宇宙航空環境医学 Vol. 54, No. 4, 91, 2017
一般演題 B
9. 遠心人工重力装置による軽度過重力負荷中の脳血流及び血圧の経時変化
小西 透1,2，倉住 拓弥1,3，加藤 智一1，大屋 直子1，田子 智晴1，小川 洋二郎1，岩﨑 賢一1
1日本大学医学部社会医学系衛生学分野
2航空自衛隊航空医学実験隊
3慶應義塾大学医学部麻酔学教室
Time-dependent Changes of CBF and BP during Mild +Gz Centrifugation
Toru Konishi1,2, Takuya Kurazumi1,3, Tomokazu Kato1, Naoko Oya1, Chiharu Takko1, Yojiro Ogawa1, Ken-ichi Iwasaki1
1Division of Hygiene, Department of Social Medicine, Nihon University School of Medicine
2Aeromedical Laboratory, Japan Air Self-Defense Force
3Department of Anesthesiology, Keio University School of Medicine
【背景】 遠心人工重力装置による軽度過重力（+Gz）環境への間欠的な曝露は，宇宙飛行に伴う様々な生理学的変化を予防，軽減，改善させることが期待されている。しかしながら，軽度過重力環境がヒトに及ぼす影響や宇宙滞在に伴う生理学的変化の予防等に有効な過重力負荷プロトコールについては未だコンセンサスの得られた知見が乏しい。我々は以前より軽度過重力負荷中の脳循環動態に関する研究を行っており，過去の研究で過重力負荷開始後15～21分では負荷前に比して脳血流が低下していることや脳血流低下の程度が過重力負荷量依存性を認めることを明らかとした（Iwasaki et al. J Appl Physiol. 2012, Ogawa et al. Environ Health Prev Med. 2016）。これらの研究は過重力負荷前と負荷中15～21分の2区間のみを比較したものであることから，今回，過重力負荷開始直後からの血圧及び脳血流の推移を明らかとするため，血圧及び脳血流の経時変化について解析した。
【方法】 13名の健常男性に対し，遠心人工重力装置により+1.5 Gzを21分間負荷した。過重力負荷中の平均脳血流速度と平均血圧について+1.5 Gz到達後から5分間毎（0～5分区間，5～10分区間，10～15分区間，15～20分区間）の区間平均値を算出し，負荷前の安静座位のデータ（+1.0 Gz，5分間）と比較した。
【結果】 血圧はわずかな増減を認めるものの，過重力負荷中を通じて有意な変化を認めなかった。脳血流速度は安静座位（63.5±4 cm/sec;平均値±標準誤差）に対して+1.5 Gz到達後0～5分区間（61.0±3.0 cm/sec）では有意差がなく，5～10分区間（59.7±3.0 cm/sec, P=0.003）で有意に低下した。10～15分区間（58.8±2.9 cm/sec, P<0.001）と15～20分区間（58.8±2.8 cm/sec, P=0.005）でも有意に低下し，ほぼ同値となった。これらの脳血流速度の推移は，二次回帰曲線と相関していた（R2=0.998, P=0.002）。
【考察】 過重力負荷中を通じて血圧が有意には変化しないような軽度の過重力負荷であっても，脳血流は時間経過に伴って徐々に低下し，負荷後半ではほぼ一定になることが明らかとなった。過重力負荷環境における脳血流低下の要因としては，① 静水圧差の増大，② 下肢への血液うっ滞による静脈環流量低下に伴う心拍出量低下，③ 呼吸状態の変化による呼気二酸化炭素濃度の低下等，様々な要因が考えられるが，現時点では要因の特定には至っていないことから，今後は脳血流低下に至る要因の分析を進めたい。一方，脳血流の推移は二次回帰曲線と強い相関があり，低下し続けるのではなく，一定時間経過後に横ばいとなっていることから，過重力負荷環境への適応反応として脳血流自動調節能が作用したものと考えられる。今後は，脳血流自動調節能を伝達関数解析により動的側面から評価し，その経時変化について分析を進めていきたい。
【結語】 血圧に変化を認めないような軽度の過重力負荷であっても脳血流は有意に低下することが明らかとなった。また，脳血流の推移は二次回帰曲線と強い相関があり，軽度過重力負荷環境への脳血流自動調節能による適応反応であると考えられた。
※本研究は文部科学省科学研究費補助金の助成（研究課題名:重力変動や閉鎖環境による循環調節機構の変化（JP15H05939））を受けて実施したものである。