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猛暑下の運動と生体反応 Part1: 熱中症


日が長く晴れた夏空の下、屋外で運動をしたい、または始めたいと思う人はたくさんいるでしょう。しかし、日本の夏は年々気温が上昇しており、これまでに最高気温が41℃以上を観測した地域もあるほど(2020年6月時点)、猛暑日が増えてきています¹⁾。1980年アメリカでは猛暑への対策ができていなかったために1,700名が²⁾、2003年パリでは14,800名が熱中症に関連した合併症により亡くなりました³⁾。日本でも2018年に熱中症が原因で1,581名 が亡くなっています⁴⁾。猛暑下における運動は、健康を増進するどころか命の危険に繋がってしまう恐れもあります。では、暑い時期の運動は控えたほうが良いのでしょうか?


暑さを感じたときに起こる体内の反応

人間を含むほとんどの哺乳類は、外部の温度変化に左右されずに一定の体温を保つことができる恒温動物です。どのように人体は体温を一定に保っているのでしょうか。

人体は深部の核心温を36.5~37.5℃の一定範囲で維持しようとする体温調節機能を備えています⁵⁾。その核心温を調節する役割を担っているのが脳の視床下部です。外部温度が核心温を変化させるくらい極端である場合、視床下部は体温を正常範囲内に保つために、体を温めたり冷やしたりする指示を出します。

例えば、外部温度上昇の影響で体の核心温が上がると、視床下部は核心温を下げるために体内の血液を皮膚表面の血管に移動させます。これにより血管が拡張されて血液循環量が増えると、体内の熱は皮膚を通して放散されやすくなり、体温は下がります。また、血液循環量の増加に伴い、視床下部は汗腺を活性化させて発汗を促します。汗は蒸発することで肌を冷やし皮膚表面を流れる血液の温度を下げるため、体温はそれに伴って下がります。


様々な熱中症関連症状


体温調節機能は疾患などの問題がなければ自然に働きます。夏の高温環境では皮膚表面の温度が下がりにくいため、体温を汗の蒸発によって下げようとします。しかし、夏場は高い湿度の影響により汗の蒸発は少なくなります。その状態で十分な水分補給ができずに大量の汗をかくと、体温の低下が十分でないまま体内の水分は減少します。そして、体内に熱がこもり体温が高くなると熱中症になってしまう恐れがあります。熱中症に関する症状は様々ですが、熱中症が疑われた時点で適切な処置をする必要があります。熱中症に関する症状は次のようなものがあります。

➤熱痙攣
激しい運動により大量の汗をかいているにも関わらず水分だけを補給していると、血液中の塩分(ナトリウム)濃度は低下し、体内の電解質均衡が崩れてしまいます。酷使した筋肉は痙攣してしまい、触ると鋭い痛みを伴います。熱痙攣は熱中症の中では比較的重症度が軽く、涼しい環境でスポーツドリンクを飲んだり、少しの塩を入れた水を飲んだりすることで治ります。また、痛みがある部位は直接マッサージするよりも、ゆっくりストレッチすることで痛みを和らげることができます。

➤熱失神

長時間の立ちっぱなしや運動、または長時間座っていた後に急に立ち上がったりすると、めまいや一時的に意識を失う症状が起こります。体温を下げるための皮膚血管拡張により、血圧が急激に低下して脳に十分な血液が供給されないことが原因で起こります。意識がある場合は周りの人の助けを借りて、涼しいところに移動し、スポーツドリンクなど電解質を含む飲み物で水分補給しましょう。横になって休む時は脚を少し高めにすると脳への血流を改善できます。首筋やわきの下など、皮膚表面付近で太い血管が通っている部位を冷やすことも効果的です。但し、首の後ろを冷やしてしまうと、視床下部が冷やされ体温が下がったと勘違いしてしまうので、首の横側を冷やすようにしましょう。

➤熱疲労
運動時に限定されず、大量の汗で水分と塩分が過剰に失われて血液量が減少すると起こる症状です。軽度の体温上昇(40℃未満)を伴うこともあり、吐き気・頭痛・嘔吐などを感じ、失神に繋がることもあります。心拍数や呼吸数の上昇・血圧降下が見られ、症状が発生しているときも汗をかき続けるため、肌は冷たくベトベトに感じることがあります。熱中症の関連症状の中でも重症度が高い症状ですが、対処方法は他の熱中症と同じく、涼しいところで横になって休憩を取り、電解質を含む水分をゆっくり摂取します。嘔吐によって水分摂取ができない場合は、医療機関で点滴を行う必要があります。

➤熱射病
熱中症の中でも最も重症度が高く、若年運動選手の主な死亡原因とされているほど危険な症状です。極度の高温状態で運動や仕事をしたり、閉め切った暑い場所で過ごしていたりする人に起こることが殆どです。非常に暑い中、発汗または他の方法で体の熱を放散できなくなると、体温は下がらずに40℃以上まで上昇します。他の熱中症の症状が大量の発汗を特徴としているのに対し、熱射病の場合は皮膚が熱く赤くなり、汗をかかない場合もあります。また、意識障害(反応が鈍い・言動がおかしい・意識がない)が見られ、命に関わる危険性(脳や臓器の損傷・死亡)も高いため、緊急治療が必要です。処置の方法はとにかく体を冷やすことです。冷水に体を浸したり、浸すことができない場合は体にぬるま湯の霧を吹きかけ扇風機で風を当てて蒸発させることで体を冷やしたりします。もちろん、これらは応急処置なので早急に救急車を呼び、搬送を待つ間に行います。


このように高温多湿な環境では体温調節機能がうまく働かないこともあるため、体の不調に注意する必要があります。いつもより汗をかいていたり、めまいや立ちくらみを感じたり、動悸が激しいと感じたときは、必ず体を休めて水分補給をしましょう。更に深刻な兆候が見られた場合はすぐに助けを求め、医師の診察を受けるようにしてください。軽い症状だと思って放置してしまうと、命の危機に繋がる恐れもあります。


運動を控えた方が良いと判断する基準

暑さに耐えられる程度は年齢や健康状態などによって異なるため、運動を避けた方が良い暑さを判断する明確な基準は存在しません。しかし、運動をしても問題ないかを判断するときに活用できる客観的な要素として、暑さ指数(WBGT: Wet Bulb Globe Temperature)があります。WBGTは熱中症を予防することを目的に1954年にアメリカで提案された指標です。気温とは異なり、人体と外気との熱のやり取り(熱収支)に着目しており、熱収支に与える影響の大きい①湿度、②地面・建物・体から出る周辺の熱環境(輻射熱)、③気温の3つを考慮して計測されます。労働環境や運動環境の有用な指針として国際的にも規格化されており、環境省の熱中症予防情報サイトでは日本各地のWBGT情報を確認することができます。また、日本スポーツ協会では下図の「熱中症予防運動指針」を公表しており、WBGT 28℃以上は激しい運動を中止するように示しています⁶⁾。(乾球気温は気温を指します。)

「スポーツ活動中の熱中症予防ガイドブック(第5版)」より引用

実際に、環境省によるデータを基に熱中症患者発生率と日最高WBGTの関係を示した下図を見ると、日最高WBGTが28℃を超えると一気に熱中症患者が増えていることが分かります⁷⁾。

「暑さ指数(WBGT)とは?」より引用

ただ、熱中症の発症リスクは年齢・健康状態などにより個人差が大きく、運動強度によっても大きく異なります。特に高齢者や小児は熱中症になりやすく、重症度が高くなりやすいため、より注意が必要です。WBGTによる運動指針を判断材料の一つとして活用し、運動を控えるかどうか決めてください。


脱水時の体成分変化について

脱水は熱中症を引き起こしてしまう主な要因ですが、どのように脱水は評価できるのでしょうか。医療施設では血液・尿検査や医師による所見診断などで脱水症を評価しますが、体重変動からも重症度を評価することができます⁸⁾。何らかの要因で1日のうちに大幅な体重減少が見られる場合は、体内の水分が大量に喪失していることを意味するため、脱水症になっている可能性が考えられます。下図は体重減少率による脱水症の重症度を示しており、体重減少率が大きいほど重症度が高いことが分かります。
「水分と電解質を失う「脱水」を知り、対策をとることが体調管理のテーマ」より引用⁸⁾

InBodyは体水分量を測定することができるため、このような脱水による水分変動を敏感に反映します。実際に、急激な減量を行うレスリング選手を対象に平常時・減量時(脱水時)・再水和時の水分状態を調査した報告もあります⁹⁾。レスリングは体重別で階級が分かれており、試合前日もしくは当日に計量をクリアしなければなりません。そのため、レスリング選手は計量の1~2日前から水抜き(脱水)によって体重を急激に落とそうとします。減量時では体水分量が減少し、再水和時には体水分量が増加する体成分の変化が結果に反映され、体重変動と同様に、基準となる平常時の値と比較することで体水分量の減少率を確認することができます。勿論、体水分量が減少することで水分均衡にも影響が出る可能性はありますが、脱水症は3種類あり、それぞれ水分均衡の変化も異なるため、体重変動と異なり明確な基準を設けることが難しいのが現状です。

また、大量の汗を掻くことによって体内の水分量が減少すると、筋肉量も一時的に減少してしまいます。なぜなら、筋肉量は水分とタンパク質の融合体であるため、体水分量の減少は筋肉量の減少に繋がってしまうためです。このような理由から、InBodyは運動前に測定する必要があります。

次回のトピックでは熱中症の具体的な予防策について紹介していきます。☞「猛暑下の運動と生体反応 Part:2 予防策

 

参考文献
1.「歴代全国ランキング」 気象庁
2. Heat illness in athletes: the dangerous combination of heat, humidity and exercise. Eric E Coris et al., Sports Med. 2004 Dec;34(1):9–16
3. Unprecedented heat-related deaths during the 2003 heat wave in Paris: consequences on emergency departments. Jean-François Dhainaut et al., Crit Care. 8(1):1-2
4.「熱中症による死亡者数(人口動態統計)」 厚生労働省
5. Anatomy and Physiology. J Gordon Betts et al., Tyler Junior College. 2013 Aug:167
6.「スポーツ活動中の熱中症予防ガイドブック(第5版)」 公益財団法人日本スポーツ協会
7.「暑さ指数(WBGT)とは?」 環境省熱中症予防情報サイト
8.「水分と電解質を失う「脱水」を知り、対策をとることが体調管理のテーマ」 教えて!「かくれ脱水」委員会
9. The validity of multifrequency bioelectrical impedance measures to detect changes in the hydration status of wrestlers during acute dehydration and rehydration. Alan C Utter et al., Journal of Strength and Conditioning Research. 2012 Jan;26(1):9-15

 

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