太郎坊のそよ風

認定NPO法人 富士山測候所を活用する会 スタッフブログ


氏名: 兼保直樹 Naoki KANEYASU
所属: 産業技術総合研究所 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology

共同研究者氏名・所属:

村山昌平

産業技術総合研究所 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology

   

研究テーマ:

同位体を用いた炭素系粒子の発生源分別

Source identification of carbonaceous atmospheric constituents by use of carbon isotopes

研究結果:

自由対流圏高度にある富士山頂において日中の境界層内起源および深夜~未明の自由対流圏の気団を捉え、取得した大気サンプルから分析した13Cおよび14Cの変動、他のエアロゾル微量成分との相関、エアロゾル光吸収係数の波長依存性の測定、および他の連続観測データを併せて、黒色炭素の発生源を日本起源、アジア大陸起源(主として中国)、およびバイオマス燃焼起源に分別を目指す。

今年度はCO2中の13Cおよび14Cの変動を得るため、8月22~24日にかけて山頂に滞在し、昼夜別に8セットのフラスコ・サンプルを取得した。2009年に同様にフラスコ・サンプリングを行った際は1号庁舎のインレットを用いたが、室内隔壁からインレット先端までの距離が短く、分析値に室内空気の汚染の疑いがあったため、今年度は採取地点を変え、約5m程度テフロンチューブを伸ばして吸気した。

現在、サンプルは分析中である。





英文:

The objective of this study is to make a source apportionment of air masses at the summit of Mt. Fuji in summer using carbon isotopes such as 13C and 14C. Nighttime and daytime flask samples of air for the analysis of carbon isotopes of CO2 were collected during Aug.22-24, 2011. The analysis of flask samples are under way at present.



研究成果の公表:

 2012年気象学会または大気環境学会での発表を考慮中。

(参考)プロジェクト計画:
同位体を用いた炭素系粒子の発生源分別
自由対流圏高度にある富士山頂において日中の境界層内起源および深夜~未明の自由対流圏の気団を捉え、取得した大気サンプルから分析した?13Cおよび14Cの変動、他のエアロゾル微量成分との相関、エアロゾル光吸収係数の波長依存性の測定、および他の連続観測データを併せて、黒色炭素の発生源を日本起源、アジア大陸起源(主として中国)、およびバイオマス燃焼起源に分別する。






氏 名: 浅野 勝己  Katsumi ASANO
所 属(和文及び英文):   筑波大学名誉教授 Emeritus Professor of Tsukuba University

共同研究者氏名・所属:

岡崎 和伸・大阪市立大学 都市健康・スポーツ研究センター

Kazunobu OKAZAKI  Osaka City University

赤澤 暢彦・筑波大学大学院博士課程スポーツ医学専攻

Nobuhiko AKAZAWA Doctor Course of Sports Medicine Tsukuba University


研究テーマ:
富士山頂短期滞在時の安静および運動時の脳血流・心血行動態に及ぼす影響に関する研究

Effects of Short Staying at Summit of Mt.Fuji on Cerebro-hemodynamic Responses at Rest and Exercise



研究結果:
【背景】
近年、登山ブームによって国内外の高峰への登山者が増加しており、それに伴い、登山中に急性高山病を発症するケースが急増している。急性高山病は、頭痛に加え、食欲低下や吐き気、全身疲労感や脱力感、めまいや立ちくらみ、睡眠障害のいずれかの症状がある状態である。通常、2000m以上の高所(気圧の低い場所)に到着後、数時間から3日程で発症し、重症化すると肺水腫や脳浮腫を経て死に至る場合もある。また、滑落など登山中の事故の主な原因であることも指摘されている。

急性高山病の原因は、高所への滞在による動脈血中の酸素分圧の低下であるが、その発症の詳細なメカニズムは未だ不明である。昨年度、我々は、富士山頂短期滞在時の研究から、動脈血中の酸素分圧の低下によって、脳の血管の拡張と血流量の増加が引き起こされることを報告し、それらが頭痛や急性高山病の原因と考えられることを示唆した。しかし、昨年度の研究で用いた近赤外分光法による脳の酸素化動態の評価は、脳の血流量を正確に反映していないことも考えられることから、今年度は、脳への血流量をより正確に反映する経頭蓋ドップラー法を用い、富士山頂短期滞在時の安静および運動時の脳の血流量を測定し、急性高山病の発症との関連を検討した。

【方法】

1)被験者:被験者は成人男性3人とした。平地(御殿場、標高:500m)、富士山頂(標高:3,776m)到着当日(1日目)、および、滞在2~3日目の連続4日間の測定を行った。

2)プロトコール:測定に先立ち、急性高山病の症状を急性高山病スコアによって評価した。5分間の椅座位安静時の測定の後、踏み台昇降運動を3分間行った。その後、椅座位安静回復時の測定を5分間行った。踏み台昇降運動は、頻度15回/分、台高30.5cmであり、推定酸素摂取量は17.3 ml・kg-1・分-1であった。

3)測定項目:心拍数(HR)、収縮期および拡張期血圧(SBPおよびDBP)、動脈血酸素飽和度(SpO2)を1分ごとに測定した。昨年度と同様に、左前頭部および右大腿(外側広筋)中央部の血行動態および酸素化動態を近赤外分光法(NIRS)によって連続測定し、組織酸素飽和度を示す組織酸素化指標(TOI)、および、組織血液量を示す組織ヘモグロビン指標(nTHI)を評価した。さらに、経頭蓋ドップラー法を用いて左中大脳動脈の血流速度を測定し、脳の血流量の指標とした。



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写真 被験者の方々(左)と測定風景(右)




【結果】

脳血流量を反映する左中大脳動脈の血流速度について、3名のうち1名の代表例を図1に示す。御殿場では、安静時に約40cm/秒を維持し、回復時には約36cm/秒と安静時より10%程低下した。山頂滞在1日目には、安静時および回復時とも御殿場に比べ高い値を示す傾向にあった。その後、山頂滞在2日目および3日目には、安静時では御殿場と同等の値に回復したが、回復時には御殿場に比べて高い値を維持した。このように、高所滞在は脳血流量を増加し、それは運動で増悪した。高所滞在および高所での運動で増加した脳血流量が、高所での頭痛や急性高山病を引き起こす原因であると推察される。



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図1.平地および富士山頂滞在時の安静および運動後回復時の中大脳動脈血流速度の変化(1名の代表例を示す)





英文:


The purpose of the study in this year was to investigate the effects of rest and exercise on cerebral blood flow measured by the transcranial Doppler during short staying at Mt. Fuji(3,776 m). Three adults participated in the study. They underwent a 4 consecutive days of experiment, sea level (SL, Gotemba, 500 m), at 1st to 3rd day during stay on the summit of Mt. Fuji (Day 1, Day 2, and Day 3). After 5 min data during seated rest was collected, subjects performed a stair stepping exercise (step height, 30 cm; stepping rate, 15 steps/min) for 3 min. After exercise, 5 min data was collected again during subjects kept seated rest. We measure heart rate, systolic and diastolic blood pressure, arterial oxygen saturation, and also tissue oxygen index and tissue hemoglobin index at left frontal cortex area and at right middle vastus lateralis. In addition, we measured left middle cerebral artery flow velocity (VMCA) by using the transcranial Doppler. We found in a representative subject that VMCA during rest increased at Day 1 compared with SL while returned to the SL level at Day 2 and 3. On the other hand, VMCA during recovery increased at Day 1 and remained the elevated level at Day 2 and 3 compared with SL. Thus, cerebral blood flow increased by staying at high altitude which was exacerbated by exercise. The increased cerebral blood flow would be a possible mechanism of headache and acute mountain sickness during stay and exercise at high altitude.

 
研究成果の公表:

本研究の成果は、2011年度の日本登山医学会で研究発表し、2012年の「登山医学」に論文を投稿する予定。

(参考)プロジェクト計画:
富士山頂短期滞在時の安静および運動時の脳血流心血行動態に関する研究


2007-2009年の3年間にわたる山頂短期滞在時の鍼灸施術の自律神経応答研究により、交感神経系亢進に起因する急性高山病の改善に鍼灸刺激が副交感神経系亢進の作用として貢献する可能性を解明した。

さらに2010年の研究では、想定される交感神経系の亢進により増加した脳血流量あるいは脳血管拡張が頭痛などの急性高山病の一要因であることを示唆した。

そこで本年は安静および運動時の自律神経系応答と心血行・脳血流動態に及ぼす影響について検討したい。




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