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なぜ自宅で熱中症に? 脱水の影響は数日単位で蓄積されることが判明 名古屋工大・同市消防局・横浜国立大学の共同研究 

高齢者は自宅で熱中症になることが多い。なぜ、直射日光がささず、水道や冷蔵庫の場所もわかりきっている住み慣れた自宅で熱中症になるのだろうか? その原因の一端が、名古屋市消防局と名古屋工業大学、横浜国立大学の研究グループによる研究から明らかになり、名古屋工業大学のサイトにニュースリリースが掲載された。

なぜ自宅で熱中症に? 脱水の影響は数日単位で蓄積されることが判明 名古屋工大・同市消防局・横浜国立大学の共同研究 

脱水に伴う熱中症は、その日の水分摂取不足だけでなく、数日間の影響の蓄積によって生じることなどがわかった。また高齢の熱中症搬送者の3割以上は、体温調節機能が著しく低下している可能性があるという。

概 要

名古屋市消防局と名古屋工業大学の研究グループは、2020年から熱中症搬送者のデータの分析に関する共同研究を開始。その一環として市消防局が取得した熱中症と考えられる搬送者のビックデータと、同大学が開発した人体温熱シミュレーション技術を融合し、高齢者が熱中症を発症するメカニズムについて、横浜国立大学の協力を得て分析した。

市消防局が取得した2019~2020年、2年分の救急搬送者のビックデータ(腋下で測定した体温、発生場所、時刻)に基づき、大規模数値シミュレーション解析により患者個々の体温上昇を比較するという手法によって、熱中症を発症する高齢者の少なくとも3割以上は、著しい体温調節機能の低下、あるいは重度の脱水が生じることを科学的に裏付けた。

また、脱水症状を伴う熱中症は、1日に想定される発汗量から、数日間の脱水の蓄積によって生じることが示唆された。

研究の背景

熱中症による救急搬送人員数は、年々増加傾向。今後の人口減少社会においても、温暖化と高齢化が相まって、熱中症救急出動件数や患者数はさらに増加することが予測されている。2020年から環境省による熱中症リスクアラートをはじめ、さまざまな啓発活動がなされているものの、搬送者の十分な減少には至っていない。一般生活者の熱中症に関する理解を深め、そのリスクを低減する方法を模索する必要があると考えられる。

名古屋工大の研究グループでは、50を超える組織構成を考慮した詳細な人体モデルを対象とした大規模シミュレーションによる、発汗量、体温上昇の推定技術を開発してきた。体形および温熱生理現象を考慮し、現実的な環境での体温および発汗を再現し、高齢者の加齢に伴う発汗量の減少によるリスクの増加や、幼児の体形の相違によるリスクなどを分析してきている。また、解析技術を応用してWebベースの普及啓発ツール「熱中症セルフチェック」(日本気象協会推進「熱中症ゼロへ」プロジェクト)の開発、各人のリスクモニタリング手法の開発(NTT hitoe)などに協力してきた。

さらに2020年7月からは名古屋市消防局と共同研究を開始、ビッグデータと計算科学の融合により、気象情報および人口動態を考慮した、行政区ごとのより細やかな熱中症搬送者数予測技術の開発、救命救急体制の改善、普及啓発を見据えた取り組みに応用してきている。

従来の研究では、熱中症搬送者数や症状のみが注目されてきた。しかし、搬送者の55%を占める高齢者が自宅で熱中症に至ってしまう。そのように高齢者が自宅で熱中症を来す過程については、不明な部分が多く存在していた。この点を科学的に明かにすることができれば、具体的な対策につながると期待される。

研究内容

研究グループは、市消防局から提供されたビックデータを分析。2019~2020年の名古屋市における熱中症搬送者数は2,513人で、その中から2019年5月1日~9月30日、2020年5月1日~8月31日の65歳以上の熱中症搬送者を解析対象として抽出した。解析対象は1,299人で、そのうちの55.5%が自宅で熱中症を発症したことが確認できた。

その搬送者を対象とし、体温(腋下での測定)、発生場所、搬送日時、および搬送日の朝から搬送時刻までの気象データを基に、深部体温、発汗量を大規模数値シミュレーションにより再現し、実際の搬送時の状態と比較した。なお、救急搬送時の体温が37℃以下であった搬送者(1,299人中437人)は、応急処置(冷却剤や氷などによる冷却)による影響が大きいとされるため、解析対象から除外した。

日本の典型的な家屋では、住宅建材の種類にもよるものの一般的に、エアコン等をほとんど使用しない場合は4~19時までは外気温よりも室温が数度低くなる。その後の時間帯は外気温よりも室温のほうがわずかに高くなる。そこで、変動がより大きい外気温を入力パラメータとして用いた。

健常な65歳および75歳の成人を対象に、2020年8月の深部体温および体表面温度を解析した結果を図1に示す。この一般的な高齢者の体温調整機能を再現した場合では、真夏の屋内では深部体温は、38℃以下であった。それに対し、実際の搬送患者では、搬送時の体温が38℃以上の患者が42%を占めていた。

図1

(a)2020年8月の体温変化、(b)8月15日14時の体表面温度

(a)2020年8月の体温変化、(b)8月15日14時の体表面温度
(出典:名古屋工業大学)

次に、熱中症を発症した65歳以上の各搬送者の状況を計算機で再現し、標準的な高齢者の発汗とした場合、および、全く発汗していないと仮定した場合の深部体温を推定した。搬送時に測定された体温と、計算による深部体温の比較を図2に示す。

標準的な発汗を模擬した場合(図2左)よりも、発汗がないと仮定した場合(図2右)のほうが、実際の搬送時の体温とよく一致していた。これらにより、暑さの知覚を含む体温調節機能が著しく低下している可能性が示唆された。

図2

搬送時に測定した体温と計算による深部体温の比較。左は標準的な高齢者の発汗を模擬、右は発汗を全くしていないと仮定した場合

搬送時に測定した体温と計算による深部体温の比較。左は標準的な高齢者の発汗を模擬、右は発汗を全くしていないと仮定した場合
(出典:名古屋工業大学)

健常な体温調整機能であると仮定した場合、搬送者の状況から推定される搬送当日の汗の量は最大でも500g(不感蒸散を除く)程度であり、体重の1%未満であると考えられた。さらに、飲料のみからではなく食品からも一定の水分を摂取していることを考慮すると、脱水症状は、その当日の水分摂取量のみが影響して生じるのではなく、数日間の水分摂取不足の蓄積によって引き起こされることが示唆された。

社会的な意義

本研究によって、これまで科学的知見が不足していた日本の住宅環境における高齢者の熱中症発症メカニズムの一部が明らかになった。本研究では、体感以上に暑さを感じる機能が低下している高齢者が多いこと、喉が渇いていなくても数日間にわたって少しずつ脱水症状になっていることを科学的に裏付けた。

これらの結果から、「暑い」と感じていなくても、また、喉が渇いていなくても、積極的な暑さ対策とこまめな水分補給が必要であり、さらには高齢者本人が自覚していない可能性があるため、周りからの声かけが重要であることが示された。研究グループでは、「得られた知見を熱中症リスク低減に向けた啓発活動に活かしていく予定」と述べている。

関連情報

高齢者はなぜ自宅から熱中症で搬送されるのか?~計算科学と熱中症搬送者統計データの融合による科学的な裏付けに向けて~(名古屋工業大学)

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