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Protecting athletes and para-athletes from heat disorders: A comprehensive strategy using carbon dioxide

Research Project

Project/Area Number 21K11405
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research InstitutionNihon Fukushi University

Principal Investigator

NISHIMURA Naoki  日本福祉大学, スポーツ科学部, 教授 (40278362)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 三井 利仁  日本福祉大学, スポーツ科学部, 教授 (70564186)
安藤 佳代子  日本福祉大学, スポーツ科学部, 准教授 (90618795)
兒玉 友  日本福祉大学, スポーツ科学部, 准教授 (40636164)
杉本 直俊  金沢大学, 保健学系, 教授 (80272954)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywordsパラアスリート / 高濃度人工炭酸泉 / 発汗量 / 皮膚血管反応 / 暑熱障害 / 高濃度炭酸泉 / 暑熱順化 / 皮膚血管機能 / 定量的軸索反射性発汗試験 / 汗腺機能 / 皮膚血管拡張 / 温度感覚 / 定量的軸索反射性発汗 / 炭酸温泉 / 軸索反射性発汗 / TRPチャネル
Outline of Research at the Start

頚髄・脊髄損傷を伴うパラアスリートは、損傷部位での発汗障害がみられることから、健常者と比較して熱中症などの暑熱障害発症の危険性が高まる。
本研究では、このようなパラアスリートを暑熱障害から守るために、高濃度炭酸温泉への入浴や炭酸水の飲用を用いた総合戦略を確立することを目的とする。

Outline of Final Research Achievements

Carbon dioxide rich water (CO2) was used as a strategy to protect para-athletes with impaired sweating and cutaneous vasomotor functions due to cervical and spinal cord injury from heat injury. Since no significant increase in sweating was observed in several para-athletes after one week of lower limb bathing in CO2, we planned to extend the consecutive bathing period (more than two weeks), but the COVID-19 prevented us from conducting additional experiments.
When mouse fibroblasts were cultured in a high-concentration CO2 (20%) environment for 24 hours, HO-1 expression, an antioxidant and vasodilator factor, and HSP70, a cytoprotective factor, increased, suggesting that continuous bathing in a CO2 may be able to acquire heat acclimation at the cellular level.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

頚髄および脊髄損傷により発汗機能や皮膚血管運動機能が障害されたパラアスリートは、健常者よりも暑熱障害が発生する確率が高いが、日常的に行う事が可能な「高濃度炭酸泉の入浴」を暑熱障害に対する対策として用いたことは、社会的意義があると思われる。また、高濃度炭酸泉への浸漬により、血管拡張機能が残存していることが確認できたことは学術的にも意義あるものであると思われる。
加えて、細胞レベルでは、高濃度炭酸泉への浸漬により血管拡張因子(HO-1)の発現量が増加したことから、高濃度炭酸泉への連浴(2週間以上)により、残存している血管運動機能が向上する可能性が認められたことは意義あるものと思われる。

Report

(5 results)
  • 2024 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2024 2022 2021

All Journal Article (1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] 発汗障害を伴うパラアスリートの暑熱対策2022

    • Author(s)
      西村直記
    • Journal Title

      加齢皮膚医学セミナー

      Volume: 17 Pages: 1-9

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] パラアスリートの発汗機能2024

    • Author(s)
      西村直記
    • Organizer
      日本発汗学会
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Sweat function in para-athletes with various injury histories2024

    • Author(s)
      Naoki Nishimura
    • Organizer
      International Symposium of Asian Society for Adapted Physical Activity and Exercise (ASAPE 2024)
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 人工炭酸泉浸漬時の生理的反応と障がい者への応用2022

    • Author(s)
      西村直記、杉本直俊
    • Organizer
      第25回人工炭酸泉研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Effect of CO2 on the Expression of Cyclooxygenases in Vascular Smooth Muscle Cells2021

    • Author(s)
      Taichi Nakamura, Naotoshi Sugimoto, Naoki Nishimura, Taizou Wada
    • Organizer
      Experimental Biology 2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 発汗障害を伴うパラアスリートの暑熱対策2021

    • Author(s)
      西村直記
    • Organizer
      第17回加齢皮膚医学研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 種々の受傷歴を伴うパラアスリートの発汗機能 -QSARTを用いた評価-2021

    • Author(s)
      西村直記、山根真紀、三井利仁、山本真史、安藤佳代子、兒玉友、藤田紀昭、杉本直俊
    • Organizer
      第30回日本障がい者スポーツ学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2026-01-16  

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