2014 Fiscal Year Research-status Report
ヒト暑熱馴化後における皮膚血管拡張反応亢進のメカニズムの解明
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26460318
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
上條 義一郎 信州大学, 学術研究院医学系, 講師 (40372510)
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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 圧反射性皮膚血流調節 / 暑熱馴化 / 皮膚交感神経活動心周期同期成分 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
熱中症の予防策の一つに運動による暑熱馴化があげられる。ヒトが暑熱暴露を受けるとき、熱放散のために皮膚血流が増加するが、暑熱馴化は血液量を増加させ心房を伸展させることで圧反射性に皮膚血管拡張反応を亢進する。ところが、いまだこれを証明するに至っていない。最近我々は、高体温時における圧反射性皮膚血流調節に皮膚交感神経活動(SSNA)・心周期同期成分が関与することを示した。そこで我々は、「暑熱馴化による血液量増加は心房伸展を増強させることで運動時の体温上昇に対するSSNA心周期同期成分を亢進させ、皮膚血管拡張反応を亢進させる」という仮説を証明するために、本研究を計画した。
ヒト暑熱環境下・運動時におけるSSNA心周期同期成分を非利腕の橈骨神経より記録し、その支配領域である橈側手背部の皮膚血流量増加のパターンと比較した。健常な40歳代の男性被験者に半臥位による10分間のエルゴメーター運動(室温30˚C; 運動負荷120W [50％最大酸素摂取量])を10分のインターバルをはさみ4セット行わせた。その結果、1セット目、同成分と皮膚血流量は運動開始からそれぞれ4、5分目に増加し始め、終了時には運動開始前に比べて51％、175％増加した。2セット目はそれぞれ運動開始から2、1分目に増加し始め、終了時には47％、173％増加した。3、4セット目は両社とも運動開始直後に増加し始め、終了時には約40％、170％増加した。各セット運動開始5分前から運動終了時までの同成分と皮膚血流量のデータを4セットすべてプールした時、両者の間には有意な相関関係があった (r=0.638; N=120ポイント; P
以上より、同成分の変化は皮膚血流量のそれとほぼ似たパターンを示すことが分かった。すなわち、運動時においてもSSNA心周期同期成分は皮膚血流量増加に関与している可能性がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
本研究では、5日間の持久性トレーニング期間の前後に暑熱環境下における運動時の食道温をモニターしながら皮膚交感神経活動、皮膚血流量、発汗反応を計測することを目指した。皮膚交感神経活動測定以外は、すでに確立され、当該分野で広く認められている測定方法である(Kamijo et al. 2005 & 2011)。また、5日間の持久性トレーニングの方法に関しても確立されている(Goto et al. 2010)。皮膚交感神経活動測定は腓骨神経から電極を挿入する方法は確立されているが(Kamijo et al. 2011他)、今回は両下肢の運動時の測定になることから、挿入部位を上肢から選定しなければならず、さらに能動性皮膚血管拡張神経活動を記録するためには有毛部の皮膚表面のみを支配する神経を狙わなければならなかった。そこで、橈骨神経をを前腕遠位部橈側で狙うことにした。エコーガイドにて標的神経の描出を試みたが、描出するには神経の径自体が細かった。そのため、皮膚表面の電気刺激により、手背部の橈骨神経支配領域(手背部橈側)に最も強いしびれを感じる場所を探し出し、そのポイントに滅菌された長さ25mmのタングステン電極（先端1~4m、シャフト計200m、インピーダンス4MΩ @50Hz - 4kHz）を挿入した。被験者が同部位にしびれを感じないかを確認しながら電極の微調整を行った。神経活動の発火が認められた場合には、1）息ごらえ（バルサルバ手法）により血圧低下を引き起こしてもバーストが亢進しないこと、2）覚醒刺激を加えた時や深呼吸をした際にバーストが誘導されることで、皮膚交感神経活動であると判定した。実験後に違和感が残ることを防止するために、今回我々は電極を皮膚に刺入し始めてから1時間を超えたところで、中止とした。神経活動測定の手法は確立された。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヒト運動時において、皮膚交感神経活動を橈骨神経・前腕遠位部橈側から測定する手技は確立された。しかし、交感神経活動測定の成功率は20%以下であり、成功しても運動時に体動により電極がずれ、信号が記録できなることもあった。そこで、次は例数を積み、高い確率で神経活動ができるように努める。さらに、運動時に体動で電極がずれないよう、測定肢を載せる台や固定方法の検討を進める。成功率が70~80%以上見込めるようになった時、先行研究で行われている5日間の暑熱馴化トレーニング・プログラム(Goto et al. 2010; Ikegawa et al. 2011) を実施し、その前後で、皮膚血管拡張反応と皮膚交感神経活動・心周期同期成分を検討する。
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| Causes of Carryover |
当初計画よりも予備実験などの準備時時間がかかったため、予定していた新しい測定機器の購入を延期したため次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
体温測定を熱電対により行うが、その際、温度校正をするために正確な温度計に200000円程度が必要である。また、新たに発汗反応を測定するシステムをセッティングするため、温湿度センサーや、流量計、カプセルの加工に合わせて200000円程度必要である。その他、被験者をお願いする時、1回の測定で謝金10000円 x 10名 = 100000円が必要である。他、学会参加などの旅費で200000円、論文投稿量などで100000円、その他消耗品などの購入に充てる。
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