暑熱下運動時における循環動態制御メカニズムの解明とその応用基盤の構築
| Project/Area Number |
21K17582
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 59020:Sports sciences-related
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
渡邊 和仁 秋田大学, 教育文化学部, 准教授 (70733145)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 暑熱ストレス / 心機能 / 循環反応 / 呼吸代謝応答 / 血液の運動エネルギー / 体温 / 運動 / 暑熱負荷 |
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| Outline of Research at the Start |
暑熱環境下での長時間運動など、体温上昇や体水分損失（脱水）による複合的なストレス下では循環器系への負担が増大する。その典型として心臓から拍出される血液量（心拍出量）の減少が起こり、これは熱中症発症の誘因となるが、心臓の収縮・拡張機能は体温上昇と脱水によってむしろ高まる傾向がみられる。本研究では、体温上昇と脱水により運動時の心機能が亢進する主要因を明らかにし、暑熱下運動時の循環動態の制御メカニズムに関する理解を深め、安全かつ効果的な新しい運動法開発のための基盤構築を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
暑熱下運動時の循環応答や心機能変化のメカニズムを明らかにするため、2023年度は運動に伴う生理反応の典型である呼吸代謝応答との関連に着目し検討を行った。実験では温水を循環させたスーツ（水循環スーツ）を用いて2.5～3時間の局所（片脚、両脚）または全身の加温を行った。この時の循環（心拍出量、末梢血流量等）及び呼吸代謝パラメーター（酸素摂取量、毎分換気量等）を測定し経時変化を調べるとともに、左室捻転運動（Twist：心筋収縮性と関連）等の心機能指標との対応関係を検討した。酸素摂取量は片脚加温及び両脚加温時においては加温なしの条件（コントロール）との差はみられなかったが、全身加温時には加温終了まで時間依存的に徐々に増加した。毎分換気量も同様に全身加温でのみ段階的な増加を示した。これらの呼吸代謝応答パターンは左室Twistの変化との類似性が認められたことから、顕著な体温上昇時にみられる左室収縮性増加は換気亢進や有酸素性代謝亢進との連動性を有する可能性が示された。一方、心拍出量は全加温条件において末梢（四肢及び頭部）血流量の増加量に応じて増加したことから、心臓の機能変化や呼吸代謝関連のメカニズムはこの時の心拍出量応答の主要な規定要因ではないことが示唆された。
さらに、高体温時の循環動態制御メカニズムをより明らかにするため、上記実験における血液の運動エネルギーの変化を推定し、流体力学的な観点を含めて心拍出量応答との関係を検討した。その結果、局所及び全身加温時には末梢（四肢及び頭部）の血流速度の増加とともに血液の運動エネルギーが増加し、この反応は心拍出量応答との間に正の相関関係を示した。この結果及び本研究課題における一連の結果より、高体温時には末梢血の流速や運動エネルギーが局所温度上昇に伴って増加し、静脈還流等の循環動態を変化させることで心拍出量に影響を及ぼす可能性が示唆された。
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Report
(3 results)
Research Products
(13 results)
