Investigation of the mechanism for muscle fatigue improvement using local alternating heat and cold stimulation

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K17616
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: SAWADA Tomonori 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 研究員 (70867697)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 筋疲労 / 温冷交代刺激 / 筋硬度 / 筋組織循環動態 / 近赤外線分光法 / 自律神経活動 / 心拍変動 / H反射

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to examine the effects of local alternating heat and cold stimulation on muscle fatigue induced by repetitive contraction and to understand the mechanism of the muscle fatigue improvement of based on physiological evaluation parameters. As a result, the local alternation of heat and cold stimulation improved not only subjective fatigue, but also affected the following parameters that supported the improvement of muscle fatigue: circulatory dynamics in the target muscle tissue using near-infrared spectroscopy, autonomic nervous activity using heart rate variability analysis, and spinal excitability using the H-reflex.

Free Research Field

リハビリテーション科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

交代浴はリハビリテーション領域やスポーツ現場で広く活用されているが、大きな浴槽が2つ必要であること、温度管理が難しいこと、複数名が使用する際に衛生面に問題があることなどの欠点が存在していた。本研究によって局所的な温冷交代刺激の生理学的効果が明らかとなりその有効性が示された。また、従来の交代浴と比較して場所を選ばす簡便に実施できることから、本研究で用いた温冷交代刺激が筋疲労に対する新たな予防的治療手段となり得る可能性が示唆された。