〔優秀賞〕低温および風雨による寒冷曝露時の熱放散反応に関する研究

第 =D 回健康医科学研究助成論文集
平成 >@ 年度 PP7>=∼=B([email protected])
〔優 秀 賞〕
低温および風雨による寒冷曝露時の熱放散反応に関する研究
山 根 基* 種 田 行 男** 大 西 範 和*** 松 本 孝 朗**** 北 川 薫****
ÁÂÂÁÃÄÅÆÇÂÆÈÉÊËÆÌÊËÆÍÌÉÊÆÇÊÆÄÎÁÍÏÌÆÍÁÅÇÊÅÁÅ
ÇÂÆÎÏÌÊÆÉÊÆÃÇËÆÁÊÉÍÇÊÏÁÊÄ
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":1'&9$*&$*''"'&22'2(0$0&$29'4'$4"':4'3)
7
)1+$"'F42"50'$$+"&2''&$$*2$17
* 愛知みずほ大学人間科学部 <0$38,44'.4&%&E22*.4&O07
中京大学情報理工学部 ,4&23J3$(4&2*1E& 1-9$'1.4&O07
三重県立看護大学看護学部 Q4213#$'*R$34$2E22*3#$'*O07
****
中京大学体育学部運動生理学研究室 S:$$13$T5$4'R&1'2*1"U4&4',4&2382&",0$,44'E& 1-9$'1.4&
O07
** *** (>G)
緒 言
大酸素摂取量の GB%以下の運動強度での歩行中
に核心温低下が生じたことを報告している。ま
近年、中高年者において生活の質(V!S)の
た、(&0'"81+$">@)は低温および風雨環
向上を目指した余暇の過ごし方が注目されてお
境下 に お け る D 時間 の 歩行運動中 に 核心温 は
り、その > つとして登山が広く愛好されている。
G?℃よりわずかに低下した程度であったが、数名
登山は自然を楽しみながら、身体活動量を高める
の被験者において急激な歩行速度の低下および歩
ことができることから、中高年者の健康寿命の延
行中止により核心温が GA℃近くまで低下したこ
伸のために有用な余暇活動であると考えられる。
とを観察している。
しかしながら、登山中には天候や気温の急激な変
したがって、低体温症は、登山中の急激な天候
化が生じやすく、特に風雨が加わった低温環境下
悪化に加えて、長時間の運動などにより疲労が生
では多くの体熱が奪われて、低体温症となる危険
じ運動強度が著しく低下した状態、もしくは遭難
性がある 。ヒトでは核心温が GA℃未満の場合
などの事故によって完全に運動を停止しなければ
を低体温症といい、GG℃以下になると意識障害が
ならない状態で発生する可能性が高いと考えられ
出現し始め、GB℃より低下すると死亡の危険性が
る。特に安静状態では、外的な仕事による筋活動
高まる >G)。登山中における低体温症発生のメカニ
で生じる代謝性の熱産生量増加がないことから熱
ズムを解明することは、その発症の予防策を考え
平衡状態を保つことができず、核心温低下が顕著
る際に非常に意義のあることである。しかしなが
に生じる可能性が考えられ、低温および風雨の寒
ら、登山者における低体温症に関する研究では、
冷環境下においてヒトの安静状態における熱放散
一般的に冷水中への浸漬により検討されることが
反応について知見を得る必要性は高いと考えられ
>=)
>B>L=>)
、登山中に発生している自然の気象条
るが、それに関して検討した報告はほとんどな
件を想定して実験を行っている報告は少ない。
い。そこで本研究では、環境温、相対湿度および
E0$?)は登山中の環境条件を想定した身体冷却
風雨の条件が設定可能な人工気象室を用いて、登
に関する情報として有効に利用できるものはほと
山中の悪天候を想定した低温環境および風雨の寒
んどないと述べている。このことは、低温環境に
冷曝露がヒトの安静状態における熱放散反応に及
風や雨を加えた気象条件を模擬するための特殊な
ぼす影響について検討することを目的とした。
多く
実験装置を用意することが非常に困難であること
研 究 方 法
が原因であると考えられる。
水の熱伝導率は空気の =A 倍あるため G)、降雨
A.被験者
によって皮膚表面が濡れることで、乾燥条件に比
被験者は、健康な成人男性 ? 名とした。被験者
べてより大きな熱放散が生じると考えられる。更
には実験の実施前に、研究の目的、方法、危険
に皮膚表面に付着した水滴が蒸発することによっ
性、個人情報の保護について口頭で説明を行った
ても熱放散は促進されると推察される。R*&>?)
後、参加合意に対して自筆による署名を得た。ま
は、低温環境下において風雨が加わると蒸発性熱
た、本研究は中京大学生命システム工学部倫理審
放散量が増加し、衣服および空気による熱遮断性
査委員会に申請し、研究実施の承認を得て行っ
が低下するため、著しく熱放散が増大する一方、
た。各被験者の身体的特徴は表 > に示した。本研
運動(酸素摂取量 =∼=7AWH)を負荷すること
究は、被験者が寒冷環境に馴化していないと考え
によって代謝性の熱産生量増加が生じ、核心温に
られる @ 月および >B 月の期間において実施した。
はほとんど影響を及ぼさないことを示唆してい
B.形態計測
る。登山中の運動強度は、その地形にもよるが最
被験者は、寒冷曝露実験の前に身長、体重およ
大酸素摂取量の GB∼AA%程度であるといわれて
び皮下脂肪厚を測定した。体表面積(.<)は身
いる =)。この強度で運動を実施している場合には
長および体重の値を用いて <U'"<U'L)
極度の低体温となる可能性は低いと考えられる。
の式により算出した。皮下脂肪厚は超音波皮下脂
I22$27=G)は低温および風雨環境下において最
肪計(,GBC,誠鋼社)を用いて、上腕背部、肩
(>D)
表 > .被験者の身体的特徴
(:2>7E&$4$'4'3':;4'7
E&$4$'4
.*1$
8*&4
I*& *
,$34$=
' 32"&4 ''
U"13]
,:;4
.
U
E
<
T
Q
\
=>
==
=>
=B
=>
=B
=>
>CL7L >LB7L >?C7B >?G7? >?>[email protected] >CA7G >?D7>
CD7D C>7B CL7B LB7C CD7> [email protected] CD7A
>7?D >[email protected] >7LG >[email protected] >7?C >7CA >7?L
>=7G
?7? >=7A >D7A
?7G
L7?
?7G
>D7D >B7L >D7B >C7G >B7= >>7C >B7=
甲骨下角部、腸骨上部、腹部、大腿前部、下腿部
[,<
=>[>
>[email protected][A7B
CC7B[?7B
>[email protected][B7>B
>B7B[G7B
>=7A[=7D
Rain (40mm/h)
Ambient temp.
(15℃)
の C 部位を測定し、C 部位の平均値を平均皮下脂
肪 厚 と し た。皮 下 脂 肪 厚 よ り 被 験 者 の 体 密 度
Subj.
を R'4227>C)の 式 を 用 い て 求 め、体 密 度 を
U$% 27D)の式により体脂肪率に変換した。
C.実験プロトコール
Wind (3m/s)
被験者は G 条件の寒冷曝露実験を日を変えて無
2.15m
作為に実施した。被験者には実験開始 = 時間前か
ら食事を避けるように指示した。対照条件として
室温 >A℃、相対湿度 AB%の環境条件への曝露、
風条件として同じ室温、相対湿度条件下で風速 G
H' の風への曝露、風雨条件として同じ室温条件
1.5m
下で風速 G H' の風および雨量 DBH& の雨への
図 > .寒冷曝露実験の概略図
Q*7>7<*$422'$342"50'$7
曝露を行う実験を実施した。すべての条件とも実
験は、中京大学生命システム工学部内に設置され
た人工気象室((U/6>=.DRX,エスペック社)内
で実施した。寒冷曝露実験中の概略図を図 > に示
風の吹き出し口を向いて直立姿勢を保った。
D.測定項目
した。風は人工気象室内の前方の壁に設置された
直腸温(($)は サ ー ミ ス タ プ ロ ー ブ(DB>O,
>7BA= の排出口から吹き出し、雨は前方の壁の床
,J 社)の先端を直腸内に約 >A4 挿入して測定
面から =7>A 上方に設置された G つのノズルか
した。皮膚温および皮膚表面からの熱流量は、そ
ら噴射する。すべての実験において、被験者は指
れぞれサーミスタプローブ([email protected],,J 社)
、熱
定のショートパンツのみを着用した半裸体状態で
流素子((>,京都電子工業社)を前額、腹、前
あった。被験者は室温 >A℃、相対湿度 AB%の環
腕、手背、大腿、下腿、足背の ? 部位にテープで
境に設定された人工気象室に入室後、>B 分間で
貼 布 し て 連 続 的 に 記 録 し た。熱 流 素 子 は 縦
計測を行うすべてのセンサーを装着し、その後 A
GB、横 >A、厚さ >7A の大きさであり、
分間ベースラインの測定を行った後、=B 分間各
センサーの内側面に両面テープを用いて皮膚表面
条件の環境下において曝露実験を実施した。実験
に密着させるように取り付けた。このセンサーは
において雨を噴射する際には、ノズルの開放から
皮膚に接する面と空気に接する面との温度勾配に
およそ AB∼CB 秒の遅れが発生するため、毎回曝
よって熱流量に比例した電圧を得ることができ
露開始の CB 秒前からノズル開放の操作を実施し
る。
た。したがって、実験の際には曝露開始時間が
呼吸代謝測定装置(.T6GBB,,ミ ナ ト 医科学
>B 秒ほど前後することが認められた。実験中、
社)の TXRJ/T!<T を用いて呼気ガスを分析
被験者は人工気象室前方の壁から >7A 後方で、
し、酸素摂取量(Y!=)を連続的に測定した。
・
(>A)
主観的な温冷感およびふるえの有無はベースラ
積率相関係数を用いて検討した。なお、統計処理
イン時、各環境条件に曝露後 >B 分、=B 分に被験
には ,R,,>A7BO3$I"+' を用い、有意水準の
者が自己申告したものを記録した。主観的な温冷
判定は A%未満とした。
感は−G の寒いから G の暑いまでの ? 段階のス
結 果
ケールを用いて評価した。
A.熱放散量
平均皮膚温((' )は、全身の表面積に占める
各部位の表面積の割合で重み付けした 8$"1"
熱放散量の各条件の経時的な変化を図 = に示し
<U'>>)による次式により算出した。
た。熱放散量は風および風雨条件において、曝露
(' =B7B?×前 額+B7GA×腹+B7>D×前 腕+B7BA
開始後一時的に急激な増加を示した。風条件の
×手背+B7>@×大腿+B7>G×下腿+B7B?×足背
ピーク値は =CC7>D±=L7?BIH= となり対照条件の
熱放散量(IH )は各部位の熱流量を (' と同
約 >7A 倍に増加し、風雨条件のピーク値は A>A7BA
様の式に代入して求めた。代謝性産熱量(/)
±AB7>BIH= と な り 対照条件 の 約 G 倍 に 増加 し
=
・
は、Y!= > W 当たり D7L= 42(呼吸交換比=B7L=)
の代謝量となることを用いて
>=)
次式より求めた。
・
た。その後値は徐々に低下し、>A 分後には安定
し始め、=B 分後には対照条件は >DL7=G±@[email protected]
/( 42H=)=D7L=×Y!=×CBH.<
=、風 条 件 は =B=7=B±>D7?AIH=、風 雨 条 件 は
熱産生と熱損失の平衡状態を表す⊿貯熱量(⊿
=AL7==±=?7=>IH= となった。曝露期間の =B 分間
,)は、代謝性産熱量から熱放散量を減ずること
の平均値を G 条件で比較した結果、風および風雨
により算出した。損失された熱量のほうが産生さ
条 件(==A7>G±>L7>D,GDC7G>±GD7=>IH=)は 対
れた熱量より多ければ体内温が低下する。人体の
照条件(>[email protected]±@7D=IH=)に比べて有意に高い
比熱が B7LG 42H *H℃であることを用いて >D)⊿貯
熱量より平均体温の低下度(⊿(:)を以下の式 A)
Wind and/or rain starts
600
より推定した。
CON
WIND
WIND+RAIN
500
なお、 > 42H& は >7>CGI に変換して算出した。
E.統計処理
各測定値はすべて平均値±標準偏差で表示し
た。直腸温、平均皮膚温、熱放散量、代謝性産熱
量および⊿貯熱量の曝露期間 =B 分間の平均値は、
各条件間の差を繰り返しのある一元配置分散分析
を用いて検定し、有意性が認められた場合にその
後の検定として ( 1 の多重比較を行った。平
均皮下脂肪厚と熱放散量の相関関係は、ピアソン
Mean heat loss, W/m
2
⊿(:=(⊿,×.<)H(B7LG×体重)
400
300
200
100
0
0
5
10
15
20
25
図 = .各条件における寒冷曝露中の熱放散量の変化
Q*7=7&2''"$*42"50'$"$&$4"6
'(±,<)7
表 = .各条件における寒冷曝露中の熱放散量、平均皮膚温、直腸温、代謝性産熱量、⊿貯熱量
(:2=7&2''' 0$$$420$$:24&0$"4"⊿&'$*
"$*42"50'$"$&$4"'7
E"
&2''IH=
' 0$$b
/420$$b
:24&0$"4IH
d8'$* OH=
=
30
Time, min
E!#
IJ#<
IJ#<`/.J#
.#!Y.
^N92_
>[email protected][@7D=
=C7>@[[email protected]
G?7G=[B7=G
DG7GL[D7B>
[email protected]>?[[email protected]
==A7>G[>L7>D
=G7A?[B7CC
G?7DB[B7=A
DA7G?[>B7C>
eDA7BL[C7D?
GDC7G>[GD7=>:
>[email protected][B7LL:
NaB7BB>
NaB7BB>
G?7G>[B7==
>B>7GL[[email protected]=G:
eC>7DG[>B7?=:
NcB7AL
NaB7BB>
NaB7BB>
N<B7B>40$'E!#:N<B7B>40$'IJ#<7Y2'$'±,<7
(>C)
値を示し、更に風雨条件の値は風条件より有意に
B.平均皮膚温と直腸温
平均皮膚温と直腸温の経時的な変化を図 G に示
した。平均皮膚温は風および風雨条件において、
熱放散量の変化と同様に曝露開始後一時的に急激
Mean skin temperature, ℃
高くなった(表 =)。
30
に低下した。曝露開始後 = 分で風条件は >[email protected]℃、
B7C?℃、風雨条件は >?7?>±B7LB℃となった。曝露
期 間 の =B 分 の 平 均 値 は、風 お よ び 風 雨 条 件
(=G7A?±B7CC,>[email protected]±B7LL℃)は対照条件(=C7>@
=)。
直腸温は G 条件ともに曝露開始時から =B 分ま
でほとんど変化を示さなかった。曝露開始時の値
Wind and/or rain starts
10
5
CON
WIND
WIND+RAIN
38.5
38.0
37.5
37.0
36.5
36.0
±[email protected]℃)に比べて有意に低い値を示し、更に風
雨条件の値は風条件より有意に低くなった(表
15
0
Rectal temperature, ℃
分で対照条件は =A7CD±B7?L℃、風条件は ==7AD±
20
39.0
風雨条件は D7L?℃低下した。その後 >B 分ですべ
ての条件において低下の程度は緩やかになり、=B
25
0
5
10
15
Time, min
20
25
30
図 G .各条件における寒冷曝露中の平均皮膚温および直腸
温の変化
Q*7G7' 0$$"$420$$"$*42"
50'$"$&$4"'(±,<)7
は、対照条件で G?7=L±B7==℃、風条件で G?7GC±
B7=A℃、風雨条件 で G?7=C±B7G>℃と な り、=B 分
露期間の =B 分間の平均値は、G 条件の間で有意
な差を示さなかった(表 =)
。
C.代謝性産熱量と⊿貯熱量(平均体温の低下
度)
代謝性産熱量の経時的な変化を図 D に示した。
Metabolic heat production, W/m
±[email protected]℃、風雨条件で G?7G=±B7=B℃となった。曝
2
では、対照条件で G?7GD±B7=C℃、風条件で G?7DG
せず、=B 分では風雨条件の値は対照および風条
件の約 =7A 倍に増加した。曝露期間の =B 分間の
160
140
120
100
80
60
40
20
0
代謝性産熱量は、風雨条件のみで曝露開始後より
増加し始め、対照および風条件ではほとんど変化
CON
WIND
WIND+RAIN
Wind and/or rain starts
180
0
5
10
15
Time, min
20
25
30
図 D .各条件における寒冷曝露中の代謝性産熱量の変化
Q*7D7:24&0$"4"$*42"50'$"$
&$4"'(±,<)7
平均値 は、風雨条件(>B>7GL±[email protected]=GIH=)は 対
照 お よ び 風 条 件(DG7GL±D7B>,DA7G?±>B7C>IH
。
=)と比較して有意に高い値となった(表 =)
た。曝露期間中すべての条件において減少傾向
を 示 し、曝 露 後 =B 分 で 対 照 条 件 は−?DD7CD±
L=7C= OH 、風条件 は−>BC>7L>±>AA7LG OH 、風
=
=
雨条件 は−>D>?7=C±=BA7D? OH= と な っ た。曝露
期間 の =B 分間 の 平均値 は、風 お よ び 風雨条件
(−[email protected]>?±[email protected],−DA7BL±C7D? OH )は対照条件
=
(−C>7DG±>B7?= OH=)に比べて有意に低い値を
示し、更に風雨条件の値は風条件より有意に低く
5
10
15
20
25
30
0
Cumulative heat storage, kJ/m2
⊿貯熱量の累積値の経時的な変化を図 A に示し
Time, min
0
CON
WIND
WIND+RAIN
−200
−400
−600
−800
−1000
−1200
−1400
−1600
Wind and/or rain starts
−1800
図 A .各条件における寒冷曝露中の累積貯熱量の変化
Q*7A7E29&'$*"$*42"50'$"$&$
4"'(±,<)7
Mean heat loss, W/m
2
(>?)
410
熱放散は伝導、対流、放射、蒸発によるが、本
390
研究では、低温環境下に風が加わることにより強
370
制対流が大きくなり、皮膚からの熱放散量が増加
350
したと考えられる。体表面には空気の動きのない
330
r = −0.790
* < 0.05
310
限界層がある。限界層の熱の移動は伝達によって
290
のみ行われるが、限界層を超えると熱は対流によ
270
り運び去られる。この限界層の厚さは風などの強
250
制対流で薄くなり、伝導や対流による熱放散は増
4
6
8
10
12
14
16
Mean skinfold thickness, mm
大するといわれている >=)。#'&"\**>A)はナ
図 C .平均皮下脂肪厚と風雨条件における熱放散量の相関
関係
Q*7C7/2'&0':+&2''"' 32"
&4 ''"$*42"50'$+&+""$7
フタリンの昇華速度から対流熱伝達率を計測した
結果、対流熱伝達率は気流速度の平方根に比例す
ることを報告している。本研究では風に雨の条件
を加えることにより、更に熱放散量が増加した。
なった(表 =)。⊿貯熱量から推定した平均体温
雨で皮膚表面が濡れることにより、皮膚表面にお
の低下は =B 分間で、対照条件は >[email protected]±B7=>℃、
ける空気の熱遮断性が著しく低下していたかもし
風条件は >[email protected]@±B7GL℃、風雨条件は =7CD±B7D>℃
れ な い。水 の 熱伝導率 は B7CB=IH=H℃で あ り、
となった。
空気の約 =A 倍と大きいことから G)、雨により皮
D.ふるえの有無および主観的温冷感
膚表面が濡れることで熱伝導による熱放散量が増
ふるえの有無については、対照条件では = 名の
加した可能性が推察される。R*&>?)は雨によっ
被験者が曝露後 >B 分、風条件では > 名が曝露後
て皮膚表面が濡れることにより蒸発性熱放散量の
>B 分、G 名が =B 分、風雨条件では被験者全員の
増加が生じることを検討している。しかしなが
? 名が曝露後 >B 分と =B 分でふるえありと申告し
ら、R*&>?)の実験では、実験中断続的に雨に曝
た。曝露後 =B 分における全身の主観的温冷感の
露させていたが、本研究では継続的に雨に曝露さ
カテゴリースケールは、対照条件で−=7>±>7=、
せていたため、周囲の水蒸気圧が常に高い状態に
風 条 件 で−=7G±>7>、風 雨 条 件 で−=7?±B7L と
あり皮膚表面の水の蒸発による熱放散の影響は小
なった。
さかった可能性も考えられる。
E.平均皮下脂肪厚と熱放散量(風雨条件)の
熱流量から求めた熱放散量は、風雨に曝露され
た直後 >∼= 分で特に急激な増加を示した。この
相関関係
平均皮下脂肪厚と風雨条件における熱放散量の
変化と同期して平均皮膚温の急激な低下が観察さ
相関図を図 C に示した。相関係数 $ は−[email protected] と
れた。この反応は、Y4''27==)の冷水浴を
なり、平均皮下脂肪厚と熱放散量は有意な負の相
用いた研究においても観察されており、急激な環
関関係にあることが示された。
境の変化により身体の外層部に貯められていた熱
考 察
本 研 究 は、健 康 な 成 人 男 性 に お い て 低 温
(>A℃)環境条件に風(風速 G H')および雨(雨
量 DBH&)が加わることが安静時、半裸体状態
が放散したためであると推察される。皮膚温が低
下するに従って環境温と平均皮膚温の差が小さく
なり熱放散量は減少し、約 >A 分後には定常状態
となった。
本研究 で は、す べ て の 条件 で 直腸温 は =B 分
における熱放散反応に及ぼす影響について検討し
間の寒冷曝露中ほとんど変化を示さなかった。
た。その結果、=B 分間の寒冷曝露期間中皮膚表
E'2227C)は水温 =B℃の冷水浴によって >
面から放散される熱放散量は対照条件に対して風
時間当たり約 B7CA℃の直腸温の低下が生じ、水中
および風雨条件では明らかに増加した。このこと
に浸漬後 >=B 分で GC7B℃以下になることを報告し
は低温環境下に風雨が加わることにより身体から
て い る。( ''"\':$4&=B)は 水温 L℃の 冷
の熱放散が増大することを示唆している。
水浴を CB 分間行った結果、核心温が GD℃以下に
(>L)
低下したことを示した。寒冷環境に対する初期の
するためには、寒冷環境に対する生理学的な生体
生体反応としては、末梢血管の収縮作用による皮
反応だけでなく、物理的断熱因子である皮下脂肪
下組織の熱遮断性増大と血管の対向流熱交換によ
の影響も大きいと考えられる >L==)。皮下脂肪層は
。本研究では、
血管が少なく、また熱伝達率は筋組織の約 >H= で
対照および風条件において、主にこれらの血管運
あり、優れた断熱体である。本研究では、平均皮
動により核心温が維持されていたと考えられる。
下脂肪厚と熱放散量の関係を観察したところ、有
風雨条件では曝露開始後 >B 分で平均皮膚温は約
意な負の相関関係が認められ、皮下脂肪の熱遮断
>L7A℃まで低下していた。冷水浴を用いた研究 ==)
性によって深部から外層部への熱の移動が抑制さ
の結果を基に推察すると、平均皮膚温がこの程度
れていた可能性が推察される。しかしながら、本
まで低下した際には、極度に皮膚の血管が収縮し
研究では被験者数が ? 名と非常に少なく、皮下脂
ていたと考えられる。
肪厚 の 多 い 群(>=7G∼>D7A)G 名 と 少 な い 群
る対向流性熱放散低下がある
>@=G)
血管運動による調節が、寒冷による熱放散の増
(?7G∼L7?)D 名に分かれてしまい、その中間
大に対処できなくなると、生体はふるえによって
である皮下脂肪厚が >B 前後の被験者がいな
熱産生を増大させて核心温を維持しようとする。
かったために、その関係を明確にすることはでき
本研究において、風雨条件では代謝性産熱量が対
なかった。
照および風条件に比べて明らかな増加を示した。
主観的温冷感は、ほとんどの被験者において G
ふるえの有無に関する被験者の自己申告では、風
条件ともに曝露後−G の「寒い」のスケールを申
雨条件ではすべての被験者において風雨への曝露
告していた。本実験で用いた ? 段階のカテゴリー
開始後 >B 分でふるえを感じたという申告があっ
スケールではその分類が詳細ではなく、各寒冷曝
た。風雨条件ではふるえによる代謝性産熱量の増
露条件における主観的温冷感の違いを明らかにす
加と血管運動による熱遮断性の増大の両作用によ
ることは難しかったかもしれない。
り、核 心 温 が 維 持 さ れ て い た と 推 察 さ れ る。
冷水浴などによる寒冷曝露に対するヒトの熱放
T123'27 の報告によると、ふるえによる最
散反応を観察している多くの先行研究 [email protected]>L==)で
大の熱産生量は温暖安静時の代謝量の約 [email protected] 倍で
は、曝露時間を > 時間前後から = 時間程度まで実
あることが示唆されている。したがって、本研究
施している場合がほとんどである。水温 =B℃の
では対照条件の約 =7> 倍であったことから、更に
冷水浴を行った先行研究 =B)では、曝露開始後 =B
熱放散が増大したとしても、ふるえによる熱産生
分までは核心温の低下は非常に緩やかであった
量を増加させ核心温を維持させることが可能であ
が、=B 分以降 >BB 分まで > 時間当たり約 =℃の低
ると考えられる。また、本研究で用いた低温およ
下が生じたことを報告している。本研究では、曝
び風雨の寒冷曝露環境下では、 = T(' 以上の身
露時間はわずか =B 分間であった。このことが低
体活動を実施することで、ふるえを生じさせず、
温環境下に風雨が加わった条件において、核心温
核心温を保つことが可能であると推察される。
が維持された原因となったかもしれない。長時間
本研究では、代謝性産熱量から熱放散量を減ず
の寒冷曝露により生体の耐寒反応に疲労が生じ、
ることにより⊿貯熱量を算出した。すべての条件
ふるえによる熱産生や外層部の熱遮断性が低下す
で累積した⊿貯熱量は曝露開始 =B 分後に大きく
る可能性も考えられる C>@=G)。また本研究では、低
減少しており、特に風雨条件では約−>D>? OH=
温環境を室温 >A℃として実験を実施したが、更
まで減少していた。このことは風雨条件では多量
に低い環境温では核心温の低下が観察された可能
の熱が身体から損失していたこととなり、⊿貯熱
性も考えられる。しかしながら、本研究での低温
量から体内温の低下度を推定すると、約 =7CD℃と
および風雨の寒冷曝露条件では全員の被験者がふ
なった。しかしながら、本研究においては身体の
るえを生じていたこと、また主観的に極度の寒さ
深部での核心温の低下は観察されず、貯熱量の減
を感じていたことなどから、これ以上の厳しい寒
少が身体の深部からではなく、主に外層部から熱
冷環境条件での実験実施は倫理的な観点から不可
を奪ったことによると推察される。核心温を維持
能であると考えられる。
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(>@)
本研究の被験者は成人男性を用いたが、被験者
の性別、年齢、身体組成および体力状況によって
も寒冷曝露に対する生体反応は異なると考えられ
る。特に高齢者は体温調節能力の低下が生じてお
り、寒冷曝露に対するふるえによる熱産生、血管
収縮の程度が弱いため核心温が著しく低下する可
能性がある >=)。近年、中高年者の登山者が急増し
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'$421''3:"140'F$9''3'
ていることを考えると、今後は中高年者を対象と
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して低温および風雨による寒冷曝露時の熱放散反
>DB7
応について検討する必要があると考えられる。そ
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の際には、本研究と同様な寒冷曝露条件では実施
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不可能であると考えられ、実験で用いる環境条件
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についても今後更に検討を加えながら研究を進め
8&$$*2$1$'0''"$*'$242"6
ていく必要がある。
総 括
本研究は、登山中の悪天候の条件を想定し、健
康な成人男性において低温および風雨による寒冷
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(>)[email protected]
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条件を =B 分間曝露することが安静時における熱
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放散反応に及ぼす影響について検討した。その結
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果、風雨により身体からの熱放散は増大したが、
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それに伴う核心温の低下は観察されなかった。こ
>B)\2"Q,8$91\/(0O(>@@>)FE$46$'4
のことは寒冷曝露に対するふるえによる代謝性の
4220'F4220'''32''4"+&$'4
熱産生量増加や末梢の血管収縮および皮下脂肪な
どによる身体外層部の熱遮断性が影響していたと
推察された。今後は更に寒冷曝露および被験者な
どの条件を変えて詳細に検討することで、より安
全な登山活動実施のための基礎データを得る必要
がある。
3$'94'7O/#9",$9hh>[email protected]>[email protected]
>>)8$"1O<<U'TQ(>@GL)F(&4&43'$*
$""4947O#$lgDC>6D?A7
>=)入来正躬(=BBG):体温生理学テキスト.初版,文光
堂,東京.
>G)入来正躬,田中正敏(>@LC):偶発性低体温症の現況.
日生気誌,jf,[email protected]
謝 辞
本研究を進めるにあたり、実験の補助をしていただきま
>D) ;94JUU2*&O(>@[email protected])F(&4$'"51*06
0$'F&$'"5$20$''$42":
4'934$7T$O.002R&1'2goAAC6AC=7
した中京大学生命システム工学部の河合亮作氏、中島由貴
>A)#'&\**.R(>@?B)F<$49234946
氏、また実験の被験者としてご協力いただきました中京大
9&$'3$4334:10&&2':27O
学生命システム工学部の学生の皆様に厚く御礼申し上げま
.002R&1'2jn(C)LGB6LGL7
>C)R'42S/\$''J,28,Q$ 2((>@AC)F
す。
本研究に対して助成を賜りました財団法人明治安田厚生
事業団に深謝いたします。
参 考 文 献
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E$$2':+&&4 ''3' 32"'":"1
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