2018 Fiscal Year Annual Research Report
暑熱環境下における運動能力低下に関する中枢性作用機序の解明と熱中症予防対策
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16H03241
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
長谷川 博 広島大学, 総合科学研究科, 教授 (70314713)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 大輔 独立行政法人日本スポーツ振興センター国立スポーツ科学センター, スポーツ研究部, 契約研究員 (20735964)
石渡 貴之 立教大学, コミュニティ福祉学部, 教授 (40435235)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 暑熱環境 / 運動 / 体温 / 身体冷却 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，ヒトおよび動物実験の両方から神経生理的手法，体温・循環調節系手法を用いて，暑熱環境下における持久性運動能力の低下のメカニズムを明らかにし，新たな熱中症予防策を提案することである．
動物実験では，エルゴジェニック効果として期待されているカフェインの中枢作用について，脳特定部位における神経伝達物質動態が評価できるマイクロダイアリシス法，低ストレス条件で深部体温が測定できるテレメトリー法，熱産生の直接的な指標として酸素摂取量が測定できる小動物代謝計測法を組み合わせた実験系を用いて，実験を行うことができた．カフェインの運動能力向上効果には，線条体領域におけるドーパミン作動性神経の活性が関与していること，低濃度のカフェインは運動時の高体温による危険性が少ない用量であることなどが示唆された．
ヒトを用いた基礎実験では，高温環境が持久性運動中の脳および筋肉の循環動態に及ぼす影響を検討するため，これまでの体温調節系の指標に加え，大腿部皮膚血流量，中大脳動脈血流速度，大腿部筋血流量，大腿部筋酸素飽和度を新たに測定項目に加えることができた．高温環境では体温調節のため，皮膚に血流が分配されることにより脳血流が低下するが筋血流には影響を及ぼさないことが示唆された．
また運動時の身体冷却など実践的な暑さ対策についても検討することができた．また，これまでの研究成果を学会やセミナー等でで発表すると共に学術誌へ論文を投稿した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的である，ヒトおよび動物実験の両方から神経生理的手法，体温・循環調節系手法を用いて，暑熱環境下における持久性運動能力の低下の中枢性メカニズムや運動パフォーマンスについて検討することができた．
特に動物実験では，異なる脳局所部位における運動中の神経伝達物質と体温調節反応を，同じ被験動物で経時的かつ同時に測定することに成功した．これらの得られた研究成果はカフェインの運動能力向上に関わる作用機序の解明に役立つものであり，神経生化学要因を具体化する内容となった．
ヒトを用いた基礎実験では，暑熱環境下の運動時において，脳および筋肉の循環動態の指標となる，中大脳動脈血流速度，大腿部筋血流量，大腿部筋酸素飽和度を新たに測定項目に加えることができた．これらの独創的な実験手法を同時に用いることができるようになったことは，暑熱環境下における運動能力低下に関する生理的要因を多方面から分析することができるため，評価できる．
しかし一部の研究成果に関しては，まだ学会発表や論文として出版できていないものもあるため，課題も残されている．
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| Strategy for Future Research Activity |
特に身体冷却を用いた暑さ対策に注目し，暑熱環境下の運動能力および認知機能の低下について体温や脳循環調節の観点から引き続き検討していく．地球温暖化や熱中症の増大とともに東京2020オリンピックに向けた競技現場における暑さ対策が注目されているため，体温および脳循環調節の観点から明らかになった研究成果をエビデンスベースの実践的な暑さ対策として広く提案していく．提案方法としては，最終年度のため国内外の学会で発表を行うとともに，学術論文としてまとめ国際誌に投稿する．また，インターネットのホームページで研究成果を公表し，熱中症セミナー等の活動においてもパンフレットを使いわかりやすく公表する．
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