高体温誘発性換気亢進反応のメカニズム解明と熱中症予防への応用

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H00876
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 西保 岳 筑波大学, 体育系, 体育系長 教授 (90237751)
• 研究分担者: 林 恵嗣 静岡県立大学短期大学部, 短期大学部, 教授 (00431677) ; 藤井 直人 筑波大学, 体育系, 助教 (00796451) ; 辻 文 県立広島大学, 公私立大学の部局等(広島キャンパス), 准教授 (40707212) ; 小川 剛司 大阪教育大学, 教育学部, 准教授 (70451698)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 体温上昇 / 換気反応

研究実績の概要

脊髄に障害を有するアスリートは、損傷部位以下に上位中枢からの神経からの情報が伝わらない、または不完全に伝わるために、皮膚血流量の増加や発汗といった暑熱下において必要な体温調節機能が著しく損なわれている。そのため暑熱下運動時には、健常者と比較して深部体温が過度に上昇し、熱中症のリスクや運動パフォーマンス低下の程度が大きくなる。これまで、脊髄損傷者への熱中症予防策としてアイスベストの着用や、手掌・足部の冷却等が行われているが、皮膚感覚が麻痺している部位に対する身体外部からの冷却は、冷却の過不足の判断が難しく、冷却が過剰な場合には低温やけどなどの危険性があることから、冷却対象者の温度感覚に注意すべきことが指摘されている。
我々の研究室では、新たな熱中症予防策として冷気吸入に着目し、運動時の連続的な冷気吸入により暑熱下一定負荷運動時の深部体温上昇の程度が小さくなることを明らかにした。しかし、実用的な観点から考えると、運動間の休息時に冷気吸入の効果を検証する必要があり、運動間の冷気吸入が暑熱下間欠的運動時の体温、呼吸循環応答および温度感覚に及ぼす影響を検討した。
11名の健常者を対象に環境温35℃の環境制御室で、5分間の中強度一定負荷運動と3分間の休息を1セットとし、これを8セット実施し、この間欠的運動を休息時に冷気(10℃) もしくは室内空気(35℃) を吸入する2条件を行った。
主な結果は、暑熱下間欠的運動時において、運動間休息時の10°Cの冷気吸入は1) 深部体温上昇を抑制する傾向を示したこと、2) 主観的な温度感覚および熱的快適性を改善すること、3) 冷気級によって気管支の炎症を起こさなかったこと、などであった。これらの結果から、休息間の冷気吸入は、安全でかつ暑熱下運動時の身体冷却手段として有効である可能性がある。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Loughborough University(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: Loughborough University
• [国際共同研究] Massey University(ニュージーランド)
  • 国名: ニュージーランド
  • 外国機関名: Massey University
• [国際共同研究] University of Otawa(カナダ)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: University of Otawa
• [雑誌論文] Caffeine Exacerbates Hyperventilation and Reductions in Cerebral Blood Flow in Physically Fit Men Exercising in the Heat (2020)
  • 著者名/発表者名: Fujii Naoto、Fujimoto Tomomi、Yinhang Cao、Dobashi Kohei、Matsutake Ryoko、Amano Tatsuro、Watanabe Koichi、Nishiyasu Takeshi
  • 雑誌名: Medicine & Science in Sports & Exercise 巻: 53 ページ: 845～852
  • DOI: 10.1249/MSS.0000000000002537
  • 査読あり
• [雑誌論文] The nitric oxide dependence of cutaneous microvascular function to independent and combined hypoxic cold exposure (2020)
  • 著者名/発表者名: Arnold Josh T.、Lloyd Alex B.、Bailey Stephen J.、Fujimoto Tomomi、Matsutake Ryoko、Takayanagi Masataka、Nishiyasu Takeshi、Fujii Naoto
  • 雑誌名: Journal of Applied Physiology 巻: 129 ページ: 947～956
  • DOI: 10.1152/japplphysiol.00487.2020
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Voluntary hypocapnic hyperventilation lasting 5?min and 20?min similarly reduce aerobic metabolism without affecting power outputs during Wingate anaerobic test (2020)
  • 著者名/発表者名: Dobashi Kohei、Fujii Naoto、Ichinose Masashi、Fujimoto Tomomi、Nishiyasu Takeshi
  • 雑誌名: European Journal of Sport Science 巻: 17 ページ: 1～8
  • DOI: 10.1080/17461391.2020.1812728
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of inspiratory muscle-loaded exercise training on peak oxygen uptake and ventilatory response during incremental exercise under normoxia and hypoxia (2020)
  • 著者名/発表者名: Ogawa Takeshi、Nagao Maiko、Fujii Naoto、Nishiyasu Takeshi
  • 雑誌名: BMC Sports Science, Medicine and Rehabilitation 巻: 12 ページ: -
  • DOI: 10.1186/s13102-020-00172-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Hypocapnia attenuate local skin thermal sensation in normothermic humans. (2021)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto T, Dobashi K, Matsutake R, Fujii N, Nishiyasu T.
  • 学会等名: ARIHHP science week
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of heat acclimation at a fixed daily time on cerebral blood flow in heated humans. (2021)
  • 著者名/発表者名: Tsuji B, Yamamoto M, Yamashita S, Katagiri A, Fujii N, Nishiyasu T.
  • 学会等名: ARIHHP science week
  • 国際学会
• [学会発表] The nitric oxide dependence of cutaneous microvascular function to independent and combined hypoxic cold exposure. (2020)
  • 著者名/発表者名: Lloyd AB, Arnold JT, Bailey SJ, Fujimoto T, Matsutake R, Takayanagi M, Nishiyasu T, Fujii N.
  • 学会等名: virtual 8th International Conference on the Physiology and Pharmacology of Temperature Regulation (vPPTR) 2020
  • 国際学会