がみられないとする報告があるお）。また萎縮を引き起こす後肢懸垂モデルでは前腔骨筋のようなラット速筋では萎縮はみられるが種々の蛋白濃度や各蛋白質の濃度比
に変化がみられないとする報告がある附8）。後肢懸垂などで引き起こされる廃用性の萎縮 では，筋全体の蛋白量は減少するが筋重量当りの筋蛋白濃度や濃度の比は維持されていることが考えられる。加齢に伴い蛋白合成能が低下し RNA 量が低下した場合においても筋 蛋白濃度に顕著な差が生じるとは限らず，また老齢による活動量の低下が筋重量の減少の
原因と考えた場合には 蛋白濃度やその比に変化がみられない後肢懸垂モデルの結果からも本実験の蛋白濃度や濃度比の変化は矛盾しないものと思われる。
トレーニングによる蛋白濃度の変化について，様式による違いはみられるものの筋形質 蛋白濃度や収縮蛋白濃度が増加するという報告がある 1 ）。しかし種々のトレーニングより 各筋蛋白濃度に差がみられない，あるいは筋の収縮要素と筋形質の割合には差がみられな いとする報告が多い 2) 9 ）制。本実験でも全月齢において対照群と両トレーニング群の各蛋 白濃度及び濃度比には変化がみられなかった。このことは筋の各蛋白濃度及び濃度比はト レーニングの様式により影響を受けにくいこと またこれは成熟期と老齢期では同様であ ることが示された。トレーニングによる蛋白合成の充進制及びコラーゲンの合成酵素であ る Prolyl hydroxylase 活性の上昇叫が報告されている。また， トレーニングによる筋線 維の肥大では，収縮要素の肥大のみならず結合組織の肥大を伴うとする McDougall ら 15) の報告がある。トレーニングでは 筋の収縮蛋白の合成が促進されるだけでなく収縮蛋白 以外の蛋白質の合成が促進され その結果として肥大した筋では各蛋白の濃度は変化せず 濃度比は一定を保っていると考えられる。筋のコラーゲン量についても， Kovanen らは 持久的走トレーニングでは結合組織川やヒドロキシプロリン量11 ）は変化しないと報告して いる。また Mikesky ら附はトレーニングにより肥大した筋では結合組織の割合が変化し ないと報告している。このことは成熟期と老齢期において違いはみられなかった本実験の 結果からも，萎縮のみられる老齢期においても各蛋白質合成のトレーニングに対する適応 能は維持されているのではないかと考えられる。筋において蛋白濃度や濃度比が変化しな いということは，生理学的にみて重要な意味があると考えられる。筋は収縮のために特化 した細胞で，細胞内にアクチンやミオシンなどの蛋白質よりなる規則的な立体構造をもち，
収縮という生理的機能を保障する装置を備えている。筋蛋白濃度や各蛋白質の濃度比，特 に筋形質蛋白と筋原線維蛋白の比が変化することは，細胞内の環境変化を引き起こすだけ
。。
ではなく，筋の高次構造の乱れを生じ生理的機能を低下させる可能性があると考えられる。
そのため正常な生理的機能保持のためには加齢やトレーニングという筋の形態的変化の過 程においても筋蛋白濃度や各蛋白質の濃度比が厳密に維持されているのではないかと思わ れる。
以上のことから，ラット前腔骨筋において筋の萎縮がみられない成熟期や筋の萎縮がみ られる老齢期でも蛋白含量に変化がみられるものの各蛋白質は同じような割合で変化し，
筋蛋白濃度及び各蛋白質の濃度比は変化しないことが示された。また成熟期や老齢期の走 及びジャンプトレーニングにおいても筋蛋白濃度及び各蛋白質の濃度比は変化しないこと が示された。
この研究は，「大和証券ヘルス財団第20回研究助成j によるものである。また研究デー タの一部はすでに発表されている（大和証券ヘルス財団の助成による研究業績集第 18集）。
5. 引用文献
1 ) A n i a n s s o n , A . , M. H e d b e r g , G . B . H e n n i n g , and G . Grimby ( 1 9 8 6 ) Muscle m o r p h o l o g y , e n z y m a t i c a c t i v i t y , and m u s c l e s t r e n g t h i n e l d e r l y men: A f o l l o w u p s t u d y . Muscle N e r v e , 9 : 5 8 5 ‑ 5 9 1 .
2) B a l d w i n , K . M . , W.W. W i n d e r , and J . 0 . H o l l o s z y ( 1 9 7 5 ) A d a p t a t i o n o f actomyosin ATPase i n d i f f e r e n t t y p e s o f m u s c l e t o endurance e x e r c i s e . Am.
J . P h y s i o l . , 2 2 9 ( 2 ) : 4 2 2 ‑ 4 2 6 .
3) G o r n a l l , A . G . , C . J . B a r d a w i l l , and M. M. David ( 1 9 4 9 ) D e t e r m i n a t i o n o f serum p r o t e i n s by means o f t h e b i u r e t m e t h o d . J . B i o l . C h e m . , 1 7 7 :
751 ・756.4) Gutmann, E . , V . H a n z l i k o v a , and B . Jakoubek ( 1 9 6 8 ) Changes i n t h e n e u r o ｭ muscular system d u r i n g o l d a g e . E x p . G e r o n t . , 3 :
141 ・ 146.5) H o l l o s z y , J . 0 . , M. C h e n , G.D. C a r t e e , and J . C . Young ( 1 9 9 1 ) S k e l e t a l musｭ c l e a t r o p h y i n o l d r a t s : D i f f e r e n t i a l c h a n g e s i n t h e t h r e e f i b e r t y p e s . Mech.
Ageing D e v . , 6 0 :
199・213.6
）石原昭彦，山崎先也，岡本啓，田口貞善 (1994 ）加齢による筋萎縮に対する運動の 効果，日本生理誌， 56,1 1 1 ‑ 1 1 7 .
7) J a w e e d , M. M . , E . E . Gordon, G . J . H e r b i s o n , and K . Kowalski ( 1 9 7 4 ) Endurance and s t r e n g t h e n i n g e x e r c i s e a d a p t a t i o n s : I . p r o t e i n c h a n g e s i n
‑87‑
s k e l e t a l m u s c l e . A r c h . P h y s . Med. R e h a b i l . ,
55,513・517.8 ）実験動物飼育保管研究（ 1980 ）実験動物飼養及び保管等に関する基準の解説，総理府 内閣総理大臣官房管理室，ぎょうせい：東京．
9 ）勝田 茂 (1974 ）ラット骨格筋線維の活動性肥大に関する電子顕微鏡的研究，体力科 学， 23:
6 7 ‑ 7 6 .
1 0 ) Kovanen, V . , H . S u o m i n e n , and E . H e i k k i n e n ( 1 9 8 0 ) C o n n e c t i v e t i s s u e o f
“ fast ” and “ slow ” skeletal m u s c l e i n r a t s
・ effectso f e n d u r a n c e t r a i n i n g . A c t a . P h y s i o l . S c a n d . , 1 0 8 : 1 7 3 ‑ 1 8 0 .
1 1 ) Kovanen, V . , H . S u o m i n e n , and E . H e i k k i n e n ( 1 9 8 4 ) C o l l a g e n o f s l o w t w i t c h and f a s t t w i t c h m u s c l e f i b e r s i n d i f f e r e n t t y p e s o f r a t s k e l e t a l m u s c l e . E u r . J . A p p l . P h y s i o l . , 5 2 : 2 3 5 ‑ 2 4 2 .
1 2 ) L a r s s o n , L . , and L . Edstrom ( 1 9 8 6 ) E f f e c t s o f age on e n z y m e ‑ h i s t o c h e m i c a l f i b e r s p e c t r a and c o n t r a c t i l e p r o p e r t i e s o f f a s t ‑ and s l o w ‑ t w i t c h s k e l e t a l m u s c l e i n r a t . J . N e u r o l . S c i . , 7 6 :
69・89.1 3 ) L a r s s o n , L . , T . A n s v e d , L . E d s t r o m , L . G o r z a , and S . S c h i a f f i n o ( 1 9 9 1 ) E f f e c t s o f age on p h y s i o l o g i c a l i m m u n o h i s t o c h e m i c a l and b i o c h e m i c a l p r o p e r t i e s o f
f a s t ‑ t w i t c h s i n g l e motor u n i t i n t h e r a t . J . P h y s i o l . , 4 4 3 : 2 5 7 ‑ 2 7 5 .
1 4 ) L i n d e r m a n , J . K . , K . L . G o s s e l i n k , F . W. B o o t h , V . R . Mukku, and R . E . G r i n d e l a n d ( 1 9 9 4 ) R e s i s t a n c e e x e r c i s e and growth hormone a s c o u n t e r m e a ｭ s u r e s f o r s k e l e t a l m u s c l e a t r o p h y i n h i n d l i m b ‑ s u s p e n d e d r a t s . Am. J . P h y s i o l . , 2 6 7 ( R e g u l a t o r y i n t e g r a t i v e Comp. P h y s i o l . 3 6 ) :
R365・R371.1 5 ) MacDougall, J . D . , D . G . S a l e , S . E . A l w a y , and J . R . S u t t o n ( 1 9 8 4 ) Muscle f i b e r number i n b i c e p s b r a c h i i i n b o d y b u i l d e r s and c o n t r o l s u b j e c t s . J . A p p l . P h y s i o l . ( R e s p i r a t . E n v i r o n . E x e r c i s e P h y s i o l . ) , 5 7 ( 5 ) :
1399・ 1403.1 6 ) M i k e s k y , A . E . , C . J . G i d d i n g s , W. M a t t h e w s , and W. J . Gonyea ( 1 9 9 1 ) Changes i n m u s c l e f i b e r s i z e and c o m p o s i t i o n i n r e s p o n s e t o h e a v y ｭ r e s i s t a n c e e x e r c i s e . M e d . S c i . S p o r t
Exer・c.,2 3 ( 9 ) : 1 0 4 2 ‑ 1 0 4 9 .
17 ）森 敏昭，吉田寿夫（ 1990 ）心理学のためのデータ解析テクニカルプック，北大路書 房：京都．
1 8 ) R o g e r s , M.A., and W. J . Evans ( 1 9 9 3 ) Changes i n s k e l e t a l m u s c l e w i t h
n o
a g i n g : E f f e c t s o f e x e r c i s e t r a i n i n g . E x e r . S p o r t S c i . R e v . , 2 1 : 6 5 ‑ 1 0 2 .
1 9 ) Roy, R . R . , D . L . H u t c h i s o n , D . J . P i r o t t i , J . H . Hodgson, and V . R . E d g e r t o n ( 1 9 9 1 ) EMG p a t t e r n s o f r a t a n k l e e x t e n s o r s and f l e x o r s d u r i n g t r e a d m i l l l o c o m o t i o n and swimming. J . A p p l . P h y s i o l . , 7 0 ( 6 ) : 2 5 2 2 ‑ 2 5 2 9 .
2 0 ) Ryan, T . A . ( 1 9 6 0 ) S i g n i f i c a n c e t e s t s f o r m u l t i p l e comparison o f p r o p o r ｭ t i o n s , v a r i a n c e s , and o t h e r s t a t i s t i c s . P s y c h o l . B u l l . , 5 7 : 3 1 8 ‑ 3 2 8 .
2 1 ) S o l a r , R . J . , D . C . P a n g , and F . N . B r i g g s ( 1 9 7 1 ) The p u r i f i c a t i o n o f c a r d i a c m y o f i b r i l s w i t h T r i t o n ‑ X 1 0 0 . B i o c h e m . B i o p h y s . A c t a . , 2 4 5 :
259・262.2 2 ) S r i v a s t a v a , U . , and K . D . Chaudhary ( 1 9 6 9 ) E f f e c t o f age on p r o t e i n and r i ｭ b o n u c l e i c a c i d m e t a b o l i s m i n mouse s k e l e t a l m u s c l e . C a n . J . B i o c h e m . , 4 7 :
231 ・235.
2 3 ) S u g i t a , H . , Y . Okumura, and K . Ayai ( 1 9 6 9 ) A p p l i c a t i o n o f p r o p e r t y o f t r o p o n i n t o d e t e r m i n a t i o n o f t r o p o m y o s i n c o n t e n t o f a s m a l l p i e c e s o f musｭ c l e . J . B i o c h e m . , 6 5 ( 6 ) :
971 ・972.2 4 ) S u o m i n e n , H . , and E . H e i k k i n e n ( 1 9 7 5 ) Enzyme a c t i v i t i e s i n m u s c l e and c o n ｭ n e c t i v e t i s s u e o f M. v a s t u s l a t e r a l i s i n h a b i t u a l l y t r a i n i n g and s e d e n t a r y 3 3 t o 7 0 ‑ y e a r ‑ o l d m e n . E u r . J . A p p l . P h y s i o l . , 3 4 : 2 4 9 ‑ 2 5 4 .
2 5 ) T a y l o r , A . W . , E.G. N o b l e , D . A . Cunningham, D . H . P a t e r s o n , and P . R e c h n i t z e r ( 1 9 9 2 ) A g e i n g , s k e l e t a l m u s c l e c o n t r a c t i o n p r o p e r t i e s and e n ｭ zyme a c t i v i t i e s w i t h e x e r c i s e . I n t e g r a t i o n o f M e d i c a l and S p o r t s S c i e n c e Med. S p o r t S c i . , B a s e l , K a r g e r , 3 7 : 1 0 9 ‑ 1 2 5 .
2 6 ) T o k i t a , M . , and K . S e k i ( 1 9 9 5 ) u n p u b l i s h e d o b s e r v a t i o n / p e r s o n a l communiｭ c a t i o n .
2 7 ) T s i k a , R . W . , R . E . H e r r i c k , and K . M. B a l d w i n ( 1 9 8 7 ) I n t e r a c t i o n o f compenｭ s a t o r y o v e r l o a d and h i n d l i m b s u s p e n s i o n on myosin i s o f o r m e x p r e s s i o n . J . A p p l . P h y s i o l . , 6 2 ( 6 ) : 2 1 8 0 ‑ 2 1 8 6 .
2 8 ) T s i k a , R . W . , R . E . H e r r i c k , and K . M. B a l d w i n ( 1 9 8 7 ) E f f e c t o f a n a b o l i c s t e r o i d s on s k e l e t a l m u s c l e mass d u r i n g h i n d l i m b s u s p e n s i o n . J . A p p l . P h y s i o l . , 6 3 ( 5 ) :
2122・2127.29 ）辻本尚弥，鈴木英樹，春日規克，石河利寛 (1994 ）中年期での運動様式の異なるトレー
‑89‑
ニングに対する骨格筋の変化，大和証券ヘルス財団の助成による研究業績集，第18集，
131 ・ 135.
30 ）辻本尚弥，鈴木英樹，春日規克，石河利寛 (1995 ）走及びジャンプトレーニングによ るラット骨格筋ミオシン重鎖アイソフォーム組成の変化，体力科学， 44: 97・104.
31 ）内山秀一，玉木哲朗，中野昭一 (1994 ）ラット骨格筋の絶対重量と体重を基準とした 相対成長に関する研究，日本生理誌， 56: 7・16.
3 2 ) W a t t , P . W . , F . J . K e l l y , D . F . G o l d s p i n k , and G . G o l d s p i n k ( 1 9 8 2 ) E x e r c i s e ｭ i n d u c e d m o r p h o l o g i c a l and b i o c h e m i c a l c h a n g e s i n s k e l e t a l m u s c l e s o f t h e r a t . J . A p p l . P h y s i o l . , 5 3 ( 5 ) :
1144・ 1151.3 3 ) Wong, T . S . , and F . W. Booth ( 1 9 8 8 ) S k e l e t a l m u s c l e e n l a r g e m e n t w i t h w e i g h t ‑ l i f t i n g e x e r c i s e by r a t s . J . A p p l . P h y s i o l . , 6 5 ( 2 ) : 9 5 0 ‑ 9 5 4 .
34 ）山口正弘，加納和孝，平田恒彦，高坂健二 (1990 ）運動生化学，金芳堂：京都， pp53-
