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 研究の背景と特色 |
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| 身体内外の温度変化は生体機能調節に影響を及ぼす要因の一つである。環境の温度変化のような外因性の温度変化だけでなく、発熱や運動のように内因性の温度変化も生体機能調節に影響する。例えば、運動や暑熱環境暴露は、体内深部および皮膚の温度を上昇させる。体温が上昇すると、ヒトは発汗や皮膚血管拡張によって体内の熱を放散する。体温調節は、身体内部の温度がある一定のレベルに維持されるように機能している。体温上昇や熱放散の促進は、心拍出量の増加や体液量の低下など、循環調節や体液調節に多大な影響を及ぼす。また逆に、寒冷負荷に対しても体温調節機能は熱放散を抑制し、産熱によって体温をあるレベルに維持する。体温の低下も様々な生体機能調節に影響している。本研究室では我々の日常生活の中で経験しうる環境温度の変化に注目し、体温調節の研究を中心に循環調節など様々なヒトの機能調節に関して研究している。 |
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| １）暑熱負荷時の起立耐性に関する研究 |
 二足歩行のヒトは、非常に優れた循環調節機能を有する。起立時には多量の血液が下肢へ移動するが、瞬時に心拍数が増加し、交感神経活動の亢進が血管を収縮させ、血圧を維持する。しかし、暑熱負荷によって体温が上昇すると、起立耐性は低下する。快適な温度環境下において、安静時には末梢の皮膚血管には心拍出量の5‐10％程度の血液が配分されているだけなので、起立性ストレス時に皮膚血管は収縮するものの、それほど血圧維持に大きな影響があるわけではない。しかし、高体温時には心拍出量が増加するが、約50％近くの血液が皮膚血管に送られることがある。そのため、暑熱環境下における起立耐性には皮膚循環も非常に重要な役割をなしている可能性がある。暑熱負荷に対して、皮膚血管はコリン作動性神経活動が賦活して能動的に拡張する。運動や起立性ストレスなどを負荷すると、皮膚血流量は一過性の低下を示すが、そのメカニズムには不明な点が多い。
同様に高体温時の起立性ストレス時の皮膚血管収縮反応性の低下メカニズムについても検討した。高体温時には起立耐性が低下することが知られており、皮膚血管収縮反応性の低下がそれに貢献していることが示唆されていた。本研究では、高体温時の皮膚血管拡張に寄与する一酸化窒素に注目し、一酸化窒素が皮膚血管収縮反応性を低下させることを証明した。 |
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| ２）皮内マイクロダイアリシスを利用した研究 |
 マイクロダイアリシス法は、生体内の神経伝達物質や代謝物の測定に用いられているだけでなく、微量の薬物を局所的に投与できるため、薬理的な実験にも用いられている。ヒトの皮膚への交感神経にはアドレナリン作動性神経だけでなく、コリン作動性神経も含まれる。皮膚血管は両方の神経に支配されているため、その調節は非常に複雑である。本研究室では、皮内マイクロダイアリシス法を用いて、様々な薬物を微量投与することによって皮膚血流量調節メカニズムについて検討している。また、発汗はヒト特有の優れた熱放散機能である。暑熱暴露や運動によって体温が上昇すると、コリン作動性神経活動が亢進し、コリン作動性神経の神経終末からアセチルコリンが放出されて汗腺にあるムスカリニック受容体を刺激し、発汗反応が促進される。発汗反応メカニズムに関する研究においても、この皮内マイクロダイアリシス法を用いてアプローチしている。 |
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| ３）運動に起因する体温調節反応に関する研究 |
 発汗や皮膚血管反応は、体温の変化に応じて増加減少する。運動時には、活動筋からの発熱によって体温が上昇するが、この体温の上昇とは独立して発汗量や皮膚血流量は反応する。本研究室では、運動時における体温調節に関与する可能性のある非温熱性要因（セントラルコマンド、活動筋からの入力）に注目して、運動時の反射性体温調節への影響について検討している。これまでの研究の成果から、運動時の発汗反応に影響する因子は、セントラルコマンド、活動筋からの反射性入力（筋代謝受容器反射・機械受容器反射）で、これらは発汗を促進する働きを有することが示唆された。一方、皮膚血流量反応に関しては、セントラルコマンドや代謝受容器反射は受動的皮膚血管収縮反応に貢献するが、機械受容器反射の影響はほとんどないことが示唆された。
運動をすると、一過性の皮膚血流量の低下がみられる。この皮膚血管収縮反応には交感神経活動の関与が示唆されてきたが、皮膚血管反応の指標である皮膚血管コンダクタンスのアーチファクトによるものだとする報告もあった。これに対し、神経遮断薬を用いて高体温時の運動に伴う皮膚血管収縮メカニズムについて検討した。その結果、運動時の皮膚血管収縮反応には神経性の影響と血管拡張に起因する筋原性の反射が関与することが示された。 |
| 主な著書 |
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Nonthermoregulatory modification of sweating
and skin blood flow.
Shibasaki M. Exercise, Nutrition, and Environmental Stress,
ed., Nose H, Joyner MJ, and Miki K, (2006) Vol. 4, chapt 13,
Cooper Publishing Group, LLC., 227-243. |
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カラダの百科事典 [→Amazon.co.jp]
佐藤方彦編
「汗って？」（担当）
丸善（株），420-424頁，2009 |
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運動生理学のニューエビデンス [→Amazon.co.jp]
宮村実晴編
「運動と体温」2.末梢調節（担当）
真興交易（株）医書出版部， 329-336頁，2010 |
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体温II 体温調節システムとその適応 [→Amazon.co.jp]
井上芳光，近藤徳彦編
第１章IV汗腺活動と皮膚血管，第２章IV体温上昇と血圧調節（担当）
（有）ナップ， 37-51頁，106-116頁，2010 |
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| 研究論文 |
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Non-thermoregulatory modulation of sweating in humans.
Shibasaki M, Kondo N, and Crandall CG. Exerc Sports Sci
Rev. (2003) 31: 34-39 |
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Neural control and mechanisms of eccrine sweating during
heat stress and exercise.
Shibasaki M, Wilson TE, and Crandall CG. J Appl Physiol.
(2006) 100 (6): 1692-1701 |
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Modelflow underestimates cardiac output in heat stressed
individuals.
Shibasaki M, Wilson TE, Bundgaard-Nielsen M, Seifert T, Secher
NH, Crandall CG. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol.
(2011) 300 (2): R486-R491 |
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Neural and non-neural control of skin blood flow during
isometric handgrip exercise in the heat stressed human.
Shibasaki M, Rasmussen P, Secher NH, Crandall CG. J Physiol
(Lond). (2009) 587 (9): 2101-2107 |
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Botulinum toxin abolishes sweating via impaired sweat
gland responsiveness to exogenous acetylcholine.
Shibasaki M, Davis SL, Cui J, Low DA, Keller DM, and Crandall
CG. Br J Dermatol. (2009) 161(4): 757-761 |
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| 担当科目 |
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| 学部 |
大学院（博士前期） |
大学院（博士後期） |
【専門科目】
被服生理学
女性健康論
人体生理学実習
健康づくり運動実習
生活健康学概論
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生体機能調節論
生体機能調節論演習 |
温熱生理論
温熱生理論演習 |
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奈良女子大学