(57)【要約】【課題】  生体に安全な範囲で外部からの温熱負荷を与えて筋肉量を増加させる筋肉増量方法を提供することを目的とするものである。【解決手段】  熱源と、熱源で作られた熱を搬送する手段と、生体もしくは動物もしくは家畜もしくは筋細胞に熱を伝えるための媒体と、少なくとも１個以上の温度センサと、温度センサで得られた測定結果に基づいて熱源で作られる熱を制御するコントローラと、タイマーとを用いる。目的とする筋肉の温度を３８℃以上４１℃以下に少なくとも３０分以上保って温熱負荷を与える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源と、熱源で作られた熱を搬送する手段と、生体もしくは動物もしくは家畜もしくは筋細胞に熱を伝えるための媒体と、少なくとも１個以上の温度センサと、温度センサで得られた測定結果に基づいて熱源で作られる熱を制御するコントローラと、タイマーとを用いて、目的とする筋肉の温度を３８℃以上４１℃以下に少なくとも３０分以上保って温熱負荷を与えることを特徴とする筋肉増量方法。
【請求項２】
目的とする筋肉に、温熱負荷による加温と機械的な負荷とを与えることを特徴とする請求項１に記載の筋肉増量方法。
【請求項３】
機械的な負荷が、生体もしくは動物もしくは家畜の筋肉が発揮できる最大筋力の１／２０以下、又は生体もしくは動物もしくは家畜の最大心拍数が１００以下となるような軽負荷であることを特徴とする請求項２に記載の筋肉増量方法。
【請求項４】
生体、動物、家畜に与える温熱負荷が熱伝導であり、目的とする筋肉の全体に皮膚表面から温熱負荷を与えることを特徴とする請求項１に記載の筋肉増量方法。
【請求項５】
生体、動物、家畜に与える温熱負荷が熱伝導であり、目的とする筋肉とその周辺の筋肉に皮膚表面から温熱負荷を与えることを特徴とする請求項４に記載の筋肉増量方法。
【請求項６】
生体、動物、家畜に与える温熱負荷が熱伝導であり、目的とする筋肉の皮膚表面上から温熱負荷を与え、四肢とその周辺の筋肉以外の筋肉は放熱防止機構を持つことを特徴とする請求項４又は５に記載の筋肉増量方法。
【請求項７】
目的とする筋肉への温熱負荷を繰り返して生体、動物、家畜へ与えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の筋肉増量方法。
【請求項８】
目的とする筋肉への温熱負荷と機械的な負荷を繰り返して生体、動物、家畜へ与えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の筋肉増量方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械的な高負荷のトレーニング以外で、筋肉を増量させる方法の一つで、生体等の外部から熱を与えることにより、筋肉の温度を上げることで筋肉の量を増量させる方法に関するものである。さらに、この方法と機械的な負荷を組み合わせることで筋肉をさらに増量させる方法に関する技術分野である。
【背景技術】
【０００２】
筋力は、スポーツ、行動体力と健康維持に大変重要な要素の一つであることは周知の事実である。筋力は筋肉の量と筋肉につながる筋神経の状態によって決まる。よって、筋肉量を増やすか、筋肉と筋神経の関係をよくすることで筋力を増強させることができる。
【０００３】
筋肉を増量させるには、ダンベル等の筋力トレーニングが一般的であり、その負荷もその人の最大の筋力の５０％以上の高い機械的な負荷を用いて行なわなければならない。そのため、トレーニングに対する高度な技術と危険に対する知識が必要であり、もしくは高度な技術と危険に対する知識を有するトレーナのもとでトレーニングすることが一般に行なわれている。また、高齢者の行動体力低下はＱＯＬ（生活の質）の低下につながり、切実な問題であるため、高齢者の筋肉の増強が必要だが、筋肉以外の体力（骨、骨格、関節の変形、特に循環器系などの内臓機能）の低下により、機械的な高負荷は生命の危険や整形外科的な疾患を招く可能性が大きくなり、高齢者の筋力トレーニングはさらに難しい現状にある。
【０００４】
また、腰痛や膝痛等の関節痛を持つ人は、筋力トレーニングが必要であり、骨折や寝たきり等で長期間筋肉を使用しない人も、筋力トレーニングが必要であるが、同上の理由でなかなか筋力トレーニングをするのが難しい現状である。
【０００５】
さらに、宇宙空間は地上とは異なり、微小重量環（microgravity）と呼ばれ重力の影響が極めて少ない。軌道上を周回しているスペースシャトルや宇宙船内では、軌道周回による遠心力と微小な重力が相殺されて無重量状態となっている。つまり、あらゆる物体の重さがなくなる。この無重量状態はヒトの生理機能に多大なる影響を及ぼす。
【０００６】
無重力環境下において体重は消失し、身体は宙に浮かぶ。したがって、地上において常時重力に対抗して身体を支え動かしていた骨格筋は、無重量環境では力を発生する必要がなく、宇宙では骨格筋を使う（力を発揮する）必要性が少なくなる。身体は活動はしていても、筋肉に対してはベッドで横になって不活動の状態と同様となり、不使用は骨格筋に萎縮をもたらし（廃用性筋萎縮）、抗重力筋と呼ばれる姿勢維持に必要な筋に萎縮が著しい。廃用性に萎縮した骨格筋の特徴は、細いこと、小さい力しか発生できないこと、疲れやすいこと、硬くなること、などである。
【０００７】
宇宙空間に滞在している限り、上記の骨格筋の萎縮は身体活動性に対して大きな影響を及ぼさない。しかし、骨格筋の収縮は骨格を動かすだけでなく、骨に力学的ストレスを与えて骨形成の機能を持つ骨芽細胞の働きを促進させるので、廃用性筋萎縮により骨吸収も促進する。さらに、宇宙滞在後の地球帰還時に、萎縮した骨格筋は身体を支えるのに十分な筋力を発揮できないことから、「Quality of Life」の低下が大きな問題となる。実際、宇宙飛行士は地球帰還後にリハビリテーションを行っている。
【０００８】
現在、筋肉量や骨量の減少を予防するために宇宙飛行士には宇宙空間で身体運動を行うことが義務づけられている。運動としてはトレッドミル走や自転車エルゴメータなどである。しかしながら、２週間や３ヵ月間の短い期間では、こなすべきタスク（課せられた仕事）が多く、特別な身体運動をする時間がないのが現状である。
【０００９】
一方、食肉用の家畜を飼育するとき、安全でかつ早期の筋肉の増量は生産性を上げるために必要であった。
【００１０】
ところで、聖マリアンナ医科大学生理学教室、山口大学教育学部、東京大学大学院生命環境科学系身体運動学、青森県立保健大学等による２０００年の体力医学会での発表では、ラットに４１℃、１時間の温熱負荷と機械的な伸張負荷は筋の増量を促し、その増量過程にはＨＳＰ（ヒートショックタンパク質）の発現が強く介在していることを発見した。また、２００２年には、これらの筋増量のメカニズムにおいて温熱ストレスによる筋増量過程と機械的なストレスの筋増量過程は異なることを示し、温熱ストレスだけでも筋が増量することを発表した。但し、いずれの場合もＨＳＰの発現があり、筋増量にＨＳＰが重要な役割をしていることを検証した。温熱負荷で筋肉の温度を４１℃に上昇させ、かつそれを３０分以上保つことは、筋肉細胞を含む全ての細胞が４３℃以上になると死滅することから、安全性の面から非常に技術的に困難である。仮に、筋肉の温度が４１℃に上がったとしても、熱を生体等の外部から付加する場合、熱勾配から必ず筋肉より皮膚細胞の温度が高く、筋肉の温度が４１℃以上の場合、皮膚細胞の温度は４３℃を超え、皮膚細胞は死滅する可能性が出てくる。
【００１１】
一方、特許文献１には加温装置が開示されており、全身を加温して深部温度を上げるために、顔以外の全身を覆うドーム状の温熱装置と、仰向け姿勢の背中に特殊な冷却装置を設けて、時間管理し、全身を４２℃以上にし、正常細胞は死滅しないが、ガン細胞はそれより１〜２℃低い温度で死滅することを利用したハイパーサーミヤ装置が開示されている。この場合、４３℃は温熱負荷時間が長いと正常細胞も死滅する温度であり、ガン細胞が死滅する前に皮膚細胞は４３℃以上になり死滅するため、温度制御はもちろん冷却装置やメンテナンスも含めて非常に精度の高いコントロールを含む装置が必要であった。
【００１２】
また、特許文献２には使い捨て式温熱ボデーパットが開示されており、悩みのある身体部分（痛み、生理痛、腹痛など）の皮膚温度を２０秒から２４時間の期間、３２〜５０℃に、好ましくは３２〜３９℃に維持し、さらに皮膚温度が１時間以上の期間３２〜４３℃の温度に維持され、より好ましくは４時間以上の期間を３２〜４１℃の温度に維持しようとしているが、局所の温熱付与の範囲内では、筋肉の温度を３８℃以上に上げることはできない。
【００１３】
また、特許文献３によると、痛みの緩和の一般的な温熱治療器は温熱負荷をかける時間を、その表面温度が４０〜４５℃の範囲で５〜３０分以内の時間（１５分以内が一般的）で運用し、疼痛緩和等に適用させている。この場合、筋肉温度は１〜２℃までの上昇で施術されている。赤外線、遠赤外線に至っては筋肉の温度は０．５℃も上昇しない。
【００１４】
熱伝導による皮膚表面からの熱付与において、携帯型のカイロのように熱付与面積の小さい温熱装置では、放熱機構が著しく発達している人においては与えられた熱が筋肉に達する前に熱付与されていない皮膚表面から熱を放熱したり、四肢部での放熱により温度が上昇しにくいという問題があった。
【特許文献１】特開２００３−０９３４２４号公報
【特許文献２】特表２００１−５０７５９３号公報
【特許文献３】理学療法技術ガイド（石川ら、文光堂、１９９７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、特に体力が低下したり特に筋力が低下した高齢者の人や骨折等の怪我により筋力が低下した人もしくは低下することが判っている人に対して、高負荷の機械的なトレーニングをすることなく、生体に安全な範囲で外部からの温熱負荷を与えて筋肉量を増加させる筋肉増量方法を提供することを目的とするものである。
【００１６】
また、特に体力や筋力が低下した高齢者や骨折等の怪我により筋力が低下した人もしくは低下することが判っている人に対して、低負荷の機械的なトレーニングをすることなく、生体に安全な範囲で外部からの温熱負荷を与えて筋肉量を増加させる筋肉増量方法を提供することを目的とするものである。
【００１７】
また、高負荷の機械的な筋力トレーニングと温熱を生体に与え、筋肉量を増加させる筋肉増量方法を提供することを目的とするものである。
【００１８】
また、宇宙滞在中の宇宙飛行士が無重量環境に曝露されることによる骨格筋萎縮を予防するためのカウンターメジャー（対応策）として、特別な運動・トレーニングをすることなしに、タスクの時間を利用しながら、筋肉量の減少を抑制しかつ筋肉量の増加させる方法を提供することを目的とするものである。
【００１９】
さらに、対象を動物、家畜、またその細胞そのものに対しても筋肉量を増加させる筋肉増量方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、熱源と、熱源で作られた熱を搬送する手段と、生体もしくは動物もしくは家畜もしくは筋細胞に熱を伝えるための媒体と、少なくとも１個以上の温度センサと、温度センサで得られた測定結果に基づいて熱源で作られる熱を制御するコントローラと、タイマーとを用いて、目的とする筋肉の温度を３８℃以上４１℃以下に少なくとも３０分以上保って温熱負荷を与えることを特徴とするものである。
【００２１】
この発明にあっては、既存の熱負荷装置を用いて、少なくとも３８℃以上で痛みを感じない温度で温熱を与え、３０分以上付加する。火傷を回避するためには、熱伝導による熱負荷は、Monz & Heriqueの研究成果である熱による組織破壊の温度と時間の関係を参照し、それ以下の温度にする。温熱負荷の初めの時期（１〜３分）を除く時間は、痛みを感じない４３℃以下が好ましく、さらには４０℃でも可能である。筋肉の温度を３８℃以上、３０分保つには、付与する時間を少なくとも４５分間、さらに好ましくは１時間以上付与すると、筋肉の温度を３８℃以上を３０分間保つことが可能である。但し、筋肉の温度が３９〜４２℃ではさらに短い時間の温熱負荷で筋増量する。筋肉の温度が３８℃であることを確認する方法としては、表面皮膚温度がある。熱伝導を含む皮下温度上昇は物理療法で用いられている温熱負荷であり、実験的な知見が数多く明らかにされている。また、目的とする筋肉の近くのコア温度を測定することでも推定することができる。
【００２２】
また、本発明は、目的とする筋肉に、温熱負荷による加温と機械的な負荷とを与えることを特徴とするものである。
【００２３】
この発明にあっては、筋増量のメカニズムにおいて温熱ストレスによる筋増量過程と機械的なストレスの筋増量過程が異なることを示し、温熱ストレスだけでも筋が増量することを知見した。これは、機械的な負荷と温熱の負荷を同時に加えても、別々の筋増量過程を持つことを意味し、筋肉への安全性も確保されている。温熱負荷を与える直前、付加中、付加後直ぐに機械的な負荷を与えても良い。但し、筋肉や関節が暖まっていないと怪我の可能性が多いことから、強い機械的な負荷は温熱負荷の直前では好ましくない。
【００２４】
また、本発明は、機械的な負荷が、生体もしくは動物もしくは家畜の筋肉が発揮できる最大筋力の１／２０以下、又は生体もしくは動物もしくは家畜の最大心拍数が１００以下となるような軽負荷であることを特徴とするものである。
【００２５】
この発明によれば、ストレッチのような軽い負荷により、筋肉につながる筋神経は活性化され、温熱により筋肉が増量されることにより筋力は増強されるが、軽い負荷により筋神経が活性化され、より筋力が増強される。これにより、筋力が低下した人、筋力運動が疾患等で制限された人でも容易に筋力増強が図れる。また、目標とする筋肉の体側（目標が右の筋肉なら、左側の同筋肉）を軽い負荷により運動することで、筋肉が増強することが知られており、怪我や痛みで目標とする筋肉に機械的な負荷がかけられない人も、上記の温熱負荷と運動可能な体側の軽い機械的な負荷で筋力増強が図れる。また、機械的な負荷は筋肉の収縮・伸張への負荷であるので、物理的療法で用いられる電気刺激でも可能である。
【００２６】
また、本発明は、生体、動物、家畜に与える温熱負荷が熱伝導であり、目的とする筋肉の全体に皮膚表面から温熱負荷を与えることを特徴とするものである。
【００２７】
また、本発明は、生体、動物、家畜に与える温熱負荷が熱伝導であり、目的とする筋肉とその周辺の筋肉に皮膚表面から温熱負荷を与えることを特徴とするものである。
【００２８】
これらの発明のように、直接目標とした筋肉に熱を有効かつ制御し易さの面からも安全に付加する方法が熱伝導による温熱負荷である。温熱負荷以外からの放熱を防ぐために、目標とする筋肉全体さらにはその周辺部位に熱伝導による熱を付加することにより、目標筋肉の上部の皮膚表面での設定温度を低下させ、かつ目標筋肉の温度を上昇させることが可能となる。
【００２９】
また、本発明は、生体、動物、家畜に与える温熱負荷が熱伝導であり、目的とする筋肉の皮膚表面上から温熱負荷を与え、四肢とその周辺の筋肉以外の筋肉は放熱防止機構を持つことを特徴とするものである。
【００３０】
この発明によれば、目標筋肉周辺、もしくは目標筋肉の四肢部に放熱防止機構を設けることにより、さらに目標筋肉の温度は上昇し、目標筋肉上部の皮膚表面の設定温度を低下させることができる。
【００３１】
また、本発明は、目的とする筋肉への温熱負荷を繰り返して生体、動物、家畜へ与えることを特徴とするものである。
【００３２】
この発明によれば、筋肉増量効果は加算される。
【００３３】
また、本発明は、目的とする筋肉への温熱負荷と機械的な負荷を繰り返して生体、動物、家畜へ与えることができる。
【００３４】
この発明によれば、筋肉増量効果はさらに加算される。
【発明の効果】
【００３５】
本発明は、高負荷の機械的なトレーニングをすることなく、生体に安全な範囲で外部からの温熱負荷を与えて筋肉量を増加させることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００３７】
図１に本発明で用いる基本的な熱負荷装置の一例を示す。熱源１は、ガス、電力などであり、熱源１で作られた熱を搬送する手段である熱源搬送手段２は、パイプ、電線、超音波振動、マイクロ波等であり、形体が有るものと無いものとがある。生体もしくは動物もしくは家畜もしくは筋細胞に熱を伝えるための媒体である熱伝達媒体３は、気体（空気やマイクロ波）、液体、伝熱性のある固体、超音波振動等がある。温度センサ４は、生体等の表面、熱伝導媒体３、熱源１に少なくとも１個必要で、複数個配置しても良い。これらの温度センサ４の出力を受けてコントローラ（熱源制御装置）５にフィードバックされ、熱源１で発生させる熱量を制御する。また、タイマー６を設け、熱量の制御や装置をＯＮ−ＯＦＦなどをする。生体等に温熱負荷を加えることができ、その熱量・温度が制御可能であれば、どのような熱負荷装置を用いても良い。
【００３８】
図２に、生きた筋細胞に温熱負荷を加える熱負荷装置を示す。栄養の培地（アミノ酸、グルコース、ミネラルなどの調整液）１０の中に筋細胞１１を入れる。培地１０の温度を３８、３９℃に調整してもよいし、培地１０をボックス１２の中に入れ、ボックス１２内の温度を３８、３９℃に保っても良い。尚、図中の符号１３は培地１０の温度センサであり、符号１４はボックス１２の温度センサ（室温センサ）である。
【００３９】
この熱負荷装置はボックス１２が恒温槽の場合は、熱源は電力、熱源で作られた熱を搬送する手段は上記電力で作動するエアコン（図示省略）、筋細胞１１に熱を伝えるための媒体は培地１０、温度センサ１３、１４で得られた測定結果に基づいて熱源で作られる熱を制御するコントローラ及びタイマーは上記エアコンに内蔵されたコントローラやタイマーである。
【００４０】
図２の熱負荷装置を用いてラット骨格筋細胞（Ｌ６）に対して、３８℃及び４１℃における１時間の温熱負荷（温熱刺激）による９６時間後の筋タンパク量の変化について検討した。図３のように、４１℃の温熱負荷では筋重量（筋肉量）の統計的に有意な増加が認められた（対象群６．９±０．２ｍｇ／ｍｌ、４１℃群８．０±０．４ｍｇ／ｍｌ）。３８℃の温熱負荷では筋タンパク量が１１％増加した（７．７±０．９ｍｇ／ｍｌ）。先の文献（２０００年の体力医学会での発表）で示されているように、４１℃の温熱負荷では筋細胞が増加した。しかし、３８℃の温熱負荷でも筋細胞は増加した。
【００４１】
図２の熱負荷装置を用いてラット骨格筋細胞（Ｌ６）に対して、３８℃における１時間の温熱負荷（温熱刺激）による７２時間後の筋タンパク量の変化について検討した。図４のように、３８℃の温熱負荷によって筋タンパク量が約１３％増加した。ＨＳＰ（ヒートショックプロテイン）以外の因子であるサイトカインや成長因子に対する細胞内シグナル伝達系の１つであるＡｋｔ系を阻害することにより（インヒビター３８℃群）、タンパク量の増加が完全に抑制された。従って、３８℃の温熱負荷による筋タンパク量の増加は、Ａｋｔ系を介したものであると考えられる。
【００４２】
上記では、ラット骨格筋細胞（Ｌ６）に対して、３８℃における１時間の温熱負荷（温熱刺激）による７２時間後の筋タンパク量の増加について記載したが、この３８℃の温熱負荷が細胞にとってストレス応答を引き起こすような刺激であるか否かについて、ストレスタンパク質（熱ショックタンパク７２：ＨＳＰ７２）の発現量から検討した。図５のように、３８℃の温熱負荷ではＨＳＰ７２の発現量に変化は認められなかった。従って、３８℃の温熱負荷ではストレス応答は引き起こされないと考えられる。
【００４３】
そこで、Ａｋｔなどの細胞内シグナル伝達系のタンパク質のシャペロンとして知られるストレス（熱ショック）タンパク質９０（ＨＳＰ９０）の発現量を評価した。図６のように、３８℃の温熱負荷によりＨＳＰ９０の発現量に変化は認められなかった。この結果はＨＳＰ７０の結果と同様のものであった。従って、３８℃の温熱負荷の場合、ＨＳＰ９０によるシャペロン作用が関与しているとは考えにくく、温熱刺激により細胞シグナルを引き起こし、Ａｋｔ／ＧＳＫ３β系あるいはＡｔｋ／Ｓ６Ｋ／ｍＴＯＲ系を介して筋肥大が引き起こされると考えられる。
【００４４】
これらのことより、３８℃、１時間の温熱負荷は筋肉を増量させるが、ＨＳＰ出現という強い熱負荷による反応ではなく、細胞に強く負荷を強いることのない安全で画期的な熱負荷方法である。
【００４５】
次に、ラットを温熱環境下に曝露し、温熱刺激のみで骨格筋増量が生じるメカニズムと詳細な温度条件について、その詳細な分析を行なった。
【００４６】
実験週齢のラット（若齢ラット）１５を用いて、３８℃の温熱負荷の実験を行なった。１時間の曝露を行ない、１週間後のサンプルを採取した。この場合、図７のように、恒温槽１６で温熱負荷を行なった。符号１７は温度センサである。この熱負荷装置において、熱源は電力、熱源で作られた熱を搬送する手段は上記電力で作動するエアコン（図示省略）、ラット１５に熱を伝えるための媒体は空気、温度センサ１７で得られた測定結果に基づいて熱源で作られる熱を制御するコントローラ及びタイマーは上記エアコンに内蔵されたコントローラやタイマーである。
【００４７】
ひらめ筋（ＳＯＬ）と長趾伸筋（ＥＤＬ）の筋重量に関する結果を示す。図８、９のように、両筋ともに４５分以上の温熱負荷により有意な筋重量の増加が認められた。また、直腸温度の変化は、１５分で３８℃に達し、筋重量が有意な増加を示した４５分後まで３８℃以上を示した。上記筋細胞の実験も考え合わせると、ラット１５を３８℃の雰囲気温度の中で温熱負荷を加えると、４５分以上の温熱負荷により、筋重量が増加し、図１０に示す直腸温度からそれは筋の温度が３８℃が３０分以上続くことにより、筋肉の重量が増加したことになる。これは、筋細胞の結果と同様の温度と時間である。 
【００４８】
次に、３７℃の温熱負荷（３０分、４５分、６０分）による筋重量増加効果の発現について検討した。この場合も図７と同様に恒温槽にて全身温熱負荷を行った。恒温槽内の気体（空気）に強制的に対流を生じさせ、槽内温度差を縮小させて行った。暴露時間の違いによる直腸温の変化（３８℃の温熱暴露との比較）を図１１に示した。３７℃の温熱環境暴露によりラットの直腸温は、３０分暴露で３８．１±０．１７℃とうつ熱が認められた。しかし、３７℃の温熱暴露（温熱負荷）を６０分まで継続しても、直腸温は３８．２±０．４３とその後大きな変化は認められなかった。３８℃暴露時における直腸温の時間経過とほぼ同様の変化を示し、約０．３℃低い値で推移した。３９℃における３０分間の温熱暴露による直腸温は３８．５±０．１℃であった（図１１参照、図中白丸（○）は３９℃３０分における直腸温を示す）。
【００４９】
次に、図１２、１３、１４に示すように、筋重量の変化では、温熱暴露時間を長くすることにより筋重量が増加する傾向が認められ、３７℃で６０分間の温熱暴露により、ひらめ筋で１０．２％（図１２参照）、長趾伸筋で１．６％（図１３参照）、足底筋で６％（図１４参照）の増加が認められた。また、３０分および４５分では筋増量効果はさらに弱いものであった。３９℃で３０分間の温熱暴露により、ひらめ筋で８．６％、長趾伸筋で３．２％、足底筋で１１．２％の筋重量の増加が認められた。足底筋の増加は有意なものであった。以上より、低温負荷の場合は長時間（少なくとも６０分以上）の負荷が筋増量には必要と考えられる。
【００５０】
次に、請求項１、２、４、５、６の発明に対応した実施の形態を開示する。若いラットは細胞増殖能力が高いため、筋重量が特別に増加した可能性も否定できないため、ラットとして１年３ヶ月〜１年６ヶ月齢の老齢ラットを用いて実験を行った。この年齢は、人では高齢者から老人に該当すると考えられる。
【００５１】
図１５のように、ラット１５に麻酔をかけた後、浮き袋１８を装着し、温熱負荷装置の水槽１９に入れた熱を負荷するための熱伝導媒体（３８℃の温水）３にラット１５を浮かべることによって、３８℃の温浴を１５分、３０分および６０分間行い、３８℃という温熱負荷（温熱刺激）により骨格筋に増量が生じる暴露時間を検討した。この熱負荷装置がガス式又は電気式風呂の場合は、熱源はガス又は電力、熱源で作られた熱を搬送する手段は水道管（金属やプラスティック管で、その間にポンプで温水を循環させる）、ラット１５に熱を伝えるための媒体は３８℃の温水とすることができる。また、温度センサは水槽１９とガスコンロ又は電気ヒータのいずれか一方に設けることができ、温度センサで得られた測定結果に基づいて熱源で作られる熱を制御するコントローラはガスコンロのＯＮＯＦＦ制御や電気ヒータの電力制御にて行うことができる。また、タイマーはガスコンロ又は電気ヒータに設けることができる。
【００５２】
まず、温浴時間（曝露時間）による直腸温の変化を検討した。図１６に示すように、温浴時間が１５分と３０分では、直腸温はそれぞれ３７．９±０．０７℃、３７．６３±０．２８℃であり、熱伝導媒体３の設定温度を超えることはなかった。しかし、温浴時間６０分では３８．４３±０．１５℃と、熱伝導媒体３に設定した温度より上昇することが判明した。ラットの場合、尾部が体温調節に重要な箇所である。今回の温浴では、腰部から後部を温浴させたため、尾部が温水に浸かっている状態であったため、長時間の温浴では軽度なうつ熱状態になるものと考えられた。温浴の場合、対象としている筋肉は温水中に浸っているので直腸温より環境温により強い影響を受けると考えられ、この約０．５℃の上昇は無視できるものと考えられる。次に、図１７に示す筋重量の変化では、６０分の温浴により対象群に比べ、筋重量が約３０％増加した（対象群：１７８±１５．６ｍｇ、６０分群：２３１±３２ｍｇ）。この増加は統計的に有意なものであり、対象群と６０分の間、３０分と６０分の間に有意差が認められた。しかしながら、１５分および３０分では筋増量効果は認められなかった。
【００５３】
次に、図２に示す熱負荷装置により培養細胞を用いた温熱負荷の繰り返しの実験を行ない、マウス骨格筋細胞であるＣ２Ｃ１２に対して、繰り返される温熱負荷（温熱刺激）が筋タンパク質増加にいかなる影響をもたらすか検討した。温熱刺激条件は、１日１回、３８℃の温熱刺激を１時間とし、２日（２回）および３日（３回）繰り返した。１回の３８℃の温熱負荷（１時間）はＣ２Ｃ１２の増殖を促進した（図１８のＢとＣ、ＤとＥ、ＧとＨ参照）。２日連続の２回の温熱刺激、３日連続した３回の温熱刺激も筋細胞の増殖を促進した（図１８のＤとＦ、ＧとＩ、ＧとＪ参照）。１日おきの２回の温熱刺激も、筋細胞の増殖を促進した（図１８のＧとＫ参照）。１回の３８℃の温熱負荷（１時間）はＣ２Ｃ１２の分化を促進した（図１９のＡとＢ、ＣとＤ、ＦとＧ参照）。２日連続の２回の温熱刺激、３日連続した３回の温熱刺激も筋細胞の増殖を促進した（図１９のＣとＥ、ＦとＨ、ＦとＩ参照）。１日おきの２回の温熱刺激も、筋細胞の増殖を促進した（図１９のＦとＪ参照）。３８℃の温熱刺激は回数に依存することなく筋細胞の増殖と分化を促進した。このことは、反復される３８℃の温熱刺激は筋細胞の増殖と分化に対して悪影響（副作用）をもたらすものではないことも示している。これまでの実験により、３８℃の温熱刺激による筋タンパク増量をもたらす細胞内シグナル伝達系で鍵となるのはＡｋｔシグナルの下流に位置するグルコース合成酵素リン酸化酵素３β（ＧＳＫ−３β）であることが示唆された。
【００５４】
尚、図１８の写真において、（Ａ）は培養開始０日、（Ｂ）は培養２日目の対象群、（Ｃ）は培養２日目の１回温熱負荷群、（Ｄ）は培養３日目の対象群、（Ｅ）は培養３日目の１回温熱負荷群、（Ｆ）は培養３日目の２回温熱負荷群、（Ｇ）は培養４日目の対象群、（Ｈ）は培養４日目の１回温熱負荷群、（Ｉ）は培養４日目の２回温熱負荷群、（Ｊ）は培養４日目の３回温熱負荷群、（Ｋ）は培養４日目の２回温熱負荷群（１日おき、培養１日目と３日目）をそれぞれ示す。また、図１９の写真において、（Ａ）は対象群  分化１日、（Ｂ）は１回温熱負荷群  分化１日、（Ｃ）は対象群  分化２日、（Ｄ）は１回温熱負荷群  分化２日、（Ｅ）は２回温熱負荷群  分化２日、（Ｆ）は対象群  分化７日目、（Ｇ）は１回温熱負荷群  分化７日目、（Ｈ）は２回温熱負荷群  分化７日目、（Ｉ）は３回温熱負荷群  分化７日目、（Ｊ）は２回温熱負荷群  分化７日目（１日おき、分化０日目と２日目）をそれぞれ示す。
【００５５】
次に、図７に示す熱負荷装置により動物を用いた温熱負荷の繰り返しの実験を行ない（請求項７の発明に対応）、ラットに対して、繰り返される温熱負荷（温熱刺激）が骨格筋増量にいかなる影響をもたらすか検討した。温熱刺激条件は、１日１回、３８℃の温熱刺激を１時間とし、１日おきに１回から最高３回繰り返した。最終の温熱刺激７日後にひらめ筋を摘出した。温熱刺激の回数にかかわらず、３８℃の温熱刺激によりひらめ筋の増量が認められた。１回の温熱刺激により有意な筋増量（約１７％）が観察された（図２０参照、ｐ＜０．０５）。２回および３回の温熱刺激により筋湿重量はさらに増加した（２回は３１％の筋増量、３回は３２％の筋増量）。対象と２回温熱刺激、対象と３回温熱刺激の間に有意な差が認められた（図２０参照）。したがって、３８℃の温熱刺激は、単回よりも複数回刺激した方が、筋増量効果は大きいと考えられる。また、１回当たりの温熱刺激条件を３８℃で６０分とした場合、複数回刺激による筋重量の低下などの副作用は生じないと考えられる。
【００５６】
次に、ヒトを対象にした実験（請求項１、２、４、５、７の発明に対応）として、温熱負荷を与えたときの筋温の測定ならびに筋力トレーニングによる筋量の増量効果の基礎的検討を行なった。人数（３人）を被験者にして行っている。３人の被験者における左右の上腕部のＭＲ画像を撮影後、実験を開始した。トレーニング開始後ほぼ１４週間経過後、ＭＲ画像の撮影を行い、筋肥大率を評価した。今回の３人の被験者は全て右利きであったので、図２１に示すように、ヒト３３に対する温熱負荷は左上腕部とし、左右上腕部の筋力トレーニングを行った。上記及び以後の温熱負荷は、皮膚表面温度が４３℃から４２℃に設定された温熱治療器２０を使用した。この温熱治療器２０において電熱ヒータを用いる場合は、熱源は電力、熱源で作られた熱を搬送する手段は電力を熱に変換する電熱ヒータ、ヒト３３の左上腕部に熱を伝えるための媒体は電熱ヒータと左上腕部との間に巻かれた布やフレキシブルなプラスチックであって、ある程度均一化し、生体に接触させるものであり、温度センサ及び温度センサで得られた測定結果に基づいて熱源で作られる熱を制御するコントローラ及びタイマーは電熱ヒータに内蔵させることができる。また、温度センサは左上腕部と布やフレキシブルなプラスチックとの間に設けても良い。または、温熱治療器２０としては、フレキシブルなプラスチックの袋に温度調整された蓄熱剤（水とパラフィンの混合比で設定温度を調整し、電熱ヒーターで加熱し、温度上昇がなくなったもの）を用い、これを電気ヒータで加熱した後に取り外し、その後、蓄熱剤を生体の筋肉部に当てるようにしてもよく、この場合、蓄熱剤が熱源で作られた熱を搬送する手段、ヒト３３に熱を伝えるための媒体、温度センサと、温度センサで得られた測定結果に基づいて熱源で作られる熱を制御するコントローラ、タイマーを兼用するものである。
【００５７】
トレーニングはダンベル２１を用いた上腕二頭筋および上腕三頭筋のトレーニングとした。トレーニング負荷強度ならびに頻度は被験者の任意としたが、トレーニングを実施する前に温熱負荷を与えることを条件とした。その結果、図２２に示すように、上腕二頭筋（膨大部）では温熱負荷側の方が筋肥大率が約４％増加した。尚、図２２は、温熱負荷によるヒト上腕部骨格筋量の変化であって、筋断面積の増加率の左右差を示すものであり、１．０が左右等しく、１．０より大きいと左（温熱負荷側）の方が増加率が高く、逆に１．０より小さいと右（非温熱負荷側）の方が増加率が高いことを示す。 上腕二頭筋では温熱負荷により筋肥大が促進されたようであるが、上腕三頭筋では温熱負荷の効果は認められない。
【００５８】
次に、ヒト３３を対象とした実験（請求項１、２、４、５、６、７の発明に対応）であって、軽い運動負荷による効果の促進をねらう実験を行なった。実験計画は、以下の通りである（図２３参照）。尚、非利き手に対して温熱負荷と運動を行ない、利き手を対照とした。
【００５９】
Ａ）３０分加温＋５分休憩＋３０分加温
（１）上記と同様の温熱治療器２０を装着状態で６５分
（２）上腕と前腕に上記と同様の温熱治療器２０を装着
（３）加温は上腕分のみ
（４）手袋４９を着用
（５）温度設定は強、タイマー３０分
Ｂ）後半の３０分加温時にトレーニング
（１）肘関節屈曲伸展運動３０ＲＭ以下  筋力トレーニング（２０ＲＭ以上）ではない
（２）１５〜３０回／セット  ３セット  セット間に休息１〜３分程度
（３）機械的な負荷はダンベル２１かリストバンド
Ｃ）期間
開始２００４年１月上旬  終了２００４年３月下旬
Ｄ）評価
（１）ＣＴによる筋量
（２）筋力  上腕二頭筋、上腕三頭筋  アイソメトリック（肘角度  ９０°）：ＢＩＯＤＥＸ
（３）実験開始前、後
Ｅ）筋温の計測
侵襲的手法
上記の実験の後、筋断面積の変化を測定した。温熱負荷トレーニング実施前の上腕二頭筋の筋断面積は、利き手で１４．５±２．７ｃｍ２、非利き手で１３．３±２．４ｃｍ２であった（男性被験者５名）。温熱負荷トレーニング実施前の上腕三頭筋では、利き手で２０．４±４．０ｃｍ２、非利き手で１９．２±４．９ｃｍ２であった。トレーニング終了後、上腕二頭筋の筋断面積は利き手で１４．４±１．５ｃｍ２、非利き手で１４．９±２．３ｃｍ２であった（男性被験者５名）。トレーニング終了後の上腕三頭筋では、利き手で２１．５±５．０ｃｍ２、非利き手で２０．３±４．９ｃｍ２であった。被験者によりトレーニングに対する応答は異なることから、各被験者におけるトレーニング前後における左腕筋の断面積の増加率（トレーニング前左断面積／トレーニング後左断面積）の平均を求めると、上腕二頭筋では５．３％の増加が認められた（図２４、２５参照）。従って、トレーニングにより左右断面積比の増加が認められ、筋肥大が引き起こされたと考えられる。尚、図２４において、（ａ）はトレーニング前における上腕部（左手）のＣＴ画像、（ｂ）はトレーニング後における上腕部（左手）のＣＴ画像であるが、上腕二頭筋（＊の部分）が肥大しているのが分かる。また、図２５において、「Ｐｒｅ」はトレーニング開始前、「Ａｆｔｅｒ」はトレーニング終了後を示し、縦軸の単位はｃｍ２である。全ての被験者で、断面積が増加している。被験者の平均では、トレーニング前後で統計学的に有意な増加であった（ｐ＜０．０５）。
【００６０】
また、上記の実験後、筋力の変化を測定した。温熱負荷トレーニング実施前の肘関節屈曲力は利き手で５７．３±１５．３Ｎｍ、非利き手で５４．０±１５．０Ｎｍであった。温熱負荷トレーニング実施前の肘関節伸展力は利き手で４４．１±１５．６Ｎｍ、非利き手で３９．２±１２．４Ｎｍであった。一方、トレーニング終了後、肘関節屈曲力は利き手で６２．８±１６．８Ｎｍ、非利き手で６０．０±１７．２Ｎｍであった。また、トレーニング終了後、肘関節伸展力は利き手で４６．７±１４．５Ｎｍ、非利き手で４１．７±１１．０Ｎｍであった。
【００６１】
トレーニング前後で比較すると、被検腕である非利き手側の肘関節屈曲力で１１．３％の有意な増加が認められた（ｐ＜０．０５）。一方、肘関節伸展力では８．５％の筋力増加が認められたが、有意な増加ではなかった。利き手側でも、屈曲力で９．５％の増加が認められ、統計学的に有意な増加であった（ｐ＜０．０５）。伸展力では８．５％の増加が認められた（図２６参照）。このことから、本発明で用いた温熱負荷トレーニングは、筋力の増強効果を持つものと考えられた。また、この筋力の増強は筋断面積の肥大を伴うものであった。一方、利き手の上腕二頭筋では筋断面積に変化が認められなかったが、肘関節屈曲力の有意な増加が認められた。従って、反対側をトレーニングすることでトレーニング効果が得られたと考えられた。この実験では一側性のトレーニングを行ったが、反対側でもトレーニング効果が認められた。両上肢は脊髄レベルで交叉神経支配されていることが、今回の結果に強く反映していると考えられる。すなわち、きわめて低強度の運動を一側性に行うことで神経筋機能の改善効果がもたらされることを示唆するものであると考えらえる。尚、図２６において、「Ｐｒｅ」はトレーニング開始前、「Ａｆｔｅｒ」はトレーニング終了後を示し、縦軸の単位はＮｍである。全ての被験者で、断面積が増加している。被験者の平均では、トレーニング前後で統計学的に有意な増加であった（ｐ＜０．０５）。
【００６２】
以上の結果より、本発明の温熱負荷による筋肉増量方法で、筋力増強ならびに筋量増加効果が得られることが明らかになった。
【００６３】
次に、上記のＥ）筋温の計測と同様にして、上記とは異なる被験者Ｂを対象に筋温測定を行なった。この場合、針温度センサーを滅菌消毒後、皮膚から約１５ｍｍ挿入し筋温を測定した（安静時、加温３０分後および６５分後の３回）。安静時の筋温は３５．８℃であったものが、加温３０分後には３８．１℃まで上昇し、６５分後には３７．８℃と若干低下した。上記の被験者Ａにおける筋温は、３４．６℃、３９．１℃、３８．４℃と推移していた。従って、被験者により今回用いた加温条件では、筋温上昇の程度が異なると考えられた。しかし、２名の被験者Ａ、Ｂを平均すると、安静時３５．０℃、３０分後３８．６℃、６５分後３８．１℃となった（図２７参照）。尚、図２７において、「Ａ」は被験者Ａ、「Ｂ」は被験者Ｂ、「ｍｅａｎ」は被験者２名の平均値をそれぞれ示す。
【００６４】
上記に示した動物実験ならびに培養細胞実験により、３８℃まで体温（細胞温）を上昇させることができれば筋量の増加がもたらされている。従って、本発明により、上腕二頭筋の筋量増加あるいは筋力増強が十分に期待できる。２名の被験者Ａ、Ｂによる違いは、皮下脂肪厚による違いと推察される。被験者Ａは皮下脂肪が実験に参加した被験者の中で最も少なく、筋肉量が多い被験者であった。被験者Ｂは、標準的な皮下脂肪量を有しており、皮下脂肪厚が大きいと温度上昇が緩やかであると考えられた。また、２回の測定共に、３０分後に比べて６５分後では筋温の低下が認められた。これは、運動負荷（肘関節屈曲伸展運動）による血流量増加による冷却効果と考えられる。この冷却効果も皮下脂肪厚の大きいと抑制される傾向にあった。従って、皮下脂肪厚の大きいヒトは、温まりにくく冷めにくいことが明らかになった。このように、目的部位に熱伝導負荷を与え、その部位の以下の下肢を断熱することにより筋肉温度は３８℃に達しており、それが筋増量の効果をもたらしたことは明白である。
【００６５】
図２８に請求項１の発明の一実施例を示す。この例では、エアコンディショナ（エアコン）３０と室温センサ３１を備えた部屋３２を熱負荷装置として用いており、ヒト３３が所定の室温（例えば３８℃）の中で温熱負荷を全身から与えられるものである。この熱負荷装置において、熱源はエアコン３０に供給される電力、熱源で作られた熱を搬送する手段はエアコン３０、ヒト３３に熱を伝えるための媒体は空気、温度センサと温度センサで得られた測定結果に基づいて熱源で作られる熱を制御するコントローラ及びタイマーはエアコン３０に内蔵されている。
【００６６】
図２９に請求項１の発明の一実施例を示す。この例では、図２８と同様の熱負荷装置を用いて、家畜３４が所定の室温（例えば３８℃）の中で温熱負荷を全身から与えられるものである。
【００６７】
図３０に請求項１，５の発明の一実施例を示す。この例では、温水３５を溜めた浴槽３６、すなわち風呂を熱負荷装置として用いており、ヒト３３が所定の温度（例えば３８℃）の風呂の中で、腰、下肢の筋肉（ターゲット筋肉）に温熱負荷を与えるものである。この熱負荷装置がガス式又は電気式風呂の場合は、熱源はガス又は電力、熱源で作られた熱を搬送する手段は水道管（金属やプラスティック管で、その間にポンプで温水を循環させる）、ヒト３３に熱を伝えるための媒体は温水３５とすることができる。また、温度センサは浴槽３６とガスコンロ又は電気ヒータのいずれか一方に設けることができ、温度センサで得られた測定結果に基づいて熱源で作られる熱を制御するコントローラはガスコンロのＯＮＯＦＦ制御や電気ヒータの電力制御にて行うことができる。また、タイマーはガスコンロ又は電気ヒータに設けることができる。
【００６８】
図３１に請求項１，５の発明の一実施例を示す。この例では、図３０と同様の風呂を熱負荷装置として用いており、家畜３４が所定の温度（例えば３８℃）の風呂の中で、腰、下肢の筋肉（ターゲット筋肉）に温熱負荷を与えるものである。
【００６９】
図３２に請求項２の発明の一実施例を示す。この例では、エアコンディショナ３０と室温センサ３１を備えた上記と同様の部屋３２に走行型運動補助装置５０や自転車型運動補助装置３７を設けて熱負荷装置として用いており、ヒト３３が所定の室温（例えば３８℃）の中で温熱負荷を全身から与えられ、同時の機械的な負荷も与えられるものである。
【００７０】
図３３に請求項２の発明の一実施例を示す。この例では、エアコンディショナ３０と室温センサ３１を備えた部屋３２に自転車型運動補助装置３８や騎乗型運動補助装置３９を設けて熱負荷装置として用いており、ヒト３３が所定の室温（例えば３８℃）の中で温熱負荷を全身から与えられ、同時の機械的な負荷も与えられるものである。
【００７１】
尚、図３２、３３の場合、生体もしくは動物もしくは家畜の筋肉が発揮できる最大筋力の１／２０以下、又は生体もしくは動物もしくは家畜の最大心拍数が１００以下となるような軽負荷であっても筋力の増強が認められた。
【００７２】
図３４に請求項６の発明の一実施例を示す。この例では、ヒト３３が骨折等でギブス４０をするとき、フィルムヒーター４１をギブス４０の中に設置し、フィルムヒーター４１により筋肉に温熱負荷を付与するものである。この場合、ギブス４０が放熱防止機構であって、フィルムヒーター４１で温熱負荷を与える筋肉とその周辺の筋肉が放熱防止機構で覆われている。従って、温熱負荷を与えた部分以外からの放熱を防ぐことができ、目的とする筋肉全体さらにはその周辺部位に熱伝導による熱を付加することにより、目的とする筋肉の表面側の皮膚表面での設定温度を低下させて温熱負荷することができ、かつ目的とする筋肉の温度を上昇させることが可能となる。この実施例において、熱源はフィルムヒータ４１に供給される電力、熱源で作られた熱を搬送する手段はフィルムヒータ４１、ヒト３３に熱を伝えるための媒体はギブス４０、温度センサと温度センサで得られた測定結果に基づいて熱源で作られる熱を制御するコントローラ及びタイマーは、ギブス４０の外部から発熱温度や発熱時間を設定可能にしてフィルムヒーター４１に内蔵されている。
【００７３】
図３５に請求項６と請求項２，３の発明を組み合わせた一実施例を示す。この例では、図３４と同様に、ヒト３３が片方の腕にフィルムヒーター４１を内蔵したギブス４０を装着し、もう片方の腕にダンベル４２による機械的な負荷を与えるものである。両上肢は脊髄レベルで交叉神経支配されていることから、体側に負荷を与え、筋肉増量と筋力増強が図れる。もちろん、低周波の電気刺激を与えることも可能である。
【００７４】
図３６に請求項１，４，５の発明で使用するパンツ４３の一例を示す。このパンツ４３は温熱ヒーター（電熱ヒーター）４４を内蔵したものである。ベルト部４３ａに設けたバッテリの電力やガスボンベのガスなどが熱源１になる。そして、このパンツ４３を装着して屋外での散歩、ジョギングが可能になる。この実施例において、熱源で作られた熱を搬送する手段はフィルムヒータ４１、ヒト３３に熱を伝えるための媒体はパンツ４３、温度センサと温度センサで得られた測定結果に基づいて熱源で作られる熱を制御するコントローラ及びタイマーは、ベルト部４３ａの外部から発熱温度や発熱時間を設定可能にしてフィルムヒーター４１に内蔵されている。
【００７５】
図３７に請求項４，５の発明の一実施例を示す。この例では、電熱ヒーター４４を腰部の周りに巻いたものであり、さらにその電熱ヒーター４４の周りに布地のサポーター４５を巻いて電熱ヒーター４４による温熱負荷を与えた部位の筋肉の温度への温度の均一化と温度を和らげる働きをする。この実施例において、熱源は電熱ヒーター４４に供給される電力、熱源で作られた熱を搬送する手段は電熱ヒーター４４、ヒト３３に熱を伝えるための媒体はサポータ４５、温度センサと温度センサで得られた測定結果に基づいて熱源で作られる熱を制御するコントローラ及びタイマーは、電熱ヒーター４４の外部から発熱温度や発熱時間を設定可能にして電熱ヒーター４４に内蔵されている。大腿部の布地のサポータは、断熱防止の役割を果たす。この例は家畜に対しても同様に行うことができる。
【００７６】
図３８、３９に請求項２，３の発明の一実施例を示す。この例では、ヒト３３が自転車型運動補助装置３８や騎乗型運動補助装置３９を用いた運動中に、サーポーターやパンツに内臓されたヒーター４６で温熱負荷を与えるものである。この実施例において、熱源はヒーター４６に供給される電力、熱源で作られた熱を搬送する手段はヒーター４６、ヒト３３に熱を伝えるための媒体はサーポーターやパンツ、温度センサと温度センサで得られた測定結果に基づいて熱源で作られる熱を制御するコントローラ及びタイマーは、サーポーターやパンツの外部から発熱温度や発熱時間を設定可能にしてヒーター４６に内蔵されている。
【００７７】
図４０に請求項２，３の発明の一実施例を示す。この例では、図３８と同様に、ヒト３３が自転車型運動補助装置３８を用いた運動中に、サーポーターやパンツに内蔵されたヒーター４６で温熱負荷を与えるものであるが、自転車型運動補助装置３８の回転部４７からフライホイル４８を用いて電力を取り出し、その電力をヒーター４６の熱源に使用する。この例は、自転車型運動補助装置３８が自転車、車椅子の場合であっても実施可能であり、また、バッテリー付きの自転車、車椅子、電動カートを使用する場合はそのバッテリーをヒーター４６の電力として使用可能である。
【００７８】
図４１に請求項１，４，５，６，７の発明の一実施例を示す。この例では、無重力空間（宇宙船や宇宙ステーションの作業スペースなど）５１内で、ヒト３３が作業（タスク）をしている状況でその時間を利用しながら、筋肉量の減少を抑制しかつ筋肉量の増加させているものである。ヒト３３の体幹および下肢の全体には電熱ヒーター４４から布地のサポータ４５を介して、熱伝導で皮膚表面から筋肉へ熱負荷を与えるようにしている。電熱ヒーター４４の電源５２は蓄電池などの電池を用いることができ、この電源５２はヒト３３の腰部にベルト５３で固定することができる。また、マイクロコンピュータを備えた制御回路を経て、電源５２から電熱ヒーター４４に電力を供給している。制御回路はベルト５３に設けた制御ボックス５４に内蔵されている。この実施例では、無重力状態における実施であるので、蓄電池などの電源５２の重さはなく、コンセントからの電力線がなく、作業性が格段にあがる。体力トレーニングをする時間のない忙しい作業員、研究者に温熱負荷を与えることにより、無重力空間における筋肉減少を抑えることができる。この実施例において、熱源は電熱ヒーター４４に供給される電力、熱源で作られた熱を搬送する手段は電熱ヒーター４４、ヒト３３に熱を伝えるための媒体はサポータ４５、温度センサと温度センサで得られた測定結果に基づいて熱源で作られる熱を制御するコントローラ及びタイマーは制御ボックス５４の外部から発熱温度や発熱時間を設定可能にして制御ボックス５４に内蔵されている。腰以外の電熱ヒーター４４の生体と接触する部分には、布地のサポータが巻かれている。
【００７９】
図４２に請求項１，４，５，６，７の発明の一実施例を示す。この例では、ヒト３３がベット等の寝台５６に寝ている状態での実施であり、図３７に示す実施例と同様の電熱ヒーター４４をヒト３３の脚の大腿部（太股であって、脚の付け根から膝までの間）へ巻いて、大腿部への温熱負荷を付与することにより大腿部の筋肉増量を図る方法を示している。この場合、下肢部（膝よりも下部）での放熱を防ぐために、下肢部に断熱サポータ４５を巻いて断熱部を設けている。そして、この例では寝ている状態でも筋肉を増量することができる。
【００８０】
図４３は、図４２の実施例と同様に大腿部への温熱負荷の付与例であるが、断熱のために布団や毛布などのカバー断熱具５５を首から下の部分に掛けた実施例である。整形外科的な疾患での入院時などでは長期の疾患で寝ている状態を続けることが必要な人もいるが、この実施例を行うことにより筋肉減少を防止することができる。
【００８１】
図４４に請求項１，４，５，６，７の発明の一実施例を示す。この例では、筋肉を増量する部位をヒト３３の下肢部（膝から足首までの間）とするものであって、この部分に電熱ヒーター４４を巻いている。また、大腿部及び足首よりも下部には断熱のために断熱サポータ４５（足首より下には靴下も使用可）を装着している。その他の構成は図３７のものと同様である。
【００８２】
図４５に請求項１，４，５，６，７の発明の一実施例を示す。この例では、筋肉を増量する部位をヒト３３の大腿部とするものであって、この部分に電熱ヒーター４４を巻いている。また、下肢部（膝から足首までの間）には断熱のために断熱サポータ４５を装着している。その他の構成は図３７のものと同様である。
【００８３】
図４６（ａ）（ｂ）に図２０、２３、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５で示した熱伝導による温熱負荷の装置の一例の構成図を示す。この温熱負荷装置は、電源プラグ６０を備えた電源コード６１により、コントローラー６８を介して電力供給コード６２でヒーターユニット６３に電力が供給される。ヒーターユニット６３に供給された電力は熱に変換される。ヒーターユニット６３は、布地のサポータ袋（布地カバー）６４に入れて覆い、ファスナー６５でヒーターユニット６３の着脱を固定する。布地のサポータ袋６４は、ヒーターユニット６３の熱を生体に負荷するときの熱伝導媒体となって、熱量緩和と均一化の役目をする。ヒーターユニット６３に内蔵した温度センサー６６はヒーターユニット６３の温度を検出し、サポータ袋６４に設けた温度センサー６７は生体の表面温度を検出する。両方の温度センサー６６、６７の出力をコントローラー６８がセンサーコード６９を介して受け、生体にやけどせず、必要な温度にセンサーコード６９を介してヒーターユニット６３を制御する。また、マジックテープ（登録商標）などの係着テープ７０を備えた止めバンド７１で生体へのヒーターユニット６３を内蔵したサポータ袋６４の装着を容易にする。このサポータ袋６４は、ヒーターユニット６３の電源を切るか、またはヒーターユニット６３を取り出して抜くと、放熱防止サポータとなる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明で使用する熱負荷装置の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明で使用する熱負荷装置の一例を示す概略図である。
【図３】本発明における６０分間の温熱負荷による筋タンパク量の変化を示すグラフである。
【図４】本発明における３８℃の温熱負荷によるラット培養細胞（Ｌ６）タンパク量の変化を示すグラフである。
【図５】本発明における３８℃の温熱負荷によるラット培養細胞（Ｌ６）におけるストレスタンパク質の変化を示すグラフである。
【図６】本発明における３８℃の温熱負荷（１時間）によるラット培養骨格筋細胞（Ｌ６）におけるストレスタンパク質９０（ＨＳＰ９０）の相対的発現量の変化を示すグラフである。
【図７】本発明で使用する熱負荷装置の一例を示す概略図である。
【図８】本発明における３８℃の温熱負荷によるひらめ筋重量の変化を示すグラフであり、体重１ｇあたり筋湿重量（ｍｇ／ｇ）の負荷時間による違いを示す。
【図９】本発明における３８℃の温熱負荷による長趾伸筋重量の変化を示すグラフであり、体重１ｇあたり筋湿重量（ｍｇ／ｇ）の負荷時間による違いを示す。
【図１０】本発明における３８℃温熱環境暴露による直腸温の変化を示すグラフである。
【図１１】本発明における３７℃および３８℃温熱負荷によるラット直腸温の経時的変化を示すグラフである。
【図１２】本発明における３７℃および３９℃の温熱負荷によるひらめ筋重量の変化を示すグラフである。
【図１３】本発明における３７℃および３９℃の温熱負荷による長趾伸筋重量の変化を示すグラフである。
【図１４】本発明における３７℃および３９℃の温熱負荷による足底筋重量の変化を示すグラフである。
【図１５】本発明で使用する熱負荷装置の一例を示す概略図である。
【図１６】本発明において、３８℃温浴における温浴時間と直腸温（老齢ラット）の変化を示すグラフである。
【図１７】本発明において、３８℃温浴における温浴時間とひらめ筋重量（老齢ラット）の変化を示すグラフである。
【図１８】本発明において、マウス培養骨格筋細胞（Ｃ２Ｃ１２）の増殖に対する反復される３８℃の温熱負荷（１時間）の影響を示す写真である。
【図１９】本発明において、反復された３８℃の温熱負荷によるマウス培養骨格筋細胞の分化を示す写真である。
【図２０】本発明において、反復された３８℃の温熱負荷によるラットひらめ筋湿重量の変化を示すグラフである。
【図２１】本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図２２】本発明において、温熱負荷によるヒト上腕部骨格筋量の変化を示すグラフである。
【図２３】本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図２４】（ａ）（ｂ）は、本発明において、トレーニング前後における上腕部（左手）のＣＴ画像を示す写真である。
【図２５】本発明において、トレーニングによる非利き手の上腕二頭筋筋断面積の変化を示すグラフである。
【図２６】本発明において、トレーニングによる非利き手の肘関節屈曲力の変化を示すグラフである。
【図２７】本発明において、筋温の変化を示すグラフである。
【図２８】本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図２９】本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図３０】本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図３１】本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図３２】本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図３３】本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図３４】本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図３５】本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図３６】本発明で使用する熱負荷装置の一例を示す概略図である。
【図３７】本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図３８】本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図３９】本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図４０】本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図４１】本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図４２】本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図４３】本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図４４】本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図４５】本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図４６】本発明の実施の形態の一例を示し、（ａ）は全体の概略図、（ｂ）は一部の概略図である。
【符号の説明】
【００８５】
１  熱源
２  熱源搬送手段
３  熱伝達媒体
４  温度センサ
５  コントローラ
６  タイマー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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