総説 : 水中運動時の生理応答

概要

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本研究は，水中運動におけるヒトの生理諸応答を検討した。その結果の概要は，以下の通りである。水中での運動に対する応答の大部分は，質的には陸上運動に対するものと同じだが量的な違いがあり，水中でのレクリエーション，治療，リハビリテーション・プログラムの処方にはこの違いが重要となる。空気中とは異なる浮力，粘性，熱伝導性といった水の特性が，水中での最大下の有酸素性エネルギー消費量に影響し，運動様式，運動強度，水深，水温といった条件によって，陸上で同じ運動をした時より消費量は多かったり，同じだったり，少なかったりする。水中での運動で最大酸素摂取量を測定すると，陸上で傾斜をつけたトレッドミル上のランニングで測定した値より少ないことが多い。これは，水中では，最大心拍数が低いためであり，活動する筋量が少ないことや，作業筋のトレーニング度が低いことも関与する可能性がある。水中での最大下の運動による血中乳酸濃度は，同じような運動を同等の強度で陸上で行なった場合と比べて低い，等しい，高いと研究結果はわかれている。最大運動では，水中の方が血中乳酸濃度は低い。浸水することで心臓への静脈還流は増加し，運動に対する循環器系の応答も陸上での運動と異なる。垂直姿勢での最大下の運動では，陸上での同じ酸素摂取量が得られる強度の運動と比べて一回拍出量と心拍出量が多〈，高強度で比較すると心拍数は低い。心拍数と酸素摂取量の関係は，運動様式，運動強度，水深，水温によって異なり，同じ酸素摂取量に対する心拍数は低いことが多いため，心拍数を基準にした運動強度の処方，調節には注意が必要となる。水中では，水の静水圧の作用で，肺容量が変化するが，最大下の運動に対する換気応答は，基本的には陸上での運動と同じである。最大換気量は，最大酸素摂取量の減少と比例して低下する可能性がある。交感神経―副腎の作用，水分調節ホルモンの応答は，水中で垂直姿勢での運動中には抑制される。これは，血液が胸廓に集まるためである。交感神経系の活動低下と血中エピネフリン量の減少が，水中での強度の高い最大下の運動，最大運動で心拍数と血中乳酸濃度が陸上より低くなる理由だと推察される。水は熱を伝える性質が強く，比熱も高いため，伝導，対流によって，身体から熱が奪われたり，身体が温められたりといった作用が起こりやすい。水温によって運動中の深部体温は上昇する，変動しない，低下する場合がある。これには被験者の体脂肪量が関連すると考えられる。The purpose of this study was to investigate the physiological responses against water exercise through bibliographies. The major results are summarized as follows : Although most responses to exercise in water are qualitatively similar to those resulting from exercise performed on land, important quantitative differences exist that may affect exercise prescription for water recreational, therapeutic, and rehabilitative activity programs. The buoyant force, greater viscosity and increased heat conductivity of water compared to air usually alter aerobic energy expenditure during submaximal exercise in water so that it may be greater, the same, or less than during the same activity performed on land, depending on the exercise mode, exercise intensity, water depth and water temperature at which the exercise is carried out. Vo2max is often lower in many forms of water exercise than during uphill treadmill running on land because of lower maximal heart rate, and perhaps decreased working muscle mass and state of training of the muscles involved. Blood lactate accumulation during submaximal exercise in water may be less, the same, or greater than during comparable exercise on land at the same absolute or relative intensity. During maximal exercise, blood lactate accumulation is less during water exercise. The hydrostatic pressure of water immersion increases venous return to the heart and alters the cardiovascular response to exercise. During submaximal upright exercise, stroke volume and cardiac output are greater, and, at higher intensities, heart rate is lower than during exercise on land at the same Vo2. The relation of heart rate to Vo2 is variable and depends on the exercise mode, exercise intensity, water depth and temperature. The heart rate at a certain Vo2 is often lower during water exercise, so caution must be used in using heart rate to prescribe and regulate the intensity of water exercise. Although lung volumes are altered by the increased hydrostatic pressure of water, the ventilatory response to submaximal exercise is essentially the same as during exercise on land. Maximal ventilation may be reduced in proportion to the reduction in Vo2 max. Evaporation of sweat does not occur in water, and the higher heat conductivity and specific heat of water cause heat to be gained and lost more readily from the body through conduction and convection. Depending on water temperature, core body temperature may increase, stay the same, or decrease. Sympathoadrenal and fluid-regulating hormone responses are suppressed during upright exercise in the water because of redistribution of the blood volume to the thorax. Reduced sympathetic nervous system activity and blood epinephrine levels may account for the lower heart rate and blood lactate accumulation during strenuous submaximal and maximal exercise.

総説 : 水中運動時の生理応答

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