中 部 リ ハ 雑 誌7;14∼17,2012 調 査 ・研 究 健 常 若年 者 にお け る運 動 課 題 の継 続 時 間お よび経 過 時 間 の 提示 の有無が呼吸循 環応答 に与 える影響 生 田 雄1・2),亀 井 北 出 一 平2),久 保 田 大 野 健 太2),野 々山 雅 史2),五 博 司1),佐 忠 芳2),嶋 浦 十 嵐 田 千 秋2),安 隆 一),馬 場 誠 一 郎2), 竹 正 樹2), 久 敏2) 要旨 【目 的 】 運 動 時 間 の 提 示 の 有 無 が 呼 吸 循 環 応 答 お よ び 精 神 的 ス ト レ ス 反 応 に 与 え る 影 響 を 検 証 す る こ と.【 方 法 】 対 象 は 健 常 成 人10名 と し た.運 提 示 あ り,AT負 し た.測 動 は30分 間 の 自転 車 エ ル ゴ メ ー タ駆 動 と し た.運 荷 の 時 間 提 示 な し,-20%AT負 荷 の 時 間 提 示 あ り,-20%AT負 定 項 目 は5分 間 毎 を 平 均 し た 酸 素 摂 取 量(VO2)お 収 縮 期 血 圧(SBP),運 よ び 換 気 量(VE),5分 毎 の 心 拍 数(HR)お よ びSBPに よび 運 動 開 始 か ら20分 ま で,AT負 間 で はAr負 荷 の 時 間 提 示 な しで,ま 負 荷 の 時 間 提 示 あ りで 高 値 と な る 傾 向 を 示 し た.HRお 荷 の時間 荷 の 時 間 提 示 な し の4条 件 と 動 前 後 の 唾 液 ア ミ ラ ー ゼ 活 性 値 と した.【 結 果 】VO2は 荷 の 時 間 提 示 な しで 有 意 に 高 値 を示 した.やEはo-5分 動 課 題 はAT負 た25-30分 間 で はAr お い て は 有 意 差 を 認 め な か っ た.唾 液アミ 負 荷 の 時 間 提 示 あ り と 一20%AT負 荷 の時 ラ ー ゼ 活 性 値 の 変 化 率 に お い て も有 意 差 を 認 め な か っ た.-20%訂 間 提 示 な しの 比 較 で は,す べ て の 測 定 に お い て 有 意 差 を 認 め な か っ た.【 結 論 】AT負 い 場 合 は 運 動 の 前 半 に ,時 間 提 示 が あ る 場 合 は 運 動 終 了 直 前 に 過 剰 な 呼 吸 応 答 を 示 す 可 能 性 が 示 唆 さ れ た. は じめ に 荷 で は,時 間提 示 が な を認 識 で き ない 状 態 で 運 動 を継 続 す る こ とが 精 神 運 動 処 方 にお い て,呼 吸 循 環 機 能 の 改 善 を 目的 的 ス トレス 反 応 に 影 響 を及 ぼす 可 能性 が 考 え られ とす る有 酸 素 運 動 を 実 施 す る場 合 に は,運 動 強 度 る.精 神 的 ス トレス に よ る呼 吸 数 の増 加 鉗 や 交 感 と運 動 時 間 が 重 要 な要 素 と な る.通 常 臨 床 に お い 神 経 活 動 の 充 進IPと い っ た 生 体 反 応 に よ り過 剰 な て は,こ れ らの 運 動 条 件 を事 前 に 対 象 者 に伝 え 運 呼 吸 循 環 応 答 が 惹 起 さ れ る こ と が 予 想 さ れ る. の運 よ っ て 本 研 究 で は,健 常 若 年 者 に お い て 運 動 時 間 動 条 件 の 認 識 の 有 無 が 呼 吸 循 環 応 答 に影 響 を及 ぼ の 認 識 の有 無 が 呼 吸 循 環 応 答 お よ び 精 神 的 ス トレ す こ とが示 唆 され て い る.し か し,運 動 強 度 の 認 ス 反 応 に どの よ う な影 響 を及 ぼ す か つ い て検 証 す 識 が あ る 場 合,運 動 開 始 前 の 分 時 換 気 量 お よ び 心 る こ とを 目的 と した. 動 を実 施 す る の が 一 般 的 で あ る が,近 年,こ 拍 数 が上 昇 した とす る報 告 が あ る 一方 でh,運 動強 度 と運 動 時 間 の 両 方 の 認 識 が な い 場 合,運 動 開 始 対象 直 後 か ら前 半 に か け て 分 時換 気 量 お よ び 心 拍 数 が 対 象 は,内 科 的疾 患 お よ び整 形 外 科 的疾 患 の既 上 昇 した とす る報 告 もあ り21,統 一 した見 解 は 得 ら 往 の な い 健 常 成 人10名(男 れ て い な い.ま た,運 動 時 間 の 認 識 の有 無 と呼 吸 25.2±4.4歳 循 環 応 答 の 関 連 を検 証 して い る 報 告 は我 々が 渉 猟 と し た.倫 し得 た範 囲 で は見 つ け られ なか っ た. 言 を 遵 守 し,対 さ ら に,こ れ らの 反 応 の 要 因 と して,運 動 時 間 1)大 阪 医 科 大 学 附属 病 院 Yu Ikuta, 2)福 Hiroshi リ ハ ビ リ テ ー シ ョ ン 科(〒569-8686 Ryuichi S aura Department of Physical Ohno, 井大学医学部附属病院 Yu Ikuta, Hisatoshi Kenta Kamei, Baba : Division 説 明 し,同 身 長164.7±9.5cm,体 性3名,年 Nonoyama, Seiichiro Shimada, Ippei Therapy and Rehabilitation Medicine, 一14一 齢 重64.2±15.3kg) 理 的 配 慮 と して本 研 究 は ヘ ル シ ンキ 宣 象 者 に 研 究 の趣 旨 と 内容 を十 分 に 意 を 得 た う え で 研 究 を 実 施 した. 大 阪府 高槻 市 大 学 町2-7) Medicine リハ ビ リテ ー シ ョ ン部(〒910-1193福 Tadayoshi of Physical 性7名,女 and Rehabilitation, Osaka Medical College Hospital 井 県 吉 田郡 永 平 寺 町松 岡下 合 月23-3) Kitade, Masafumi Kubota, University of Fukui Hospital Chiaki Igarashi, MasaldYasutake, 健常若年者 にお ける運動課題の継 続時間お よび経過時間の提示 の有無 が呼吸循 環応 答に与 える影響 方法 過 が 把 握 で き な い よ う 配 慮 し た(図2).ま 1.運 動 負荷 強 度 の 設定 静,ウ 運 動 負 荷 強 度 の 決 定 の た め に,運 動 負荷 試験 を た,安 ォ ー ミ ン グ ア ップ お よび 課 題 の 開始 は検 者 が 合 図 し た.安 静 座 位 か ら運 動 課 題 終 了 時 まで の 実 施 し,嫌 気 性 代 謝 閾 値(anaerobicthreshold;Ar) 呼 気 ガ ス を 採 取 し,同 時 に 心 電 図 モ ニ タ ー(ダ お よ び 最 高 酸 素 摂 取 量(peakや0の ナ ス コ ー プBS7520,フ ク ダ 電 子 社)を を 測 定 し た. 運 動 負 荷 試 験 は 自転 車 エ ル ゴ メ ー タ(AEROBIKE 数 を,ア 75XLI,コ て 収 縮 期 血 圧 を 測 定 し た.運 ン ビ 社)と (AE-300S,ミ 20%を 用い 動 課 題 終 了 後 に,再 転 車 のペ 荷 法 に て 実 施 し た.ATは ダ ル 回 転 数 は 毎 分60回 転 に 規 定 し た.そ れぞ れの 動 負 荷 強 度 はATお よ 測 定 は 運 動 負 荷 試 験 よ り10日 以 内 に,24時 の 酸 素 摂 取 量 か らpeakマ02の 引 い た 値)の2種 ネ ロ イ ド血 圧 計(WelchAllyn社)を び 唾 液 ア ミ ラ ー ゼ 活 性 値 を 測 定 し た.自 に よ り測 定 した.運 び 一20%AT(AT時 用 い て心 拍 用 い て,15∼ ナ ト 医 科 学 社)を 20watt!minのRamp負 V-slope法 呼 気 ガス 分 析 装 置 イ 類 と し51,そ の 間 隔 を あ け て 類 似 し た 時 間 帯 に,室 れ ぞ れ の1分 前 間以 上 温25度 に保 た れ た 静 寂 な 個 室 で 実 施 し た. の 負 荷 量 を 運 動 負 荷 強 度 に 設 定 し た. 2.運 動 課題 の設 定 運 動 課 題 は30分 間 の 自転 車 エ ル ゴ メ ー タ 駆 動 と した.課 題 は,AT負 荷 の 時 間 提 示 あ り,AT負 荷の 時 間 提 示 な し,-20%AT負 荷 の 時 間 提 示 あ り, -20%AT負 荷 の 時 間 提 示 な し の4条 件 と し た .そ れ ぞ れ の 課 題 は 無 作 為 順 に 実 施 し た. 3.唾 図2庄:運 動 時 間提 示 あ り 右:運 動 時 間提 示 な し 液 ア ミラ ー ゼ活 性 値 の 測 定 精 神 的 ス ト レ ス 反 応 の 指 標 に は,客 観 的 なス ト 5.測 レス マ ー カ ー と して 精 神 的 ス トレス の 定 量 化 に利 定項 目 呼 吸 器 系 指 標:酸 用 可 能 と さ れ る 唾 液 ア ミ ラ ー ゼ 活 性 値 を 用 い た 脚. 換気量 専 用 チ ッ プ を 舌 下 に30秒 間 留 置 し て 唾 液 を採 取 し, 静5分 唾 液 ア ミ ラ ー ゼ モ ニ タ ー(ニ 循 環 器 系 指 標:心 プ ロ 社)を 用 いて運 素 摂 取 量(や0の ⑲E)をbreath-by-breath方 お よび分 時 式 で 測 定 し,安 間 お よ び 課 題5分 間 毎 の 平 均 値 を 算 出 し た. 拍 数(HR)お よび収縮 期 血圧 動 課 題 実 施 前 後 に 測 定 し た. (SBP)を,安 4.研 液 ア ミ ラ ー ゼ 活 性 値 は 前 後 の 変 化 率(〈 運 動 課 題 終 究 プ ロ トコ ー ル(図1) 静 時 お よ び 課 題5分 毎 に 測 定 し た.唾 了後 の値一 運 動 課 題 提 示 前 の 値 〉 ÷運 動 課 題 提 示 前 の 値 ×100)を 6.統 算 出 し た. 計 AT負 し,お 荷 の 時 間 提 示 あ り とAT負 よ び 一20%AT負 荷 の 時 間提示 な 荷 の 時 間 提 示 あ り と 一20% AT負 荷 の 時 間 提 示 な し を そ れ ぞ れ 比 較 し た.統 研 究 参 加 者 に は,5分 間の安静座位後 に唾液 ア ミ ラ ー ゼ 活 性 値 を 測 定 し た.次 に,自 に は 対 応 の あ るt検 定 を 用 い,有 転車エ ルゴ 意 水 準 は5%未 計 満 と し た. メ ー タに 乗 っ て 呼 気 ガ ス マ ス ク を装 着 した 状 態 で 運 動 課 題 を 提 示 し た.そ の 後,5分 間 の 安 静 座 位, 3分 間 の ウ ォ ー ミ ン グ ア ッ プ(15watt)の ぞ れ の 運 動 課 題 を 実 施 し た.時 で は,安 静 座 位 時 間,ウ 後,そ AT時 ATの 方 平 均31.7±4.3mVmin/kgで あ っ た.ま AT負 ら に 自転 車 エ ル ゴ メ ー タ の モ ニ 分 間 お よ び15-20分 一15一 あ っ た. 荷 の 時 間 提 示 あ り と 同 負 荷 の 提 示 な しの 比 較(図3,表1):Ψ02は0-5分 間経 た, 運 動 負 荷 強 度 は 平 均74.8±22.2watt,-20%AT の 運 動 負 荷 強 度 は 平 均32.0±15.3wattで 動課題 の時 間 は タ ー 部 分 に 表 示 さ れ る 経 過 時 間 を 庶 蔽 し,時 の 酸 素 摂 取 量 は 平 均17.4±2.3ml/min/kg, peakマ02は ォー ミ ン グ ア ッ プ の 強 度 間 提 示 な し の 条 件 で は,運 非 提 示 と し,さ れ 間提 示 あ りの 条 件 と 時 間 、 運 動 課 題 の 強 度 と 時 間 を提 示 し た.一 で,時 結 果 間,5-10分 間 でAT負 間,10-15 荷 の 時 間 提 示 な しの条 生田 雄 亀井 健太 野 々山 安竹 正樹 忠芳 嶋田 大野 誠一郎 博司 北出 佐浦 隆一 一平 馬場 久保 田 雅史 五十嵐 千秋 久敏 ●酊負荷の時間提示あり □AT負荷の時間提示なし 図3「Ar負 荷 の 時 間 提 示 あ り」 と 「Ar負 荷 の 時 間 提 示 な し」 に お け る や02,寸E,HRお よ びsBPの 比 較(*p〈o.05,†p<o.1) 間 でAT負 荷 項 目 に お い て 有 意 差 を 認 め な か っ た.同 様 に運 動 の 時 間 提 示 な し の 条 件 で 高 値 と な る 傾 向 を,ま た 前 後 の 唾 液 ア ミ ラー ゼ 活 性 値 の 変 化 率 に お い て も 件 で 有 意 に 高 値 を 示 し た.ウEは0-5分 25-30分 意 差 を認 め なか った. 間 で提 示 あ りの条 件 で 高 値 とな る傾 向 を認 め た が 有 意 差 を 認 め な か っ た.HRお い て も,両 よ びSBPに 課 題 問 に 有 意 差 を 認 め な か っ た.ま お た, 考察 本 研 究 の 結 果,ATの 運 動前後 の唾 液 ア ミラーゼ活性値 の変化 率 におい 負 荷 で30分 間 の 運 動 時 間提 て も有 意 差 を認 め な か っ た. -20%AT負 荷 の 時 間提 示 あ り と同 負 荷 の提 示 な 示 な しの条 件 で,運 動 開 始 か ら20分 ま で の Ψα の し の 比 較(図4,表1):呼 した.こ れ は,同 平 均 値 が 同負 荷 の 提 示 あ りの 条 件 よ り も高 値 を示 吸循環応 答のすべ ての 一16一 じ運 動 負 荷 強 度 で あ っ て も運 動 健常若年者 にお ける運動課題の継続時間お よび経過時間の提示の有無が呼吸循環応答に与える影響 表1運 動課 題 前 後 の唾 液 ア ミラー ゼ活 性 値 の変 化 率(%) 時間提示 あ り 時間提示 な し AT負 荷 一20%AT負 荷 本 研 究 の 限 界 点 と し て,以 危険率 る 。 一 つ 目 は,運 下 の二 点 が 考 え ら れ 動 課 題 が4条 件 あ り,実 験 を重 ね 57±90 91±80 0.16 る ご と に,運 38±54 51±90 0.71 推 測 で き た 可 能 性 が あ る 。 二 つ 目 に,HRお 平均 ±標準偏差 SBPの 動 時 間 提 示 な しの 条 件 の 運 動 時 間 が よび 測 定 は 安 静 時 お よ び 運 動 課 題5分 毎 の 一 点 計 時 間 の 認 識 が 無 い 場 合 は酸 素 消 費 量 を増 大 させ, 測 で 行 っ て い た た め,5分 結 果 と して 呼 吸 循 環 器 系 へ の 高 負 荷 運 動 とな り う こ と は で き な か っ た. 間毎 の平 均 値 を算 出 す る る こ と を示 唆 して い る.そ の 一 因 と して,精 神 的 ス トレス と呼 吸 パ タ ー ンの 関連 が 指 摘 さ れ て お り 7),ス トレス状 況 下 で は吸 息 ・呼 息速 度,酸 素 消 費 ま とめ ATの 負 荷 と 一20%ATの 負 荷 で,運 動 課 題 の継 続 量 が 増 大 した との 報 告 もあ る 出,本 研 究 に お い て も 時 間 お よ び経 過 時 間 の 提 示 の 有 無 に よ る呼 吸 循 環 運 動 時 間 を 認 識 で き な い こ とが 精 神 的 ス トレス と 応 答 を検 証 した.ATの な り,酸 素 消 費 量 を増 大 させ た 可 能 性 が 考 え ら れ 場 合 は 運 動 の前 半 に,時 間提 示 が あ る場 合 は 運 動 る.し か しな が ら唾 液 ア ミ ラ ー ゼ 活 性 値 の 運 動 前 終 了 直 前 に 過 剰 な呼 吸 応 答 を示 す 可 能性 が 示 唆 さ 後 の 変 化 か ら精 神 的 ス トレス 反 応 の 関 与 を 明 ら か れ た. に す る こ とは で きな か っ た.本 実 験 条 件 で は,唾 負 荷 で は,時 間提 示 が な い 参考文献 液 ア ミ ラ ー ゼ 活 性 値 を運 動 中 に 測 定 す る こ とが 不 1)SadamotoT:Effectofpreparativeinstructionaboutload 可 能 で あ り,運 動 途 中 の 精 神 的 ス トレス の 変 化 を changeonthecardiorespiratoryadjustmentsduringcycling 感知 で きな か っ た可 能性 が あ る. exercise.JExercSci15:8-17,2005 また,運 動 開 始 時 の 呼 吸 応 答 をみ る と,寸Eが 運 2)野 田 華 子,定 本 朋 子:自 転 車 作 業 に お け る 運 動 時 間 と 運 動 開 始 直 後 で 運 動 時 間 提 示 な しの 条 件 で 高 値 を示 動 強 度 の 提 示 の 有 無 が 呼 吸 循 環 応 答 に 及 ぼ す 影 響.体 す傾 向 を認 め た。Tobinら9)は,運 科 学46:899,1997 動 に対 す る準 備 に お け る高 位 中枢 メ カ ニ ズ ム の 活 性 に よ り運 動 の 3)BoitenF,FrijdaNH,etal:Emotionsandrespiratory patterns:reviewandcriticalanalysis.IntJPsychophysioI 予 測 中 に換 気 が 刺 激 さ れ る と報 告 して い る.今 回 17:103-128,1994 の 結 果 か ら,時 間 経 過 が 把 握 で きな い状 態 で は, 4)HoshikawaY,YamamotoY:Effectsofstroopcolor-word 対 象 者 が 運 動 に よ る 身 体 的負 担 を運 動 中 に把 握 す conflicttestontheautonomicnervoussystemresponses.AmJ る こ とが 困 難 と な り,過 剰 な呼 吸 応 答 が 惹 起 され Physiol272:H1113-H1121,1997 た 可 能 性 が あ る.一 方 で,運 動 終 了 直 前 の 運 動 時 5)山 村 守:動 的 筋 作 業 が 精 神 的 疲 労 に 与 え る 影 響. 6)Y㎜aguchiM,KanemodT,etal:Perfo㎜anceevaluationof た.こ れ は,運 動 時 間 の 認 識 に よ る運 動 終 了 を過 salivaryamylaseactivitymonitor.BiosensBioelectron20: 剰 に意 識 した 生 体 反応 で あ る可 能 性 が あ り,通 常 491-497,2004 の 運 動 処 方 の 際 に も運 動 終 了 直 前 の 過 剰 な呼 吸 応 7)PaganiM,MazzueroG,etal:Sympathovagalinteraction duringmentalstress:astudyusingspectralanalysisofheart 答 に留 意 す る必 要 が あ るか も しれ ない. 一 方で ,-20%ATの 負 荷 で は そ れ ぞ れ の項 目 に ratevadabilityinhealthycontrolsubjectsandpatientswitha お い て条 件 間 で有 意 差 は み られ な か っ た.山 西 ら恥 priormyocardialinfarction,Circulation83:ll43-51,1991 8)高 比 較 的低 強 度 の運 動 強 度 で は感 澤 則 美,廣 素 消 費.生 情 お よ び 気 分 の 改 善 が み られ た と報 告 して い る. 同様 に今 回 の研 究 で 用 い た 一20%ATの 本 摂,梅 人 間 工 学35:35-39,1999 間 提 示 あ りの 条 件 で やEが 高 値 を示 す 傾 向 を認 め は,40%や02maxの 力 田 昭 久,他:ス ト レ ス 事 態 の 呼 吸 流 量 と 酸 理 心 理21:102,2003 9)TobinMJ,PerezW,etal:Breathingpatternandmetabolic behaviorduringanticipationofexercise.JApplPhysiol60: 負荷 条件 は 1306-1312,1986 低 強 度 に 該 当 す る た め,時 間 提 示 が な い 条 件 に お 10)山 い て も大 き な精 神 的 ス トレス 反 応 は な か っ た こ と 西 哲 朗,松 情 が 呼 吸 循 環 反 応 を変 化 させ なか った もの と考 え る. ・気 分 の 変 化 つ い て 一 .群 一17一 本 博:POMSか ら み た ラ ン ニ ン グ に よ る 感 と運 動 強 度 の 関 係 一 競 技 者 馬 大 学 教 育 学 部 紀 要41:99-110,2006 と 一 般 学 生 に
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