2015 Fiscal Year Research-status Report
高濃度炭酸水浸漬による深部血流の改善と理学療法への応用可能性
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26350593
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| Research Institution | Teikyo University of Science & Technology |
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Principal Investigator |
橋本 眞明 帝京科学大学, 医療科学部, 教授 (30156294)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 人工二酸化炭素泉 / 筋血流増加 / 筋疲労進行の抑制 / 筋疲労回復の促進 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、一般学生を被験者とした予備実験結果から示唆されたCO2水浸漬による筋疲労の進行抑制と疲労からの回復効果を確認すべく、恒常的に運動を行っている運動部学生11名(女性6名, 男性5名)を被験者として左右同時に握力測定(最大努力の握力発揮10秒間に続く５秒の休息、これを25回繰り返し１セット)した。セット間10分休息し、3セット行った。10分の休息中に前腕を腕浴装置内に静置、浴槽内はCO2水(A)または水道水(B)で満たすか、空(C)とした。各被験者は１週間以上の間隔をあけ３条件（両腕をC、右腕A・左腕B、右腕B・左腕A）を行った。1回の実験では片側の腕を浸す水は同種とした。両腕の浅指屈筋付近の動脈血流変化を静脈瀉血と近赤外線分光法(NIRS)を併用して計測・算出した。室温は22～24℃、水温は中性温付近(33～35℃)とした。
利き手では、第１セットでCO2水浸漬と水道水浸漬条件間に差が無かったが、第２セット、第３セットではCO2水浸漬後の方が握力減少の程度がそれぞれ有意に小さいか小さい傾向にあった。第３セットでは室温下放置条件と比べ水道水でも有意に減少の程度が小さかった。各セットの初回と２回目の握力平均値を各セット初期値として、セット進行に伴う変化を第１セットの初期値を基準とした割合を算出した。室温下放置、水道水処理の各条件では第３セット初期値が有意に減少、または減少傾向を示したが、CO2水浸漬条件では減少傾向も見られなかった。NIRSによる前腕への動脈血流量は、第１セットを基準として比較すると、第２セットでは全３処理条件で変化が検出されなかった。第３セットでは、室温下放置と水道水条件では変化が検出されなかったが、CO2水浸漬群で約40%の増加傾向が検出された(p=0.065)。
結果から筋血流増加とともに筋疲労の進行が抑制、疲労からの回復促進効果が示唆された。
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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
被験者実験により、運動負荷の前後における人工の高濃度炭酸水への局所浸漬が筋疲労の進行や筋疲労回復に与える影響を評価中である。運動負荷として、疲労し易いとされる握力の筋（主動作筋：浅指屈筋、深指屈筋）に対し、断続的握力測定を行い握力の低下から筋疲労の進行を観察し、休息時間中に前腕を浴槽に浸し、握力の変化に与える影響を評価するプロトコルを確立した。運動習慣のない被験者による予備的実験では、最大努力による握力発揮を仮定したが、握力最大値が断続測定の初回でなく数回目以降に出現するなど、「最大努力」が担保できたか疑わしい事例が多かった。そのためデーターのバラツキが大きく有意差が検出できなかったと考えた。本年度は、習慣的に運動を続けている運動部員を被験者とすることで、毎回の握力測定において「最大努力」が発揮されると期待した。
結果の概要は実績欄に記載したとおりであるが、統計学的処理解析に十分と思われた被験者数にもかかわらず、有意性を主張できる結果が得られなかった部分が残った。その理由の一つは、運動鍛錬者といえども、毎回の計測で最大筋力を発揮できるとは限らないことである。さらに、筋疲労判断のために最大筋力の減少から判断する方法では、研究に使用した一般的な握力計測器は瞬間的な筋力の最大値を維持・表示するものであるため、データーのバラツキが大きくなりがちであることがわかった。この点については今後の実験方法に改善の余地を残す。また、左右両手の同時計測では、非利き手側でより大きな握力が発揮されるとの予備実験結果が得られていた。本実験では両手での握力発揮を恒常的に行う運動部所属の被験者ではそのような結果が得られなかった。左右の握力発揮に意識を分散することがバラツキに影響しているとも考えられ、今後の検討課題である。
成果は第8回アジア・オセアニア生理学会（11月22-25日、バンコク ）等で報告された。
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| Strategy for Future Research Activity |
今回用いた瞬間的な最大筋力を計測表示する機器では、前述のとおり計測値のバラツキが大きくなりがちであり、安定した結果が得られ難かった。今後はこの点を改善すべく握力を即時的・連続的に計測できる機器を用い、被験者に発揮握力を表示して適切な握力を維持するよう依頼、その持続可能時間を計測する等し、力積として処理する事でバラツキの度合いを軽減できる方法に改善する計画である。また、利き手と非利き手の両側同時握力測定は、被験者の負担を軽減し、実験時間を短縮する目的で採用されたが、意識分散が実験結果に影響する可能性が考えられた。以後の実験では、上述の握力連続測定を左右一側のみで行い、意識の分散を防ぐことで安定した結果が得られるかについても検討する。被験者の適性について、恒常的に運動を行っている者であるか否かは「最大努力」の発揮能力と必ずしも関係があるわけでない事が明らかとなった。筋疲労の進行が速やかに進む事を考慮すると、運動習慣の無い者を被験者として選択して実験を進める予定である。
動物実験によるCO2の血管作用メカニズムの分子レベルでの解析については、実験に必要な条件が整わず、今回の計画には含めない予定である。
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| Causes of Carryover |
筋組織レベルでの疲労とその回復の指標と考えられている運動後の筋高度増加とその回復過程をとらえるため筋硬度計を購入する予定であったが、借用使用による予備実験の結果、計測値の変動が大きく、計測にはある程度の熟練を必要とすることが判明し、さらに皮下脂肪厚など皮下の組成に応じて計測値がバラツくことも判明した。そのため筋硬度計の購入を見合わせた。また、動物実験による血管組織の分子レベルでの解析を見送ったことによる動物購入費、薬品費が不要となった。これらにより計上額に次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
筋硬度計よりも計測精度が高く、皮下組織の脂肪と筋部分のひずみによる硬度の分離評価が可能な計測装置が開発されており、前年度の繰り越し額と合わせてその装置購入にあてる予定である。
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Research Products
(10 results)
