熊本大学学術リポジトリ Kumamoto University Repositor Title 女性非鍛錬者における立位時の血圧調節機構 Author(s) 井福, 裕俊 ; 宮村, 直幸 ; 坂本, 将基 ; 齋藤, 山, 貴文和也 ; 中 Citation 熊本大学教育学部紀要, 63: 31

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あきみそめや
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1 熊本大学学術リポジトリ Kumamoto University Repositor Title 女性非鍛錬者における立位時の血圧調節機構 Author(s) 井福, 裕俊 ; 宮村, 直幸 ; 坂本, 将基 ; 齋藤, 山, 貴文和也 ; 中 Citation 熊本大学教育学部紀要, 63: Issue date Type URL Departmental Bulletin Paper Right

2 熊本大学教育学部紀要第63号, , 2014 女性非鍛錬者における立位時の血圧調節機構井福裕俊宮村直幸 1 坂本将基齋藤和也中山貴文 2 Regulation of blood pressure during upright standing in untrained females Hirotoshi IFUKU, Naoyuki MIYAMURA1, Masanori SAKAMOTO, Kazuya SAITOH, and Takafumi NAKAYAMA2 Received October 1, 2014 The purpose of the present study was to compare cardiovascular responses in untrained females with those in males during head-up tilt. Blood pressure, heart rate, stroke volume, cardiac output, total peripheral resistance, cardiac contractility, and pulse wave velocity during head-up tilt were measured in eight untrained females and six males. In untrained females, although the systolic blood pressure, stroke volume, and cardiac output were decreased significantly during head-up tilt, the diastolic blood pressure, heart rate, total peripheral resistance, and pulse wave velocity were increased significantly, so that the mean blood pressure was maintained. In males, despite the significant decrease in strole volume during head-up tilt, the heart rate and pulse wave velocity were increased significantly, so that the mean blood pressure was maintained. The increase in pulse wave velocity was significantly larger in untrained females than in males. These findings suggest that the action of vasoconstriction of muscular arteries by sympathetic activation on blood pressure regulation during upright standing is larger in untrained females than in males. Key words : sympathetic nerve activity, vasoconstriction, heart rate Ⅰ緒言一般に仰臥位から立位に体位変換を行うと重力の影響により静脈還流量は減少し血圧の低下がみられるこれに対し身体は素早く心拍数の上昇と末梢血管の収縮により血圧を維持しようとする動脈圧受容器反射また立位時には下肢の抗重力筋が収縮するため筋機械受容器反射 Herr et al. 1999; Oppenheimer et al と静的な筋ポンプ作用 Amberson 1943; Ifuku and Shiraishi 2004; Rowell 1993 が働く筋機械受容器反射は反射的に心拍数と末梢血管抵抗を上昇させまた静的な筋ポンプ作用は静脈還流量を増加させ血圧を維持しようとする動脈受容器反射および筋機械受容器反射による心拍数と末梢血管抵抗の上昇は循環中枢へと伝わった刺激が心臓への副交感神経の活動を抑えかつ心臓および血管を支配する交感神経の活動を促進させることにより生じるこの時心臓と血管への交感神経活動の関与の程度には部位差があると言われている Morrison 熊本大学教育学部附属中学校 2 しかしながら心臓交感神経活動を評価する簡便な指標はほとんどない我々は頸動脈圧脈波を用いその立ち上がり点からピークまでの波高 P に対する微分波のピーク波高 dp/dt の割合である dp/dt /P が心臓交感神経活動を反映した心臓収縮性の非観血的な指標になることを報告した Ifuku et al. 1994; Moriyama and Ifuku 2007 この指標を用いることで心臓と血管への交感神経活動の部位差を評価することが可能となった一般に男性に比べて女性が立ちくらみを起こしやすいこのことから女性と男性では起立時の循環調節に違いがあるのではないかと考えたそこで本研究では仰臥位から立位へと体位変換した時の交感神経活動を心臓への作用と血管へのそれに分け女性非鍛錬者の血圧調節機構を詳細に検討したまた男性の循環応答と比較し女性非鍛錬者の特徴を明らかにしようとした九州中央リハビリテーション学院

3 320 井福裕俊宮村直幸坂本将基齋藤和也中山貴文脈波の微分波形を算出し一拍毎にピーク値 dp/dt を求めこれを P で割ることにより dp/dt /P を算出した Ⅱ方法 1被験者被験者は歳の健常な女子学生 8 名であった 3 年以上定期的な運動を行っていない者を対象とし月経期を避けて実験を行ったまた歳の健常な男子学生 6 名を対照とした彼らは全員我々の別の研究井福ら 2014 に参加したが本研究でのデータは再び集められたものである全被験者に対し事前に実験の趣旨内容及びこれに伴う危険性についての詳細を説明し同意を得た本研究は熊本大学教育学部におけるヒトを対象とする研究計画の申請審査委員会の承認を得てヘルシンキ宣言に則り実施した被験者の身体的特性を表 1 に示す表 1 被験者の身体的特性安静時女性男性 BMI kg/ 19.9 ± ± 1.1 最高血圧 mmhg 109 ± ± 6 最低血圧 mmhg 67 ± 6 66 ± 16 平均血圧 mmhg 81 ± 6 83 ± 12 心拍数 bpm 65 ± 8 57 ± 7 全ての項目について両者の間に差はみられなかった P 測定項目と方法測定項目は最高血圧最低血圧平均血圧心拍数一回拍出量心拍出量総末梢血管抵抗心臓収縮性および大動脈脈波速度であった最高血圧と最低血圧は運動負荷用監視装具 STBP-780 COLIN 社製を用いて左上腕部で 1 分毎に測定した平均血圧は脈圧 3 最低血圧より算出した心拍数は胸部双極誘導による心電図の R-R 間隔から算出し一回拍出量は胸部インピーダンス法 Kubicek et al により測定算出した心拍出量は心拍数一回拍出量より総末梢血管抵抗は平均血圧心拍出量より算出した 3頸動脈圧脈波 dp/dt /P 本研究では交感神経活動を反映した心臓収縮性の指標として頸動脈圧脈波 dp/dt /P を用いた Ifuku et al. 1994; Moriyama and Ifuku 2007 頸椎固定装具に取り付けた圧トランスデューサ NEC 三栄社を左頸動脈上に置き頸動脈圧脈波を連続的に測定した Ifuku et al そして頸動脈圧脈波の立ち上がり点からピークまでの波高 P を一拍毎に求めた立ち上がり点は頸動脈圧脈波の二次微分波形を算出し最大ピーク値から求めたさらに頸動脈圧 320 4大動脈脈波速度本研究では動脈スティフネスの指標として大動脈脈波速度を用いた大動脈脈波速度は藤代ら 1978 の方法により以下の式から算出した大動脈脈波速度 cm s-1 D - 0.6ℓ Δ T D 胸骨上窩から大腿動脈圧脈波測定部位までの直線距離 cm ℓ 胸骨上窩から頸動脈圧脈波までの直線距離 cm Δ T 頸動脈圧脈波と大腿動脈圧脈波の立ち上がり点の時間差 s 左大腿動脈上で最も拍動が大きな部位に圧トランスデューサ NEC 三栄社を置き大腿動脈圧脈波を測定したその立ち上がり点は頸動脈圧脈波と同様二次微分波形の最大ピーク値から求めた 5実験手順体位変換はチルトテーブル UA-450 OG 技研を用い 5 分間の仰臥位の後立位へ受動的に体位変換を行い 1 分間その姿勢を維持してもらった 6統計処理それぞれの測定項目について各被験者の仰臥位の値は 5 分間の平均値としたまた立位の値から仰臥位の値を引いた差を変化量Δとして表した有意差検定には paired Studentʼs t- test を用いた有意水準は 5 未満としすべてのデータは平均±標準偏差で示した Ⅲ結果 1女性非鍛錬者における立位時の循環応答仰臥位から立位へ体位変換を行うと最低血圧心拍数総末梢血管抵抗大動脈脈波速度の有意な上昇と最高血圧 1 回拍出量心拍出量の有意な低下がみられた表 2 2 男性との比較仰臥位から立位に体位変換すると男性の場合心拍数大動脈脈波速度の有意な上昇と一回拍出量の有意な低下がみられた女性の場合これらに加え最低血圧総末梢血管抵抗の有意な上昇と最高血圧心拍出量の有意な低下がみられたまた女性非鍛錬者の大動脈脈波速度の変化量Δが男性より有意に大き

4 321 女性における立位時の血圧調節表 2 体位変換時の循環応答女性仰臥位立位男性 Δ 仰臥位立位 116 ± ± 11 Δ 最高血圧 mmhg 109 ± 7* 104 ± 9 * 5 ± 5 最低血圧 mmhg 67 ± 6 74 ± 7 * 7±7 66 ± ± 13 8 ± 13 平均血圧 mmhg 81 ± 6 84 ± 7 4±6 83 ± ± 12 3 ± 10 心拍数 bpm 65 ± 8 85 ± 11 *** 20 ± 9 57 ± 7 74 ± 9 ** 16 ± 10 一回拍出量 ml 70 ± ± 14 *** 76 ± ± 5 ** 23 ± 13 心拍出量 ml/min 28 ± ± ± 1029 * 1042 ± 1019 総末梢血管抵抗 mmhg min/l 18.4 ± ± 8.3 * 心臓収縮性 /s 21.2 ± ± 1.9 大動脈脈波速度 cm/s 658 ± ± 100 *** 4349 ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± 99 ** 160 ± 83++ *** P<0.001 ** P<0.01 * P<0.05 vs 仰臥位 : ++ P<0.01 vs 女性かった Ⅳ考察本研究では女性非鍛錬者に体位変換試験を行い立位時の血圧調節機構を男性と比較した得られた主要な知見は男性が主に心拍数の上昇により平均血圧を維持したのに対し女性非鍛錬者は心拍数と末梢血管抵抗の上昇により平均血圧を維持したことである一般に仰臥位から立位に体位変換すると一回拍出量が減少するため心拍出量を保とうと心拍数が上昇する女性非鍛錬者の場合心拍数の上昇はみられたが心拍出量を維持することができず最高血圧が低下したしかし最低血圧が上昇したことで平均血圧を維持できたものと考えられる最低血圧の上昇は総末梢血管抵抗と大動脈脈波速度の増加がみられたことからおそらく交感神経性血管収縮線維による血管収縮が主因と考えられる一方心拍数の上昇は心臓交感神経活動の指標である dp/dt /P に増加がみられなかったことから副交感神経活動の抑制によるものと思われる男性では仰臥位から立位に体位変換すると一回拍出量に低下がみられたものの心拍数の上昇により心拍出量が維持できたことで全ての血圧が維持されたものと考えられる心拍数の上昇は dp/dt /P に有意な増加がみられなかったことから副交感神経活動の抑制によるものと思われるまた大動脈脈波速度に有意な増加がみられたことから血圧の維持に血管収縮の関与も示されたが総末梢血管抵抗に有意な上昇がみられなかったことからその程度は小さいものと思われる 321 男女を比較すると女性非鍛錬者に最高血圧および心拍出量の低下と最低血圧の上昇がみられたこのことから女性非鍛錬者は心拍出量の低下による最高血圧の低下を補うために最低血圧を上昇させることによって平均血圧を維持したものと考えられるこのとき女性非鍛錬者のみ総末梢血管抵抗が増加したことそして大動脈脈波速度の増加量が男性より大きかったことから女性非鍛錬者は交感神経性血管収縮線維による末梢血管抵抗の上昇が循環調節に大きく影響していると考えられる一方男性では大動脈脈波速度は増加したが女性に比べその増加量は有意に少なく最低血圧や総末梢血管抵抗に有意な上昇がみられなかったこのことは男性の場合交感神経性血管収縮線維による血管収縮は最低血圧や総末梢血管抵抗を上昇させるほどのものではなく循環調節に及ぼす影響は女性非鍛錬者に比べ小さいものと考えられる動脈の弾力性は月経周期により変化し卵胞期と排卵期の動脈コンプライアンスが黄体期より高いことが知られている Hayashi et al 本研究では特定の月経周期に女性非鍛錬者の実験を行わなかったしたがって本研究結果にこのことが少なからず影響を及ぼしていることは否定できない以上のことより女性非鍛錬者は心拍出量が低下するものの交感神経性血管収縮線維による末梢血管抵抗の上昇が血圧調節に大きく関わっていることが示唆された Ⅴ結語本研究では女性非鍛錬者に体位変換試験を行い立位時の血圧調節機構を男性と比較したところ次の

5 322 井福裕俊宮村直幸坂本将基齋藤和也中山貴文ような結果を得た仰臥位から立位へ体位変換を行うと 1女性非鍛錬者は最高血圧と心拍出量に低下がみられたが副交感神経の抑制による心拍数の上昇と交感神経性血管収縮線維による末梢血管抵抗の上昇により平均血圧を維持した 2男性は主に副交感神経の抑制による心拍数の上昇により心拍出量を維持することで平均血圧を維持した以上のことより女性非鍛錬者は男性に比べ交感神経性血管収縮線維による末梢血管抵抗の上昇が血圧調節に大きく関わっていることが示唆された謝辞本研究は平成 24 年度教育学部生涯スポーツ福祉課程卒業論文として提出された甲斐聡子氏の論文に加筆修正したものである本研究にあたり被験者としてあるいは測定者として協力していただいた方々に深く感謝申し上げます参考文献 Amberson WR (1943) Physiologic adjustments to the standing posture. Univ Md Sch Med Bull 27: 藤代健太郎真田竹生竹内誠一中山陽相沢義則田中穂積林哲郎吉村正蔵古幡博長谷川元治 1978 大動脈脈波速度測定法新法についての検討J Cardiogr 8: Hayashi K, Miyachi M, Seno N, Takahashi K, Yamazaki K, Sugawara J, Yokoi T, Onodera S, Mesaki N (2006) 322 Variations in carotid arterial compliance during the menstrual cycle in young women. Exp Physiol 91: Herr MD, Imadojemu V, Kunselman AR, Sinoway LI (1999) Characteristics of the muscle mechanoreflex during quadriceps contractions in humans. J Appl Physiol 86: 井福裕俊宮村直幸坂本将基齋藤和也中山貴文 2014 立位時の血圧調節に及ぼす下腿筋の収縮作用熊本大学教育学部紀要 63: Ifuku H, Shiraishi Y (2004) Assessment of cardiovascular regulation during head-up tilt and suspension in swimmers. Med Sci Sports Exerc 36: Ifuku H, Taniguchi K, Matsumoto H (1993) Continuous record of carotid artery pulse during exercise. Jpn J Physiol 43: Ifuku H, Taniguchi K, Matsumoto H (1994) Noninvasive assessment of cardiac contractility by using (dp/dt)/p of carotid artery pulses during exercise. Eur J Appl Physiol 69: Kubicek WG, Patterson RP, Witsoe DA (1970) Impedance cardiography as a noninvasive method of monitoring cardiac function and other parameters of the cardiovascular system. Ann N Y Acad Sci 170: Moriyama K, Ifuku H (2007) Assessment of cardiac contractility during a cold pressor test by using (dp/dt)/ P of carotid artery pulses. Eur J Appl Physiol 100: Morrison SF (2001) Differential control of sympathetic outflow. Am J Physiol Regulatory Integrative Comp Physiol 281: R683-R698 Oppenheimer SM, Gelb A, Girvin JP, Hachinski VC (1992) Cardiovascular effects of human insular cortex stimulation. Neurology 42: Rowell LB (1993) Human cardiovascular control. Oxford University Press, New York, pp 3-80

Relationship Between One-minute Oscillation in The Oxygen Saturation Level of The Blood and The Hemoglobin Volume in The Muscular Tissue in The Lower

Relationship Between One-minute Oscillation in The Oxygen Saturation Level of The Blood and The Hemoglobin Volume in The Muscular Tissue in The Lower SURE: Shizuoka University REp http://ir.lib.shizuoka.ac.jp/ Title 直立時のヒト下腿筋組織における血液酸素飽和度及び総ヘモグロビン量の1 分変動と体液量変動 1 分波との関係 Author(s) 稲村, 欣作 ; 間野, 忠明 ; 岩瀬, 敏 ; 天岸, 祥

熊本大学学術リポジトリ Kumamoto University Repositor Title 女性非鍛錬者における立位時の血圧調節機構 Author(s) 井福, 裕俊 ; 宮村, 直幸 ; 坂本, 将基 ; 齋藤, 山, 貴文 和也 ; 中 Citation 熊本大学教育学部紀要, 63: 31

熊本大学学術リポジトリ Kumamoto University Repositor Title 女性非鍛錬者における立位時の血圧調節機構 Author(s) 井福, 裕俊 ; 宮村, 直幸 ; 坂本, 将基 ; 齋藤, 山, 貴文和也 ; 中 Citation 熊本大学教育学部紀要, 63: 31