2016 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | "LIVING IN SPACE" - Integral Understanding of life-regulation mechanism from "SPACE" |
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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, 准教授 (60434073)
柳田 亮 日本大学, 医学部, 助教 (00644741)
上田 要 日本大学, 医学部, 助手 (00598964)
田子 智晴 日本大学, 医学部, 助手 (70780229)
大平 宇志 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 有人宇宙技術部門, 研究開発員 (40633532)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 宇宙医学 / 衛生 / 生理学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「重力変動による循環調節機構の変化」：近年、失明のリスクもある視神経乳頭浮腫を発症する宇宙飛行士の症例がみとめられ、その発生機序に脳循環の変化が関与している可能性が言われている。無重力下で脳循環に影響を与える因子に、頭部方向への「体液シフト」と、空気の自然対流が起こらないことによる「高濃度二酸化炭素曝露」があげられる。そこで、吸入ガス（空気もしくは3％二酸化炭素）と体位（仰臥位水平もしくは10度頭位低下）の組み合わせにより４種類の負荷実験を行った。その結果、「体液シフト」と「二酸化炭素曝露」の組み合わせは、変動の伝達を抑制する脳循環調節機能を減弱することが示唆された。これまで行った実験の測定データに対し新たな数理モデルの解析などを加え結果をまとめて学会発表を行い、論文を国際誌に投稿した（査読中）。また、重力変動の研究では、頭から足方向への重力（Gz）を0～2.0Gz（⊿0.5Gz）の強度で急性に負荷し、脳循環に与える影響の実験データをまとめ、論文発表した。その主な結果は、血圧は維持されるものの、脳血流は重力強度に依存して減少するものであった。
「閉鎖環境曝露による循環調節機能の変化」：JAXAが有する閉鎖環境適応訓練設備に2週間滞在する実験に参加した。2週間の入室の前日および退出の翌日に循環調節系の評価を行った。その結果、2週間の閉鎖施設滞在により、脳循環調節機能は減弱することが示唆された。
「睡眠導入剤がヒトの循環系に及ぼす影響」：宇宙滞在で使用する睡眠導入剤としては、緊急事態に備え循環調節機能などに影響が少ないものが適しているとされる。そこで、将来の宇宙での使用が期待されるオレキシン拮抗薬と従来から日常臨床で使用されている薬の循環調節機能への影響の比較する実験を計画した。外部治験施設に宿泊して実施するプロトコールを立案し、実験実施中で両薬剤のデータ測定が良好に行えている。
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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
主要測定機器に絞ってこれまでに購入したものと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、治験施設での睡眠導入剤の実験を、並行して同じ仕様の測定セットで実施している。未整備の一部の測定機器や追加の測定項目用の機器は平成29度以降に購入することを計画している。
「重力変動による循環調節機構の変化」の研究に関しては、あらたな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ならびに国際学会で発表した。それらを基に、負荷する重力をさらに幅広くする実験（頭部低位の角度増加）を計画し、さらに二酸化炭素同時負荷時のデータの解析に新たな手法（新たな数理モデル適応による頭蓋内圧の推定）を加えることを検討・実施している。また、過重力負荷においては、より詳細に経時的な循環系の変化を捉える追加実験を行うための準備や、予定していた実験以上に測定パラメーターを増やすための準備をすでに開始し、順調に進展している。
「閉鎖環境曝露による循環調節機能の変化」の実験に関しては、科研およびJAXA資金での複数回の閉鎖環境曝露実験に参加し、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減弱することを示唆する興味深い結果を得て学会発表を行い、現在論文投稿の準備がまもなく整う段階にまで進んでいる。
「睡眠導入剤がヒトの循環系に及ぼす影響」の比較実験に関しては、昨年度のべ14人の実験を実施したので、計画上の残りのべ16人を平成29年度内に完了できる目途である。
これらの地上実験の結果と、複合因子の影響を受ける国際宇宙ステーションに滞在する宇宙飛行士の実験の結果の比較・考察も行う予定でいるが、宇宙飛行士からのデータ測定も順調に進み、平成29年度内に大半の被験者の測定が完了する目途である。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究成果からみて、宇宙飛行に含まれる因子のなかで、微小重力による頭部方向への体液シフトが高二酸化炭素血症と合わさった場合や、過重力負荷、閉鎖環境曝露などが、循環系の特に脳循環調節機能に影響を各々与えていることが判明してきた。今後はさらに、その詳細について、以下のような点に注目し研究を発展させていきたい。
微小重力による頭部方向への体液シフトと高二酸化炭素血症の混合影響：体液シフトの程度を変え、量影響関係を検討する。様々な角度の頭部低位による実験と高二酸化炭素曝露実験を組み合わせたものなどを行う。また、遠心人工重力負荷装置を用いて過重力負荷の循環調節機構への影響を検討する研究もさらに発展させていきたい。
閉鎖環境曝露による脳循環調節機能の変化：閉鎖環境曝露により脳循環調節機能が減弱した機序としては、閉鎖環境施設滞在による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（身体活動度減弱）や、睡眠の質の低下などの因子が影響した可能性が考えられる。今後は、運動をさせた群との比較の解析を行い、脳循環調節機能を減弱させる因子を明らかにしていきたい。
睡眠導入剤がヒトの循環系に及ぼす影響：現在実施中の実験を、平成29年度中を目途に完了（15例、30回測定）する予定である。そしてその結果を基に、次の段階の実験として、メラトニンなどの薬剤を追加することを考えている。
複合因子の影響を受ける国際宇宙ステーションに滞在する宇宙飛行士の循環変化との比較研究：現在、連続血圧計や経頭蓋ドプラ血流計を用いて、国際宇宙ステーションに滞在する宇宙飛行士の脳循環調節機能や頭蓋内圧の変化を明らかにする実験を実施中である。これら実験が完了した後、実際の宇宙飛行の実験結果と地上実験の結果を比較し、各々の因子の影響について検討していく予定である。
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Research Products
(5 results)
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[Presentation] 宇宙医学って何？2017
Author(s)
小川洋二郎、岩崎賢一
Organizer
第542回 日本大学医学会例会
Place of Presentation
日本大学医学部（東京都・板橋区）
Year and Date
2017-03-04
Invited
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