持久的トレーニングラットの 急性寒冷暴露時代謝特性

持久 的 トレーニ ングラ ッ トの 急性寒冷暴露 時代謝特性

樫 村 修 生

Exposure in Physical Trained Rats

OSAMU KASHIMURA

Abstract: Thisstudysuggestedtheeffectsofphysicalendurancetrain‑

1ng On themetabolismsto acutecold exposurein rats.Decreaseof glucoseconcentration afteraclltecold exposure in trained rats was smallerthanthatincontrolrats.Incrementofthemetabolic responses afternoradrenalineadministration in trained ratswassmaller than thatincontrolrats.Itappearedthatthethermogenicfactors,suchas theglucosemetabolism,otherthan noradrenaline‑dependentnonshiver‑ 1ng thermogenesismay contribute to the enhanced thermogenesis to coldintrainedrats.

緒 言

ラットの場合,寒冷馴化は慢性的寒冷暴露 により約

週間で成立 し,寒冷時 の

感受性の増大が生 じるとともに

, 副腎皮質

および 甲状線

等は寒冷馴化 にともない増大か

ら減少へと移行 し

馴化前の レベルへともどる｡1 )

すでに,比較的長期間つまり

か月程度の持久的 トレーニングにおいて,

ラットの耐寒性は改善 され,正の

が成立することは報告 されている

また,この

は, トレーニ ング

以上 ランニングスピー ド

を兼ね設えている条件

に満たない場合,とく に トレーニング初期において,寒冷暴露に対する生体反応の報告は皆無である｡

そこで,比較的 トレーニ ング初期にある急性寒冷暴露時の耐寒性機序について 検討する｡

実態方法

ラッ トは

系雄 ラット

過令

匹を

条件に分け飼育 した｡ 各条件 は次に示すとおりである｡

1.温暖馴化対照群

群) :気温

℃で安静飼育 した｡

2.

寒冷馴化群

群) :気温

℃で飼育 した｡

3.

温暖馴化 トレーニング群

群) :気温

℃で飼育 し,持久的 トレーニン グを実施させた｡ トレーニ ングは,小動物用 トレッドミルを用い,走行ス ピー ド

で

日

時間,週

回実施 した｡総走行距離 は,約

であった｡餌 ( オ リエンタル

および水 は自由摂取 とした｡各 条件下で ラッ トは

週間飼育 した後

時間の絶食および

℃暴露

し,次の実験に供 した｡

Ⅰ,急性寒冷暴露 時 の熱産 生 お よび体温測定

ラットは,気温

℃に

時間急性暴露 し,酸素摂取量 ( VO2 ) および結腸温

l )を測定 した｡また,この測定に先立ち,気温

℃において同様 に V

および

を測定 し,急性寒冷暴露時の変化量を算出 した｡

Ⅱ,生化学的分析

Ⅰの実験後,気温

℃に

時間急性暴露後,エーテル麻酔 によ り脱血 し,血

中

. ),血清遊離脂肪酸

および血菜 カテコールア ミン

(cA)

を測定 した｡血中

は,発色法,血清

は

変法 4) および血

は,高速液体 クロマ トグラフィ

法 によ り測定 した

なお

測定のための前処理法 は,活性アル ミナ吸着法 を用 いた｡6)また, 排腹筋,肝臓および褐色脂肪組織 ( BAT) の

含有量

) は,

法 7) により定量 した｡

Ⅲ, 組 織 重量

ラット解剖後 ,BAT および心臓重量を測定 した｡

結果および考察

飼育終了時の体重 は

群

群

,および

群

であり,各群間に有意差がなか った｡寒冷馴化および トレーニ ン グのそれぞれ完成期には

群に比較 して体重 の減少が報告 されてお り

(B o o t/ B u

6 !a ^

H

300

又 + ̲sD

Cont .Co 一 d Tr o.

図

1 各群における単位休重あたりの心重量

**p<0.01

Cont

∴対照群

:寒冷馴化群

持久的 トレーニング群

本研究の結果か ら,休重 の 面か らみた寒冷暴露および 運動負荷の効果はみ られず, それぞれへの適応途中であ ることがうかがわれる｡

図 1 は,各群 にお ける単 位体重 あた りの心重量を示 し

｡ この心重量 は

群 に比較 し

群および

群 でそれぞれ危険率

および

で有意差が認められた｡

すでに,単位体重あた りの

心重量の増加 は,寒冷馴化

や トレーニ ングによって明 らかにされてお り

体重に比べ,比較 的適応 の初

(ubJ+d∈a‑

U !

n

3

a 6^ ×

S｡♂T+‑lX /

Control Cold Tmined

図2

気温

℃および

℃における急性寒冷暴露時の

およ

**p<0.01

期段階でそれぞれの効果があらわれた｡

図

は,気温

℃および 0 ℃急性暴露時の

および

を示 したo そ れぞれ

および

は,急性寒冷暴露 により有意な増大を示 した｡ また, 0 ℃時の

は

群 より

群が有意 に大 きか った｡寒冷暴露時の熱産生 は, 全身耐寒性の基礎 となる指標であり

, その元進が大 きいほど増 強を示す もの である ｡C 群におけるその熱産生は ,W 群のそれよ り有意に大 き く,すで に全 身耐寒性の増強が獲得 されているのに対 し

群ではその増強が

群 に比べ小

156

0001

＼b

山 )

O E S 〇

/ B uJ

a s o u

図3

00006/〜 0086 00/‑2

ControL Cold Troined

急性寒冷暴露前後 の血中Glucoseおよび血清FFA濃度

**p<0.01:暴露前後 の有意差

さか った｡つ まり, トレーニ ングによる全身耐寒性増強の獲得には,さ らに ト レーニングを積むことが必要 と考え る. この ことは,VO,と同時 に測定 した

の変化か らも言える｡

図

は,各群における急性寒冷暴露前後の血中

および血清 FFA ( FFA) 濃度を示 した｡Gl u. は,寒冷暴露後 ,W 群 に比較 し C お よび

･T

群で有意 に高 く,これは

l .の報告

によれば,

の利 用の促進を示す ものであ り,肝で の

の冗進 によ り生ず ると し た ｡FFA は,寒冷暴露時にはぼ低下量が各群 とも同程度であり,脂肪敢利用

157

(6/6u)ua60

0

a

( 6

B ∈ ︼

o u

/‑ 2 0 il rHr.H Ll

0 0 0 5 1

Cont r oI Col d Tmi ned

図4 急性寒冷暴露前後の肝および褐色脂肪組紋Glycogen含有 量

**p<

0

01 ,*p<0

にはほぼ差異がないと思 われる｡つまり,寒冷馴化 により一般に脂肪酸 の利用 は促進 されるはずであるが,本研究においては馴化完成前の状態 にあ り,熱産 生冗進 は糖利用の促進 によって補われてお り,これまでの報告 と一致 した

図

は,急性寒冷暴露前後 の肝,筋 および

中

含有量 を 示 した｡肝中

は

群において寒冷時に増大 を示 し

の増 大

が示 された｡ また,筋中

は

群で寒冷時に有意 に減少 が示 され

群での筋 における

利用 と同時に,筋 における

の低下が推

158

(6

/ Bu J︼ u a B o u

a p s n ∑

×±SD

Cont r oI Col d Tr oi ned

図5

急性寒冷暴露前後の誹腹筋

含有量

**p<0.01

:暴露前後の有意

測された｡ また

Cおよび T 群 において も,筋中

は,利用 されて い ること か ら,血中か ら筋への

の補充が促進 されているのであろう｡ さらに BAT 内

は

C群で有意 に増加 しているのに対 し

群では有意 に減少 している｡

っま り,すでに

l .により報告

されているよ うに,寒冷馴化 に より寒冷暴露時の BAT 中

利用 は,促進 し, さ らに BAT 中

代謝回転 も促進す るとした｡つまり , C群において寒冷暴露時 BAT 中

は減少 しな いのは,その代謝回転の促進が寄与 す ると思 われ る｡ また ,T 群 の BAT 中

は,寒冷暴露により低下を示 し,

l

利用がW群 よりは顕著 に増大 して い

るであろう｡

図 6 は,急性寒冷暴露前後の血 祭NA および A 濃度を示 した｡寒冷暴露時 の NAば,W 群および C 群で有意 に増大を示 したが ,T 群では差がなか った｡ ま た,寒冷暴露時の

は

および

群で有意に高 く

C群で は有意 な上昇 はな かった ｡CA 分泌か らみて,寒冷暴露時の代謝特性 は , C群で NA による脂肪 酸の利用促進 ,T 群で A による糖質を中心 とす る利用促進,および W 群 で は脂 肪酸および糖質両方 の利用が考え られる｡ しか し,すでに報告

) されて いるよ うに

群のように分泌 は増大 しているが,その感受性 は元進 しない とい うこ

159

∈＼Bu

) a

N

ControLTrQined Cold

図6 急性寒冷暴露前後の血焚NAおよびA濃度

**p<0.01:暴露前後の有意差

ともあり

群における

の感受性 も検討することにより

の促進の 有無が問題にされるべきであろう｡

図 7 は,単位体重あたり BAT 重量を示 した ｡BAT は ,C 群が有意に他群 より増大 した｡急性寒冷暴露時の熱産生冗進に BAT 重量 は関係があり

C群 における BAT の増大は,耐寒性の改善の一指槙 とされている

しか し ,T 群の BAT は ,W 群のそれより減少傾向にあり ,BAT 重量その ものを耐寒性

の指標にすることはできないが ,BAT 中

は他群より高 く,その利用 も促 進 していることか ら,無関係とは言いがたい｡

160

(B o o L/ 6 2

JVt

0 0 0 0 3 2

Cont .Col d Tr o.

図7

単位体重あたりの褐色脂肪組総重量

**P<0.01

T

群 における急性寒冷暴露時 の熱産生冗進,つ まり全身耐寒性 の増 強 は, 糖質 の利用促進 によ り生 じ, これまでの報告 と考 え合 わせ る と, 骨 格 筋 で の

の冗進っまり

の分解 の際,糖の酸化 を生 じ,筋 で は

の 酸化物である乳酸が肝に送 られ,グルコースに再生 され,筋での

分解 は 増強 され熱発生 は大 となる

ことが推測された｡

結 論

短期間の持久的 トレーニ ングによるラットの急性寒冷暴露時の代謝特性を検 討す るため,主 に血中および組織における糖質代謝 を測定 した｡

1

群 における血中

の利用 は寒冷暴露時に促進 した｡

2.T

群 における肝中

は増大せず

の促進 はなか った｡

3.T

群 における

中

は減少を示 し,利用促進が明 らか にな った｡

4.

以上のことか ら

群 における急性寒冷暴露時の熱産生冗進 つま り全身

耐寒性の改善は,すでに短期間の持久的 トレーニングにより増強される傾向に

あり,その増強 は糖質利用つまり慢性寒冷暴露初期の代謝特性 と頬似す る反応

である｡

文 献

1)Chaffee,R.RJ.andRoberts,J.C∴ Temperatureacclimationinbirds andmammals,An.Rev.Physio

1

1 .

2)Kashimura,0.:Effectsofendurancetrainingontolerancetocold inrats,BulletinofShinshuHonanWomen'sJuniorCollege,5

,

3)樫村修生 :ラッ トの持久的 トレーニングが耐寒性に与える影響,長野体育

学研究

4)Itaya,K.andUi,M∴Colorimetricdeterminationoffreefattyacids inbiologicalfluids,J.lipidsRes.,6,16‑20,1965.

5)Iriyama

,K

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atographywithelectrochemicaldetection,JikeikaiMed.J.30

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6)Anton,A.H.andSayre,D.F.:A study ofthefactorsaffectingthe aluminun oxidetrihydroxyindoleprocedure for theanalysisof ofcatecholamines,J.PharmacoIExp.Therp.,138,360‑375,1962.

7)Good,C.A.Kramer,H.andSomogyi,M∴ Thedeterminationofglyc0‑ gen.J.Biol.Che

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8) Stromme,S.

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9)Kuroshima,A.,Doi

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10)Depocas,F.andRoberts,M.:Bodyglucoseasfuelthermogenesisin thewhiteratexposedtocold,Am.J.Physiol.199,1051‑1055

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1960.

ll)LeBlanc,J∴Effectsofreserpineonincreasedsensitivitytonoradre‑ naline of cold‑adapted animals,J.App

l

l

1

‑664,1966.

12)Smith

･ R･

13)

中川八郎 :寒冷暴露 と糖代謝,代謝

163