Does the increase in blood carbon dioxide concentration induced by vocalization during exercise reduce oxidative stress?

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K19992
• Research Institution: Chubu Gakuin University
• Principal Investigator: 有川 一 中部学院大学, スポーツ健康科学部, 准教授 (10582174)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 運動 / 発声 / 血中二酸化炭素濃度 / 酸素飽和度 / 筋酸素状態 / 酸化ストレス

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は，「運動中の発声によって誘発される血中CO2濃度上昇」が引き起こす末梢組織へのO2供給状態の変化が酸化ストレスへ及ぼす影響を明らかにすることである。
研究計画の約半数の被験者9名の実験を終了した段階である。この結果，80%VO2peak負荷においては，発声を伴う運動実施中に分時換気量(VE)の抑制傾向，分時O2摂取量(VO2)および分時CO2排出量(VCO2)の抑制傾向が確認され，血中CO2濃度を反映する呼気終末CO2分画(FetCO2)が無発声時と比較して高値を示す傾向がみられた。この時，動脈側の酸素飽和度指標のSpO2は低下を抑制される傾向，静脈側の酸素飽和度指標であるVOIは低下する傾向，そして活動筋の酸素飽和度指標のTSI%には低下が抑制される傾向がみられ，肺においてO2摂取が促進されるとともに末梢にてO2がより多く供給され，活動筋により多くのO2が供給されていることが推察された。この時点における酸化ストレス指標のd-ROMsは無発声時と比較して高値を示す傾向があり，酸化ストレスがより発生している傾向がみられた。運動終了5分後においては，換気指標およびSpO2に大きな差はみられないが，VOIには発声時がやや低値を示す傾向，TSI%がやや高値を示す傾向があり，d-ROMsにもやや高値を示す傾向がみられた。発声を伴う運動は，運動終了後も活動筋へのO2供給が高まる傾向がみられ，これが酸化ストレスからの回復を抑制している可能性が考えられた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

予定通り予定数の約半数の被験者の実験が完了している。また，その結果も，発声を伴う運動実施による換気状態の変化，活動筋へのO2供給状態の変化もほぼ仮説通りである。この状況下における酸化ストレス測定を，残り半数（約10名）の被験者を対象として実施していく。

Strategy for Future Research Activity

2020年度前半に，残り約半数（約10名）の被験者に対して実験を行う予定であるが，新型コロナウィルス感染拡大の影響に伴う休校措置のため，実験の予定が2020年度後期になる可能性が高い。この場合でも，実験だけは全て遂行する予定である。もし予定通り実験が完了しない場合は，2019年度実施分（9名分）のデータを基に結果をまとめる予定である。

Causes of Carryover

令和元年度（2019年度）では，前倒し支払い請求額を含めた交付額2,400,000円にて，測定機器と消耗品一式の購入，および当該年度の実験遂行に伴う人件費の支払を完了するとともに，令和2年度（2020年度）初頭の実験に必要となる消耗品（試薬）の購入を滞りなく行うことができた。この結果，38,334円の残額が出たため，本課題の遂行に最も必要となる試薬の追加購入を考えたが金額が不足した。よって，令和2年度の交付金と合算して試薬の追加購入を行うこととした。
令和2年度（2020年度）の交付額の使用計画としては，前年度の残額と合わせて試薬の追加購入を行うとともに，当該年度の実験遂行に伴う人件費（実験補助アルバイト代）および資料整理等に必要な消耗品費として使用する予定である。