健康なレクリエーション活動を行う成人の血管および自律神経機能に及ぼす軽度のハイパーカプニアを伴う長時間の座位の影響

Impacts of prolonged sitting with mild hypercapnia on vascular and autonomic function in healthy recreationally active adults.

• Ronald J Headid
• Elizabeth J Pekas
• TeSean K Wooden
• Won-Mok Son
• Gwenael Layec
• John Shin
• Song-Young Park

抄録

末梢血管機能を損なうことが知られている長時間の座位は、軽度のハイパーカプニック状態の空間（オフィスなど）でしばしば発生します。しかし、ハイパーカプニック状態での長時間座位が血管機能に及ぼす影響は不明である。そこで、本研究の目的は、軽度のハイパーカプニック状態での長時間の座位がヒトの血管機能および自律神経機能に及ぼす影響を調査することであった。

Prolonged sitting, which is known to impair peripheral vascular function often occurs in spaces (e.g. offices) with mild hypercapnic atmospheres. However, the effects of prolonged sitting in hypercapnic conditions on vascular function are unknown. Therefore, the purpose of this study was to investigate the effects of prolonged sitting in mild hypercapnic conditions on vascular and autonomic function in humans.

方法:

健康な若年成人12名が参加し、対照状態（PSIT）または軽度のハイパーカプニック状態（HCAP、CO2=1,500 ppm）で2.5時間座るという2回の実験を行った。各訪問時に、心拍変動（HRV）、血圧（BP）、脈波伝播速度（PWV）、増大指数（AIx）、上腕動脈および点眼動脈流量媒介拡張（FMD）、近赤外分光法（NIRS）を長時間座位の前後で評価した。

METHODS: 12 healthy young adults participated in two experimental visits which consisted of sitting for 2.5 hours in a control condition (PSIT) or a mild hypercapnic condition (HCAP, CO2=1,500 ppm). During each visit, heart rate variability (HRV), blood pressure (BP), pulse wave velocity (PWV), augmentation index (AIx), brachial and popliteal artery flow mediated dilation (FMD), and near infrared spectroscopy (NIRS) were assessed before and after prolonged sitting.

結果:

座位は両群ともAIxを有意に減少させた（P<0.05）。上腕骨および眼窩FMDは座位により減少し（P<0.05）、眼窩FMDの減少はHCAPにより増幅された（P<0.05）。ベースラインの微小血管酸素化は両群とも座位後に減少した（P<0.05）。しかし，カフ解除時の微小血管再酸素化はHCAP群でのみ遅かった（P<0.05）．HRV、HR、BP、およびPWVはいずれの群でも座位によって有意に変化しなかった（P>0.05）。

RESULTS: Sitting significantly decreased AIx in both groups (P<0.05). Brachial and popliteal FMD were reduced with sitting (P<0.05), and the reduction in popliteal FMD was amplified by HCAP (P<0.05). Baseline microvascular oxygenation was decreased following sitting in both groups (P<0.05). However, microvascular reoxygenation upon cuff release was slower only in HCAP (P<0.05). HRV, HR, BP, and PWV did not significantly change with sitting in either group (P>0.05).

結論:

長時間の座位は上腕骨と点状突起の両方の内皮機能を減衰させ、微小循環の乱れと関連していました。さらに、軽度のハイパーカプニック状態では、末梢の内皮機能と微小血管機能がさらに障害された。これらの所見から、長時間の座位は血管系に対する多くの悪影響を伴うことが示唆され、これらは軽度のハイパーキャップニアによって悪化することが示唆された。

CONCLUSION: Prolonged sitting attenuated both brachial and popliteal endothelial function and was associated with perturbed microcirculation. Additionally, mild hypercapnic conditions further impaired peripheral endothelial and microvascular function. Together, these findings suggest that prolonged sitting is accompanied by a host of deleterious effects on the vasculature, which are exacerbated by mild hypercapnia.