若ウマに対するトレーニング効果がフィールド運動における赤血球膜浸透圧脆弱性の変動に及ぼす影響

若ウマに対するトレ

ῌニング効果がフィῌルド

運動における赤血球膜浸透圧脆弱性

の変動に及ぼす影響

半澤 惠*

ῌ折原健太郎**ῌ久保勝義***ῌ平賀 敦****ῌ吉田 豊*ῌ渡邉誠喜*

ῐ平成 +, 年 ++ 月 -* 日受付ῌ平成 +- 年 - 月 +/ 日受理ῑ

要約 : , 歳のサラブレッドを有酸素トレ῎ニング群 ῐGroup Aerῑ および無酸素トレ῎ニング群 ῐGroup Anaῑ に分け῍ トレ῎ニングの違いがフィ῎ルド運動負荷時の赤血球膜浸透圧脆弱性の変動に及ぼす影響を

調査したῌ 両 Group 共に῍ フィ῎ルドでの有酸素運動は赤血球膜脆弱性を抑制し῍ 逆に無酸素運動負荷は赤 血球膜脆弱性を亢進したῌ また῍ 両 Group の無酸素運動負荷時の運動能力には差異は認められなかったῌ

Group Ana の有酸素運動負荷時の RHL は RV と明確な相関を見せず῍ 一方῍ LA と有意な負の相関を示し

たが῍ Group Aer の有酸素運動負荷時の RHL は RV と有意な正の相関を示し῍ LA と相関が認められなかっ たῌ Group Ana は Group Aer に比べて῍ 有酸素運動負荷時には有酸素呼吸能が高いものとも考えられるῌ し たがって無酸素トレ῎ニングは῍ 有酸素運動能を改善したことが確認されたῌ また῍ 赤血球膜浸透圧脆弱性 は῍ トレ῎ニング効果を判定する有効な指標となりうることが明確になったῌ キῌワῌド : フィ῎ルド運動῍ サラブレッド育成馬῍ 浸透圧脆弱性῍ 赤血球῍ 運動 ῍῍῍῍῍῍῍῍῍῍῍῍῍῍῍῍῍῍῍῍῍῍῍

緒

言

blood lactate accumulation : OBLAῑ と呼称された-ῑ

ῌ ヒ トでは血中乳酸値が . mM を越える走速度 ῐVLA.ῑ が高い ほど有酸素運動能力が高いものと判断されており.῍/ῑ ῍ また 軽種馬においても VLA.は運動能力を示す指標と考えられ ている0῍1ῑ ῌ さらに῍ 最大運動負荷時の血中乳酸値が高いほ ど無酸素運動能力が高いとの考え方もある2῍3ῑ ῌ 一方῍ 育成 馬に対する無酸素運動負荷のトレ῎ニング効果が注目され ている+*῏+-ῑ ῌ HANZAWAet al.+.ῑ は῍ サラブレッドにおけるトレッドミ ル運動に伴う赤血球膜脆弱性の変動は῍ 血液の pH 値およ び温度の変化によって生じることを明確にしたῌ 比較的短 時間の運動負荷時の pH 値は῍ おもに酸素の供給と消費の バランスによって変化する二酸化炭素分圧ῐPCO,ῑ および 炭酸イオン濃度 ῐHCO-ῒῑ῍ ならびに解糖系によるピルビ ン酸の蓄積と TCA 回路によるその分解のバランスによっ て変化する血中乳酸濃度によって変動する+/῏+2ῑ ῌ したがっ て赤血球膜脆弱性は῍ 運動機能に重要な呼吸器ῌ循環器系 の骨格筋への酸素供給能を鋭敏に反映するとも考えられ るῌ そこで本実験は῍ 育成馬に対する無酸素トレ῎ニングの 効果をフィ῎ルド運動負荷により判定する際に῍ 赤血球膜 浸透圧脆弱性が有効な指標となりうるか否かを明確にする ため῍ トレ῎ニングの違いがフィ῎ルド運動負荷時の赤血 球膜浸透圧脆弱性の変動に及ぼす影響を調査することを目 的としたῌ * ** *** **** 東京農業大学農学部畜産学科 神奈川県庁食糧肥料分析センタ῎ 日本中央競馬会競走馬総合研究所 日本中央競馬会日高育成牧場 ῍ .0 ῐ+ῑ῍ .+ῌ.1 ῐ,**+ῑ

材料および方法

ピュタ PE--***
Polar
Finland を用い
本試験期

間中継続的に測定した 試料採取 : 血液は運動 -* 分前および運動 / 分後に
ヘ パリン処理試験管に採取し
直ちに氷冷保存し
, 時間以 内に処理ῌ解析した ヘマトクリット値 ῎Htῌ ῌ῏ : ミクロヘマトクリット遠 心法により測定した 血中乳酸値 ῎LAῌ mM῏ : 自動乳酸測定装置 YSI-+/** Sport
Yellow Springs 社製
USA により測定した

赤血球膜の浸透圧脆弱性 : 常法に基づき血漿を分離後
氷冷下で PBS にて遠心洗浄して得た赤血球泥を用いて
*./0῍ NaCl に対する溶血率 HL
῍ を測定した+3 さら に
フィルド運動前後の変化量を相対溶血率 RHL
῍ とし
次式により算出した RHL(aft HL/bef HL +)+** ただし
bef HL は運動 -* 分前の赤血球の HL であり
aft HLは運動 / 分後の赤血球の HL である 統計処理 : デタは
RV と LA とに基づき
有酸素運

動は Aer-+ : 2.*3.* m/s
Aer-, : 3.*3./ m/s
Aer-- :

3./+*.* m/s
Aer-. : +*.*+*./ m/s
および Aer-/ : +*./ ++./ m/s の / 段階 Aer-+/
無酸素運動は Ana : +,.* +-./ m/s および全力疾走 Max : +..*+0.* m/s の計 1群に分け
運動強度間およびトレニング群間の差異を ,元配置分散分析により解析し
有意差 P*.*/ が検出 された場合は LSD により平均分離した 全てのデタは 平均値標準誤差であらわした さらに
RV および RHL と各形質との関係について回帰分析した

結

果

Table + E#ects of exercise intensity on certain physiological characters in aerobic training (Group Aer) and anaerobic training (Group Ana) of thoroughbred young horses

半澤ῌ折原ῌ久保ῌ平賀ῌ吉田ῌ渡邉

得たῌ すなわち῍ HR および Ht は運動強度に応じて増加し たが῍ Group Aer と Ana との間に有意な差異は認められ な か っ たῌ Group Ana の 有 酸 素 運 動 負 荷 時 の LA は

Group Aer に比べて低い傾向を示し῍ 特に῍ Group Ana の

Aer-,および Aer-/ の LA は Group Aer に比べて有意に 低かったῌ これに反し῍ 無酸素運動負荷時῍ すなわち Ana および Max の LA には両 Group 間の差異は認められな かったῌ 両 Group の HL はいずれも有酸素運動負荷時に は減少し῍ 逆に無酸素運動負荷時には増加したῌ 特に Max ではもっとも高値を示したῌ また῍ Group Ana の HL は運 動前後ともに Group Aer のそれらにくらべ低い傾向を示 したῌ 特に Group Ana の Aer-- の befHL および aftHL῍

Aer-.の aftHL は῍ Group Aer のそれらに比べて有意に低 値を示したῌ 一方῍ Group Ana の Aer-+ の RHL は Group

Aer のそれに比べ有意に高く῍ 逆に῍ Group Ana の Aer-.

の RHL は Group Aer のそれに比べ有意に低かったῌ

RVと HR, Ht および LA との関係は Fig. +῏- に῍ RV῍

HR῍ Ht および LA と RHL との関係は Fig. .῏1 にそれ

ぞれ示す通りであったῌ また῍ これらの回帰分析の結果を

Table ,に示したῌ すなわち῍ RV が +,m/s 以下の有酸素 運動では῍ HR および Ht は Group Aer および Group Ana ともに῍ RV の増加に比例してそれらの値が増加したが῍ 無酸素運動では RV の増加に伴う HR および Ht の増加の 割合が低くなったῌ また῍ 両 Group ともに RV と HR῍ な らびに RV と Ht との間には῍ 有意な , 次回帰曲線が得ら れた ῐFig. +῍ ,῍ Table ,ῑῌ RV と LA との関係をみると῍ 両 Group ともにほぼ直線的な , 次回帰線が得られ῍ 相関 係数も *.3 以上と極めて高値を示したῌ さらにこの回帰式 より求めた Group Ana の VLA. ῐ++.1,ῒ*..- m/sῑ は

Group Aer の VLA.ῐ+,.*/ῒ*.-+ m/sῑ に比べて有意差は認

められなかったが῍ 高い値を示したῌ さらに῍ 有酸素運動 では両 Group ともに RV の増加に伴い LA が増加したが῍ 両者の相関は低く῍ 逆に無酸素運動では両 Group ともに RVと LA と の 間 に 極 め て 高 い 正 の 相 関 が 認め ら れ た ῐFig. -῍ Table ,ῑῌ 有酸素運動では Group Aer において RV と RHL との

Fig. - Relationship between running velocity and blood lactate by field exercise in aerobic training (Group Aer :ΐ, ῌ) and anaerobic training (Group Ana :῔, - - -) of thoroughbred young horses

Fig. , Relationship between running velocity and haematocrit value by field exercise in aerobic training (Group Aer :ΐ, ῌ) and anaerobic trainning (Group Ana :῔, - - -) of thoroughbred young horses

Fig. + Relationship between running velocity and heat rate by field exercise in aerobic training (Group Aer :ΐ, ῌ) and anaerobic trainning (Group Ana : ῔, - - - ) of thoroughbred young horses

間に有意な正の相関が認められたが῍ Group Ana では RV と RHL との間に相関は認められなかったῌ これに対し῍

Fig. / Relationship between heart rate and relative haemolysis rate by field exercise in aerobic training (Group Aer :῎, ῏, ῌ) and anaerobic trainning (Group Ana :ῐ, ῑ, - - -) of thoroughbred young horses Fig. . Relationship between running velocity

and relative haemolysis rate by field exercise in aerobic training (Group Aer, G. Aer :_{῎, ῌ) and anaerobic trainning (Group} Ana, G.Ana :_{ῐ, - - -) of thoroughbred} young horses

Table , Correlation analysis between running velocity (RV), Haematocrit (Ht), blood lactate (log LA), and osmotic fragility of erythrocytes (relative haemolysis rates : RHL) by field exercise in aerobic training (Group Aer) and anaerobic training (Group Ana) of thoroughbred young horses

半澤ῌ折原ῌ久保ῌ平賀ῌ吉田ῌ渡邉

無酸素運動では両 Group ともに RV と RHL との間に有 意な正の相関が認められた
Fig. . Table , 両 Group ともに HR と RHL ならびに Ht と RHL との間には有意 な , 次回帰曲線が得られた しかるに有酸素運動と無酸素 運 動 と を 分 け て 解 析 す る と 両 Group と も に HR と

RHL ならびに Ht と RHL との間には有意な相関は認め

られなかった
Fig. / 0 Table , 有酸素運動では Group

Aer においては LA と RHL との間に相関は認められな かったが Group Ana では LA と RHL との間に有意な負 の相関が認められた これに対し 無酸素運動では両 Group ともに LA と RHL との間に有意な正の相関が認め られた
Fig. 1 Table ,

考

察

Group Aer および Ana 共に LA が .mM 以下の有酸素

運動負荷時には RHL は負の値を示し 逆に LA が .mM 以上の無酸素運動負荷時には RHL は正の値を示した 特 に 有酸素運動負荷の Group Aer の RHL は RV との間 に有意な正の相関を示し また Group Ana の RHL は LAとの間に有意な負の相関を示した さらに両 Group と もに 無酸素運動負荷時の RHL は RA および LA と有意 な正の相関を示した したがってフィルド運動において もトレッドミル運動同様に 軽運動負荷時の赤血球膜脆弱 性の抑制と 強運動負荷時の赤血球膜脆弱性の亢進が確認 された,*,-  さらに 赤血球膜脆弱性と運動強度との関係 について 有酸素運動は赤血球膜脆弱性を抑制するが 逆 に無酸素運動は赤血球膜脆弱性を亢進し この亢進の度合 いは運動強度に比例することが明確になった また LA の変化は血液の酸塩基平衡の変動 すなわち血液 pH 値を 反映するものである したがって 赤血球膜脆弱性と LA との関係は 赤血球膜脆弱性と血液の pH 値との関係を支 持するものと考えられる+.  一方 HR および Ht は RHL との間にそれぞれ有意な , 次回帰曲線であらわしうる関係 を示した しかし 有酸素運動と無酸素運動とを分けて それぞれ別に HR および Ht と RHL との間の相関を解 析すると 明確な関係は認められなかった このことは血 流速度や脾臓貯蔵赤血球の末ῌ血中への流入は 赤血球膜 脆弱性の変動に対してほとんど影響しないことを示唆する ものと考えられる+.  Group Ana の無酸素運動負荷時の RV HR および LA が Group Aer のそれらと差異を示さなかったことは 両 Group の運動能力に差異が無いことを示唆している23  し たがって無酸素運動トレニングは Group Ana の運動 能力を向上させる効果が無かったとも考えられる 育成馬 に対する無酸素運動トレニングの効果については ト レニングの開始時期 期間 強度が密接に関連するもの と考えられている+*+-  しかるに 有酸素運動負荷時の Group Ana の RV の増 加に伴う LA の上昇の割合は Group Aer のそれに比べて 低い また 有酸素運動負荷時の Group Ana の RHL は RVとの間に相関がなく 一方 LA との間に有意な負の 相関を示した これに反し有酸素運動負荷時の Group Aer の RHL は RV との間に有意な正の相関を示したが LA との間に相関を示さなかった さらに Group Ana の VLA

.は Group Aer のそれに比べて有意差は認められなかっ

たが 高い値を示した これらのことは Group Ana は

Group Aer に比べて 有酸素運動負荷時には有酸素呼吸能

が高く乳酸が産生しにくいことを示唆している しかし

Group Ana の有酸素運動前後の HR および Ht は Group Aer のそれらと差異を示さなかった したがって Group Ana の骨格筋は Group Aer に比べて 解糖系で生じたピ Fig. 1 Relationship between blood lactate and

relative haemolysis rate by field exercise in aerobic training (Group Aer :, ῌ) and anaerobic trainning (Group Ana : , - - -) of thoroughbred young horses

Fig. 0 Relationship between haematocrit value and relative haemolysis rate by field exercise in aerobic training (Group Aer : , , ῌ) and anaerobic trainning (Group Ana : , , - - -) of thoroughbred young horses

ルビン酸を効率的に TCA 回路に供給するとも考えられ るῌ これらの変化は῍ Group Ana では無酸素トレ῎ニング の結果῍ 脚の骨格筋の筋繊維型が解糖系によるエネルギ῎ 供給を主体とするῌB 型 ῏速筋白筋型ῐ から῍ 解糖系に加 えて TCA 回路および電子伝達系によるエネルギ῎供給能 も高いῌA 型 ῏速筋赤筋型ῐ へ変化したことに起因すると も考えられる,.῍,/ῐ ῌ 以上のことより赤血球膜浸透圧脆弱性は῍ トレ῎ニング 効果の指標として有効であることが明確となったῌ 引用文献

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半澤ῌ折原ῌ久保ῌ平賀ῌ吉田ῌ渡邉

E#ects of Results of Training on Correlation

between Field Exercise Intensity and

Osmotic Fragility of Red Cells in

Thoroughbred Young Horses

By

Kei H

*, Kentaro O

**, Katsuyoshi K

***, Atsushi H

****,

Yutaka Y

* and Seiki W

*

Summary : Twenty-two Thoroughbreds were divided into two groups : an aerobic trained group (Group Aer) and an anaerobic trained group (Group Ana). During a . month training period Group Aer horses were exercised by trotting at the running speed 3῍++ m/s, for about ,1** m, / days a week. Group Ana horses were trotted for . days and cantered : +,῍+- m/s, for about ,1** m, once a week on a +.** m sand track. The e#ects of field exercise intensity on HR, Ht, LA, and relative HL*./0after/

before exercise (RHL) were determined in Group Aer and Ana horses. No significant di#erences were observed in the running velocity and HR at maximal exercise for a distance of +*** m, and Ht and LA five min after the exercise between Groups Aer and Ana horses. However, the velocity for blood lactate concentration of .mM (VLA.) in Group Ana (+,.*/ m/s) was slightly higher than in Group Aer

(++.1, m/s) for a distance of 2** m. In both Groups Aer and Ana, aerobic exercise decreased the RHL, but anaerobic exercise increased it. An increase in velocity during anaerobic exercise in both Groups was associated with a progressive increase in RHL : rῑ*.1. and *.12 in Group Aer and Ana, respective-ly (Pῒ*.*+). An increase in the velocity during aerobic exercise in Group Aer horses was associated with changes in the RHL : rῑ*.-3 (Pῒ*.*/), but not in Group Ana horses : rῑῐ*.*2 (Pΐ*./). An increase in the LA (log+*mM) during anaerobic exercise in both Groups was associated with a

progressive increase in RHL : rῑ*.10 and *.2- in Group Aer and Ana, respectively (Pῒ*.*+). An increase in the logLA during aerobic exercise in Group Aer horses was not associated with changes in the RHL : rῑ*.++ (Pΐ*.,), but in Group Ana was correlated with a progressive decrease in RHL : rῑ ῐ*../ (Pῒ*.*+). These data of responses of HR and LA to anaerobic exercise indicated that intensity of exercise during training has no e#ect on exercise performance. Nevertheless, during aerobic exercise, Group Ana horses may improve more in their acid-base responses during light exercise than Group Aer. Therefore, osmotic fragility of red cells is an e#ective indicator for training and/or athletic performance : particularly respiration and circulation.

Key Words : field exercise, Thoroughbred young horse, osmotic fragility, red cells, training

* ** *** ****

Department of Zootechnical Science, Faculty of Agriculture, Tokyo University of Agriculture Laboratory of Feeds and Fertilizers, Kanagawa Prefectural Inspection

Equine Research Institute, Japan Racing Association Hidaka Yearling Training Farm, Japan Racing Association