The interaction between autonomic nervous system and physical activity among spinal cord injury patients

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18H03138
• Research Institution: National Rehabilitation Center for Persons with Disabilities
• Principal Investigator: 赤居 正美 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), その他部局等, 研究所顧問 (80143452)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 緒方 徹 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 病院 障害者健康増進・運動医科学支援センター(研究所併任), 障害者健康増進・運動医科学支援センター長 (00392192) ; 田島 世貴 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 病院 第三診療部(研究所併任), 医長 (30420722)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: Heart Rate Variability / 慢性炎症 / 運動介入

Outline of Annual Research Achievements

脊髄損傷による麻痺と自律神経系の関係性を検討する動物実験系の確立のため、ラットの循環動態モニタリングを試みた。自律神経の機能をより正確に評価するために血圧計測を試みたが、尾部にマンシェットを装着しての非侵襲的な計測は再現性が低かった。このため、血管内にカテーテルを留置する方法を採択し、以後は安定して循環動態を評価することができるようになった。運動と自律神経の関係性を動物実験で評価するため、定期的なトレッドミル歩行を実施して血圧変動を観察する実験系を確立した。
人実験系については、定期的な運動実践に参加する受傷から5年以上経過している慢性期脊髄損傷者をリクルートし、研究体制を確立した。健康状態は安定している被験者であっても、高感度CRPでの評価では軽度な上昇を示す症例が多く、慢性炎症の存在が疑われた。また、ベースラインとなる心拍による自律神経評価を検討したところ、計測するタイミングによる差異が大きいことが問題となった。そのため、長期間（3日間）の持続的なモニタリングを検討することとなり、障害のある状態でも持続的に装着が可能な心拍計の導入を行った。脊髄損傷者においては皮膚障害のリスクが高く、また上肢に装着する心拍計はHRV算出には精度に問題があった。最終的に前胸部に張り付け可能なフレキシブル電位計を用いる方針とした。計測によって得られる心拍データは大きなデータサイズになるため、その解析システムの構築に着手した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

臨床評価が重要となる研究であり、初年度にて調査対象集団を確保できたことで、次年度以降もデータ収集がスムーズに進むことが期待される。また、動物実験系ではモニタリング方法の確立が懸念されたが、侵襲的計測法の導入により、これも安定することができた。

Strategy for Future Research Activity

計画に沿って推進する見込みである。
脊髄損傷患者における横断調査として、慢性期の頸髄損傷者に対する心拍モニタリングを継続する。活動量と自立神経の関係を明らかにするために、活動量の高いケースと低いケースをそれぞれ横断的に計測・評価する。また運動療法を実施する症例に対して前後での評価を行う。
動物実験系については、動物実験における自律神経機能の評価のため、交感神経活動の指標となる尿中エピネフリン測定などを行い、自律神経活動を多面的に捉えることを試みる。また脊髄損傷モデルラットに対してトレッドミルを用いた運動介入の実験系を整備し、前後評価の準備を進める。