メ ラ トニ ンの投 与 が骨格 筋組 織 に及 ぼす影 響
張 恩 美1) 李 相 潤2)鈴 木 孝 夫2) 1)青 森県立保健大学大学 院健康科学研究科 2)青 森県立保健大学理学療法学科
Key Words:① メ ラ トニ ン ② 運 動 ③ ヒ ラ メ筋 ④ 足 底 筋
in distribution of muscle fiber type origin, belly, and insertion part of 0.05, ** : p < 0.01)
Fig. 1 Differences I and II in the muscles. (* : p <
2,筋 横 断 面 積;ヒ ラ メ筋 の 起 始 部 と筋 腹 部 で はE群 、 VE群 、C群 、ME群 の順 で 筋 横 断面 積 が大 きか っ た。
な お 、 停 止 部 で はVE群 、 E群 、 C群 、 ME群 の順 の結 果 を示 し、C群 に対 してME群 は全 部 位 に お い て 面積 が 小 さか った 。 部 位 別 に お け る各 群 間 の有 意 差 は 停 止 部 のC群 とME群 を 除 い た す べ て の 群 問 にお い て 高 い 値 を示 した(い ず れ もp<0.01)。 足 底 筋 で は 全 部 位 に お い てE群 、VE群 、 ME群 、 C群 の 川頁で 筋 横 断 面 積 が 高 い値 を示 した。 起 始 部 で はC 群 と各 群 間、 筋 腹 部 と停 止 部 で はE群 と各 群 間 に お い て有 意 な 関係 が み られ た(い ず れ もp<0.01)。
Fig. 2 Myofiber cross-sectional area in the origin, belly and insertion parts of muscles. (** : p < 0.01)
I． は じめ に
加 齢 に伴 い 減 少 す る メ ラ トニ ン は抗 腫 瘍 や 抗 酸 化 作 用 な ど幅 広 い 生 体 反 応 を有 し、糖 代 謝 や イ ン シ ュ リ ン分 泌 の抑 制 な どグ ル コー ス 恒 常 性 の 維 持 に 関 連 して い る 。 一 方 、 骨 格 筋 は体 内 の 最 大 器 官 と して糖 代 謝 の 中心 的 な役 割 を持 っ て お り、 グ ル コ ー ス 輸 送 体 で あ るGLUT4と の 関連 が 示 唆 され て い る。
Ⅱ .目 的
メ ラ トニ ンが 骨 格 筋 の 筋 線 維 タ イ プ やGLUT4に 及 ぼ す 影響 は い ま だ 明 らか に され て い な い 。 そ こで 本 研 究 で は 、 高 齢 ラ ッ トを用 い た メ ラ トニ ン投 与 下 の 運 動 負 荷 が 筋 線 維 タ イ プ の変 化 やGLUT4の 動 態 に及 ぼ す 影 響 に つ い て検 討 した 。
Ⅲ .研 究 方 法
実 験 動 物 は!2ヶ 月齢Wistar系 雄 性 ラ ッ ト(N=20,体 重 480〜510g)を 用 い 、対 照 群(C)、 運 動 群(E)、 メ ラ トニ ン+運 動 群(ME)、 vehicle+運 動 群(VE)の 各5匹 ず つ4 群 に分 け た 。 運 動 負 荷 は 速 度20m/min、 勾 配0%に 設 定 し、1日60分 間 、 週5日 、4週 間行 っ た。 メ ラ トニ ン は10mg/kgの 濃 度 で 運 動 直 前 に皮 下 注 射 した 。飼 育環 境
と し て 室 温22±2℃ 、12時 間(AM8:00〜PM8:00)の 明 暗 サ イ ク ル と し、 餌 ・水 は 自由 と した。 実 験 終 了 後 、 直 ち に右 後 肢 の ヒ ラ メ筋 と足 底 筋 を摘 出 し、 起 始 部 、 筋 腹 部 、 停 止 部 の3部 位 に分 け た 。 各 部 位 別 にお け る筋 線 維 の構 成 に つ い て は 、 タ イ プI・Ⅱ 線 維 の 比 率 を 求 め、
同 時 に筋 線維 横 断 面 積 を算 出 した 。 また 、 同 試 料 に て 免 疫 組 織 化 学 的 にGLUT4の 発 現 動 態 を検 討 した 。
Ⅳ .結 果
1.筋 線 維Typeの 割 合:ヒ ラ メ 筋 に お い てType I線 維 とType Ⅱ 線 維 の 比 率 は い ず れ の 部 位 にお い て も ME群 と各 群 の み で統 計 的 に高 い 有 意 差 が 認 め ら れ た(p<0.01)。 足 底 筋 の 起 始 部 にお い てE群 はC群 よ りVE群 との 問で有 意 に高 い 差 が認 め られ た(vs VE 群:p<0.01、vs C群:p<α05)。 また 、停 止 部 で はME 群 とVE群 間の み有 意 な差 が 認 め られ た(p<0.O1)。
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3.GLUT4の 局 在:両 筋 と と も にC群 で はGLUT4 が 主 に 筋 小 胞 体 内 に分 布 して い る こ と が 確 認 さ れ た 。 運 動 刺 激 に よ りE群 で はGLUT4の 形 質 膜 上 へ の 移 行 が 起 こ り、 骨 格 筋 の 核 とそ の 周 囲 部 、 形 質 膜 で 観 察 され た 。 さ ら に 、ME群 に お い て はE 群 よ り形 質 膜 上 へ の 移 行 が 現 著 に観 察 され た 。
in the belly B:melatonin Fig.3 Immunohistochemistry of GLUT4
part of soleus muscle. A:control group
exercise group(Bar:10μm)
Ⅴ.考 察
メ ラ トニ ンの 投 与 に よ りタ イ プⅠ線 維 の 比 率 の 増 加 が 引 き起 こ され 、 運 動 時 に持 久 的 能力 が 高 ま る可 能 性 が あ る こ とが 示 唆 さ れ る。 また 、GLUT4の 形 質 膜 へ の移 行 が 顕 著 に な り、 骨 格 筋 に お け る糖 取 り込 み 、 さ ら に は全 身 で の糖 処 理 能 が 向 上 す る こ とが 考 え られ る。 さ らに 、 メ ラ トニ ンの投 与 に よる糖 代 謝 能 力 へ の 影 響 は 高齢 者 に お い て 血 糖 の 調 節 に役 立 つ こ とが 期 待 され る。
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