安全で効果的な至適運動強度の新規同定法－心拍変動解析を用いた検討

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K20010
• Research Institution: Fuji Women's University
• Principal Investigator: 木本 理可 藤女子大学, 人間生活学部, 准教授 (70587394)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 心拍変動 / 至適運動強度 / RRI / ウェアラブルセンサ / 酸化ストレス / 健康増進

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は，複数の運動様式で実施した各運動時において，ウェアラブルセンサによる心拍変動（Heart Rate Variability：HRV）解析を用いて，より安全で効果的な新規至適運動強度の同定を目指すことである．
初年度より，波状負荷運動および段階負荷運動実験を実施し，その検討を進めている．健康な男性6名を被検者として，自転車エルゴメーターを用いた疲労困憊までの漸増負荷運動を行い，呼気ガス分析の結果から無酸素性作業閾値（Anaerobic Threshold：AT）を決定した．その後，運動強度を最大120％AT watts，最小50％AT wattsになるように設定した波状負荷運動および60％AT wattsから80％AT watts，100％AT watts，120％AT wattsへと6分間ごとに負荷を増加させる段階負荷運動を行った．運動開始前の安静時から運動終了まで，呼気ガス分析およびHRV解析を行い，HRVの測定にはウェアラブル心拍センサを用いた．
その結果，波状負荷変動運動中のR波ピークごとの間隔（R-R Interval：RRI）はAT watts以下と比較してAT watts以上では有意な低値が認められた．また，RRIは負荷が増加すると小さくなり，負荷が減少すると大きくなり，変動する負荷に合わせて変化する傾向がみられたことから，RRIの変化は運動の継続時間に依存するのではなく，負荷の増加に依存している可能性が示唆された．段階負荷運動においても，負荷が増加するにしたがってRRIが減少し，特に100％AT watts以降は変化の幅も低下する結果となった．
これらの結果より，RRIの変化は運動負荷の増加に依存し，その変化はAT前後で異なることが明らかとなったため，HRV解析を用いることで簡便に鋭敏に至適運動強度の同定が可能であることが示唆された．

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

2021年度は，2020年度に実施予定であった呼気ガス分析装置等を用いた運動実験を実施し，尿中8-OHdGレベル等を指標としたHRV解析を用いた至適運動強度における安全性の検討を行うために準備を進めていた．しかしながら，新型コロナウイルス感染症の感染拡大による緊急事態宣言やまん延防止等重点措置が断続的に適用されたことにより，運動実験および尿サンプル等の採取における感染リスクを考慮し，実施を見送ることとなった．一方で，少しでも感染状況の良いタイミングで実験が実施できるよう，各実験設備・備品等の整備を進めることはできた．

Strategy for Future Research Activity

新型コロナウイルス感染症の収束は見通せないため，昨年度までの経験をもとに，感染拡大防止に最大限配慮しながら，延期している運動実験の実施を目指す．早い段階で被検者を選定し，感染拡大防止に必要な物品についても購入する等，安全に実験が実施できるよう，環境整備に努める．また，本研究では，HRV解析を用いた至適運動強度を同定する際に疲労困憊までの漸増負荷運動を実施しているため，被検者の呼吸が激しくなることで感染リスクが高まる可能性があるが，これまでの研究結果では，最大負荷よりも低い負荷において至適運動強度が同定されているため，感染拡大の状況によっては，疲労困憊前に実験を終えることで感染リスクを軽減することも検討する．

Causes of Carryover

実施予定だった人を対象とした運動実験の延期や発表予定であった学会参加を中止したことにより，物品費，謝金，旅費等の支出がなかったため，次年度使用額が生じた．このため，延期した運動実験および学会参加等，成果公表のための経費として，次年度に支出予定である．