宇宙航空環境医学 Vol. 54, No. 4, 92, 2017

10.　14日間の閉鎖環境が循環調節機能に与える影響

加藤　智一¹，柳田　亮¹，田子　智晴¹，倉住　拓弥¹，井上　夏彦²，鈴木　豪²，小川　洋二郎¹，古川　聡²，岩崎　賢一¹

¹日本大学医学部社会医学系衛生学分野
²宇宙航空研究開発機構（JAXA）

The influences of isolated and confined environment for 14 days on circulatory regulation system

Tomokazu Kato¹, Ryo Yanagida¹, Chiharu Takko¹, Takuya Kurazumi¹, Natsuhiko Inoue², Go Suzuki², Yojiro Ogawa¹, Satoshi Furukawa², Ken-ichi Iwasaki¹

¹Division of Hygiene, Department of Social Medicine, Nihon University School of Medicine
²Japan Aerospace Exploration Agency （JAXA）

【背景】　宇宙飛行は循環調節機能に影響を与えることが報告されている。宇宙飛行は様々な環境因子で構成されているが，その一つである閉鎖環境が循環調節機能に及ぼす影響については未だ不明な点が多い。そこで，我々は体循環調節機能として自律神経活動と動脈圧受容器心臓反射機能を，脳循環調節機能として動的脳血流自動調節機能を評価することによって，14日間の閉鎖環境がヒトの循環調節機能に及ぼす影響について研究した。
　【方法】　宇宙航空研究開発機構（JAXA）が実施した「閉鎖環境適応訓練設備を用いた有人閉鎖環境滞在試験」にサンプルシェアとして参加した。健康成人男性8名を対象に14日間，閉鎖環境に隔離した。閉鎖環境施設への入室前日と退室翌日の合計2回，実験データを測定し，閉鎖環境前後で比較した。仰臥位安静にて経頭蓋ドプラ脳血流計，心電図計，非観血的連続血圧計，呼気炭酸ガスモニタを装着し，15分以上の安静後に6分間のデータを測定した。6分間連続記録した動脈圧及び心電図波形，脳血流速度波形から，一心拍毎の動脈血圧，心電図R-R間隔，脳血流速度を求め，周波数解析によりそれぞれの変動量を算出した。動脈血圧及び心電図R-R間隔の変動量から自律神経活動を評価し，さらに伝達関数解析により血圧変動と心拍変動の関連から動脈圧受容器心臓反射機能を，血圧変動と脳血流速度変動の関連から動的脳血流自動調節機能を評価した。
　【結果】　自律神経活動の指標（交感神経性の血管運動の指標:LF_SBP，心臓自律神経活動のバランスの指標:LH/HF ratio），動脈圧受容器心臓反射の指標（Gain-LF_Heart, ain-HF_Heart）に有意な変化は認めなかった。一方，動的脳血流自動調節能の指標（Gain-LF_Brain）は閉鎖環境後で有意な増加を認めた（+30±15%, P<0.05）。
　【考察】　Gain-LF_Brainの上昇は血圧変動から脳血流速度変動への伝達の増加を意味し，一般的に動的脳血流自動調節機能の悪化と解釈される。閉鎖環境滞在中は身体活動の制限があり，これが脳循環調節機能に影響を与えた可能性がある。しかし，過去の報告によれば，2週間のHead down tilt bed restは体循環および脳循環調節機能共に影響する（Zhang R et al. J Appl Physiol. 1997, Iwasaki et al. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2000）。これらの報告は身体活動の低下のみならず，頭部方向への体液シフトの影響もあるとはいえ，身体活動の低下は体循環および脳循環共に影響する可能性が高く，本研究結果と矛盾する。一方，言語・パズルタスクによって脳血流自動調節能が影響を受けることが報告されている（Panerai RM et al. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2005）。つまり，閉鎖環境滞在中に実施した様々な心理タスクが脳循環調節機能に影響を与えた可能性が考えられる。ただし，心理タスクと脳循環調節機能の関係についてはまだ十分に検討されておらず，今後の研究課題である。
　【結論】本研究によって，14日間の閉鎖環境は体循環調節機能には影響を及ぼさないが，脳循環調節機能を悪化させる可能性が示された。（JP15H05939）