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自発的過換気が高強度運動時の生理応答に及ぼす影響-新トレーニング法開発に向けて-

Research Project

Project/Area Number 18J20086
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Sports science (A)
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

土橋 康平  筑波大学, 人間総合科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords呼吸性アルカローシス / 無酸素性代謝 / 有酸素性代謝 / 末梢化学受容器 / 循環調節 / 低炭酸ガス血症 / 呼吸性アルカローシス、 / 細胞内アルカローシス / 呼吸筋 / 循環応答 / hypocapnia
Outline of Annual Research Achievements

運動前に20分間の自発的過換気を行うと、過換気を行わない場合と比較して無酸素性代謝がより亢進することが示唆されている。無酸素性代謝亢進のために過換気を現場へ応用する際、20分間の過換気はトレーニング時間を過度に伸ばしてしまう可能性があり現実的ではない。我々は昨年度、過換気を行わない場合と比較して5分間の運動前自発的過換気が20分間のそれと同程度、高強度運動時の無酸素性エネルギー供給量を増加させることを示唆した。しかしながら、5分間の自発的過換気が全力自転車運動時のパフォーマンスおよび呼吸代謝応答に及ぼす影響は明らかではない。これについて検討した結果、5分間の自発的過換気は20分間のそれと同程度、自由呼吸と比較してパフォーマンスに影響することなく全力自転車運動時の無酸素性代謝を亢進することが示唆された。
また、自発的過換気は高強度運動時の循環応答も抑制することが示唆されていが、そのメカニズムは明らかではない。頸動脈小体に位置する末梢化学受容器は、中枢化学受容器と比較してその貢献度は小さいものの、血中の二酸化炭素 (CO2) 分圧の変化を感知することが報告されている。先行研究では低酸素吸入により末梢化学受容器を刺激すると、常酸素吸入の条件より運動時の心拍数や動脈血圧が増加することを報告している。従って、自発的過換気による低CO2血症は末梢化学受容器反射を抑制することで高強度運動時の循環応答を抑制している可能性があるがこれに関しては明らかではない。高酸素吸入は末梢化学受容器を一時的に抑制できることから、この高酸素吸入を用いて自発的過換気による低CO2血症が高強度運動時の循環応答に及ぼす影響に関して検討した。その結果、自発的過換気による低CO2血症は末梢化学受容器反射を抑制することで、高強度運動時の心拍数を抑制する一要因である一方、動脈血圧の抑制には影響しないことが示唆された。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Voluntary hypocapnic hyperventilation lasting 5?min and 20?min similarly reduce aerobic metabolism without affecting power outputs during Wingate anaerobic test2020

    • Author(s)
      Dobashi Kohei、Fujii Naoto、Ichinose Masashi、Fujimoto Tomomi、Nishiyasu Takeshi
    • Journal Title

      European Journal of Sport Science

      Volume: 17 Issue: 8 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1080/17461391.2020.1812728

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Caffeine Exacerbates Hyperventilation and Reductions in Cerebral Blood Flow in Physically Fit Men Exercising in the Heat2020

    • Author(s)
      Fujii Naoto、Fujimoto Tomomi、Yinhang Cao、Dobashi Kohei、Matsutake Ryoko、Amano Tatsuro、Watanabe Koichi、Nishiyasu Takeshi
    • Journal Title

      Medicine & Science in Sports & Exercise

      Volume: 53 Issue: 4 Pages: 845-852

    • DOI

      10.1249/mss.0000000000002537

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Low-intensity exercise delays the shivering response to core cooling2019

    • Author(s)
      Fujimoto Tomomi、Tsuji Bun、Sasaki Yosuke、Dobashi Kohei、Sengoku Yasuo、Fujii Naoto、Nishiyasu Takeshi
    • Journal Title

      American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology

      Volume: 印刷中 Issue: 5 Pages: R535-R542

    • DOI

      10.1152/ajpregu.00203.2018

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Hypocapnia attenuates local skin thermal sensation in normothermic humans2021

    • Author(s)
      Tomomi Fujimoto, Kohei Dobashi, Ryoko Matsutake, Naoto Fujii, Takeshi Nishiyasu
    • Organizer
      ARIHHP Human High Performance Forum 2021
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] The effects of arterial O2 and CO2 pressure on cardiovascular responses to apnea during dynamic two-legged knee extension exercise2021

    • Author(s)
      Ryoko Matsutake, Masashi Ichinose, Tomomi Fujimoto, Kohei Dobashi, Naoto Fujii, Takeshi Nishiyasu
    • Organizer
      ARIHHP Human High Performance Forum 2021
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Hypercapnia elicits differential vascular and blood flow responses in cerebral circulation and active skeletal muscles in exercising humans2021

    • Author(s)
      Shodai Moriyama, Masashi Ichinose, Kohei Dobashi, Ryoko Matsutake, Mizuki Sakamoto, Naoto Fujii, Takeshi Nishiyasu
    • Organizer
      ARIHHP Human High Performance Forum 2021
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Effects of different duration of voluntary hypocapnic hyperventilation on physiological responses during and following supramaximal exercise2019

    • Author(s)
      Kohei Dobashi, Masashi Ichinose, Naoto Fujii, Tomomi Fujimoto, Takeshi Nishiyasu
    • Organizer
      The 18th International Conference on Environmental Ergonomics
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The effects of low-intensity exercise on local and whole-body thermal sensations in hypothermic resting humans2019

    • Author(s)
      Tomomi Fujimoto, Naoto Fujii, Kohei Dobashi, Yinhang Cao, Ryoko Matsutake, Takeshi Nishiyasu
    • Organizer
      The 18th International Conference on Environmental Ergonomics
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The roles of arterial CO2 pressure on cardiovascular responses to apnea during dynamic two-legged knee extension exercise2019

    • Author(s)
      Ryoko Matsutake, Masashi Ichinose, Tomomi Fujimoto, Kohei Dobashi, Naoto Fujii, Takeshi Nishiyasu
    • Organizer
      The 18th International Conference on Environmental Ergonomics
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of pre-exercise voluntary hypocapnic hyperventilation on cardiovascular responses to simultaneous initiation of exercise and apnea2019

    • Author(s)
      Mizuki Sakamoto, Masashi Ichinose, Kohei Dobashi, Ryoko Matsutake, Naoto Fujii, Takeshi Nishiyasu
    • Organizer
      The 18th International Conference on Environmental Ergonomics
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 運動及び回復時の呼吸循環応答に及ぼす運動前自発的過換気の影響-運動強度に着目-2019

    • Author(s)
      土橋 康平、一之瀬 真志、松竹 涼子、坂本 みずき、藤井 直人、西保 岳
    • Organizer
      第74回 日本体力医学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 低強度運動が体温低下時の局所および全身温度感覚に及ぼす影響2019

    • Author(s)
      藤本 知臣、藤井 直人、土橋 康平、曹 銀行、松竹 涼子、近藤 徳彦、西保 岳
    • Organizer
      第74回 日本体力医学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 動脈血酸素分圧および二酸化炭素分圧が運動中息止め時の循環応答に及ぼす影響2019

    • Author(s)
      松竹 涼子、藤本 知臣、土橋 康平、一之瀬 真志、藤井 直人、西保 岳
    • Organizer
      第74回 日本体力医学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 高二酸化炭素ガス吸入が低圧低酸素下での漸増負荷走時の呼吸代謝応答に及ぼす影響2019

    • Author(s)
      曹 銀行、藤井 直人、藤本 知臣、頼 銀豊、土橋 康平、弘山 勉、榎本 靖士、小川 剛志、西保 岳
    • Organizer
      第74回 日本体力医学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 動脈血二酸化炭素分圧の低下が運動開始と同時の息止め時の循環応答に及ぼす影響2019

    • Author(s)
      坂本 みずき、一之瀬 真志、土橋 康平、松竹 涼子、藤井 直人、西保 岳
    • Organizer
      第74回 日本体力医学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 運動前自発的過換気時間の違い (5分および20分) が高強度運動及び回復時の生理応答に及ぼす影響2018

    • Author(s)
      土橋 康平、藤井 直人、一之瀬 真志、藤本 知臣、西保 岳
    • Organizer
      日本体力医学会大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 動脈血中CO2分圧が運動中の止息時における循環応答に及ぼす影響2018

    • Author(s)
      松竹 涼子、藤本 知臣、土橋 康平、一之瀬 真志、藤井 直人、西保 岳
    • Organizer
      日本体力医学会大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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