2018 Fiscal Year Annual Research Report
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-
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18J20086
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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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)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | hypocapnia / 呼吸性アルカローシス / 呼吸筋 / 無酸素性代謝 / 循環応答 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
運動前に自発的過換気を行うと、高強度運動時の有酸素性エネルギー供給量が低下し、それを代償するように無酸素性エネルギー供給量が増加すること、また、高強度運動時および回復時の心拍数が低下することが報告されている。しかしながら、このような生理応答が起こるメカニズムは明らかではない。自発的過換気は体内の二酸化炭素を過剰に排出し、動脈血二酸化炭素分圧を低下させるが、そもそも呼吸筋の仕事量が通常よりも高くなるため、それぞれが上述した生理応答にどのような影響を及ぼしているかは明らかではない。そこで本年度においては運動前自発的過換気あるいはそれに伴う動脈血二酸化炭素分圧の低下が高強度運動及び回復時の生理応答に及ぼす影響を検討することを目的とした。
健康な成人男性9名および女性1名を被験者とし、60秒間の高強度一定負荷自転車運動 (120%最大酸素摂取量強度) を行った。条件は、運動前に1) 自由呼吸で安静をとる条件、2) 20分間の自発的過換気を行う条件 (過換気)、および3) 20分間の自発的過換気を行いながら二酸化炭素を吸入する条件 (過換気+二酸化炭素) の3条件とした。測定項目は呼気ガス、動脈血圧、心拍数 (R-R間隔)、心拍出量、主観的運動強度とした。
その結果、高強度運動時の酸素摂取量は過換気+二酸化炭素条件で自由呼吸条件よりも低値を示し、過換気条件で過換気+二酸化炭素条件よりも低値を示した。また、高強度運動及び回復時の循環応答は過換気条件でのみ他の2条件よりも低値を示した。
これらの結果から、自発的過換気自体およびそれに伴う動脈血二酸化炭素分圧の低下が高強度運動時の有酸素性エネルギー供給量の低下に影響しており、高強度運動及び回復時の循環応答の抑制には動脈血二酸化炭素分圧の低下が影響していることが示唆された。
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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
本年度においては、運動前の自発的過換気あるいは、それに伴う動脈血二酸化炭素分圧の低下が高強度運動および回復時の生理応答に及ぼす影響を検討するという計画に基づいて着実に研究を推し進めた。また、心拍数に加え、動脈血圧や心拍出量などの循環パラメータを測定することが出来る実験モデルを確立し、運動前自発的過換気が高強度運動及び回復時の循環応答に及ぼす影響をより詳細に調べることを可能にするなど、次年度以降の研究計画の遂行に向けての準備も十分にできている。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画通り、運動前自発的過換気の継続時間の違いが高強度運動および回復時の生理応答に及ぼす影響を検討することを目的として実験を継続していく。また、本年度の研究結果から、高強度運動時および回復時の循環応答には動脈血二酸化炭素分圧の低下が影響していることが示唆された。このことから血中の二酸化炭素分圧を感知し、呼吸循環応答に影響を与える末梢および中枢の化学受容器の働きが抑制されている可能性があるため、自発的過換気による動脈血二酸化炭素分圧の低下が化学受容器に及ぼす影響に関しても検討を行う予定である。
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Research Products
(3 results)
