大阪産業大学
スポーツ健康学部
スポーツ健康学科

教授

宮本 忠吉

ミヤモト タダヨシ
Tadayoshi Miyamoto

経歴

  1. 大阪大学 健康体育部 助手 1997/06/01-2000/03/31
  2. 国立循環器病センター研究所  先進医工学センター 循環動態機能部 研究員 2000/04/01-2007/03/31
  3. 森ノ宮医療大学 保健医療学部 教授 2007/04/01-2011/03/31
  4. 森ノ宮医療大学 大学院保健医療学研究科 教授 2011/04/01-2019/03/31
  5. 大阪産業大学 スポーツ健康学部 教授 2019/04/01-現在
  6. 大阪産業大学 大学院人間環境学研究科 教授 2019/04/01-現在

学歴

  1. 大阪市立大学 生活科学研究科 食品栄養科学専攻健康生理学講座 博士 1995/03 修了

学位

  1. 博士(学術) 大阪市立大学 1995/03

教育・研究活動状況

運動時における呼吸循環代謝系連関の機構
運動時における呼吸循環代謝系連関の機構

研究テーマ
統合的枠組みによる呼吸循環調節系の制御機構の解明とその応用研究を行っています。

研究活動
 生体には恒常性を維持するために多くの負帰還制御系(フィードバックシステム)が存在しています。呼吸化学調節系や動脈圧受容器反射系は、血液ガスやpH、血圧の恒常性維持に必要不可欠な負帰還システムであることはよく知られています。
 我々人間をふくめ、高等動物に代表される生命システムは進化や様々な環境への適応を通じて、動物特有の高度な運動生理機能を獲得してきたと考えられています。運動開始時には、活動筋代謝の高まりに応じて、酸素を時間遅れなく供給するために、呼吸循環系を正確にかつ迅速に制御するメカニズムが必要となります。
 過去、100年以上にわたる研究により、運動遂行時の生体には、化学受容器反射や圧受容器反射によるフィードバック調節以外に、セントラルコマンドと呼ばれる中枢からの直接の神経信号入力による調節(フィードフォワード制御)、活動筋由来の機械受容器反射や代謝受容器反射による調節など様々な制御機構が働いていることが明らかにされてきました。
 運動時には、血液中の酸素や炭酸ガス、水素イオン濃度(PO2, PCO2, pH)、及び血圧の恒常性を維持すべく、数多くの制御機構が相互作用を繰り返しながら、合理的かつ合目的にその機能を分担し合っていると考えられます。運動時代謝に応じた呼吸循環系応答のダイナミクスが最終決定される過程には極めて柔軟でかつ精緻な制御メカニズムが時事刻々と働いていると考えられます。
 運動に対する呼吸調節系と循環調節系の相互連関の制御機能を正確かつ定量的に評価するには、まず呼吸化学調節系や圧受容器反射系を構成しているサブシステムの特性、すなわち制御部である中枢コントローラシステム(脳、神経系)と制御対象部である末梢プラントシステム(呼吸器系、心臓・血管系)の機能特性を定量化する必要があります。
 私の研究室では、運動時における負帰還制御系の動作原理をより深く理解するために、工学系の分野で広く用いられている線形システム解析を研究手法のひとつとして取り入れ、トップアスリートから呼吸循環器疾患患者までのヒトを対象とした臨床研究から、小動物を対象とした基礎および応用研究を行っています。
 研究室全体としては、上述の研究テーマに対して段階的に取り組むことで、運動に対する生体適応現象を統合的に理解し、さらに、それらの研究を通じて複雑な生命現象の本質に迫るとともに、スポーツ科学や、基礎及び臨床医学の実践に役立てるべく研究成果をあげていきたいと考えています。
 2002年、「ヒトゲノムプロジェクト」の完了宣言が報じられました。今後は「遺伝子から個体へ」あるいは「分子からヒトへ」の視点に立って生体機能とメカニズムを解明するという、「システムバイオロジー」としての生理学研究の流れがポストゲノム研究の潮流になると考えています。その中において、私は運動に対する呼吸循環系の動的で複雑な反応をシステム的に理解し研究することの重要性や魅力をアピールし続けたいと考えています。

研究分野

  1. スポーツ科学
  2. 応用健康科学
  3. 神経生理学・神経科学一般
  4. 生理学一般
  5. 環境生理学(含体力医学・栄養生理学)

研究キーワード

  1. 生理学
  2. システム解析
  3. スポーツ科学
  4. トレーニング
  5. 学習
  6. 高次脳機能
  7. 心不全
  8. 呼吸異常
  9. 適応

著書

  1. 「体育の科学」 68巻9号「運動時の循環調節の探索と新しい発見を知る」 杏林書院 2018/09
  2. 運動生理学分野における呼吸循環研究の最前「運動時の呼吸調節」「循環制御」8月号 日本循環制御医学会 2018/08
  3. The Lung perspectives『特集 呼吸器の救急救命治療』Vol.20 No.1,冬号 MEDICAL REVIEW社 2012
  4. 身体運動と呼吸・循環機能  真興交易(株)医書出版部 2012/08
  5. フローチャートで学ぶ運動生理学実習 建帛社 2012/04

論文

  1. 共著 Cardiorespiratory adaptation induced by low-frequency sever-intensity interval training Proc Life Engineering 18, 135-140 2018/09
  2. 共著 Effects of acupuncture-induced bradycardia on heart rate responses during posture changeand high intensity exercise Proc Life Engineering 18, 130-134 2018/09
  3. 共著 A Significant role of feedforward cardiorespiratory control by higher brain center to dynamic exercise Proc Life Engineering 18, 124-129 2018/09
  4. 共著 Dynamic erebral autoregulation during cognitive task: Effect of hypoxia J Appl Physiol 2018 Jun 1;124(6), 1413-1419 2018/06
  5. 共著 Development of an anesthetized rat model of exercise hyperpnoea: An integrative model of respiratory control using an equilibrium diagram Exp Physiol 2018 May 1;103(5), 748-760 2018/05

研究発表

  1. Dynamic cerebral carbon dioxide reactivity at rest and during exercise Experimental Biology 2019/04
  2. 運動準備期の高位中枢を介したフィードフォワード制御が運動に対する呼吸・循環系応答のダイナミクスに及ぼす影響 計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム 2018/09
  3. 高強度運動開始前の準備期における呼吸循環系フィードフォワード制御の生理学的役割 第72回日本体力医学会 2018/09
  4. 短期間高強度インターバルトレーニングが呼吸・循環系応答に及ぼす影響 計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム 2018/09
  5. 体位変換及び運動ストレスが鍼刺激による心拍数減少反応に及ぼす影響 計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム 2018/09

研究費、科学研究費
(学外の分担者)

  1. 最新トレーニング理論に基づく革新的運動プログラムのアスリートへの応用 18K10912 基盤研究 (C) 一般 中原 英博 森ノ宮医療大学, 保健医療学部, 教授 2018 2020
  2. 呼吸循環代謝システムの長期トレーニング適応における順序発現機構の解明 15K01578 基盤研究 (C) 一般 中原 英博 森ノ宮医療大学, 保健医療学部, 教授 2015 2017
  3. 13C安定同位体比分析を用いた高強度運動時の骨格筋糖脂質代謝動態の定量解析 26750316 若手研究 (B) 一般 上田 真也  森ノ宮医療大学, 保健医療学部, 講師 2014 2016
  4. 医療系大学における教員養成の意義と課題についての総合的研究 25350867 基盤研究 (C) 一般 萩原 俊男 森ノ宮医療大学, 保健医療学部, その他 2013 2015
  5. 鍼刺激療法を用いた心不全に対する新規制御システムの構築 25350909 基盤研究 (C) 一般 山本 裕美 近畿大学, 医学部, 講師 2013 2015

競争的資金等の研究課題

  1. 科学研究費 高位中枢の予測見込み的制御が激運動時の呼吸循環動態及び神経内分泌機能に及ぼす影響 16K13023 挑戦的萌芽研究 代表 宮本 忠吉 2016/04/01-2019/03/31
  2. 科学研究費 システム定量解析を用いた運動時換気亢進の病態生理機構の解明 15H03101 基盤研究(B) 一般 代表 宮本 忠吉 2015/04/01-2019/03/31
  3. 科学研究費 運動と中心循環の相互因子が呼吸化学調節系の動的フィードバック制御機能に及ぼす影響 22500617 基盤研究(C) 一般 代表 宮本 忠吉 2010/04/01-2013/03/31
  4. 科学研究費 システム生理学的アプローチを用いた生体呼吸調節系の運動トレーニング適応機構の解明 19500574 基盤研究(C) 一般 代表 宮本 忠吉 2007/04/01-2009/03/31
  5. 科学研究費 中心循環血液量の増加がヒトの運動中および運動後の呼吸循環代謝系機能に及ぼす影響 11780016 奨励研究(A) 代表 宮本 忠吉 1999/04/01-2001/03/31