自転車こぎ運動中における外側広筋の酸素化レベルと有酸素能力との関係

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  • Relationships between aerobic capacities and muscle oxygenation level at vastus lateralis during incremental cycle exercise
  • ジテンシャコギ ウンドウ チュウ ニ オケル ガイソク コウキン ノ サンソカ レベル ト ユウサンソ ノウリョク ト ノ カンケイ

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抄録

自転車エルゴメーターを用いた漸増負荷運動中、近赤外分光法(NIRS)により測定された外側広筋の酸素化ヘモグロビンとミオグロビン[oxy (Hb+Mb)]は、運動強度とともに低下する。そして、その低下率には二酸化炭素排泄量から推定された乳酸性アシドーシスに相当する仕事量や酸素摂取量付近で増加するという加速ポイントが認められている。本研究の目的は、この加速ポイントのoxy (Hb+Mb)レベルと全身性有酸素能力（最高酸素摂取量と換気性閾値）との関係を検討することである。被検者には12名の健康な男子を用いた。漸増負荷運動は1分間に30ワットの漸増率のランプ負荷法により疲労困憊まで実施した。運動中の酸素濃度、二酸化炭素濃度および換気量は自動呼気分析装置によりbreath by breath法で測定された。NIRSによって得られるoxy (Hb+Mb)は個人の相対的変化を示している。そこで、個人間の比較を可能にするため、oxy (Hb+Mb)を漸増負荷運動前の安静時の平均値を100％、運動後に実施された15分間の動静脈血虚血中の最低値を0％とする百分率で表した。運動強度の増加に伴い、oxy (Hb+Mb)は直線的な減少を示した。その後、筋組織での脱酸素飽和度が加速されたことを意味する急激なoxy (Hb+Mb)の低下が、12名の被検者中10名に認められた。この加速ポイントにおけるoxy (Hb+Mb) (％oxy@AP)の被検者10名の平均値は75.3±8.7％であった。％oxy@APは最高酸素摂取量と有意な負の相関関係(r=-0.804、p<0.01)があり、また、換気性閾値での酸素摂取量とも有意な負の相関関係(r=-0.935、p<0.01)があった。これらの知見は、APにおける筋酸素化レベルは全身性の有酸素能力を反映する指標であることを示唆する。Muscle oxygenated hemoglobin and oxygenated myoglobin [oxy (Hb+Mb)] measured by near infrared spectroscopy (NIRS) in the vastus lateralis sharply decreased near the work and metabolic rate where significant lactic acidosis was detected by excess carbon dioxide production, as work rate was increased during incremental cycle exercise test. The aims of this study were to determine relationships between the level of oxy (Hb+Mb) where this signal sharply decreased and general aerobic capacities [peak oxygen uptake (VO2peak) and ventilatory threshold (VT)]. Twelve healthy male subjects participated in the study. Work rate was increased in a ramp pattern (30 watt・min1) until volitional fatigue. Breath by breath method was used to measure gas exchange with a metabolic chart. Oxy (Hb+Mb) signals were expressed as percentage oxygenation relative to the overall change from the rest (100％) to the minimum level (0％) obtained during 15-min ischemia after exercise. As work rate was increased, oxy (Hb+Mb) began to decrease linearly. Afterwards, a sharp decrease, which the rate of muscle tissue oxygen desaturation accelerated, was observed in 10 of the 12 subjects. Mean oxy (Hb+Mb) level at the accelerated point (％oxy@AP) was 75.3±8.7％. The ％oxy@AP was significantly correlated with VO2peak (r=-0.804, p<0.01) and VO2@VT (r=-0.935, p<0.01), respectively. These findings suggest that the level of muscle oxygenation at AP reflects general aerobic capacities.

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