１） 熱中症のメカニズム

今年の夏も多くの方が熱中症に陥り、命を失った方も多くいます。皆さん方は、熱中症は体内の水分量が不足し脱水状態に陥ったと理解されていると思いますが、予防の為には熱中症のメカニズムをより深く知ることが大切です。

図１運動することにより筋肉は熱を産生します。体温上昇は細胞機能を低下、廃絶させる為、生体防衛反応として体温調節をする必要があります。図①のように我々人間は体温上昇を防ぐ方法として輻射熱や蒸散熱を有効利用するしかありません。残念ながら日本のように高温多湿の状況では何れも効率が悪く大量の汗をかいて懸命に体温低下に努めます。





図２したがって図②のように体内から大量の水分を失う事になります。ここで注目すべきは細胞内の脱水こそ最重要問題である事を認識して下さい。

私達人間は成人でも約2/3が水分と言われており皮膚や筋肉、関節その他主要臓器も水分量は一定に保たれることにより始めて機能を発揮する事になります。気温が低ければ輻射熱は効率よく、また湿度が低ければ蒸散熱は効率よく体温を低下します。高温・多湿状態が熱中症を起こしやすい状況であることが理解できると思います。発汗が多ければ大量の水分を体内から失うことになり、細胞や組織間隙の浸透圧は高くなります。このため循環血液から水分を引き込み脱水状態を解消しようとします。


図３もし適切な水分補給が成されなければ、循環血液量減少に伴うショック状態を呈するようになり、これに既存の細胞内脱水が細胞の機能障害を進行させ代謝性アシドーシスとなり、より複雑な病態を呈するようになります。図③


　　一般に体重の2～7％の水分が失われると脱水症状が出現すると言われています。脱水を放置すれば体温は上昇しますが、深部体温も上昇し40℃以上になる事は稀ではありません。体温を下げるために体表に近い血管は拡張し皮膚への血流量が増加します。すると筋肉への血流量は減少し運動パフォーマンスの低下を引き起こします。そもそも筋肉運動により骨格筋が大量の熱を産生し、体温上昇を引き起こしているため、その防御機構として発汗量を増加すると、ますます脱水を助長します。さらに高体温下ではグリコーゲンを分解して持久性を保とうとするため、グリコーゲンも消耗が激しくなります。筋肉の水分量は75％と言われ脱水状態では逆にグリコーゲンの利用率が低下し運動能力はさらに低下します。さらに脳の温度も40℃近くに上昇すると中枢神経系の機能も低下し筋肉への信号が弱まってますます筋力は低下します。また私たちの身体の多くの部分はコラーゲンで形成されていますが（筋肉・関節・骨・皮膚など）コラーゲンは非常に熱に弱く高体温下では機能が低下し、変性してしまいます。

２） 熱中症の予防

　　水分補給の重要性はまずスポーツドリンクの変遷を見るとわかりやすいと思います。スポーツドリンクの研究はアメリカンフットボールの選手が練習中に汗などで損失する約2.5リットルの水分喪失を補うことを怠ったために年間２０名の死亡者を出した１９６５年に始まります。ロバート・ケード博士の研究成果がスポーツドリンクの原点「ゲータレード」です。現在では一層研究が進みより優れたスポーツドリンクが発売されているはずなのですが・・・確かに運動中に水道水を摂取するとお腹がはって胃もたれし、場合によっては吐き気さえもよおします。それではスポーツドリンクに必要な条件にはどのようなものがあるのでしょうか？経口摂取した水分はまず胃に到達します。図４通常胃から十二指腸へ排出される水分量は１時間に１リットル程度と言われています。ところが暑い時期には個人差もありますが、１時間に1～2.5リットルの汗をかく場合もあります。特に試合の日には心身共に興奮状態にあり、試合前開始前に既に脱水状態にあることが多いので、まず試合開始までに500ｃｃから１リットル程度いつもより多めに水分摂取することが脱水に陥らないための第一歩です。図④


これをハイパー・ハイドレーションと呼び、最新の水分摂取法と言われています。喉に渇きを覚えてからでは水分摂取が追いつかなくなってしまうのです。たとえ喉が渇いていなくても試合前半から少量づつ水分摂取しておくことも大切なポイントです。1回の水分摂取量は600ｃｃが限度とされ通常10～15分おきに100～200ｃｃ程度ずつ頻回に摂取することが理想とされています。但しこれは競技時間が１時間以上に及ぶ場合になります。さてどのような水分を摂取すればよいのでしょう。胃から小腸への移送速度（Gastric　Emptying　Rate：GER）は低温の溶液で早く、溶液の浸透圧が高くなると遅くなることが明らかにされています。浸透圧を規定するのは糖質やNa等の電解質が関与します。水分補給に重きを置けばisotonic（等張性 ）或いはhypotonic（低張性）飲料と呼ばれる人間の体内の浸透圧に近いものが有利です。
糖質は5％以下のものが良いでしょうし（2.5％以下との論文も）、電解質は1時間あたりにNa・Clを10mEq～20mEq程度が望ましいとされています。人体と等張である生理食塩水が0.9％Naclですからそれよりも高い塩分濃度は控えるべきです。（塩分は食事で多めに摂れば良いとさえ言われています。）市販されているスポーツドリンクの多くは電解質に関してはミネラルウォ－ターも含めてまず問題がありませんので糖質に注目しましょう。（ラベルには100ml中糖質何ｇとかかれています）糖質補給に重きをおくと色々と複雑です。運動中は運動強度が高くなればなるほど筋肉の糖質消費速度が増大します。糖質が不足すればパフォーマンスは当然低下します。1時間以上継続する競技スポーツでは6～8％の糖質が含まれた物が良いとされた時代もありました。（日本のスポーツドリンクの原点である某飲料水は糖質6.7％、嘗ては7.2％だったかも）もちろんこれを原液で飲むことを今勧めているスポーツ指導者はいません。（必ず水か氷で薄めるように指示）確かに糖質濃度が高いほど糖吸収は優れていますが、逆に水分吸収は低下します。しかも運動中に糖質を補給しなければならない状況下では体内は低血糖状態にあります。高GIであるブドウ糖が多く含まれていればインスリンによるリバウンド効果がある事を、多くのスポーツ選手が理解していないのが実際です。現在試合中の糖質補給に関しては、デキストリン（糖が数個つながった状態）が優れているとの意見が主流を成してきていますので、肝腎要の水分補給の問題です。
ハイパー・ハイドレーション+頻回の少量摂取が基本だと先ほど述べましたが、せっかく試合前に水分を多めに摂取しても実際には汗として体温調節に役立つ前に尿となって大半が排出されてしまうのです。つまり試合前の興奮状態に起因する脱水状態の改善にしかならないのです。なんとか試合前に身体の中に水分を保っておく事ができないかが難問でした。

３）グリセリン・ローディング

経口摂取された水分は腸から吸収され血管内に取り込まれますが、大半は腎臓を通過する際に尿として排泄されてしまいます。（図⑤⑥⑦）
図５図６図７









脱水状態とは、細胞内の水分量が減少し、細胞がしなびてしまった状態です。したがって経口摂取した水分は、尿になる前に細胞内や細胞間に取り込んでおく工夫が必要になります。この方法のひとつとしてグリセリン・ローディングが考え出されました。図⑧
図８
アメリカやヨーロッパでは１９７０年代から研究が進み、今までに多くの実践者がいてその効果は確認されています。実践者の一人が英国のセバスチャン・コー選手です。彼は１９８０年代に800ｍ走で実に１２回の世界新記録を達成した歴史に残る名選手です。その父でありコーチでもあった父ピーター・コーが著書「中長距離ランナーの科学的トレーニング」の中で紹介したのがグリセリン・ローディング法であり、共著者のデビット・マーティンは米国陸上競技男子強化委員会のメンバーで長距離選手の育成に長年携っている生理学者です。グリセリン・ローディングをすると、身体の組織の中に水分を蓄え体液の電気化学的性質を長時間長持ちさせることができるので、脱水による事故を防げるのです。同書には「1991年の東京世界選手権、1992年、1996年のオリンピックなどでグリセリン・ローディングが適切な水分量を維持するために非常に効果があることがわかった」と記載されています。これは飲みすぎによる弊害であり濃度と量を守れば副作用は無い事が確認され、世界ドーピング禁止機構によると通常の食品摂取や経口薬剤に添加物として含まれる量を摂取してもドーピング検査で陽性になりことはなく、血漿増量作用を期待する量；体重1㎏あたり1～1.5gのグリセリンの摂取が目安とされています。図９安心して使えて効果があるにも関わらず、日本ではグリセリン・ローディングが行われた経緯がありませんでしたが、同書の日本語訳を監修した筑波大学の運動生理学者征矢英昭教授らのグループが研究を重ね、ついに理想的グリセリン・ローディングが望める飲料を完成させたのです。
ご存知の通りグリセリンは脂肪の一種です。図⑨
したがって消化管から吸収されたグリセリンは先ほども述べたとおり、リンパ管を通って集合し最終的には胸管に集まります。ここから頚部にある静脈角から静脈内に注ぎ込まれます。大腸から吸収された水分とここで合流しグリセリン+水（以下グリセリン水）として血管内に存在します。グリセリン水は脂溶性であり細胞膜の選択的透過性を利用して水溶性分子よりも容易に細胞内に入って脱水改善に貢献します。図11またグリセリン水は結果として血管内の浸透圧を少し高くすることになり、視床下部で感知されるため抗利尿ホルモンの分泌が増え尿として排出される水分量は減少します。図⑪

そしてグリセリン水が一度、細胞内に入ると浸透圧が高くなり血管内や組織間の水分を一層取り込む事ができ、溜めておくことさえも可能になります。普通の水は尿になってしまいますが、グリセリン水は細胞内に入り込める救世主になり得るのです。ただしグリセリン水はその濃度が問題で理想的なグリセリン飲料を作成するのに、非常に苦労したようです。細胞内み水分を取り込めることは非常に重大な意味があって、脱水の予防だけが目的であるわけではありません。筋肉、関節、骨、靭帯等運動する為の臓器に適当な水分量を保持する能力が備わる訳です。筋肉でさえ75％は水分と言われています。筋肉の水分量が減少した状態では十分なパフォーマンスを発揮できないどころか、肉離れ等故障の原因になってしまうであろう事は容易に推測できると思います。図13グリセリン・ローディングは次世代型水分補給法として今後脚光を浴びる事になりそうです。図⑬

実際一部のトップアスリートが既に実践していますが、評判はすこぶる良いと聞いていますし、私自身、酷暑中のゴルフで例年のように脱水に悩まされること無く、自己ベストを更新しアンダーパーをマークする事ができました。