運動負荷増加時における酸素摂取量の動態に影響する要因

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運動開始時に迷走神経活動が循環系を通して酸素摂取量の動態に影響を与えているという仮説をヒトにおいて検証した.まず,顔面冷却刺激が迷走神経活動を増加させる刺激として適当であることを確認するため,男性15名に2分間顔面冷却刺激を暴露した.呼吸数制御下において1拍動毎の心電図R波間隔を記録し,その標準偏差を迷走神経活動の指標とした.顔面冷却によって心拍変動が増加した結果より,顔面冷却が迷走神経活動を増加させることが示された.そこで,運動開始時に迷走神経活動を増加させ,その時の心拍数,心拍出量および酸素摂取量の動態を計測した.男性11名に,3分間無負荷自転車運転の後,換気作業閾値の80%に相当する強度の運動をステップ状に5分間負荷した.顔面冷却を行わないN試行,および運動負荷上昇1分間前から1分後まで顔面冷却を行うS試行を各々4回繰り返し行った.試行中の酸素摂取量を1呼吸毎に,心拍数および心拍量を1拍毎に記録した.データを1秒毎に補間した後、加算平均した.顔面冷却中のデータを除いて変量の動態を1次の指数関数にて近似した.顔面冷却によって心拍数は10±5拍/分減少した.酸素摂取量および心拍量は顔面冷却によって変化しなかった.近似の初期値およびゲインには試行間に有意差はみられなかった.S試行の心拍数,心拍出量および酸素摂取量の遅れ時間(9±20秒,8±9秒,17±5秒)はN試行に比較して有意に遅かった(-7秒±5秒,-3±5秒,13±3秒,p<0.05).迷走神経活動の抑制が遅れると循環系を通して酸素摂取量動態が遅れるという結果から,運動開始時における酸素摂取量の動態に迷走神経活動の速い抑制が関与していることが明らかになった.近赤外線分光法を用いた筋の酸素取り込み動態も測定したが,近似に用いる適当なモデルは得られず,適当なモデルの探索は今後の検討課題である.