暑熱下運動時における循環動態制御メカニズムの解明とその応用基盤の構築

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2022年度は暑熱ストレスに対する循環応答と心機能変化がどのようなメカニズムで生じるかのを明らかにするため、心臓の壁運動や脱水（体液変化）の影響に着目した検討を行った。実験では、前年度と同様に温水を循環させたスーツ（水循環スーツ）を用いて長時間（2.5～3時間）の局所（片脚、両脚）または全身の温熱負荷を行った。この時の循環パラメーター（心拍出量、下肢血流量等）、体液パラメーター（血液量、血漿量）、体温パラメーター（深部体温、皮膚温）を測定するとともに、実験中に記録した心エコー画像を用いて心臓の壁運動の解析（Speckle tracking）を行い、左室捻転運動（Twist：左室収縮性と関連）及び捻転からの戻り運動（Untwisting rate：左室拡張性と関連）を評価し、これらのデータを条件間で比較した。左室Twistは、片脚加温及び両脚加温時には温熱負荷を行わない条件（コントロール）との差はみられなかったが、全身加温時には加温1時間以降において他の条件より高い値を示した。左室Untwisting rateも片脚加温及び両脚加温時にはコントロールとの差はみられず、全身加温1時間以降において他の条件より高い値を示した。これらの心機能指標と同様に、血液量は片脚加温及び両脚加温時にはコントロールとの差はなく、全身加温1時間以降において他の条件より低い値を示し、血漿量の変化も血液量変化と同様のパターンを示した。これらの結果から、全身性の温熱負荷は心臓の壁運動に影響を及ぼし、左心室の収縮性及び拡張性の亢進を引き起こすが、局所的な温熱負荷は心機能に大きな影響を及ぼさないことが示唆された。また、全身加温により生じる左室収縮性及び拡張性の亢進は血液量及び血漿量の減少に伴って生じるものである可能性が示唆された。