運動＋乳製品摂取による熱中症予防信州大学大学院医学系研究科 e- ヘルスサイエンス講座
特任教授 能勢 博

夏になると、熱中症による救急搬送のニュースが連日のように伝えられます。その背景には、地球温暖化、ヒートアイランド現象、高齢者人口の増加などがあるようです。信州大学大学院 特任教授の能勢博先生は、ややきつめの運動と乳製品の摂取が熱中症予防に効果的であることを、若者及び中高年者を対象とした試験で実証されています。なぜ、運動＋乳製品の摂取が熱中症予防につながるのでしょうか。そのメカニズムと効果的な乳製品の摂り方についてお話を伺いました。

気温が33℃を超えると熱中症のリスクが増大する●なぜ、気温が高いと熱中症を起こしやすくなるのでしょうか。
体 温調節能の不全が熱中症の主な原因です。

●まず、熱中症とはどのような状態なのでしょうか。

体温調節能は、①皮膚血流から外気への熱伝導

熱中症は、高温多湿の状況に置かれた時に、よる放熱、の２つの反応からなっており、そのメカ身体が適応できずに生じる様々な症状の総称で、次の 4つに大別されます。

による放熱、②発汗により蒸発する際の気化熱にニズムは、次のとおりです。
まず、暑さにさらされると、皮膚や脳などに存

1）熱失神：皮膚血管が拡張することで心臓に血液在する体内の温度センサーが感知して、脳の視床が戻りにくくなり、血圧が低下した状態。脳への下部にある体温調節中枢に伝えます。するとその血流が低下してめまいや一時的な失神を起こしま細胞が興奮して血管拡張や発汗といった司令を送す。熱中症の症状としては最も軽く、横たわってります。その結果、皮膚では血管が拡張して血流安静にしていれば回復します。

が増えます。通常、皮膚の温度は 33℃程度です

2）熱けいれん：大量に汗をかいたときに水だけをから、外気温が33℃以下なら、皮膚の血流が活補給すると、血液中の塩分（ナトリウム）濃度が下発になれば外気への放熱が促され、心臓に戻る血がり、足や腕などの筋肉がけいれんを起こします。

液の温度が下がって体温が調節されます。

涼しいところでスポーツドリンクなどナトリウムを含ところが外気温が33℃以上になると、①の熱伝むものを補給すれば通常は回復します。

導による放熱は機能しなくなり、②の気化熱によ

3）熱疲労：大量の汗をかき、脱水症状を起こしてる放熱が主体となります。つまり汗をたくさんかく倦怠感や悪心嘔吐、頭痛などの症状を引き起こしことで気化熱によってより多くの熱量を体外に放散た状態。スポーツドリンクなどで水分を補給し、涼し、体温を一定に維持するわけです。

しいところで安静にしていれば通常は回復します。

この2 つの体温調節反応は、年齢によって差が4）熱射病：体温が上昇し、脳の機能に異常をきたあります。小児の場合、皮膚血流は非常に多いのして意識障害などが生じた状態。熱中症の症状とですが、汗腺が未発達なため発汗能力があまり高しては最も重篤で、すぐに救急車を呼ぶ必要があくありません。そのため気温が33℃以上になると放ります。

熱が追いつかずに熱中症に陥りやすくなるのです。
思春期の若者は、これとは異なった機序で熱中症を起こすことがあります。通常は、体温の上放出されます。アルブミンは分子量が5 万～ 6 万の昇によって皮膚血管が拡張し下半身に血液が溜大きな分子なので、毛細血管から外に出ていくこ

まっても、脚の筋肉が伸縮することでポンプ機能とはありません。その結果、血管の内外に浸透圧がはたらき、血液が心臓に戻るのですが、思春期勾配が生じ、血管外から血管内に水分を引き込

は身長の伸びに筋肉の発達が伴わないため、下み、血漿量、つまり血液量が増えることが予測で半身に溜まった血液が十分に戻らず、熱失神を起きました。

こしやすくなります。

また別の先行研究によると、筋肉トレーニング

高齢者の場合は、老化によって皮膚血管の拡張による運動負荷直後には筋肉でのたんぱく質合成能も発汗能も20 歳代の3 分の1程度まで下がって能が亢進し、その際、糖質・たんぱく質補助食品しまうことが熱中症の主な原因です。また、体内を摂取すると筋肥大を促進するという報告もありまの温度センサーの感度も低下しているため、暑さした。そこで、ややきつい運動を行ったときに糖を感知しにくくなっていることも熱中症の要因にな質・たんぱく質補助食品として乳製品を摂取すれります。

ば、肝臓でのアルブミン合成もさらに亢進し、その結果、血液量が増加して体温調節反応が改善する

血液量を増やすことが熱中症の予防につながる●熱中症の予防に、なぜ、運動＋乳製品の摂取が勧められるのでしょうか。
一言で答えれば、血液量を増やすことがその理由です。のではないかと考え、次に述べる実証試験を行ったのです。
■若年者を対象とした実証試験
若年男性（平均年齢 23 歳）を対象に、ややきつい（最高酸素摂取量 65％）運動を1日30 分間、5日間繰り返し、運動後に糖質 70gと乳たんぱく質

心臓は、末梢から戻ってきた血液を再び送り出20gを含む乳製品を摂取してもらい、トレーニングすポンプ機能を担っています。4 足歩行の動物の後の血漿量、血漿アルブミン量、トレーニング前場合、血液の 70％が心臓より上に位置するため、後の体 温調節反応の変化を対照群（プラセボ摂

重力にしたがって自然に血液が心臓に戻ってきま取）と比較しました。その結果、トレーニング後のす。ところが直立歩行のヒトでは、血液の 70％が血漿量、血漿アルブミン量とも、対照群に比べて心臓より下にあるため、血液が戻りにくいのです。

2 倍ほど増加しました（図1）。

したがって、暑さのために皮膚血管が拡張したり、トレーニング前後の食道温に対する発汗速度、発汗による脱水で血液量が減少したりすると、心皮膚血管拡張度を見ると、両群でトレーニング後臓に戻る血液量が少なくなって血圧が低下したり、は前に比べて反応が亢進していますが、乳製品摂場合によっては失神を起こすのです。

取群のほうがその程度が大きいことがわかります

では、血液量を増やすためにどうすればよいの（図 2）。食道温に対する発汗速度、皮膚血管拡張でしょうか。私たちの研究でまず取り組んだのは度の反応の程度を調べると、対照群に比べて3 倍スポーツドリンクの摂取でした。確かにスポーツドほど向上していることがわかりました（図 3）。

リンクは、スポーツ時の発汗による水分減少を補うのに効果がありましたが、脱水の予防にはあまり有効ではありませんでした。前もってスポーツド

3300

リンクをたくさん飲んでも、尿として排泄されてし3200まうからです。

3100

血液量を増やすために次に着目したのは、ややきつい運動です。私たちの研究以前に、本人の最大 体 力の 60％以 上の 運 動を20 ～ 30 分 行うと、肝臓でのアルブミン合成能が亢進するという研究報告がありました。アルブミンというたんぱく質が肝臓で合成されると、すぐに肝静脈から血液中に血漿アルブミン量 （g）

血漿量 （ml）
乳製品
摂取群

*
*

*

3.7%↑

対照群

3000

乳製品
摂取群

1407.6%↑*

9.6%↑*3.8%↑

130

対照群＊ｐ＜0.005＊ｐ＜0.005
1202900

前

図1

後

*

前

後

若年者における運動前後の血漿量と血漿アルブミン量の変化

Okazaki et al. J Appl Physiol107: 725-733, 2009.

対照群

前
後

前
後

20units

皮膚血管拡張度

25

*

50

2.2

4515

*

2.0

104051.8

発汗速度mg/cm2/min

0351.50

前

図437.0

38.0

36.0

37.0

38.0

若年者における運動前後の皮膚血管拡張度と発汗速度の変化

70

発汗速度/ 食道温

前

後

前

後

乳製品摂取群

対照群 乳製品摂取群＊ｐ＜0.005＊ｐ＜0.005

乳製品摂取群

対照群

8

前

前

後

後

403.0

＊ｐ＜0.005＊ｐ＜0.005

18↑
6↑

*

30

対照群

20

*

乳製品
摂取群

2.5

*

0.7↑
0.2↑

*

*

2.0

発汗速度
mg/cm/min*

mg/cm2/min /˚C

1.2

乳製品
摂取群

400.8
0.4

対照群
0.01.5

前図30

高齢者における運動前後の血漿量と血漿アルブミン量の変化

12

皮膚血管拡張度
units

皮膚血管拡張度/ 食道温

50

後Okazaki et al. J Appl Physiol107: 725-733, 2009.

Okazaki et al. J Appl Physiol107: 725-733, 2009.

60

前0.5

食道温 ˚C

図2

後

対照群

1.0

036.0

units /˚C

血漿アルブミン量 （g/kg）

血漿量 （ml/kg）

乳製品摂取群

後

36.4

前

後

食道温に対する皮膚血管拡張度と発汗速度の感度の変化

Okazaki et al. J Appl Physiol107: 725-733, 2009

■高齢者を対象とした実証試験

36.8

37.2

37.6

38.0

36.4

36.8

37.2

37.6

38.0

食道温 ˚C

図5

高齢者における運動前後の皮膚血管拡張度と発汗速度の変化

Okazaki et al. J Appl Physiol107: 725-733, 2009

すが、この研究では、乳製品摂取群、対照群とも高齢者に対しても同様の試験を行いました。高に安静時、運動時の血圧が大きく低下しました。

齢男性（平均年齢 69 歳）を、糖質 15g・乳たんぱ

その理由として、運動トレーニングによって血管壁く質 10gを含む補助食品（乳製品）を摂取する群が柔らかくなるなど血圧調節機能の改善が、血漿と、ブドウ糖 25g（プラセボ）を摂取する対照群に量の増加による影響を緩和したと考えられます。

分け、最高酸素摂取量 60 ～ 75％の強度の自転車運動を1日60 分、週 3日の頻度で 8 週間行ってもらい、運動直後に乳製品またはプラセボを摂取してもらいました。

アミノ酸の筋肉中への取り込みが活発になることで、血液量が増加量に大きな増加が見られませんでしたが、乳製品●運動後の乳製品摂取によって、どのようなメカニズムで血漿量が増加するのでしょうか。

摂取群ではともに増加しました（図4）。また、対照肝臓でのメカニズムは実験手技の制限があり、群ではトレーニング前後で発汗、皮膚血管拡張能

まだよくわかっていませんが、筋肉では、ややきに顕著な差が認められませんでしたが、乳製品摂つい運動を行うことでグリコーゲンが消費される取群ではそれぞれ 20％、40％改善しました（図 5）。と、それが刺激となってGLUT4というブドウ糖の通常、血漿量が増加すると血圧も上昇しがちで輸送体が筋細胞表面に発現し、血液中から筋肉にすると、対照群では、血漿アルブミン量、血漿ブドウ糖を取り込むことがわかっています。面白いす。炎症反応が脂肪細胞に起こると糖尿病、血管ことに、この際、同時にアミノ酸の輸送体も活性内皮に起これば動脈硬化や高血圧、脳細胞に起化され、多くのアミノ酸を筋肉中に取り込みます。

これば認知症やうつ病、がんの抑制遺伝子に炎

そして、筋肉に取り込まれたアミノ酸は筋線維の症反応が及べば発がんの要因になるのです。

合成に使われ、筋肉がより太くなります。肝臓でつまり、サルコペニアによって筋細胞のミトコンも同様のメカニズムがはたらき、運動によってよりドリアに機能劣化が起こると、筋肉自体から活性多くのアミノ酸が肝臓に取り込まれてアルブミンの酸素が産生されますが、そのほか、筋力が低下す合成が活発になると考えられます。

ると、身体を動かすのが億劫になって筋肉以外のしたがって、そのタイミングで乳製品を摂取する臓器の代謝も低下し、活性酸素が産生されます。と、乳糖を構成するブドウ糖がインスリンの分泌をその結果、全身に慢性炎症が及び、生活習慣病刺激し、それが運動によって活性化したGLUT4やを引き起こすと考えられるのです。

アミノ酸輸送体をさらに活性化するため、ブドウしたがってミトコンドリアの機能劣化を防ぐには糖やアミノ酸が筋肉や肝臓にいっそう取り込まれサルコペニアの予防が重要であり、そのためには、やすくなります。牛乳やヨーグルトならコップ 1 ～ 2

前述のとおりややきつめの運動＋乳製品の摂取が杯を摂取すると効果的ですが、やや糖分が足りな有効なのです。また、最近私達が行った研究でいので、一緒にジャムやはちみつなどを摂取するとは、運動＋乳製品の摂取によって、炎症を促進すよいでしょう。

るNFκB1、NFκB2という遺伝子のメチル化（不もう少し長期的なスパンで見ると、運動＋乳製活性化）を促すこともわかりました。

品の摂取は筋細胞の肥大にも有効です。運動＋

このように、運動＋乳製品の摂取によって筋肉乳製品の摂取により筋肉のポンプ機能が向上し、を強化することは中高年者では生活習慣病全般を多くの血液が心臓に戻ることで熱失神が起こりにく抑制することにつながり、その延長線上に熱中症くなるのです。また、筋肉が太くなるとそこに蓄え予防があると位置づけられます。

られる水分も多くなります。その結果、発汗によって体内の水分量が減少したときに血液量の過度な減少が抑制され、熱中症の予防につながると考えられます。

運動＋乳製品の摂取が生活習慣病予防と関係する理由とは●先生の研究では、運動＋乳製品の摂取は生活習慣病予防にも効果があるとのことです
が、これはなぜなのでしょうか。

インターバル速歩と乳製品の摂取で熱中症と生活習慣病の予防を●最後に、読者にメッセージをお願いします。
中高年の方はサルコペニアに伴って血液量が低下するとともに、体温調節能も低下していきます。
これを食い止めようとするには運動が不可欠です
が、その効果を増大させるのが運動後の乳製品の摂取です。
夏場なら、朝や夕方の比較的涼しい時間帯に加齢に伴い筋力が低下してきますが、これは加20 ～ 30 分程度のややきつめの運動を行うのがよ

齢性筋減少症またはサルコペニアと呼ばれ、最近いでしょう。ややきつめの運動として、速歩きとでは高血圧や糖尿病、高脂血症、肥満といったゆっくり歩きを交互に 3 分間ずつ行う「インターバ生活習慣病や、認知症、がんなどと深く関係してル速歩」がお勧めです。筋肉中のグリコーゲンをあいることがわかってきました。

る程度消費するためには速歩が適していますが、そのメカニズムとして、加齢に伴うミトコンドリアの機能劣化が考えられています。ミトコンドリアは長く歩くと疲れてしまいます。ゆっくり歩きを挟むことで無理なく長時間歩けるのです。

細胞内にある器官で、ブドウ糖や脂肪酸を燃焼しこのインターバル速歩を1日30 分、週に4 回程てエネルギーをつくりだします。このミトコンドリア

度行い、運動後に牛乳やヨーグルトなど乳製品をの機能が劣化すると、不完全燃焼を起こして活性コップ 1 ～ 2 杯摂取すれば、熱中症予防になると酸素が生じるようになります。活性酸素は細胞や同時に生活習慣病の改善にもつながりますので、組織を傷つけ、それによって炎症反応が起こりまぜひ実行していただきたいと思います。