hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
金属ナノコンタクトに対する低温水素吸蔵を利用した電子状態制御

この実験から、これら金属のナノ接合の両端に30mV程度の微少な電圧を印加することで、温度T<20Kの低温でも水素の吸蔵を誘起することができることが明らかになった。また、この手法を用いて作成した金属水素化物ナノ接合の2階微分信号には、室温で作成した水素化物によるナノ接合では現れない、特異なスパイク状の異常が出現することが分かった。そして、この観測されたスパイク状の異常について、その出現電圧値は金属ナノ接合の接合径に依存していることを観測した。さらに、このスパイク状異常の出現電圧値の接合系依存性から、ナノ接合への微少電圧印加による水素吸蔵誘起には、電子とフォノン間の非弾性散乱により励起されたフォノンが密接に関与していることが示された。これは、フォノン励起により「フォノンアシスト拡散」が起こっている可能性があることを示している。液体水素中に浸したバナジウムナノ接合においては、水素吸蔵に伴ってその微分伝導信号が大きく変化することを観測した。加えて、バナジウムナノ接合から水素を脱離させることによって、その信号がもとの信号に戻ることも観測された。したがって、水素吸脱によってバナジウムナノ接合の電子輸送特性が制御可能であることが分かった。加えて、変化後の微分伝導信号の温度に対する依存性からは、バナジウムナノ接合の水素化によって、そのフェルミ面付近の電子状態密度に何らかの変調が生じていることも示唆されている。これまでの結果を受けて、点接合分光法を利用して低温で金属ナノコンタクトを高濃度に水素化させることにより生じる電子状態変化、及び水素雰囲気中に曝した金属Nbナノコンタクトの超伝導特性に出現したピーク構造の起源に注目して、さらに研究を進めていく。まず、低温で金属ナノコンタクトを水素化させることによる電子状態制御の実験を金属V以外の金属に対して適用した実験を行う。金属パラジウム(Pd)の高濃度水素化物においては超伝導が生じるほか、イットリウム(Y)などの金属においては、高濃度水素化物形成に伴って金属ー絶縁体転移が生じる。これら金属Pd及びYに対して本研究で用いる手法により低温で高濃度に水素吸蔵させることによって、同様に電子状態制御が可能であるかを明らかにする。この実験から、本実験手法を用いた電子状態制御の一般性を明らかにする。また、これらと並行してエレクトロマイグレーション法により作成した金属ナノコンタクトにおける実験も進めていく。上記の実験に加えて、水素により生じる超伝導Nbナノコンタクトの超伝導特性のピーク構造に関しても追究していく。まず、水素雰囲気中での実験結果と比較するために、重水素雰囲気中及びヘリウム雰囲気中での実験を実施する。これによって、観測されたピーク構造と吸蔵・吸着されている原子種の関係を明らかにし、その量子性の影響を探る。また、他の超伝導体ナノコンタクトにおいても同様のピーク構造が観測されるのかを明らかにするために、この構造に注目した実験を金属V、Taで実施し、その他ナマリ(Pb)やスズ(Sn)などの超伝導体での実験も行う。
乳幼児期の重症心身障がい児の家族のヘルスリテラシーの様相の解明

データの収集は、対象者6名全員終了した。現在対象者Aについての分析を実施し、第45回日本重症心身障害学会(令和元年5月27日抄録締切)で、「テーマ:幼児期に障害を負った中途障がい児の家族のヘルスリテラシーの様相」として示説発表予定である。具体的には、以下である。はじめに、児の健康状態の推移をみていくための規準となる「対象児の健康状態」を、科学的看護論の実践方法論に沿って明らかにした。次に、インタビューの逐語録と療育記録から、対象者ごとに「児の状況」「母以外の家族の状況」「母の状況」「得られた健康情報」を時系列に沿って整理し、家族の健康状態が変化したところで区切り局面とし研究素材とした。それぞれの局面について、はじめに明らかにした「対象児の健康状態」を規準にして「児の健康状態と周囲の関わりの意味」を分析した。そして、「児の健康状態と周囲の関わりの意味」の中から、家族のヘルスリテラシーの定義に照らして、家族のヘルスリテラシーを表す事実や家族の状態を抜き出した。それえらを、同じ事柄に関するものについてまとめ、家族のヘルスリテラシーの定義に照らして「家族のヘルスリテラシーの状態」を分析し記述した。最後に、はじめに明らかにした「対象児の健康状態」と「家族のヘルスリテラシーの状態」との関係性が分かるように記述し、「家族のヘルスリテラシーの様相」とした。その結果、局面1では「脳症を発症し急性期から回復期への移行時期にあり、脳の神経細胞の過剰放電を防ぎながら、可塑性にかけて残された脳の神経細胞によるネットワークの再構築を目指していく必要のある児に対して、両親は自分たちが児の消耗と捉えたことについて、それを取り除き回復を支えるために、持てる力を駆使して関わっている。しかし、専門知識の不足から、その関わりが児のさらなる消耗につながる行為となっていてもそのままにしている」が明らかとなった。インタビュー時間(回数)が予定よりも多くなり、データ量が多量となったため、データの整理と分析に時間を要している。今月中に対象者Aに関しての分析が終了する予定である。そこで、分析方法が定まったら、他の5名についての分析も同様に実施し、全体分析を行ない、今年度中に原著論文を作成していく予定である。分析をスムーズかつ妥当性を確保するために、質的研究に長けている教員に適宜スーパーバイズを受けて進めていく予定である。多職種から療育支援を受けている乳幼児期の重症心身障がい児の家族のヘルスリテラシーの様相を明らかにし、家族のヘルスリテラシーが向上するための要素を解明することで、家族のヘルスリテラシーを向上するための看護の示唆を得ることを目的に、障がい児の家族6名にインタビュー調査を実施した。倫理的配慮として、研究者の所属している大学の倫理審査委員会の承認を得た。医療型障がい児通所施設2施設に研究協力を依頼し、対象者を選定し紹介してもらった。選定の条件は、13歳以上の幼児、2大島分類の14の重症心身障がい児、3在宅での生活を始めて1年以上経過している児、4療育支援のうけられる通園施設に通園し、通園開始から1年以上経過している児、5多職種から療育支援を受けている児、6定期的に通園し、児の健康状態が落ち着いている児、とした。対象児の概要は年長児5名、年中児1名で、男児2名、女児4名であった。疾患は先天性の脳障害を伴う疾患を有する児が3名、先天性の染色体異常児が1名、原因不明の児が1名、後天性の脳障害児1名であった。インタビューをした家族は6名全員母親で、30代半ば40代前半であった。インタビューは、対象児の状態や生活の様子、家族の思いや考え、支援内容について、障害が分かってから児が退院して自宅で生活し始めるまで、自宅で生活しはじめてから療育施設への通園を開始するまで、療育施設に通園を始めてから現在までと大きく3つの時期に分けて、実施した。インタビュー時間は133分267分であった。インタビューによるデータ収集は、障がい児の療育支援をしている療育者と家族の両者に同時期にインタビューを行なう予定であり、平成29年度と平成30年度で行い、平成31年度が分析をして結果をだす予定であった。しかし、第1段階として家族のみを対象の研究に変更した。その理由としては、家族のヘルスリテラシーの様相の解明として、まずは、家族の立場から見た事実や認識からヘルスリテラシーの様相を明らかにすることが必要だと考えたためである。その上で、療育者の障害児の見方や支援の意図を合わせて考えることで、客観的な視点も付加されると予想される。家族へのインタビューは対象者6名中5名は終了しており、残りの1名も平成30年6月に終了予定である。インタビュー後は分析過程に入る予定であるため、おおむね順調に進んでいると考えられる。

次に、インタビューの逐語録と療育記録から、対象者ごとに「児の状況」「母以外の家族の状況」「母の状況」「得られた健康情報」を時系列に沿って整理し、家族の健康状態が変化したところで区切り局面とし研究素材とした。それぞれの局面について、はじめに明らかにした「対象児の健康状態」を規準にして「児の健康状態と周囲の関わりの意味」を分析した。そして、「児の健康状態と周囲の関わりの意味」の中から、家族のヘルスリテラシーの定義に照らして、家族のヘルスリテラシーを表す事実や家族の状態を抜き出した。それえらを、同じ事柄に関するものについてまとめ、家族のヘルスリテラシーの定義に照らして「家族のヘルスリテラシーの状態」を分析し記述した。最後に、はじめに明らかにした「対象児の健康状態」と「家族のヘルスリテラシーの状態」との関係性が分かるように記述し、「家族のヘルスリテラシーの様相」とした。その結果、局面1では「脳症を発症し急性期から回復期への移行時期にあり、脳の神経細胞の過剰放電を防ぎながら、可塑性にかけて残された脳の神経細胞によるネットワークの再構築を目指していく必要のある児に対して、両親は自分たちが児の消耗と捉えたことについて、それを取り除き回復を支えるために、持てる力を駆使して関わっている。しかし、専門知識の不足から、その関わりが児のさらなる消耗につながる行為となっていてもそのままにしている」が明らかとなった。インタビュー時間(回数)が予定よりも多くなり、データ量が多量となったため、データの整理と分析に時間を要している。平成30年9月までに事例ごとにインタビューデータから研究素材を作成する。平成30年12月までに、個別分析を行ない、事例ごとに家族のヘルスリテラシーの様相を明らかにする。平成31年3月までに、全体分析にて、個別分析の結果を比較検討し、乳幼児期の重症心身障がい児の家族のヘルスリテラシーの様相を明らかにし、家族のヘルスリテラシーが向上するための看護の示唆を得ることとする。今月中に対象者Aに関しての分析が終了する予定である。そこで、分析方法が定まったら、他の5名についての分析も同様に実施し、全体分析を行ない、今年度中に原著論文を作成していく予定である。分析をスムーズかつ妥当性を確保するために、質的研究に長けている教員に適宜スーパーバイズを受けて進めていく予定である。モバイルパソコンを購入予定であったが、購入しなかったため、次年度に購入する予定である。また、インタビュー対象者への謝金、インタビューや研究会議、研究指導のテープ起こし業者委託料、研究素材の作成や分析に必要なパソコンの購入、専門知識や最新の知識の獲得のための関連図書の購入、文献複写代、学会の年会費や学術集会参加費などに使用する予定である。研究結果を分析を進めるための研究会議に使用する文房具類や、会議のテープ起こし、学会発表のための旅費などに使用予定である。
超高速度ビデオを用いた単離外有毛細胞の音刺激に対する挙動解析

会話領域における鼓膜の振幅が数ナノメータ(10^<-9>mのオーダー)にもかかわらず、ヒトの聴覚は鋭敏な判別機能を有している。この機能は内耳蝸牛内に存在する外有毛細胞自身(Outer Hair Cells : OHCs)のactiveな働き(筋肉のように動くことができる)による、エネルギ増幅により達成されると考えられているが、その機序は明確になっていない。そこで本研究では、高速な動きを捕らえることのできる超高速ビデオと倒立顕微鏡を組み合わせ、外有毛細胞の振動計測システムを構築し、モルモットの外有毛細胞の振動計測を試みた。その結果、以下のことが明らかとなった。1.OHCは膜電位の変化により伸縮運動をし、その変化量は伸長量よりも収縮量のほうが大きく、電位変化に対し非線形的に変化する。2.外有毛細胞は、自然長が長いほどその変化量は大きくひずみは小さくなり、短いほど変化量は小さいがひずみは大きくなる。この自然とひずみの関係から、OHCは長さが短いほどその発生する力が大きいと考えられる。3.OHCは正弦波の電気刺激に対し、それに同調した動きを示し、その振動の中心は収縮側へずれる。この振動の中心のずれは、伸張量よりも収縮量の方が大きいために起こり、また基底板の振動の中心のずれに寄与していると考えられる。この機能は内耳蝸牛内に存在する外有毛細胞自身のactiveな働き(筋肉のように動くことができる)による、エネルギ増幅により達成されると考えられているが、その機序は明確になっていない。そこで本研究では、高速な動きを捕らえることのできる超高速度ビデオと倒立顕微鏡を組み合わせ、外有毛細胞の振動計測システムを構築し、モルモットの外有毛細胞の振動計測を試みた。1.外有毛細胞は交流電気刺激に対し伸縮性の振動をする。2.外有毛細胞の電気刺激に対する振動の振幅は、刺激電圧に対し非線形的に変化する。今後の計画として、外有毛細胞の交流電気刺激に対する周波数特性、および細胞の聴毛を屈曲させたときの外有毛細胞の動きを計測することを試みる予定を立てている。この機能は内耳蝸牛内に存在する外有毛細胞自身(Outer Hair Cells:OHCs)のactiveな働き(筋肉のように動くことができる)による、エネルギ増幅により達成されると考えられているが、その機序は明確になっていない。2.外有毛細胞は、自然長が長いほどその変化量は大きいがひずみは小さくなり、短いほど変化量は小さいがひずみは大きくなる。この自然長とひずみの関係から、OHCは長さが短いほどその発生する力が大きいと言える。
ヒト表皮由来T細胞アポトーシス誘導因子に関する研究

皮膚における免疫反応ではリンパ球等の免疫系の細胞と、ケラチノサイトが様々なサイトカインを産生し、免疫反応に伴って浸潤してくる免疫系細胞に働きかけ炎症反応を制御している。これらの因子の多くは作用する細胞の増殖、生存、機能に関与しているが、細胞のアポトーシスを誘導する因子については知られていない。炎症反応の終息過程はおそらく炎症に関与した細胞の寿命、免疫系細胞の相互作用で起こると考えられるが、炎症の場に存在する固有の細胞もこの終息過程に積極的に関与しているのではないかと考えた。特に皮膚においてはケラチノサイトが何らかの因子を産生し、その因子が浸潤してきた炎症細胞のアポトーシスを誘導し、炎症反応の終息過程に関与しているのではないかと仮説を立てた。末梢T細胞は一般にアポトーシスに抵抗性で、活性化されたときにその感受性が高まると考えられている。そこでまず我々はケラチノサイトの培養上清を用いケラチノサイト由来のT細胞アポトーシス誘導因子の存在を検討し、以下の結果を得た.(1)正常ヒトケラチノサイト及びケラチノサイト細胞株HaCaT細胞の培養上清は共に濃度依存性にCTLL-2T細胞の増殖を抑制した。(2)FACSを用いて培養上清処理後のCTLL-2の細胞周期を見たところ、この増殖抑制効果はアポトーシスの誘導によるものであった。(3)CTLL-2をTNFαで処理してもその増殖は抑制されなかったこと、TGF-βはCTLL-2の増殖を抑制したが、抗TGF-β抗体は培養上清によるCTLL-2の増殖抑制効果に影響を与えなかったことから、これら2つのサイトカインの関与は否定的と考えられた。(4)インドメサシン処理後の培養上清も未処理の場合と同様に増殖を抑制したことから、ケラチノサイト由来のプロスタグランジンの関与は否定的である。以上よりケラチノサイトが未同定のT細胞のアポトーシス誘導因子を産生することが示唆された。現在その精製,同定を行っている。
歯芽移植・再植を臨床応用するための保存方法に関する基礎的検討

ウィスター系ラットの上顎前歯を抜去し、4種類の保存液中にて氷温保存を行ったのに、保存した歯牙に付着している歯根膜細胞の生物学的活性を検索した。使用した保存液はUW液(臓器保存液)、Euro-collins液(臓器保存液)、D-MEM(細胞培養液)、DDS(生理的食塩水)の4種類である。保存温度は、氷温保存として0°C(±1°C)、冷蔵保存として4°C(±1°C)の2種類の温度帯を設定し、保存期間は0、6、12時間、1、2、4日、1、2、3、4週間とした。抜歯は通法にしたがい歯根を破折しないよう注意深く抜去し、ただちにリン酸緩衝溶液で血液成分を洗い流してから10倍濃度の抗生剤溶液で洗浄した。その後、上記の各種保存液中に単純浸漬し、各種条件により保存を行った。保存終了後、歯牙に付着している歯根膜を剥離し、out-growth法にて2週間培養し、歯根膜細胞の生物学的活性を検索した。それぞれの保存例において細胞の活性を維持し得た最長例は、氷温保存例ではUW液が7日、Euro-collins液が4日、D-MEMが2日、DDSが1日であった。しかし、冷蔵保存例ではUW液が最長4日で、その他の保存液についても氷温保存例と比較すると歯根膜の生物学的活性を保存できた最長期間は若干減少傾向を示した.以上の結果より、歯牙の氷温保存はきわめて有用な方法であり、歯牙移植、再植への応用が示唆された。現在氷温域のより厳密なコントロールを行った超氷温実験を行っている.ウィスター系ラットの上顎前歯を抜去し、4種類の保存液中にて氷温保存を行ったのに、保存した歯牙に付着している歯根膜細胞の生物学的活性を検索した。現在氷温域のより厳密なコントロールを行った超氷温実験を行っている.
マングローブ植物の窒素獲得における土壌窒素固定菌の役割

本課題の目的は,マングローブ植物の周囲で窒素固定活性が高くなっていることを確認することと,マングローブ植物の近傍で窒素固定を行っている酵素が干潟土壌のものと同じか否かを検証することである.生育段階の異なるマングローブ植物(ヤエヤマヒルギ)の周囲の土壌窒素固定活性を測定したところ,樹木の生育ステージが進むにつれて土壌窒素固定活性が高くなっていることが明らかとなった.また,植物近傍の土壌と干潟土壌の窒素固定反応の活性化エネルギーを測定したところ,両者には明瞭な違いが見られた.以上より,マングローブ植物近傍と干潟では,窒素固定反応に関与している酵素の種類が異なっていることが確認された.マングローブ植物の根圏では窒素固定活性が検出されることが多い。満潮時に冠水する土壌中で、窒素固定菌はどのように窒素ガスを獲得しているのだろうか?多くのマングローブ植物には呼吸根が発達している。呼吸根は、嫌気環境に適応した「酸素供給経路」であると考えられているが、空気の約80%は窒素であり、呼吸根は根圏への「窒素供給経路」でもある可能性がある。その貢献度を定量的に評価するため、西表島に分布するマングローブ植物のうち3種(ヒルギダマシ、ヤエヤマヒルギ、オヒルギ)について、根圏の窒素固定ポテンシャルを測定するとともに、呼吸根を通じたガスの拡散コンダクタンスも測定して土壌のコンダクタンスと比較した。流路長と断面積で標準化した拡散抵抗で比較をすると、呼吸根を通じたガス拡散コンダクタンスは、冠出した土壌よりも1627倍の高い値を示した。仮に流路を3センチとした場合、呼吸根経由の拡散速度は土壌経由の7485倍、20センチでは4363倍となる。各樹種の根平均断面積を加味した呼吸根内のガス拡散速度はオヒルギ≈ヤエヤマヒルギ>ヒルギダマシの順となった。一方、各樹種の根圏における窒素固定ポテンシャルは、ガス輸送能力が高いオヒルギでもっとも高く、ガス輸送能力が低いヒルギダマシでもっとも低かった。すなわちガス輸送能力と窒素固定ポテンシャルの間に正の相関関係が見られた。本研究は、低窒素な沿岸域でも高い生産性を示すマングローブ植物の窒素獲得機構を明らかにするため、マングローブ土壌中で窒素固定を行っているバクテリアの酵素機能に注目している。これまでの調査により、マングローブ植物の根の周りで窒素固定活性が高くなっていることを明らかにした。そこに形成されている窒素固定バクテリアの酵素特性は、マングローブ根圏外とは異なる特異なものなのだろうか?反応を担っている酵素の特性が異なれば反応速度の温度依存性が異なることを利用してこれを検証することを目的とした。沖縄県西表島の船浦湾に生育するマングローブ植物Rhizophora stylosaの孤立木9個体を無作為に選定した。各調査木の根圏および非根圏土壌を採取し、窒素固定反応速度を異なる温度条件下(12, 15, 21, 28°C)で計測し、反応速度定数の温度依存性ーアレニウスプロットを作成した。得られたアレニウスプロットは、根圏・非根圏の区別なく、やや直線性が低くなる場合があった。直線性が保たれない理由として、(i)バクテリアの生物活性に温度依存性があった、(ii)活性化エネルギーが異なる複数種の窒素固定酵素が土壌中に存在していた、ことを考えている。また、反応の活性化エネルギーは、根圏土壌の方が非根圏土壌にくらべて1.4倍高かった。この結果は、窒素固定酵素の種類または種構成が根圏と非根圏で異なっていることを示している。本課題の目的は,マングローブ植物の周囲で窒素固定活性が高くなっていることを確認することと,マングローブ植物の近傍で窒素固定を行っている酵素が干潟土壌のものと同じか否かを検証することである.生育段階の異なるマングローブ植物(ヤエヤマヒルギ)の周囲の土壌窒素固定活性を測定したところ,樹木の生育ステージが進むにつれて土壌窒素固定活性が高くなっていることが明らかとなった.また,植物近傍の土壌と干潟土壌の窒素固定反応の活性化エネルギーを測定したところ,両者には明瞭な違いが見られた.以上より,マングローブ植物近傍と干潟では,窒素固定反応に関与している酵素の種類が異なっていることが確認された.マングローブ植物の生育地である沿岸域では,陸域から供給された窒素が頻繁に繰り返される潮汐変動によって海域へ流出するため,窒素不足に陥りやすい特徴を持っている.窒素は植物の生育に不可欠な必須元素である.このような課題の多い場所であるにも関わらず,マングローブ植物は旺盛な生育を示し,世界で最も生産性の高い生態系を形成している.マングローブ植物の窒素獲得メカニズムを明らかにするため,代表的な植物3種(ヒルギダマシ・ヤエヤマヒルギ・オヒルギ)の根圏窒素動態を調査したところ,根近傍において高い土壌窒素固定活性と土壌窒素含有量が確認された.マングローブ植物の根圏は通気組織による微好気環境が維持されており,窒素固定菌の増殖に最適な環境であることが推察される.さらに,樹木をとりまく窒素固定活性の空間分布トレンドを明らかにするため,ヤエヤマヒルギの根圏窒素固定活性を調査したところ,樹木の生育ステージが進むにつれて,樹木周辺の土壌窒素固定活性が高くなり,明瞭なコントラストを形成していく事が明らかとなった.支柱根近傍20cm以内に土壌窒素固定活性のピークが検出されたことから,支柱根の発達が窒素固定菌の活性化に寄与している可能性がある.

窒素固定反応の温度依存性実験から,反応の分子動力学的性質を測定することができるが,この方法を野外生育地に適用したところ,植物の周囲に集まっている微生物が利用している窒素固定酵素(ニトロゲナーゼ)は元々干潟土壌にあったものとは質的に異なっていることが明らかとなった.マングローブ植物が能動的に特有な窒素固定酵素を活性化させていることが窺える.本研究の目的は、マングローブ植物の窒素獲得における窒素固定菌の役割を明らかにする事である。本年度は、マングローブ植物に特徴的に発達している呼吸根の通気組織が、根圏における窒素固定菌への窒素供給経路として効率的に機能していることを明らかにする事ができた。低窒素に陥りがちな沿岸域に生育するマングローブ植物の窒素獲得メカニズムを、新たな視点で解明する手がかりを掴むことが出来た。以上のように、本テーマに関する興味深い知見を順調に得てきている。本研究の第一の目的は,マングローブ植物の生育における窒素固定菌の役割を明らかにする事である.本年度は,マングローブ植物の根圏における窒素固定活性を,栽培実験と野外調査の両面から検証し,根の近傍で窒素固定活性が高くなっている事を明らかにすることが出来た.窒素固定活性が植物の種によって異なる事,生育ステージが進むにつれて高くなっている事などから,植物の生育と窒素固定には密接なつながりがあることが推察される.以上のように,次年度研究へ繋がる知見を順調に得る事が出来ている.昨年度までの研究により、マングローブ植物の根圏では活発な窒素固定が行われている事が明らかとなった。更に、マングローブ植物に特徴的に発達している呼吸根の通気組織が、窒素固定菌への窒素供給経路として機能していることも示唆されたことから、マングローブ植物の根圏では、窒素固定バクテリアが活動しやすい、特異な環境が形成されている可能性がある。次年度は、マングローブ植物の根圏における窒素固定機能の特異性を評価するため、窒素固定バクテリアの酵素特性に注目して進めていく。マングローブ植物の根圏における窒素固定酵素特性を、干潟土壌のものと比較する。昨年度の研究により,マングローブ植物の根圏では活発な窒素固定が行われている事が明らかとなった.基質である窒素の供給が極端に制限されている湿地土壌中で窒素固定菌はどの様に窒素を獲得しているのだろうか?多くのマングローブ植物には,呼吸根が発達している.元来呼吸根は,嫌気環境に対応した「酸素供給経路」であると考えられているが,空気の80%が窒素である事を考慮すると,窒素固定菌への窒素供給経路にもなっている可能性がある.通気組織は酸素だけではなく窒素の供給にも有効であることが,マングローブ植物の根圏において高い窒素固定活性が観測される原因であるのかもしれない.今後は,マングローブ植物に特徴的に発達している呼吸根(通気組織)を介した空気輸送経路が窒素固定菌への窒素供給経路としてどの程度有効に機能しているのかを検証していく.窒素ガスの輸送効率を,通気組織を介した場合と土壌を介した場合とで比較計測すると共に,根圏窒素固定への通気組織の寄与率を定量する.野外調査と室内培養実験により検証を行う。そのため、研究費は調査出張旅費、野外調査協力謝金、培養実験用恒温チャンバーに使用する。さらに、窒素固定活性を計測するためのガス試薬、測定機器の消耗品費、得られた成果報告のための学会参加旅費、英文校閲費も見込んでいる。
口腔癌再発を導く骨髄CD11b+単球細胞の分化機構とその役割

本研究では、放射線照射後に再発する口腔扁平上皮癌において誘導される骨髄由来CD11b+細胞がどのような分子メカニズムにおいて腫瘍内に引き込まれ、血管を形成し、さらには再発を促進しているかについて、解析を行ってきた。またヒト臨床検体を用いた免疫組織学染色において同一患者より採取した未治療と放射線治療後の再発腫瘍において解析したところ、再発腫瘍において有意にCD11b細胞とCD206細胞の含有率が高いことがわかった。これまでの結果から放射線照射後の口腔がんにおいて腫瘍内に誘導された骨髄CD11b+単球細胞がM2マクロファージに分化し血管の再形成を誘導することで再発が促進されていることが示唆された。本研究では、放射線照射後に再発する口腔癌において誘導される骨髄由来CD11b+細胞がどのような分子メカニズムにおいて腫瘍内に引き込まれ、血管を形成しているかについて分子生物学的解析を行う。さらに単球からマクロファージへの分化誘導実験や精製した単球細胞やマクロファージを用いて口腔癌マウスモデルにおける解析を行い、腫瘍の再発や血管の再形成における役割およびマクロファージ分化機構との関連を調べる。まず最初にCD11b+骨髄単球細胞群が口腔癌放射線照射後の再発および腫瘍血管の再形成に直接的に関わっているか。また、CD11b+細胞群のうちどの細胞群がより重要であるか、を中心に解析を進めた。担癌動物末梢血液中のCD11b発現細胞数と腫瘍増殖の関連性も示唆されている事から、口腔癌担がんマウス末梢血を採取し、フローサイトメトリー(FACS)法により末梢血液中のCD11b群の定量的解析を行ったところ、担がんマウス血液および骨髄において著明な上昇を認めた。つぎに放射線照射後に時系列で腫瘍を摘出し免疫組織学的解析を加えることで、CD11b+単球細胞、M1およびM2マクロファージが分化・誘導されるタイミング、腫瘍血管再形成のタイミングを解析したところ、照射後2週間経過時にM2マクロファージの流入および低酸素の拡大を認めた。本研究では、放射線照射後に再発する口腔がんにおいて誘導される骨髄由来CD11b+細胞がどのような分子メカニズムにおいて腫瘍内に引き込まれ、血管を形成しているかについて分子生物学的解析を行った。さらに単球からマクロファージへの分化誘導実験や精製した単球細胞やマクロファージを用いて口腔癌マウスモデルにおける解析を行い、腫瘍の再発や血管の再形成における役割およびマクロファージ分化機構との関連を調べた。本年度はマウスモデルを用いて口腔がん放射線照射後に時系列で腫瘍を摘出し免疫組織学的解析によってCD11b+細胞が照射後2週間で低酸素の拡大とともに腫瘍内に誘導され、さらにmonocyte-derived supresser cells (MDSCs)やTie2発現マクロファージの増加が認められた。マクロファージの分化機構に関してさらに詳細な解析を行ったところ、照射後の腫瘍においてM2マクロファージが誘導され、また再発モデル腫瘍においてM2マクロファージを共播種させるとより再増殖が誘導されることがわかった。M2マクロファージの役割についてマトリジェルプラグアッセイを行ったところ、M2マクロファージにより血管形成が促進されていることから放射線照射後の口腔癌において腫瘍内に誘導された骨髄CD11b+単球細胞がM2マクロファージに分化し血管の再形成を誘導することで再発が促進されていることが示唆された。口腔がんマウスモデルにおいて放射線照射後の再発において、低酸素により誘導されるCD11b単球細胞の中の一部がM2マクロファージに分化誘導され、血管の再構築に寄与していることを見出しており、順調あるいは計画以上に進んでいる。本研究では、放射線照射後に再発する口腔がんにおいて誘導される骨髄由来CD11b+細胞がどのような分子メカニズムにおいて腫瘍内に引き込まれ、血管を形成し、さらには再発を促進しているかについて、フローサイトメトリーを用いた細胞生物学的解析や分子生物学的解析を行ってきた。さらに単球からマクロファージへの分化誘導実験やマウスの骨髄細胞より精製した単球細胞やマクロファージを用いて口腔がんマウスモデルにおける解析を行い、腫瘍の再発や血管の再形成における役割およびマクロファージ分化機構との関連を調べた。本年度も昨年度に引き続いてマウスモデルを用いて口腔がん放射線照射後において時系列で腫瘍を採取し、免疫組織学的解析によってCD11b+細胞が照射後に低酸素の拡大とともに誘導され、さらにmyeloid-derived suppressor cells (MDSCs)やM2マクロファージへの分化が腫瘍内で誘導されることを見出した。口腔がんマウスモデルにおける放射線照射後の再発について、低酸素により誘導されるCD11b+単球細胞の一部がM2マクロファージに分化誘導され血管の再構築に寄与していることがわかっているが、in vitroでの実証実験で低酸素チャンバーの機器購入が遅延したため。

さらに単球からマクロファージへの分化誘導実験やマウスの骨髄細胞より精製した単球細胞やマクロファージを用いて口腔がんマウスモデルにおける解析を行い、腫瘍の再発や血管の再形成における役割およびマクロファージ分化機構との関連を調べた。本年度も昨年度に引き続いてマウスモデルを用いて口腔がん放射線照射後において時系列で腫瘍を採取し、免疫組織学的解析によってCD11b+細胞が照射後に低酸素の拡大とともに誘導され、さらにmyeloid-derived suppressor cells (MDSCs)やM2マクロファージへの分化が腫瘍内で誘導されることを見出した。またM2マクロファージとマトリジェルをマウスに共移植したところ、有意に血管形成を促すことがわかった。さらにヒト臨床検体を用いた免疫組織学染色において同一患者より採取した未治療と放射線治療後の再発腫瘍において解析したところ、再発腫瘍において有意にCD11b細胞とCD206細胞の含有率が高いことがわかった。これまでの結果から放射線照射後の口腔がんにおいて腫瘍内に誘導された骨髄CD11b+単球細胞がM2マクロファージに分化し血管の再形成を誘導することで再発が促進されていることが示唆された。本研究では、放射線照射後に再発する口腔扁平上皮癌において誘導される骨髄由来CD11b+細胞がどのような分子メカニズムにおいて腫瘍内に引き込まれ、血管を形成し、さらには再発を促進しているかについて、解析を行ってきた。またヒト臨床検体を用いた免疫組織学染色において同一患者より採取した未治療と放射線治療後の再発腫瘍において解析したところ、再発腫瘍において有意にCD11b細胞とCD206細胞の含有率が高いことがわかった。口腔癌マウスモデルにおいて放射線照射後の低酸素に関連してM2マクロファージの腫瘍内への流入が起こることを見出し、またM2マクロファージと腫瘍再発との関連性など実験計画書で予定している実験がほぼ計画通りに進められているため。マクロファージ分化を誘導する因子を探索し、将来的な標的因子の発見につなげていく予定である。低酸素チャンバーを当初予定したメーカーから他製品に変更し、より安価での購入が可能となった。本年度は本機器の使用によりin vitroでの解析の推進が期待される。29年度が最終年度であるため、記入しない。口腔癌今後はがん再発に関わるCD11b+単球細胞がどのようなメカニズムでマクロファージに分化し、またどのマクロファージ分化系統が腫瘍血管の再形成に重要であるかを解析する予定である。実験計画書で予定していた低酸素チャンバー機器作成に関して当初予定していた販売価格が上昇したため購入には至らなかった。低酸素チャンバー装置がモデルチェンジし、また海外メーカーのものであり今年度内での購入・納入が困難であったため。
ＩｎＳｉｔｕ法による高効率高分離ＣＯ２吸着分離膜の創製と吸着膜分離性能の最適化

温室効果ガスである二酸化炭素を選択的に吸着膜分離する有機無機ハイブリット膜を創製し、その吸着膜分離性能の最適化を行うことを目的とした。高分子中に吸着微粒子を分散させる従来技術と異なり、単位体積あたりの吸着表面積を増加させるために、In Situ法で高分子中に分子サイズレベルの吸着部位polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS)を形成させようというものであった。本研究は、温室効果ガスである二酸化炭素を選択的に吸着膜分離する有機無機ハイブリット膜を創製し、その吸着膜分離性能の最適化を行うことを目的とする。高分子中に吸着微粒子を分散させる従来技術と異なり、単位体積あたりの吸着表面積を増加させるために、In Situ法で高分子中に分子サイズレベルの吸着部位(カーボン被覆Polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS))を形成させようというものである。そのために、POSS構造を側鎖に有するポリメタクリル酸とポリイミドを基本単位として、ミクロ相分離させずに各成分を均一分散させた膜を調製した後に、メタクリル酸部位だけを選択的に炭化させて、カーボン被覆POSSを形成させることを特徴とする。本年度は、セグメント鎖長の異なるポリイミド・POSS基含有ポリメタクリル酸ブロックコポリマーの合成、均一分散構造の評価および得られた膜のガス分離特性について研究した。平成24年度に引き続き、ポリイミドマクロイニチエーターとPOSS基含有ポリメタクリル酸セグメントのセグメント鎖長を変えたブロックコポリマーをATRP法で合成した。本年度は、より精密な分子設計が可能となる合成条件を見出した。この化学構造は1H-NMR, 13C-NMR, FTIRおよびGPCを用いて目的物が合成できていることを確認した。そして、溶剤キャスト法により生成物を膜状にした後、In Situ法でメタクリル酸部位だけを効率的かつ選択的に炭化する条件を研究した。最終目的となる分離膜への応用のため、炭化前の膜を中心にガス透過性およびガス分離性を、膜へのガス溶解性と膜中のガス拡散性の観点から研究した。炭化前の膜は、溶解性と拡散性のどちらか一方が透過性と分離性の支配因子になるのでは無く、両者のバランスによることを明らかにした。本年度は、セグメント鎖長の異なるポリイミド・POSS基含有ポリメタクリル酸ブロックコポリマーの合成、均一分散構造の評価およびIn Situ法による選択的炭化方法の確立を目指した。まず、ポリイミドマクロイニチエーターとPOSS基含有ポリメタクリル酸セグメントのセグメント鎖長を変えたブロックコポリマーをATRP法で合成した。セグメント鎖長により製膜後の膜強度が異なることが明らかになったため、本研究の目的に見合う強度を持つセグメント鎖長を選定した。生成物の膜に対して炭化温度と化学構造との関係を明らかにして、CO2吸着分離特性に有効な選択的炭化方法の確立を目指すため、TGAの熱重量減少の挙動を研究し炭化温度の検討データを得た。本年度は、平成25年度までに合成した膜に対して、分離膜への応用のため、炭化前の膜を中心にガス透過性およびガス分離性を、膜へのガス溶解性と膜中のガス拡散性の観点から研究した。合成膜は、自立膜として実用的なガス分離条件に耐えられる強度を有していた。

火力発電所の排気ガス処理を念頭においた二酸化炭素と窒素及び酸素、天然ガスの分離を念頭においた二酸化炭素とメタン、石炭ガス化複合発電を念頭においた二酸化炭素と水素の分離について検討した結果、二酸化炭素とメタンの分離実験において高い分離性が得られた。合成膜は、広角X線回折測定にて非晶性パターンが形成されており、走査型電子顕微鏡観察によるPOSS基のナノ分散構造と一致した結果が得られた。POSS基の含有量が増えるにつれ分離性が増加したことより、POSS基に基づくガス吸着性と、POSS基周辺のガス拡散性の効果によることが示唆された。今後、合成膜のより高度な微細構造制御により、さらなる分離性能の向上が期待できる。工学(材料工学・構造・機能材料・機能性高分子材料)計画通りに順調に実施することができた。計画通りに順調に実施することができた。現在までは計画通りに順調に実施することができているため、平成25年度と同様の方針で研究を進めていく。前年度で得られた実験結果を考察して、最終年度は「ポリイミド・POSS基含有ポリメタクリル酸ブロックコポリマー」のPOSS成分の置換基を代えて炭化実験を行い、最適な置換基の化学構造を決定して、CO2吸着膜分離特性を有する材料創製方法を確立する。そして得られた膜を用いたCO2の選択的吸着膜分離特性の解明と最適化を目指す。CO2の固定発生源の代表的な例として火力発電所があるが、ここからの排気ガス中には、CO2が約15%含まれる。残りのガス成分は空気である。そこで、CO2と窒素(N2)および酸素(O2)との選択的吸着膜分離性を測定評価する。CO2/O2、CO2/ N2の分離係数も決定し、空気成分のO2とN2のどちらが分離に影響を与えているのか判定する。平成24年度と同様の方針で研究を進めていくが、前年度で得られた実験結果を考察して、「ポリイミド・POSS基含有ポリメタクリル酸ブロックコポリマー」のPOSS成分の置換基を代えて炭化実験を行い、最適な置換基の化学構造を決定して、CO2吸着膜分離特性を有する材料創製方法を確立する。平成25年度は計画通りに順調に実施することができた。特に、合成実験において、当初よりも早く最適条件を見出すことができたために、試薬の購入費を抑えることができた。平成26年度は、差額分を利用して試薬及びガスを購入し、合成実験およびガス分離実験の実施回数を増やすことにより、実験データの精度を高める予定である。該当なし
数学学習における「学習者に数学的概念の例をつくらせる」という教授方略に関する研究

本研究は、数学学習における「学習者に数学的概念の例をつくらせる」という教授方略を構築することを目的としている。具体的には、(1)学習者が数学的概念の例をつくる場面に焦点を当て、実践的内容を分析すること,(2)学習者がつくる数学的概念の例の質に関するルーブリック(評価指標)を作成すること、(3)学習者がつくる数学的概念の例を活用する教材を開発することの3点が目標となる。(1)については、昨年度に引き続き、本研究に関連する文献に当たり実践的内容を検討した。(2)については、兵庫教育大学の数学専門の先生2人、数学教育専門の先生1人とともに、一次関数の深い概念理解を捉える枠組みをつくるため、数学的概念の例と定義の関係について検討した。その際、example spaceの理論に照らし合わせ、nonexample、counterexample、generic example、boundary exampleといった種々の例を適用した。その内容については学会発表し、論文投稿した(全国数学教育学会)。(3)については、早稲田大学の数学専門の先生1人、修士及び博士課程の院生らとともに、数の拡張に応じた長方形の面積概念形成に関する教材を開発した。その教材を用いて研究授業を行い、実証的に検討した結果を論文投稿した(日本教材学会)。以上、本研究の3年目は、「学習者に数学的概念の例をつくらせる」という教授方略を通して、「一次関数の概念形成の様相」「乗法の意味の拡張(長方形の面積概念の形成)から,無理数の概念形成の素地となる教材」の2点について検討した。なお、家庭事情のため、9月に予定していた渡英調査を翌年4月に延期した。昨年度に引き続き、先行研究を十分に考察できなかったこと、渡英調査を実施できなかったこと、長方形の面積概念形成のための教材開発において、設定した全ての段階で実証的に検討できなかったことが、「(3)やや遅れている」と判断する理由となる。なお、次の2つの論文を投稿した。(論文)川内充延、渡邊公夫「数の拡張に応じた長方形の面積概念形成に関する教材開発」(日本教材学会).濵中裕明、川内充延、吉川昌慶、加藤久恵「一次関数の深い概念理解を捉える枠組みの検討」(全国数学教育学会).本研究は、2年目、3年目に諸般の事情で渡英調査を実施できなかったため、研究期間を1年間延長している。渡英調査については、2019年4月21日から5月2日までの12日間の予定で実施する。訪問先はマンチェスター地域の学校(Dallam School、Lime Tree Primary Academy)とマンチェスター大学のRosaArcher先生の研究室となる。この渡英調査や過去の渡英調査の結果を踏まえ、長方形の面積や無理数に関する概念形成を意図した教材開発を通して、数学学習における「学習者に数学的概念の例をつくらせる」という教授方略について、これまでの取り組みをまとめる。本研究の目的は,数学学習における「学習者に数学的概念の例をつくらせる」という教授方略を構築することにある。具体的には,1学習者が数学的概念の例をつくる場面に焦点を当て,実践的内容を分析すること,2学習者がつくる数学的概念の例の質に関するルーブリック(評価指標)を作成すること,3学習者がつくる数学的概念の例を活用する教材を開発することを目標としている。1については,本研究の先進事例の多くが海外にあるため,実践者の一人が勤務している,イギリスの中等教育学校を訪問したことが挙げられる(10月11日10月22日)。そこでは,5人の先生の授業を観察し,数名の生徒へインタビュー調査を行った。また,先生たちとも率直な意見交流ができた。2については,海外の先行研究を整理し,学習者がつくる数学的概念の例の質を評価するための枠組みを検討し,その内容を近畿数学教育学会(第61回,同志社女子大学)で発表したことが挙げられる(2月18日)。3については,次期学習指導要領を見据えて,学習者がつくる様々な例を統合する視点を検討し,その内容を全国数学教育学会(第45回,高知大学)で発表したことが挙げられる(6月26日)。以上,本研究の初年度は,先進事例の収集(渡英調査),及び先行研究を見直す中で浮かび上がった課題の検討(数学的概念の例の質的評価,学習者がつくる例の統合化可能な多様性)を主とした取り組みであった。渡英調査を行い,数学教育関連の学会で発表し論文を投稿したことから,本研究の途中経過が整理できていると判断したため,「(2)おおむね順調に進展している」とした。ただし,渡英調査時の生徒へのインタビューについては,現地研究協力者の体調不良のため,音声データを文字データに変換する作業が滞っており,考察ができない状況にある。なお,投稿した論文は,次の通りそれぞれの学会で審査され採用となった。・「数学学習における「例づくり」に関する研究ー例づくりの統合化可能な多様性ー」(全国数学教育学会誌,数学教育学研究,第23巻,第1号,2017)・「数学学習におけるExample-Generationに関する研究学習者がつくる数学的概念の例の質」(近畿数学教育学会誌,第30号,2017)本研究は,数学学習における「学習者に数学的概念の例をつくらせる」という教授方略を構築することを目的としている。

具体的には,1学習者が数学的概念の例をつくる場面に焦点を当て,実践的内容を分析すること,2学習者がつくる数学的概念の例の質に関するルーブリック(評価指標)を作成すること,3学習者がつくる数学的概念の例を活用する教材を開発することの3点が目標となる。1については,本研究に関連する文献に当たり実践的内容を検討した。また,大学の授業の中でも数学的概念の例をつくらせる場面を設け,院生や学部生の取り組む様子を観察した。2については,数学学習では「概念形成のための例」と「概念獲得のための例」があることに注目し,素地指導では「概念形成のための例」が重要な役割を果たすことを発表した(全国数学教育学会,第46回研究発表会,6月25日)。また,教科書で見られる数学的概念の例を,表記・表現に関する研究の知見に照らし合わせて検討した。3については,早稲田大学の渡邊公夫先生とともに平方根の素地指導に関する導入教材を開発した。その教材を用いて研究授業を行い,実証的に検討した結果を発表した(全国数学教育学会,第46回研究発表会,6月25日)。また,昨年度開発した平方根の導入教材を再検討し,その内容を整理した。以上,本研究の2年目は,「学習者に数学的概念の例をつくらせる」という教授方略に関する新たな教材を開発し,実証的に検討したとまとめられる。なお,諸般の事情で渡英調査はできなかった。先行研究を十分に考察できなかったことや,渡英調査を実施できなかったことが,「(3)やや遅れている」と判断する理由となる。なお,次の論文及び報告は,審査を経て採用となった。(論文)川内充延,渡邊公夫「平方根の導入のための素地指導に関する一考察ー無理数の動的なイメージの構築を目指してー」(全国数学教育学会,数学教育学研究,第24号,第1巻,2018)(報告)川内充延,渡邊公夫「平方根の導入教材に関する研究」(日本教材学会,教材学研究,第29巻,2018)本研究は、数学学習における「学習者に数学的概念の例をつくらせる」という教授方略を構築することを目的としている。具体的には、(1)学習者が数学的概念の例をつくる場面に焦点を当て、実践的内容を分析すること,(2)学習者がつくる数学的概念の例の質に関するルーブリック(評価指標)を作成すること、(3)学習者がつくる数学的概念の例を活用する教材を開発することの3点が目標となる。(1)については、昨年度に引き続き、本研究に関連する文献に当たり実践的内容を検討した。(2)については、兵庫教育大学の数学専門の先生2人、数学教育専門の先生1人とともに、一次関数の深い概念理解を捉える枠組みをつくるため、数学的概念の例と定義の関係について検討した。その際、example spaceの理論に照らし合わせ、nonexample、counterexample、generic example、boundary exampleといった種々の例を適用した。その内容については学会発表し、論文投稿した(全国数学教育学会)。(3)については、早稲田大学の数学専門の先生1人、修士及び博士課程の院生らとともに、数の拡張に応じた長方形の面積概念形成に関する教材を開発した。その教材を用いて研究授業を行い、実証的に検討した結果を論文投稿した(日本教材学会)。
陸上短距離・長距離選手における高強度運動時酸素摂取動態とその成因に関する研究

高強度運動時に観察される酸素摂取量緩成分(VO2SC)の発現機序として、タイプI線維に比べ効率の低いタイプII線維が付加的に動員されるためとする仮説がある。平成12年度の成果から、ダイナモメータを用いて測定した等速性筋力とVO2SCの間には、高速での筋収縮時においてのみ、相関関係が認められた。先行研究において、タイプII線維占有率は、高速での等速性筋力と相関することが報告されていることから、本研究の結果は、前述の仮説を支持するものと推察された。平成13年度は、この結果を追試すること、タイプII線維占有率とより強い関係が指摘されている絶対筋力とVO2SCとの関係、および高強度運動時にタイプII線維において特異的に生成する血中アンモニア濃度とVO2SCの関係を検討することを目的とした。被験者は、陸上競技短距離選手4人、および長距離選手4人とし、各個人のLTとVO2maxの差の50%に相当する強度での自転車運動を6分間継続して行なわせた。運動中は換気ガスパラメータを連続的に測定した。また運動終了1分後に静脈血を採取し、血中の乳酸濃度、カテコラミン濃度、およびアンモニア濃度の分析にあてた。VO2SCは運動開始3分目と6分目のVO2の差として評価した。膝関節の伸展筋力は等尺性収縮、および5つの角速度での等速性収縮時に測定した。また、大腿中央部のCT画像より伸筋群の横断面積を計測し、筋力を除することによって単位横断面積当たりの筋力(絶対筋力)を算出した。VO2SCは、VO2max、血中乳酸濃度、および血中カテコラミン濃度とは相関しなかった。一方、VO2SCは等尺性筋力とは相関しなかったが、等速性筋力とはいずれの角速度においても相関関係を示した。また、角速度が270deg/sec以上の成績を除いて、前年度の結果と同様に、収縮速度が高くなるに従い、より高い相関係数を示した(90deg/sec : r=0.87,150deg/sec : r=0.92,210deg/sec : r=0.98,270deg/sec : r=0.90,330deg/sec : r=0.75)。一方、VO2SCと絶対筋力との関係は、210deg/secにおいてのみ認められた(r=0.72)。また、VO2SCと運動後のアンモニア濃度との間に相関関係は認められなかった。以上の結果は、部分的に仮説を支持するものであったが、相反する結果も含まれるものであった。VO2SCの発現機序については、さらに検討を要するものと考えられた。高強度運動時に発現する酸素摂取量の緩やかな増加成分(緩成分)の大きさと運動中に動員される運動単位のタイプとの関連性を検討することを目的とし、大腿筋の筋線維組成がタイプII優先であることが予測される、男子大学生陸上短距離選手(S群)6人と対照学生(C群)4人に対し、等速性収縮時の最大筋力を測定し、緩成分の大きさとの関係を検討した。被験者は、自転車エルゴメータ上で4分間のウォーミングアップを行った後、高強度運動をステップに負荷され、同一強度の運動を8分間継続して行った。高強度運動は、事前のランプ負荷による最大運動テストにおいて算出された、個人の最大酸素摂取量と乳酸性閾値の差の50%の強度とした。運動開始3分めと8分めの酸素摂取量の差異を酸素摂取量緩成分として評価した。膝関節の伸展および屈曲の等速性筋力は、バイオデックス社製ダイナモメータを用いて、90deg/sec,150deg/sec,210deg/sec,270deg/sec,and330deg/secの5つの速度で測定した。S群の緩成分は319.2±63.2ml/minであり、C群の181.3±52.3ml/minに比し、高い値であった(P<0.05)。緩成分と筋力の関係については、330deg/secの速度でのみ相関関係がみられた(P<0.05)。また、筋力の測定速度が高いほど、相関係数は高い結果を示した(r=0.45at90deg/sec,r=0.52at150deg/sec,r=0.59at210deg/sec,r=0.61at270deg/sec)。先行研究において、タイプII線維占有率と高速での等速性筋力との間に相関関係が認められていることから、本研究の結果は、高強度運動時の緩成分の大きさは、Fastタイプ運動単位の動員率と関係のあることを示すものと推察された。次年度は、筋力を絶対筋力として評価するために、CT画像より筋横断面積を算出する計画である。今年度は、実施のためのプレテストを行なった。

平成13年度は、この結果を追試すること、タイプII線維占有率とより強い関係が指摘されている絶対筋力とVO2SCとの関係、および高強度運動時にタイプII線維において特異的に生成する血中アンモニア濃度とVO2SCの関係を検討することを目的とした。被験者は、陸上競技短距離選手4人、および長距離選手4人とし、各個人のLTとVO2maxの差の50%に相当する強度での自転車運動を6分間継続して行なわせた。運動中は換気ガスパラメータを連続的に測定した。また運動終了1分後に静脈血を採取し、血中の乳酸濃度、カテコラミン濃度、およびアンモニア濃度の分析にあてた。VO2SCは運動開始3分目と6分目のVO2の差として評価した。膝関節の伸展筋力は等尺性収縮、および5つの角速度での等速性収縮時に測定した。また、大腿中央部のCT画像より伸筋群の横断面積を計測し、筋力を除することによって単位横断面積当たりの筋力(絶対筋力)を算出した。VO2SCは、VO2max、血中乳酸濃度、および血中カテコラミン濃度とは相関しなかった。一方、VO2SCは等尺性筋力とは相関しなかったが、等速性筋力とはいずれの角速度においても相関関係を示した。また、角速度が270deg/sec以上の成績を除いて、前年度の結果と同様に、収縮速度が高くなるに従い、より高い相関係数を示した(90deg/sec : r=0.87,150deg/sec : r=0.92,210deg/sec : r=0.98,270deg/sec : r=0.90,330deg/sec : r=0.75)。一方、VO2SCと絶対筋力との関係は、210deg/secにおいてのみ認められた(r=0.72)。また、VO2SCと運動後のアンモニア濃度との間に相関関係は認められなかった。以上の結果は、部分的に仮説を支持するものであったが、相反する結果も含まれるものであった。VO2SCの発現機序については、さらに検討を要するものと考えられた。