2015 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | "LIVING IN SPACE" - Integral Understanding of life-regulation mechanism from "SPACE" |
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| Project/Area Number |
15H05939
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
岩崎 賢一 日本大学, 医学部, 教授 (80287630)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小川 洋二郎 日本大学, 医学部, 助教 (60434073)
青木 健 日本大学, 医学部, 助教 (60332938)
柳田 亮 日本大学, 医学部, 助手 (00644741)
篠島 亜里 日本大学, 医学部, 助教 (60647189)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 生理学 / 衛生 / 宇宙科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、日本大学医学部における重力変動の実験と、筑波宇宙センターにおける閉鎖環境の実験に際し、循環系の生理学データを測定するのに必要な連続血圧計と超音波血流計、そして測定したデータを記録・解析するソフトウェアを購入し、現有機器と併せて実験環境を整備した。その際、異なった施設における重力変動実験と閉鎖環境実験を同一な測定セットで同時期に実施するため同一の機器を二台ずつ購入した。特に、筑波宇宙センターでの測定環境整備が予定より早く進み、JAXAが実施した2週間の閉鎖環境実験に参加できた。また日本大学医学部での重力変動の実験も同時に開始した。
閉鎖環境実験の成果：筑波宇宙センターの閉鎖環境適応訓練設備での2週間の実験において、その入室前日および退出翌日に、循環系データを測定した。その結果、2週間の閉鎖施設滞在により、脳血流や血圧、心拍数には変化がなかったが、一方で、脳循環の調節機能の指標（Gain：血圧変動と脳血流変動の伝達程度）が増加し、脳循環調節機能が悪化したことが示唆された。
重力変動実験の成果：頭から足方向への重力を変えて様々な重力が脳循環に与える基礎生理学的な影響を検討した。その結果、重力の負荷が増えていくと、血圧は維持されるものの、脳血流は減少した。本研究結果より、重力負荷により血圧が低下しなくとも脳血流が低下する可能性が示唆された。本研究成果を原著論文として英文誌に発表した（成果発表、原著論文）。また、模擬微小重力曝露が網膜、脈絡膜の血液量・厚さに与える影響についても検討した。宇宙滞在中と同様に、頭部方向に体液が移動した際の眼球組織の脈絡膜の肥厚（血液量増加）に関する実験データの解析を行った。微小重力を模擬した10度頭を下げた状態で仰臥位になるヘッドダウン実験を30分行った際に、座位に比べて脈絡膜が有意に厚くなるが、厚くなる程度は眼球内の位置により違いがあった。
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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
主だった実験プロジェクト（閉鎖ストレスと運動が循環系に及ぼす影響の研究、幅広い強度の重力が循環系に及ぼす影響の研究、睡眠導入薬の循環系への影響の研究）に関し、前提となる倫理委員会での承認、実験環境整備などが順調に進み、予定の実験を開始している。
応募時に予定していた測定系の整備については、削減された予算規模にあわせて、平成27年度は主要測定機器に絞って、かつ、二台ずつ購入できるスペックの機器にした。これにより現有機器とあわせて、日本大学医学部での重力実験と筑波宇宙センターでの閉鎖環境曝露実験を、同時期に同じ仕様の測定セットで実施できるように整備した。未整備の一部の測定機器は来年度以降に他予算などからも購入することを検討中である。
筑波宇宙センターにおける閉鎖環境曝露実験に関しては、測定機器の整備や他の計画研究班との測定プロトコールの調整・詳細化が予定より早く進んだ。そのため、平成28年度以降に参加を予定していたJAXA実施の閉鎖環境曝露実験に、平成27年度から参加し、主要な循環調節系に関するデータを測定できた。そのデータを解析し、閉鎖環境曝露により脳循環調節機能が悪化することを示唆する興味深い結果を得た。その結果をうけて、平成28年度に行う閉鎖環境曝露実験において運動トレーニング行うことを他の研究班と議論し、詳細な内容の検討を開始し、平成28年度の実験実施にむけて順調に進展している。
日本大学医学部における幅広い強度の重力が循環系に及ぼす影響の研究に関しては、環境整備、実験実施だけでなく、これまで実施した研究の更なる解析等も行い、研究成果を論文発表したり、国際学会での発表を確定したりした。それらを基に平成28年度には、予定していた実験以上により詳細に経時的な循環系の変化を捉える実験を行うことや、負荷する重力をさらに変えた実験を追加することを検討しており、順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
「閉鎖環境曝露実験」に関し、脳循環調節機能が悪化した機序として、心理的ストレス以外にも、狭い施設に滞在したことによる運動不足や、睡眠の質の低下などが影響した可能性が考えられる。今後は、運動をさせる群や、睡眠導入薬を使用する群を設けた閉鎖環境曝露実験を行うことによって、脳循環調節機能を減弱させる因子を明らかにしていくことが可能と考えている。睡眠導入薬に関しては、実際の宇宙滞在においても睡眠障害をきたし必要になる場合も多い。しかし、緊急事態が生じた場合には直ちに覚醒し行動することが求められるため、循環系等への影響が少ない薬剤が適している。そのため循環系への影響が少ないことが予想されるオレキシン拮抗薬と、他の睡眠導入薬の循環調節機能に与える影響を比較する研究も意義深いと考え実施していく方針である。そこで、睡眠導入薬実験用に未整備の一部測定機器は、閉鎖実験や重力実験との実施時期をずらし、測定機器を移動させながら実施することや、来年度以降に、当助成金だけでなく他の予算からの購入も検討する。
「重力が循環系に及ぼす影響の研究」に関しては、平成27年度に開始した実験を継続し例数を充足させていくだけでなく、これまでの研究成果をもとに更に発展させ、これまでの重力実験で変化が見られた循環パラメーター（脳血流、脳酸素代謝、心臓調節機能）に関して、より詳細に経時的な変化を捉える実験や、負荷する重力の幅をさらに広くした実験を追加していくことを検討している。特に、傾斜台実験では、これまで行なってきた角度に加えて、-30度頭側を下げた負荷を考えている。これは、近年注目を集めている手術支援ロボット「ダヴィンチ」を用いた腹腔鏡下手術における体位・角度を模擬するものである。さらに、当大学附属病院でのダヴィンチ手術中の循環データの取得も実施予定である。このように宇宙医学実験から実臨床への応用を目指す方針である。
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