hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大阪平野における巨大地震の広帯域強震動予測の高精度化に関する研究

本研究では次の2点のことを行い大阪平野における広帯域強震動予測の高精度化を目指した。(1)理論的手法に用いる3次元地下構造モデルを観測地震記録を用いて改良し,理論的手法(有限差分法)による長周期地震動予測の高精度化を行うこと。(2)統計的グリーン関数法に地震動の位相特性の時間変化を取り入れ,初動から堆積盆地内で観測されるコーダ波(後ゆれ)までの短周期地震動予測の高精度化を行うこと。また、上記の成果を用いてマグニチュード8クラスと予想される海溝型巨大地震である東南海地震・南海地震時の大阪平野内の強震動予測を行った。強震動予測の高精度化の具体的な内容として,長周期地震動予測の高精度化のために,まず,既存の地下構造調査データ・地下構造モデルをもとに3次元速度構造モデルを構築し,長周期地震動シミュレーションによりモデルの精度を検証した。その結果,構築したモデルは,観測地震波形のS波部分を精度よく再現することができた。次に,地下構造モデルの減衰パラメータ(Q値)の最適値について検討し,地震動シミュレーションから後続波部分も含めた観測地震波形を最もよく再現できるQ値は,Q(f)=(Vs/2)×f(Vs:S波速度で単位はm/s,f:周波数)という結果を得た。次に,短周期地震動予測の高精度化のために,統計的グリーン関数に周波数に依存したエンベロープを導入し,大阪平野内の観測地震記録を用いて周波数に依存したエンベロープの形状を決定した。その結果,大阪平野内で観測される地震動のS波部分のみでなく,後ゆれまで再現可能な統計的グリーン関数を提案でき,短周期地震動予測の高精度化を図れた。以上より,本研究の目的である広帯域強震動予測の高精度化を図ることができた。本研究では大阪平野における広帯域強震動予測の高精度化を目指し,(1)3次元地下構造モデルの観測地震記録を用いた改良による理論的手法(有限差分法)による長周期地震動予測の高精度化。(2)統計的グリーン関数法に地震動の位相特性の時間変化を取り入れ地震動の初動から堆積盆地内で観測されるコーダ波(後ゆれ)までの短周期地震動予測の高精度化,(3)1,2の成果を用いてマグニチュード8クラスと予想される海溝型巨大地震である東南海地震・南海地震時の大阪平野内の強震動予測を行う。平成16年度は,大阪平野における既存の地下構造探査および地下構造モデルに関する情報の収集及び地下構造モデル初期モデルの構築,統計的グリーン関数合成法の提案を行った。構築した大阪平野の堆積盆地地下構造モデル初期モデルにより,3次元差分法により地震動シミュレーションを行いモデルの検証を行った。その結果,大阪平野直下及び近傍において発生した地震動については,シミュレーションによる観測波形の位相や継続時間の再現性は比較的良好であった。しかしながら,観測点によっては観測記録の再現性が悪い地点もあり,その観測点周辺の地下構造のモデル化が十分でないと考えられる。こういった地域の地下構造モデルの改良は,次年度以降の課題として取り組む予定である。統計的グリーン関数合成法について,周波数に依存したエンベロープを統計的グリーン関数の合成に取り入れる手法の提案を行い,大阪平野内の5点の観測点について,観測記録のシミュレーションを行い手法の検証を行った。検証の結果,提案した手法により大阪平野内の観測記録の特性を比較的よく再現できた。次年度以降は今年度検証を行った以外の観測点の観測記録についてもシミュレーションを行い本手法の検証を行っていく予定である。本研究では次の2点のことを行い大阪平野における広帯域強震動予測の高精度化を目的としている。1)理論的手法に用いる3次元地下構造モデルの観測地震記録を用いた改良を行い、理論的手法(有限差分法)による長周期地震動予測の高精度化を行う。2)統計的グリーン関数法に地震動の位相特性の時間変化を取り入れ地震動の初動から堆積盆地内で観測されるコーダ波(後ゆれ)までの短周期地震動予測の高精度化を行う。平成17年度は,前年度の研究成果を踏まえ、統計的グリーン関数に地震動の周波数特性の時間変化を取り入れ短周期地震動予測の高精度化を図った。具体的には、統計的グリーン関数に周波数依存の経時特性(エンベロープ)を導入した。周波数依存のエンベロープは、地下構造の状況によって異なるが、本研究では大阪平野をターゲットとて強震動予測の高精度化を目的としているため、大阪平野内で観測された地震記録を用い、統計処理によりエンベロープの形状(パラメータ)を決定した。現在、観測記録のシミュレーションにより、周波数依存のエンベロープを用いた統計的グリーン関数の精度の検証を行っている。次に、大阪平野において国や地方自治体などによって実施された地下構造探査データ及び、3次元地下構造データなどモデル化に必要な基礎データの収集を行い、収集したデータをもとに地震動の3次元計算用の地下構造モデルを構築した。構築した地下構造モデルを用いて,観測地震記録のシミュレーションを行い、構築した地下構造モデルの精度の検証及び、チューニングを行った。その結果、大阪平野内の観測地震記録の継続時間についての再現精度が向上した。研究成果の公表として、日本地球惑星科学連合2005年大会、2005年度日本建築学会大会において研究成果発表を行った。

(2)統計的グリーン関数法に地震動の位相特性の時間変化を取り入れ,初動から堆積盆地内で観測されるコーダ波(後ゆれ)までの短周期地震動予測の高精度化を行うこと。また、上記の成果を用いてマグニチュード8クラスと予想される海溝型巨大地震である東南海地震・南海地震時の大阪平野内の強震動予測を行った。強震動予測の高精度化の具体的な内容として,長周期地震動予測の高精度化のために,まず,既存の地下構造調査データ・地下構造モデルをもとに3次元速度構造モデルを構築し,長周期地震動シミュレーションによりモデルの精度を検証した。その結果,構築したモデルは,観測地震波形のS波部分を精度よく再現することができた。次に,地下構造モデルの減衰パラメータ(Q値)の最適値について検討し,地震動シミュレーションから後続波部分も含めた観測地震波形を最もよく再現できるQ値は,Q(f)=(Vs/2)×f(Vs:S波速度で単位はm/s,f:周波数)という結果を得た。次に,短周期地震動予測の高精度化のために,統計的グリーン関数に周波数に依存したエンベロープを導入し,大阪平野内の観測地震記録を用いて周波数に依存したエンベロープの形状を決定した。その結果,大阪平野内で観測される地震動のS波部分のみでなく,後ゆれまで再現可能な統計的グリーン関数を提案でき,短周期地震動予測の高精度化を図れた。以上より,本研究の目的である広帯域強震動予測の高精度化を図ることができた。
乳がん体験者の生活の再構築を促進する長期リハビリケアプログラムの構築に関する研究

平成30年度は「乳がん体験者の生活の再構築の促進を目的とした包括的なリハビリケアプログラム(以下,リハビリケアプログラム)」を作成し,乳がん専門医・がん看護専門看護師・乳がん認定看護師・理学療法士・作業療法士・リンパ浮腫療法士・ヨガインストラクターによって,その内容妥当性を検討した。リハビリケアプログラムは,「病気・治療に関する基礎知識を得る;乳がんの診断・治療とその後遺症について学ぶ」「上肢機能障害を予防改善するリハビリを実践する;術後上肢機能障害の原因・発症率・予防方法について学び,その生活を実践する」「セルフマネジメント力を育む;健康状態をモニタリングし,健康を維持するための生活を実践する」「家族として寄り添う関係を育む;がん患者に寄り添う家族のあり方を学ぶ」「医療者とのパートナーシップを育む;医療者とのコミュニケーションについて学ぶ」「がん体験を人生・社会にいかす;がんサバイバーして生きる力を育むために自分らしい生き方を模索し,実践する」で構成した。本研究は,初発乳がんで手術を予定している患者を対象とし,患者の生活の再構築を促進する包括的な長期リハビリケアプログラムの有効性を縦断的に検証することを目的としてた。そのため,リハビリケアプログラムを受ける介入群70名は,通常診療に加え,リハビリケアプログラムの上肢機能障害を予防改善するリハビリの実践を受ける対照群70名と比較してQOL(乳がん特異的QOL尺度;FACT-B)が高いことを仮説とし,本研究デザインを無作為化比較試験として設定した。本研究は東北大学大学院医学系研究科倫理委員会の承認(2018-1-787,2018-1-913)を得た上で,2019年2月から2022年6月までの予定で開始した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度平成27年度の調査目的は、平成25年度までの研究課題「乳がん体験者の術後上肢機能障害予防改善に向けたモデルの開発と有効性の検討」(基盤c;課題番号22592435)である腋窩リンパ節郭清術を受けた乳がん体験者の比較対照試験による術前、術後1週、1か月、3か月、6か月、1年、1年6か月、2年、2年6か月、3年に3年6か月、4年、4年6か月、5年を加えた術後5年間の長期介入効果を上肢機能と生活機能(上肢障害評価表)、リンパ浮腫および運動障害を予防するセルフケア行動およびセルフケア達成度、クオリティ・オブ・ライフ(以下,QOL)によって検証することである。介入群には「乳がん体験者の術後上肢機能障害予防改善に向けた介入プログラム」にそって対象者の上肢機能や生活に応じて個別に継続的に介入した。対照群は医療者が通常行っているケアを受けた。平成27年3月現在、介入群は死亡・転院のために術後3年以降2名が脱落し35名、対照群は死亡・転院・体調不良のために5名が脱落し23名、計58名が調査を継続している。中間解析で介入群と対照群の上肢機能、生活機能、セルフケア、QOLを比較した結果、介入群が対照群と比較して、乳がん術後の腫脹・痛み・肩関節可動域の制限・知覚鈍麻・筋力低下・皮膚の引きつれ感が時間経過で有意に改善し、リンパ浮腫・運動障害を予防するための予防行動をとり、セルフケア達成度が高かった。QOLは介入群が対照群と比較して「活力」を除いた7下位尺度得点が有意に高かった。術後5年の調査が終了した介入群の対象者は「受けた教育を生活で実践していれば症状はでないと思って安心できた」「受診時に腕を観察されるため、腕に注意した生活を継続できた」と語った。以上の中間解析結果から、介入は乳がん体験者の主観的評価による症状的マネジメント効果およびQOLを向上させる副次的効果が示唆された。平成26年度平成27年度は,平成25年度までの研究課題「乳がん体験者の術後上肢機能障害予防改善に向けたモデルの開発と有効性の検討(課題番号22592435)」である腋窩リンパ節郭清術を受けた乳がん体験者の比較対照試験による術前,術後1週,1か月,3か月,6か月,1年,1年6か月,2年,2年6か月,3年に,3年6か月,4年,4年6か月,5年を加えた術後5年間の長期介入効果を上肢機能と生活機能(上肢障害評価表),リンパ浮腫および運動障害を予防するセルフケア行動およびセルフケア達成度,QOLによる検証及び「乳がん体験者の長期リハビリケアプログラムの構築に関する研究」に向けて,オーストラリアFlinders Medical Centre(FMC)における乳がん体験者の長期フォローアップの視察を目的とした。術後5年までの介入プログラムの効果検証を目的とした調査対象は,平成28年3月現在,介入群が術後3年以降2名(死亡・転院)脱落し,術後5年までの調査終了者24名,継続者11名(計35名),対照群は3名(死亡・転院・体調不良)脱落し,調査終了者11名,継続者13名(計24名)である。中間解析では介入群が対照群と比較して,腕の痛みやしびれなどを自覚している者が少なく,リンパ浮腫・運動障害を予防する行動を習慣化し,教育効果が示唆された。

オーストラリアFMCにおける乳がん看護の視察は,「乳がん診断後の生活を再構築を促進する支援」(第1報),「乳がん関連リンパ浮腫ケア」(第2報)と題し,東北大学医学部保健学科紀要で報告した。FMCにおける乳がん看護,特にスペシャリストによるケアは多職種と協働で自律した実践がされていた。乳がん体験者や家族は,がん診断から治療の段階,それ以降の各段階で求められるサバイバーシップ獲得のために必要な情報が提供され,資源が準備されていた。乳がん体験者の生活と人生の再構築を促進するリハビリケアプログラムは,がん体験者の意思や能力,治療段階,資源,実効性などを考慮して構築する必要性が示唆された。本調査は「乳がん体験者の術後上肢機能障害の予防改善に向けた介入プログラム」の長期効果を術前から術後5年まで,対象1名に原則14回の介入と縦断調査によって明らかにすることを目的としている。平成28年3月までに術後3年以降の対象者は64名から5名脱落し59名(介入群35名,対照群24名)に減少しているものの概ね確保している。術後5年までの調査終了者は現在35名(63%)であるが,平成28年度前期までに8割のデータが確保でき,対象者の質的データを解析に加えることによって一定の成果が得られる。また,平成27年度に海外視察で収集した情報が次の課題にいかせる。「乳がん体験者の術後上肢機能障害予防改善に向けた介入プログラム」の効果を術後5年までの上肢機能の経時的変化で検証した。初発乳がんで腋窩リンパ節郭清術を受け、2010年1月から2017年1月に術後5年までの調査に参加した介入群35名、対照群23名を対象とした。介入群にはUCSF症状マネジメントモデル(1994)を枠組みに作成したプログラムに基づいた教育介入を術前、術後1週、1か月、3か月、6か月以降6か月毎の5年まで原則14回実施した。上肢機能は上腕・前腕の両側周径、肩関節可動域、握力を測定した。また腫脹・肩関節可動域制限・痛み・知覚鈍麻・筋力低下・皮膚のひきつれ感に関する15項目「あり(1点)」「なし(0点)」の2段階評定である乳がん体験者の術後上肢機能障害に対する主観的認知尺度(SPOFIA)および腕の能力に関する30項目「全く困難なし(1点)」から「できなかった(5点)」の5段階評定で100点満点に換算した上肢障害評価表(DASH)を用いた。各群の経時的比較は一元配置分散分析、術後1週と5年の比較は対応のあるt検定を用いた。介入群で病期の進行がある者が有意に多かった(p<.05)が、術前の上肢機能に有意差はなかった。介入群の上腕周径患側健側差は術後5年で減少したが、対照群は術後1週と比較し有意に増加した。肩関節可動域屈曲・外転は術後5年で介入群(F=28.9;p<.001)、対照群(F=13.9;p<.001)が、水平伸展は介入群が有意に改善した(t=-2.09:p<.05)。SPOFIAスコアは介入群が術後5年で有意に減少したが、対照群は有意差がなかった。DASHは術後1週と5年の比較で2群とも有意に減少した。術後5年までの乳がん体験者の上肢機能障害予防改善に向けた介入プログラムは上腕の腫脹、肩関節可動域、腕の主観的症状を改善する教育効果が示唆された。平成28年度内には「乳がん体験者の術後上肢機能障害予防改善に向けた介入プログラム」の効果を検証し、研究課題II「乳がん体験者の長期リハビリケアプログラムの構築に関する研究」を開始する予定であった。
ユビキタス情報サービス基盤における効率的なプライバシ保護機構とその評価

本研究課題では,人間を含む移動体プローブが提供する実世界情報に含まれる位置情報にユーザの望む匿名性を付加するサービスフレームワークを提案し,実環境上に実装,有効性の評価・検証を実証的に行った.本フレームワークにより,ユーザは自身の望む程度でプライバシを保護できる.結果,従来は「個人情報を公開するか否か」の二極でしか選択肢を持たなかったユーザが,「この程度の匿名性で情報を公開する」といった中間解の選択が可能となった.本研究課題では,人間を含む移動体プローブが提供する実世界情報に含まれる位置情報にユーザの望む匿名性を付加するサービスフレームワークを提案し,実環境上に実装,有効性の評価・検証を実証的に行った.本フレームワークにより,ユーザは自身の望む程度でプライバシを保護できる.結果,従来は「個人情報を公開するか否か」の二極でしか選択肢を持たなかったユーザが,「この程度の匿名性で情報を公開する」といった中間解の選択が可能となった.実世界情報プローブとは,無線携帯端末を身に着けた人間をも,細粒度の移動体プローブ(触覚)とみなし,携帯端末が備える各種センサにより取得される実世界情報をそのロケーション情報とともにリアルタイムに収集,加工し,高次実世界コンテクストの抽出に適用する手法である.プローブとなるユーザは,これらの情報を提供することへの対価として,様々なユビキタス情報サービスを享受することができるが,プローブ情報にはユーザのロケーションを始め様々な個人情報が含まれており,その収集にあたってはプライバシ保護の仕組みを慎重に検討する必要がある.本研究の目的は,サービスに公開した個人情報が悪用された場合にユーザが被る被害を抑えることにある.研究計画初年度となる平成21年度は,(1)問題の分析と評価指標の検討,(2)小規模実験プラットフォームの構築,(3)評価用実世界情報プローブサービスの実装と位置匿名化アルゴリズムの検討を並行して実施した.具体的には,先行関連研究の分析と問題点の洗い出しを進めるとともに,評価指標としてのQoS(Quality of Service)およびQoP(Quality of Privacy)の視点から,個人情報匿名化に関する議論の形式化を行った.また,公共空間を想定した屋内に小規模な実験プラットフォームを構築し,位置匿名化アルゴリズムの評価に用いる位置抽象化支援ミドルウェアを設計,実装,その基本性能を評価した.これにより,ロケーションプライバシを保護するためのインフラシステム側の条件,位置抽象化支援ミドルウェアが備えるべき要件を詳細化することができた.さらに,単純化した問題として「ユーザあるいはエリアを特定可能なサービス」を想定し,その具体例として,実世界人群行動予測,実空間雰囲気モニタリングを実装,位置匿名化アルゴリズムの基礎的評価を行った.実世界情報プローブとは,無線携帯端末を身に着けた人間をも,細粒度の移動体プローブ(触覚)とみなし,携帯端末が備える各種センサにより取得される実世界情報をそのロケーション情報とともにリアルタイムに収集,加工し,高次実世界コンテクストの抽出に適用する手法である.プローブとなるユーザは,これらの情報を提供することへの対価として,様々なユビキタス情報サービスを享受することができるが,プローブ情報にはユーザのロケーションを始め様々な個人情報が含まれており,その収集にあたってはプライバシ保護の仕組みを慎重に検討する必要がある.本研究の目的は,サービスに公開した個人情報が悪用された場合にユーザが被る被害を抑えることにある.研究計画第2年度となる平成22年度は,前年度での議論を踏まえ,問題を一般化するとともに,対象エリアを屋外公共空間へ拡張した.具体的には,対象となるユーザ集合,エリア集合ともに特定が困難となるリスニングサービスをも支援対象として含むよう,位置匿名化アルゴリズムの一般化を進めるとともに,実装に向けた詳細化の見直しを行い,アルゴリズムの定性的な検討を行った.また,本研究課題で設定した目標の達成を検証するための統合評価環境として,屋内,屋外両プラットフォームならびに各種テストベッドで統一的に利用可能なベンチマークフレームワークを設計,実装した.さらに,次年度に向けた準備として,実験プラットフォームをキャンパス規模に拡大,同実験プラットフォーム上に上記ベンチマークフレームワークを構築し,より複雑な条件下での実証実験に向けた機能検証を実施した.実世界情報プローブとは,無線携帯端末を身に着けた人間をも,細粒度の移動体プローブ(触覚)とみなし,携帯端末が備える各種センサにより取得される実世界情報をそのロケーション情報とともにリアルタイムに収集,加工し,高次実世界コンテクストの抽出に適用する手法である.プローブとなるユーザは,これらの情報を提供することへの対価として,様々なユビキタス情報サービスを享受することができるが,プローブ情報にはユーザのロケーションを始め様々な個人情報が含まれており,その収集にあたってはプライバシ保護の仕組みを慎重に検討する必要がある.本研究の目的は,サービスに公開した個人情報が悪用された場合にユーザが被る被害を抑えることにある.研究計画最終年度となる平成23年度は,前年度での議論を踏まえ,問題を一般化するとともに,対象エリアを屋外公共空間へ拡張し,提案手法の精緻化ならびに評価を行った.具体的には,対象となるユーザ集合,エリア集合ともに特定が困難となるリスニングサービスをも支援対象として含むよう,位置匿名化アルゴリズムの一般化をさらに進めるとともに,実装に向けた詳細化の見直しを行い,アルゴリズムの定性的な評価を行った.また,本研究課題で設定した目標の達成を検証するための統合評価環境として,屋内,屋外両プラットフォームならびに各種テストベッドで統一的に利用可能なベンチマークフレームワークを設計,実装した.同実験プラットフォーム上に上記ベンチマークフレームワークを構築し,より複雑な条件下での実証実験を通して,他手法との性能面での比較評価を行い,提案アーキテクチャの有用性を実証的に検証した.
ハフニア系強誘電トンネル接合による人工シナプスの実現に向けた素子技術基盤の構築

HfO2系強誘電体をバリア層とする強誘電トンネル接合(FTJ)を作製するため、平坦な表面を有し、膜厚が均一で、ピンホールフリーのHfO2系強誘電体の超薄膜(膜厚< 10 nm)を下部電極上に作製する技術開発を行った。室温で製膜したITO酸化物金属のアモルファス薄膜の上にアモルファスYドープHfO2薄膜を作製し、真空中でポストアニールすることにより、平坦な表面を有し、膜厚均一性の優れた強誘電性を示すYドープHfO2系超薄膜を作製することに成功した。X線回折及び過電子顕微鏡、電子線回折の実験から、膜厚均一性の優れ、強誘電性を示すYドープHfO2薄膜の成長は、室温で形成したアモルファスITO薄膜中に含まれる水分により、アニール中にITO薄膜が結晶化する際に還元されて格子定数が大きくなり、HfO2との格子整合性がよくなったことで、斜方晶のHfO2薄膜がITO薄膜上に疑似コヒーレント成長したことに起因することを明らかにした。抵抗変化メモリ効果を示すFTJの作製と、その動作特性の制御に向け、YドープHfO2バリア層と金属上部電極の間にAl2O3、Ta2O5などの常誘電体の超薄膜(膜厚1 nm)を挿入した素子の開発を行った。界面に常誘電体層を挿入していない素子では非線形の電流-電圧特性が観測されたが、明確な抵抗変化メモリ現象は観測されなかった。一方、Al2O3の超薄膜を挿入した素子では、電流-電圧特性にヒステリシスが観測され、界面常誘電体層の挿入が抵抗変化メモリ現象を誘起するのに有効である可能性を見出した。HfO2系強誘電体をバリア層とするFTJ作製に不可欠な、平坦な表面を有し、膜厚均一性の優れた強誘電性を示すYドープHfO2薄膜を作製する技術を開発するとともに、界面常誘電体層の挿入がFTJに抵抗変化メモリ効果を誘起するのに有効である可能性を見出し、本研究の目標の一つであるHfO2-FTJによる人工シナプス特性の実現に向けて進展した。引き続き、界面常誘電体層の挿入とその膜厚制御が、HfO2系FTJの素子特性制御に有効であることを検証する。また、本研究の目標であるスパイク時刻依存シナプス可塑性(STDP)の実証に向けて、強誘電トンネル素子用のSTDP測定系を構築する。強誘電トンネル接合は従来型の抵抗スイッチング素子に比べ高抵抗であるため、微細化した素子では電流値が小さくなることから、特に高抵抗状態の抵抗値を測定する際にはSN比の向上が不可欠である。そのため、高抵抗のFTJでもSTDP特性を測定できるよう回路の改良と測定手法の工夫を行う。強誘電トンネル接合は従来型の抵抗

スイッチング素子に比べ高抵抗であるため、微細化した素子では電流値が小さくなることから、特に高抵抗状態の抵抗値を測定する際にはSN比の向上が不可欠である。そのため、高抵抗のFTJでもSTDP特性を測定できるよう回路の改良と測定手法の工夫を行う。
明治政府による社寺建造物調査記録の収集と解析

本年度の研究目的である、昨年度までに収集した資料の読解を進め、かつ収集した調査記録の内容を確認するため、調査対象社寺の現地調査を実施した。4月から7月にかけては、「千年以上社寺建物一覧表」「千年前社寺建物表」を中心に文書の読解を進め、資料の概要を記録した。7月以降は、資料に記された建物と現存する建物の対応関係を、文献調査と現地調査により明らかにした。一方、資料の捜索を引き続き行った結果、これまで行方不明であった京都府で作成された調書の簿冊「四百年前社寺建物取調書」の所在が判明した。平成20年初頭に、京都市内の個人から京都府立総合資料館に預けられ、同館により京都府行政文書であることが確認された。これまで、その写本が東京都立中央図書館木子文庫にあることは確認していたが、日付や図面がないなど、分析をする上でやや問題がある資料であった。この京都府「四百年前社寺建物取調書」の解読と内容分析を行い、現在の社寺との対応関係を明らかにした。これらについては、2008年度日本建築学会大会において発表を行う予定(投稿中)である。また、同資料は京都府立総合資料館において、現在公開のための準備が進められている。これにより、明治期の調査において最も重要であった奈良と京都の調書の原本が揃い、かつ「千年以上社寺建物一覧表」により全国の状況が明らかになったことで、「400年前社寺建造物調査」の全体像を明らかにすることができた。本年度の研究目的である、近畿地方6府県の古社寺建造物調査記録の所在調査を行った。4月から7月にかけては、各府県の公立図書館・文書館への電話での取材と目録の調査により、関係すると思われる資料のリストアップを行った。8月以降、各館において資料の確認と撮影、複写を行った。その結果は以下の通りである。1.奈良:奈良県立図書館において「大和国四百年前古社寺調」の撮影、複写を行い、「明治二十八年古社沿革史(大和国)」「明治二十八年四月内務省訓令第三号古社寺沿革史寺院之部」の所在と内容を確認した。2.京都:京都府立総合資料館において「京都府古社寺取調書」六冊の所在と内容を確認した。3.滋賀:滋賀県庁県民情報室において資料の捜索を行ったが、該当する資料はなく、関係する公文書数点の複写を行った。4.大阪:該当資料の所蔵先を、引き続き調査中である。5.和歌山:和歌山県立文書館において資料の捜索を行ったが、該当する資料は発見できなかった。6.兵庫:兵庫県公館県政資料館および神戸市文書館において資料の捜索を行ったが、該当する資料は発見できなかった。7.ほか:東京都立中央図書館において「京都府下四百年前社寺建物調書」の複写を、国文学研究資料館において「京都府下著名古社寺由緒並殿堂保存調書」の複写をそれぞれ行った。所蔵調査において判明したことは、各府県における該当資料の保管状況は思わしくなく、未整理、非公開、廃棄などの理由により所在不明であるケースが多く見られた。ただし7.の通り県外の他機関に関係資料があるケースもあり、次年度は捜索対象を広げて、さらに資料の収集を進めたい。本年度の研究目的である、昨年度収集した資料の読解を進め、また近畿地方6府県の公立図書館およびその他の機関に収められている関係資料の収集を行った。4月から7月にかけては、「大和国四百年前古社寺調」を中心に文書の読解を進め、資料の概要を記録した。また、各種図書館、文書館の目録調査により、関係すると思われる資料のリストアップを行った。7月以降、各館において資料の確認と収集を行った。1.大阪:大阪府公文書館、大阪府立中之島図書館において資料の捜索を行ったが、該当する資料はなく、関係する公文書数点の複写を行った。2.ほか:東京都立中央図書館において関係資料である「千年以上社寺建物一覧表」の閲覧・複写を行った。また、国立国会図書館において関係資料である「千年前社寺建物表」の閲覧・複写を行った。2.で収集した二種類の資料は、その後読解を進めたことにより、「400年前社寺建造物調査」の調査記録から副次的に発生した関係資料であることが明らかになった。その作成経緯について昨年度収集した資料との比較により考察を行い、資料内容をリスト化した。これらについては、2007年度日本建築学会大会において発表を行う予定(投稿中)である。所蔵調査においては、やはり資料の保管状況は思わしくなく、現在判明している以外の資料の発見は今後期待できない。しかし、奈良と京都という古建築研究において重要な二府県の資料がそろっていることにより、次年度さらにこれらの読解を進展させることにより、調査の全体像が把握できるものと期待できる。

平成20年初頭に、京都市内の個人から京都府立総合資料館に預けられ、同館により京都府行政文書であることが確認された。これまで、その写本が東京都立中央図書館木子文庫にあることは確認していたが、日付や図面がないなど、分析をする上でやや問題がある資料であった。この京都府「四百年前社寺建物取調書」の解読と内容分析を行い、現在の社寺との対応関係を明らかにした。これらについては、2008年度日本建築学会大会において発表を行う予定(投稿中)である。また、同資料は京都府立総合資料館において、現在公開のための準備が進められている。これにより、明治期の調査において最も重要であった奈良と京都の調書の原本が揃い、かつ「千年以上社寺建物一覧表」により全国の状況が明らかになったことで、「400年前社寺建造物調査」の全体像を明らかにすることができた。
一酸化炭素―ジスルフィド系を利用する効率的新規チオールエステル合成法の開発

医薬、農薬あるいは化成品中間体として広く利用されている化合物には、基本骨格としてチオールエステル基(C(-C(=O)S-)を有するものも多く、これら化合物の合成ではチオールエステル基をどのように構築するかが重要なポイントとなる。このためチオールエステル基の簡便かつ高効率導入法の開発は有機工業化学的にもまた合成化学的にも極めて重要な研究課題である。従来法では、まず高温・高圧下、一酸化炭素と硫黄を反応させ硫化カルボニルを合成し、それと種々の求核剤、アルキル化剤を順次反応させる3段階合成法が広く採用されている。本研究では、この命題に対するアプローチとして元素セレンのユニークな触媒作用を活用することにより、求核剤、低圧の一酸化炭素とジスルフィドの3成分カップリングを系中でOne-potで行なうという従来の方法とは著しく異なる手法によるチオールエステル誘導体の新規合成法の開拓を目的として研究を行なった。その結果、セレンを触媒としてアルコールとジスルフィドの反応を一酸化炭素の加圧下行なえば、S-アリールならびにS-アルキル-O-エチルカルボノチオレートが得られるとの結果を得た。例えば、セレンを触媒とし、エタノールとジフェニルジスルフィドの反応を一酸化炭素(5気圧)加圧下で行なうとS-フェニル-O-エチルカルボノチオレート(EtOC(=O)SPh)がほぼ定量的に得られた。またこの反応では種々の脂肪族アルコールも利用可能であり、種々のS-フェニル-O-アルキルカルボノチオレートが収率良く合成できる。また、ジスルフィドとしてジアリールジスルフィドのみならず、ジアルキルジスルフィドも利用でき、種々のチオールエステル誘導体のOne-pot合成が達成できた。チオールエステル誘導体は殺菌剤として、また合化化学原料、または中間体として用いられており、このうちチオール炭酸エステル類は殺菌剤として多用されている。その合成法として、従来、チオール類とホスゲンとの反応が一般的な方法として実施されてきた。しかし、この方法は有毒なホスゲンを使用するための困難のほか、引き続くハロゲン化アルキルとの反応を要し、また反応に際して副生する塩化水素の無害化処理も欠かすことが出来ない等、多くの改善すべき課題を残している。そこで、本研究はこれまでに申請者らが開発してきたセレン触媒による一酸化炭素の活性化を利用することにより、これらの課題を一挙に解決することを目的として実施した。その結果、この反応系でジスルフィド,アルコール類と一酸化炭素との反応を直接行うことにより、チオール炭酸エステルを一段で合成することに成功した。次に、具体的例を示す。触媒量のセレンとトリエチルアミン存在下、エタノールとジフェニルジスルフィドとの反応を一酸化炭素加圧下で行うと、S-フェニルカルボノチオレートが良好な収率で得られた。その際、副生生物としてベンゼンチオールの生成が認められた。この方法は、1級アルコールに広く適用でき、また2級アルコールでは収量は多少減じるものの適用できることが分かった。しかし、3級アルコールやフェノール類には適用できないことが明らかにされた。また、反応は室温、25atmで十分進行し、芳香族ジスルフィドの他、脂肪族ジスルフィド類にも一般的に適用できることが分かった。現在、最適条件の確立を目指し、更に検討を進めている。医薬、農薬あるいは化成品中間体として広く利用されている化合物には、基本骨格としてチオールエステル基(C(_C(=O)S-)を有するものも多く、これら化合物の合成ではチオールエステル基をどのように構築するかが重要なポイントとなる。

従来法では、まず高温・高圧下、一酸化炭素と硫黄を反応させ硫化カルボニルを合成し、それと種々の求核剤、アルキル化剤を順次反応させる3段階合成法が広く採用されている。本研究では、この命題に対するアプローチとして元素セレンのユニークな触媒作用を活用することにより、求核剤、低圧の一酸化炭素とジスルフィドの3成分カップリングを系中でOne-potで行なうという従来の方法とは著しく異なる手法によるチオールエステル誘導体の新規合成法の開拓を目的として研究を行なった。昨年度の検討により、セレンを触媒としてエタノールとジフェニルジスルフィドの反応を一酸化炭素の加圧下行なえば、S-フェニル-O-エチルカルボノチオレートが得られるとの知見をすでに得ていた。そこで本年度は、本合成法のチオールエステルの効率良い合成法として確立ならびに一般性の確立を目的として、反応条件のさらなる検討および種々の脂肪族アルコールを用いた反応を行なった。その結果、本反応が種々のS-フェニル-O-アルキルカルボノチオレートの収率良い合成となることを明らかとした。また、ジスルフィドとしてジアリールジスルフイドのみならず、ジアルキルジスルフィドも利用できる事も併せて見いだし、種々のチオールエステル誘導体のOne-pot合成法としての本方法の有用性を明らかとした。
深海性イプシロンプロテオバクテリアにおける遺伝子操作系の確立

深海底熱水噴出孔周辺の物質循環に大きな役割を果たすイプシロンプロテオバクテリアについて、未知要素の多い炭素及びエネルギー代謝系を明らかにするため、18年度より、遺伝子操作系に向けて、様々な観点から検討を重ねている。20年度は19年度に引き続き以下の項目について検討を行った。個々の研究内容及びその結果は以下の通りである。1)新たな菌株取得を深海底熱水活動域から試み、イプシロンプロテオバクテリア20数菌株の単離に成功したが、プラスミド保持を確認することは出来なかった。なお、この課程で2つのプラスミドを保持する新規硫黄酸化ガンマプロテオバクテリア1株を見出した。硫黄酸化ガンマプロテオバクテリアはイプシロンプロテオバクテリアと並ぶ深海底熱水活動域の重要構成種であり、この菌株は深海底に生息する硫黄酸化ガンマプロテオバクテリアの生理生態解明に貢献することが期待される。2)イプシロンプロテオバクテリアの濃集する天然試料からプラスミドを抽出し、in vitro transposomicsを用いて大腸菌への回収、クローニングを試みた。前年度のゲノム増幅を介したプラスミドメタゲノム解析の試みより、イプシロンプロテオバクテリアの濃集する試料中のプラスミドの存在は確認されているが、今回の試みからは、これまでのところ、大腸菌への回収には成功していない。3)ゲノム解析を行ったイプシロンプロテオバクテリア2株について、プレート培地上でのコロニー形成、プラスミドによる形質転換、相同換えによる遺伝子破壊を試みた。今後の実験に耐えうるような良好な結果は残念ながら得られなかった。19年度においては、1)新規イプシロンプロテオバクテリア菌株の取得、2)保有する深海性イプシロンプロテオバクテリアからのプラスミド探索、3)ゲノム解析終了菌株を用いたプレート培養条件及び4)抗生物質感受性テストを行った。なお、HelicobacterやCampylobacter等の遺伝子導入・破壊実験に用いられるプラスミドを用いた研究はプレート培養条件の検討に時間を要し、19年度は至らなかった。個々の成果については以下の通りである。1)新たな菌株の取得を目指し、以前の研究より、深海性イプシロンプロテオバクテリアが生息することが明らかになっている石西礁湖海底温泉より単離を試みた。現在、単離菌株の同定を進めている。2)これまでに深海底熱水孔周辺より単離したイプシロンプロテオバクテリア約50菌株について、定法により、プラスミド抽出を試みたが、プラスミド保有菌株を見出すことはできなかった。3)イプシロンプロテオバクテリアのプレート培養法を検討した。菌液のプレートヘの塗布から培養までを嫌気環境下で行うことでコロニー形成を観察することが出来た。培地のゲル化材の検討も行いゲルライト(和光)が適当であることを確認した。4)プラスミドの遺伝子マーカーとして耐熱性カナマイシン耐性遺伝子を用いるための準備試験として、イプシロンプロテオバクテリアのカナマイシン感受性を観察したところ、50mg/lの濃度のカナマイシンで33-55°Cの条件でほとんどの生育を抑制できることを確認し、カナマイシン耐性遺伝子が遺伝子マーカーとして有効であることが判明した。現在この遺伝子マーカーをゲノム上に直接組込むことでカナマイシン耐性能を獲得するかを検討中である。深海底熱水噴串孔周辺の物質循環に大きな役割を果たすイプシロンプロテオバクテリアについて、その炭素固定やエネルギー代謝の系を明らかにするため、18年度より、遺伝子操作系に向けて、様々な観点から検討を重ねている。19年度は18年度に引き続き以下の項目について検討を行った。1)昨年度、新たな菌株取得を浅海底熱水活動域から試み、その菌株について系統解析を行ったが、イプシロンプロテオバクテリアはわずか数株であった。2)分離菌株からのプラスミド探索がうまくいかないため、イプシロンプロテオバクテリアの濃集する天然試料からのプラスミド抽出及び、ゲノム増幅によるメタゲノム解析手法を適用し、プラスミド断片の回収を試みた。技術的な問題から十分なライブラリー構築には至っていないが、確実にプラスミドに由来する遺伝子断片の回収には成功し、今後の解析手法の改良により、プラスミド部分配列の回収は十分可能である感触を得た。3)遺伝子破壊系構築のために遺伝子相同組換え用のプラスミドを2種作成した。これらのプラスミドはイプシロンプロテオバクテリアNBC37-1株の硫黄酸化経路遺伝子であるsocY1X1とsoxY2Z2をそれぞれ破壊するようにデザインされた。プラスミドをイプシロンプロテオバクテリアの染色体DNA上に導入するため塩化カルシウム法、熱ショツク法、エレクトロポレーション法などを試みたが現在までのところ目的の遺伝子破壊株は得られていない。

硫黄酸化ガンマプロテオバクテリアはイプシロンプロテオバクテリアと並ぶ深海底熱水活動域の重要構成種であり、この菌株は深海底に生息する硫黄酸化ガンマプロテオバクテリアの生理生態解明に貢献することが期待される。2)イプシロンプロテオバクテリアの濃集する天然試料からプラスミドを抽出し、in vitro transposomicsを用いて大腸菌への回収、クローニングを試みた。前年度のゲノム増幅を介したプラスミドメタゲノム解析の試みより、イプシロンプロテオバクテリアの濃集する試料中のプラスミドの存在は確認されているが、今回の試みからは、これまでのところ、大腸菌への回収には成功していない。3)ゲノム解析を行ったイプシロンプロテオバクテリア2株について、プレート培地上でのコロニー形成、プラスミドによる形質転換、相同換えによる遺伝子破壊を試みた。今後の実験に耐えうるような良好な結果は残念ながら得られなかった。
拡張有限要素法(X-FEM)を用いた亀裂進展解析による土木材料の破壊現象の解明

本研究では,従来破壊力学における有限要素法では,亀裂は要素辺上に設定されていたが,それでは亀裂の進展方向が要素辺の方向に限定されてしまうため任意方向に折れ曲がる亀裂の進展解析は不可能であった.そこで本研究では,亀裂を要素辺でなく要素内に任意方向進展可能な,弾塑性体にも有効な拡張有限要素法(X-FEM)手法を新たに提案した.また本論文の解析目的である地滑り現象などの土木材料の破壊現象のひとつである地盤内の滑り面は,圧縮荷重下で生じるため,亀裂面上に摩擦力が発生する亀裂進展現象となる.ところがX-FEMでは,節点外力が陽な形で求まらないため,汎用されている節点外力による摩擦の判定は不可能となる.そこで,地盤をDrucker-Prager弾塑性体と仮定し,亀裂面に発生する摩擦力にはクーロン摩擦を模擬した弾完全塑性体モデルを採用した新たな拡張有限要素法を開発した.種々の本解析結果を理論および従来の有限要素法解析による結果と比較検討し,本X-FEMの解析手法は,物体が弾塑性体の場合でも非常に精度の良いものであることが確認できた.物体が弾塑性体の場合への拡張有限要素法への応用は,世界でも初めてのことでもあり,特に,亀裂面上に発生する摩擦問題と物体の弾塑性問題が全く同一な陰解法リターンマップ手法による弾塑性解析を行なったことによるアルゴリズムの整合性および計算時間が早く精度の良い,本X-FEM解析手法は非常に独創的かつ画期的なものとなった.本研究では,従来破壊力学における有限要素法では,亀裂は要素辺上に設定されていたが,それでは亀裂の進展方向が要素辺の方向に限定されてしまうため任意方向に折れ曲がる亀裂の進展解析は不可能であった.そこで本研究では,亀裂を要素辺でなく要素内に任意方向進展可能な,弾塑性体にも有効な拡張有限要素法(X-FEM)手法を新たに提案した.また本論文の解析目的である地滑り現象などの土木材料の破壊現象のひとつである地盤内の滑り面は,圧縮荷重下で生じるため,亀裂面上に摩擦力が発生する亀裂進展現象となる.ところがX-FEMでは,節点外力が陽な形で求まらないため,汎用されている節点外力による摩擦の判定は不可能となる.そこで,地盤をDrucker-Prager弾塑性体と仮定し,亀裂面に発生する摩擦力にはクーロン摩擦を模擬した弾完全塑性体モデルを採用した新たな拡張有限要素法を開発した.種々の本解析結果を理論および従来の有限要素法解析による結果と比較検討し,本X-FEMの解析手法は,物体が弾塑性体の場合でも非常に精度の良いものであることが確認できた.物体が弾塑性体の場合への拡張有限要素法への応用は,世界でも初めてのことでもあり,特に,亀裂面上に発生する摩擦問題と物体の弾塑性問題が全く同一な陰解法リターンマップ手法による弾塑性解析を行なったことによるアルゴリズムの整合性および計算時間が早く精度の良い,本X-FEM解析手法は非常に独創的かつ画期的なものとなった.コンクリート,岩石,土質地盤などの土木材料供試体に,圧縮荷重が作用している時,不安定挙動になっても,計算時間も早く,解が絶対収束する事が保証されていて,精度よく応力が降伏面にのるリターンマップ手法を用いた,微小変形の陰解法による有限要素法解析プログラムの開発を行った.その際,計算時間と精度向上のために離散化された全体の非線形連立方程式を解く手法として,ニュートン・ラフソン法を使用し,その場合のアルゴリズム上の剛性マトリクスとして,理論式で与えられている弾塑性構成テンソルを用いると,ニュートン・ラフソン法の2次収束性が失われるため,アルゴリズム上でのニュートン・ラフソン法に整合させたコンシステント弾塑性構成テンソルを求め使用した.圧縮応力場にある亀裂不連続面ないし滑り面の場合は,変位不連続面上に摩擦力が発生するが,X-FEMでは,不連続面を含む要素節点での等価節点力が陽に表わせないため,汎用されている等価節点力を用いて,固着状態,滑り状態,開き状態などを判定する接触問題の解法は適用できない.そこで,本研究では,接触面の滑り状態では,表面力はクーロンの摩擦則に従うように,表面力と不連続変位の関係が完全弾塑性体挙動すると仮定し,リターンマップ手法による陰解法解析を行う方法を考える.物体は線形等方弾性体であると仮定してX-FEMの解析手法の開発を行った.コンクリート,岩石,土質地盤などの土木材料では,主に圧縮応力場にあるため,亀裂不連続面ないし滑り面などの変位不連続面である亀裂面上に摩擦力が発生する.この場合,X-FEMでは,不連続面を含む要素節点での等価節点力が陽に表わせないため,汎用されている等価節点力を用いて,固着状態,滑り状態,開き状態などを判定する接触問題の解法は適用できない.そこで,前年度と今年度にかけて,この問題を精度良く解析するため,不連続内にクーロンの摩擦則と等価な完全弾塑性モデルを内在させ,またこの解析には,今年度および来年度にかけての研究では物体自身も弾塑性体の場合を研究する目的もあり,不安定挙動になっても,計算時間も早く,解が絶対収束する事が保証されていて,精度よく応力が降伏面にのるリターンマップ手法を用いた,ニュートン・ラフソン法に整合させたコンシステント弾塑性構成テンソルを求める陰解法手法を用い,摩擦接触のある場合の新しいX-FEMプログラムの解析の開発を行なった.

この精度を検証する目的で,供試体が長方形状でその中央に亀裂が存在する数値解析モデルに対し,2軸圧縮荷重を作用させ,摩擦係数や主応力比を色々変えた場合のエネルギ解放率を,理論解のある亀裂が直進する場合は,その理論解と,理論解の無い亀裂が折れ曲がる場合には,研究代表者が1985年発表したE積分を用いたエネルギ解放率の計算結果との比較検討を行なった,その結果,摩擦接触のある場合の解析が非常に精度が良く,計算速度も速く解析可能な,新しいX-FEMプログラムである事が確認できた.現実の破壊進展プロセスは,外荷重が大きくなると,局所的にせん断ひずみが卓越したせん断帯が発生・進展し,さらに外力が大きくなると,ついには,そのせん断帯内の変位の連続性が破れ,変位の不連続面となって亀裂ないし滑り面として進展する現象となる場合が多い.この一連の進行性破壊をより正確に解明するためには,せん断帯近傍では変位は小さいがせん断変形に伴う回転が非常に大きくなり,もはや微小変形理論の仮定は成立しなくなり,有限変形理論を考慮することが必要不可欠となる.一方,前記した,精度よく応力が降伏面にのるリターンマップ手法を用いた陰解法を用いるためには,何らかの弾性ひずみ,および塑性ひずみに相当する物理量が必要になるが,有限変形理論を考慮した場合,従来から汎用されている増分型の弾塑性体の構成式では,変形速度が,弾性速度と塑性速度の和の形で定義されているため,そのままでは,弾性ひずみ,および塑性ひずみに相当する客観的な物理量が存在せず,上記の特色を持った陰解法がそのままでは適用出来なくなる.そのため,変形勾配が,弾性変形勾配および塑性変形勾配の積として表せる乗法分解による弾塑性理論を用いる方法が有用である.また,その陰解法により精度の良い結果を得るためには,弾性部分は,ひずみエネルギーを持つ超弾性体であるほうが望ましい.例えば,土質材料として著名なCam-clayモデルは,その弾性部分は,ひずみエネルギーを持つ超弾性体になっていない.そこで今年度は,有限変形を考慮した,リターンマップ手法を用いた陰解法による有限要素法の利点を生かした解法を行うために,まず,この弾性部分を超弾性体の形で表せるように考慮する研究,ならびに変形勾配が,弾性変形勾配および塑性変形勾配の積として表わせる乗法分解による弾塑性理論として組み立てる研究を行なった.
月経周期が運動時の生体内代謝物質に与える影響

本研究は、月経周期に伴うエネルギー系代謝物質の変化と運動刺激との関連を検討することを目的とした。レジスタンス運動および持久性運動を実施し、その運動前後に採血を行い、性ホルモン濃度および血中代謝物質の変化を観察した。その結果、卵胞期に比べて黄体期に糖原性アミノ酸濃度が有意に低い値を示すことが確認された。このことから、月経周期が糖新生経路活性に影響をもたらし、コンディションおよびトレーニング効果に影響を与える可能性が考えられた。本研究では、持久性運動時の血中代謝物質をメタボローム解析を用いて網羅的に解析し、月経周期による生体内変化を包括的に検討することを目的とした。被験者は、正常な月経周期を有する女性6名であった。卵胞期と黄体期にそれぞれ自転車エルゴメーターを用いた持久性運動(最大酸素摂取量の70%強度、60分間)を行った。運動前および運動直後に採血を行い、性ホルモン濃度および血中代謝物質を分析した。血中代謝物質は、キャピラリー電気泳動ー飛行時間型質量分析計を用いてメタボローム解析を行った。実験前日の夕食は規定食とし、実験開始12時間前から摂食を禁止した。血清エストラジオール濃度およびプロゲステロン濃度は、卵胞期に比べて黄体期に有意に高い値を示した。メタボローム解析によって149物質が検出された。そのうち、安静時においてアラニン、オルニチン、シトルリンが卵胞期に比べて黄体期に有意に低い値を示した。また、持久性運動による血中代謝物質の変動(運動後の定量値/運動前の定量値)にフェーズ間で有意な差が認められた物質は、アスパラギン酸、クエン酸、クレアチニン、ベタインであった。本研究において、卵胞期に比べて黄体期にアラニン、オルニチンなどの糖原性アミノ酸濃度が低下することや運動刺激による血中代謝物質変動がフェーズ間で異なることが示された。以上のことから、月経周期のフェーズによってエネルギー基質利用が変化し、特に糖新生経路の活性に影響する可能性が示唆された。本研究の目的は、月経周期(血中女性ホルモン濃度の増減)が運動時の生体内代謝物質の変動に及ぼす影響についてメタボロミクスを用いて分析し、特に変動の差異が大きいターゲット物質を探索することであった。24年度は、「月経周期がレジスタンス運動時の生体内代謝物質に与える影響」について検討を行った。被験者は、正常な月経周期を有し、婦人科疾患がなく経口避妊薬を服用していない成人女性6名であった。測定項目は、最大拳上重量、生体内代謝物質、等尺性最大筋力、女性ホルモン(エストラジオール、プロゲステロン)濃度、ヘモグロビン濃度、ヘマトクリットであった。レジスタンス運動として膝伸展運動(レッグエクステンション)を最大挙上重量の70%強度でセットごとにオールアウトまで3セット実施した。測定は、卵胞期および黄体期にそれぞれ実施した。血液をレジスタンス運動前後に正中静脈より採取し、速やかに血漿に分離して、-80°Cで凍結保存し、後日分析を行った。その結果、安静時において卵胞期に比べて黄体期に糖原性アミノ酸(ロイシン、グルタミン、リジンなど)が有意に低下することが確認された。血中アミノ酸濃度の変化は、筋タンパク合成に強く関与することが報告されており、月経周期のフェーズによって、運動刺激に対する筋タンパク合成に差が生じる可能性も考えられる。以上のことから、レジスタンストレーニングのプログラム作成において、女性は月経周期を考慮することで効率的な筋機能の向上が期待できる可能性が示唆された。本研究は、各被験者の月経周期に合わせて測定を行わなければならない。そのため、正常な月経周期を有する女性を対象としているが、正常範囲(±7日)で月経開始日が変動することもある。それに伴い、測定日を変更する必要があり、当初の予定よりもデータ収集に時間を要している。月経周期が有酸素運動時の生体内代謝物質に与える影響について検討していく。被験者は、正常な月経周期を有し、婦人科疾患がなく経口避妊薬を服用していない成人女性を対象とする。事前に最大酸素摂取量を測定し、運動負荷を設定する。有酸素運動として自転車エルゴメーターを用いてペダリング運動を行う。強度はVO2maxの70%、運動時間は60分とし、卵胞期および黄体期にそれぞれ実施する。採血は、有酸素運動前後に行い、速やかに血漿および血清に分離し、生体内代謝物質および生化学的指標について分析する。本研究によって、月経周期(血中女性ホルモン濃度の増減)に応じて運動時に大きく変動する新たな代謝物質が特定できれば、その代謝応答に応じてトレーニングプログラムを選択することが可能になる。たとえば、脂質代謝異化経路の代謝物質が大きく増加するフェーズに脂肪燃焼を目的とした有酸素運動を行い、アミノ酸代謝において同化作用を示す代謝物質の増加または異化作用を示す代謝物質の減少がみられるフェーズにレジスタンス運動を実施することで効率的にトレーニング効果を獲得することが期待できる。

したがって、トレーニング条件を従来の男女同条件ではなく、女性特有のトレーニング条件の設定、すなわち「月経周期を考慮したトレーニングプログラム」を考案し、女性にとって効率的なトレーニング効果の獲得が期待できる。次年度では、月経周期が有酸素運動時の生体内代謝物質に与える影響について検討していく。被検者数を当初の予定(3名)よりも3名増加させ、6名とする。今後もデータ収集を継続していくため、試料の分析費用ならびに消耗品の購入および研究成果発表などに研究費を使用する予定である。