筋の酸素代謝能力を評価する非侵襲的手法の考案とその生理学的機構の検討

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近赤外線分光装置(NIRS)は、組織酸素動態を非侵襲的かつ連続的に測定・評価する方法として利用されているものの、NIRSシグナルのHb及びMbの寄与について明らかにされていない。静的運動時には、強度が高くなるにつれ血流の阻害が起こる一方で、動的運動時は収縮/弛緩の繰り返しによって血流が阻害されにくい(Brock et al.1998)。従って、動的運動と静的運動では活動筋への血流量の違いが生じ、引いては筋酸素動態に影響すると推察される。そこで平成16年では平成15年の運動モデルを基にしながら、動的運動と静的運動のNIRS kineticsの線形比較(初期値,振幅,遅れ時間,時定数)を行うことを目的とした。その結果、筋収縮開始に伴うNIRS kineticsの時定数には収縮様式の違いの有意差は認められなかった。また、動的収縮時(特に通常条件)の振幅は静的収縮時のものよりもやや高値を示した。持続的な静的収縮では筋への動脈血流が減少し、その弛緩期(あるいは動的収縮中の弛緩期)に再環流する(Laughlin et al.,1996)。本研究で観察された振幅の結果は、筋収縮時の血流の維持が筋細胞への酸素拡散を促進する可能性を示唆している。しかしながら、酸素の利用速度(時定数から判断)は、血流の有無よりも、むしろミトコンドリアの酸化還元状態に依存していることが推察された。さらに、動的収縮時と静的収縮時のNIRS kineticsの振幅の差が、血流の有無に起因していたとしても、収縮様式によるNIRS kineticsの違いは先行研究を基にした我々の予想ほど大きいものではなかったことから、NIRS kineticsの主要なsourceは、血流以外の要素によるものではないかと推察された。この実験の事象を検証するために、超音波Dopplerを用いた追加実験を行い、現在、解析中である。