−イラン・デマバンド山(5671m)登山における検討−

パルスオキシメータ機器の小型軽量化に伴い、高所登山における動脈血酸素飽和度（SpO2）を検討した研究はすでに少なくないものとなった1-5)。しかし、その多くは鍛練された登山家の長期の山行に関するものである。 　他方、一般登山愛好家の参加する海外登頂ツアーが増加し、従来邦人が経験することが稀であった5000m以上の高度を体験する者も珍しくなくなった。しかし、浅野らは運動時の循環系の負担は4000m以上で急激に増加することを観察しており6)、4000m前後が生理的にクリティカルな高度である可能性もある。また、登頂ツアーでは通常数日の短期で登頂されるが、急性高山病は高所到着後6〜12時間から3〜4日の間に発症することが多く7-9)、初期順応の破綻と考えられており、短期登山は高所順応に伴う問題を有するものと考えられる。 　さらに、海外登頂ツアーの隊員は公募であるために個別の体力が主催者側に必ずしも把握されていないことも考慮すると、体調を事前に察知予測し、早目に体調の悪化を防ぐことが重要と考えられる。運動鍛練者では低圧低酸素環境への抵抗性、すなわち高所耐性が高いことを示唆する報告もあるが10)、一般に平地における体力と高所耐性は関係がないと考えられており9)、高所における体調は登山による体力の消耗に加え、高所耐性の個人差が関与し、予測は必ずしも容易ではない。したがって、SpO2の測定は必須と考えられるが、パルスオキシメータを携行する旅行社は一部にしか過ぎず、一般登山愛好家の高所におけるSpO2についての学問的検討はほとんど加えられていない。 　デマバンド山(5671m）はカスピ海の南に位置するイランの最高峰である。旅程は平均高度1200mのテヘランへ一泊後、１日目にバスで2150mの山麓のロッジへ移動し、２日目に4150mの山小屋へ登り、３日目に6ー7時間かけて頂上へ登頂後、山小屋へ戻り、４日目に下山するという日程が取られる。通常の登山日程は山中２泊であり、一日当たりの高度差は約1500mと大きい。今回、一般登山愛好家を対象としたデマバンド山登山に参加し、SpO2と脈拍を測定する機会を得、体調の予測に有効なパラメータについて検討を加えたので報告する。

（対象と方法） 　測定対象はすべての邦人参加メンバーと添乗員であり、男性8名、女性4名、合計12名、年齢38.0±10.3歳（mean±SD、25歳〜60歳）であった。高所経験としては、添乗員である30歳男性が年に数回、キリマンジャロ登山を行っていた。添乗員を除く男性4名、女性3名計7名がキリマンジャロ登山の経験を有し、全員が最高5895mの山頂の高度を経験しており、比較的ベテランが多かった。 　SpO2の測定にはPULSOX-5（ミノルタ社製）を用い、SpO2と脈拍を測定した。携行した器械は１台であり、すべての測定を本機を用いて行った。帰国後、メモリカードを多機能リーダーBA232-NT（フジソク社製）を用いて読み取り、パーソナルコンピュータPC-9801ES（日本電気三栄社製）を用いて処理した。 　測定は�@山麓のロッジ、�A山小屋到着時、�B就寝前、�C頂上、�D山小屋帰着時、�E就寝時、�F起床時の７時点とした（Table １）。測定は頂上を除き10分の安静後に行うようにし、また�Aと�Fの２時点で意識的に過換気を行わせ、過換気によるSpO2の上昇を観察した。 　さらに、登頂した３日目の体調、いわゆる「バテ度」と、嘔吐・頭痛などの高山病の症状から、良い順に４、３、２、１の４段階にスコア化し、筆者と添乗員で評価した。そして、�A時点の、SpO2、脈拍、SpO2／脈拍値、過換気によって到達するSpO2の最高値と、最高値に達するまでの時間、および年齢から、登頂日の体調の予測が前日に可能であるか否かについて検討した。 　統計的検討はStudent-t testと相関性の検定を用い、p<0.05を有意差ありとした。

（結果） 　図１に�Dの山小屋帰着１時間30分後の60歳女性の測定例を示した（Fig. 1）。SpO2は46%まで低下していたが、過換気により84%まで上昇した。脈拍はその間80bpm前後と、変化は少なかった。 　図２にメンバーの個別の測定結果を示した（Fig. 2）。�@の山麓では全員がSpO2 90%以上、脈拍 100bpm以下であった。�A以後は全員でSpO2が低下し脈拍が増加した。頂上には全員が登頂したが、体調スコア２のＢ、Ｉ、Ｊの３名が測定不能であり、また、Ａ、Ｄ、Ｅ、Ｇ、Ｌの５名で過換気状態のまま記録した。�Aと�Fにおいて意識的な過換気を行わせた結果、SpO2はＥを除き90%以上の値に上昇した。 　Fig.3に統計処理したSpO2と脈拍の変化、Table 1 にSpO2、脈拍、SpO2／脈拍値の変化を示した（Table 1, Fig. 3）。�@のSpO2 と脈拍 は、それ以後の4150m以上のすべての時点に対し有意差を示した。�Aと�Fにおける意識的な過換気の結果、�AのSpO2は94.2±4.7 %に、�Fでは92.4±5.7%に上昇し、過換気前の値に対し有意差を示した(p<0.01)。SpO2／脈拍値は�@でもっとも高く、�Cと�Eで低かった。 　体調スコアは、著者と添乗員の間で一致した。その結果、4名が良好｡の４、2名がやや良好｡の３、4名がやや不良｡の２、2名が不良｡の１に分類された。 　登頂日の体調の予測可能性について検討する目的で、体調スコアに対する各値の相関性を検討した。その結果、�AのSpO2は体調スコアとr=0.72の相関を示したが、さらにSpO2を脈拍で除した値（以下SpO2／脈拍値）は体調スコアとr=0.82の高い相関を示した（Fig. 4）。また、SpO2／脈拍値が95%以上の４名全員がスコア４以上、80%以下の５名全員がスコア２以下であった。さらに、�@のSpO2 ／脈拍値 は、それ以後の4150m以上のすべての時点に対し有意差を示した（p<0.01）。 　他方、体調スコアに対し、脈拍、過換気によって到達したSpO2の最高値、最高値に達するまでの時間は体調スコアに対し相関性を示さなかった。また、年齢は体調スコア、�A〜�DのSpO2、脈拍、SpO2／脈拍値に対し相関しなかったが、�EのSpO2とSpO2／脈拍値、および�FのSpO2に対しr=-0.59〜-0.61の負の相関を示した。 　さらに、Fig.2よりSpO2と脈拍を表す線の上下関係を検討すると（Fig.2）、Ｅでは�@時点から脈拍の値がSpO2よりも高く、交差しなかったが、Ａ・Ｂ・Ｇ・Ｉ・Ｊ・Ｋ・Ｌの7名では、�@と�Aの間で、SpO2が低下し脈拍が増加することにより両線が交差した。他方、体調スコア４の４名では交差はわずかか、みられなかった。

（考察） 　高所においては低酸素症が生じるが、その機序として肺胞内酸素分圧の低下、肺動脈圧の上昇による肺胞間隙の水分貯溜による酸素の拡散障害などが推測されている8,9,11)。動・静脈圧差については酸素解離曲線より、5671mのデマバンド山頂上では15mmHg程度に低く、組織への酸素供給量は海抜0mの1/3以下になっていたと考えられる。 　低酸素症に対する高所順化の機序としては、換気量の増加、心拍出量の増加、2-3DPGの増加、酸素解離曲線の右方移動、赤血球数の増加、諸臓器のミオグロビン・ミトコンドリアの増加などが上げられている7-9,11-13)。高所到着当初は換気量と心拍数の増加による順応が主であるが、漸次ほかの機序も機能するようになると考えられている。 　赤血球2-3DPGについてはYoshinoらは低酸素曝露後５時間で増加したことを示し14)、比較的初期から生じる反応と考えられている12)。2,3-DPGの増加は、過換気による呼吸性アルカロージスの結果左方移動していた酸素解離曲線を右方移動させるが、右方移動の功罪については論議が別れている2,4)。赤血球数12)、ミオグロビン・ミトコンドリアの増加13)には高所曝露後数日以上の日数を要するので、今回の生理的反応には、十分に寄与していないと考えられる。したがって、今回の我々の山行の高所順化の機転は主として呼吸循環系の代償性反応に頼らざるを得ないが、いまだ充分に向上したとはいえない間に行われることになる。 　呼吸系の反応としては、高所曝露により末梢化学受容器が反応し、ドライブの増強によって一回換気量が増大し、換気の亢進がおこるとされている9,11,15,16)。努力性呼吸がSpO2を上昇させることはすでにHayashiらが報告している17)が、過換気は高山病の予防に効果的であることは経験的にも知られており10)、高所経験者が高所耐性を示すようになる理由の一つに呼吸法を修得することが推測されている18)。また、今回、意識的な過換気によるSpO2の上昇をオンライン、リアルタイムで被験者に見せることは教育的効果を有すると考えられた。 　増田らは3700mのラサにおいて低酸素換気応答とＣＯ2換気応答は二相性に変化し、高所到着後数日間は減少し、その後増加することを報告している19)。しかし、今回の参考では登山によって高所へ到達しており、飛行機でラサに到着した場合とは反応が異なる可能性も考えられる。 　本研究の結果で得られた4150mにおけるSpO2の平均値は71.1〜84.2%、脈拍は89.3〜99.8bpmであった。同高度に換算した場合のフィールドと低圧タンク内において登山家で測定された値よりSpO2は低く2-4,16,20)、脈拍は多い2-4,15,20-22)。測定時や安静時間などの測定条件の相違が関与している可能性を別にすると、高所曝露経験の不足と高度順応が十分でないことを示していると考えられる。また低圧タンクにおける研究よりも低値を示しているが、その理由の一つに、登山による疲労が反映されている可能性が考えられる。本研究では登頂後の�D時点のSpO2は同一高度で測定された�Aと�FのSpO2よりも低かった。このことは、登頂による疲労がSpO2に反映されることを示すと考えられ、低圧タンクにおける実験では得にくい結果と考えられる。また、頂上で測定不能であった３名はいづれもスコア２のものであった。末梢循環不全を反映していると思われる1)が、体調不良と末梢循環不全状態との関連性について、今後の検討を待ちたい。 　SpO2の低下とその改善が高所順応や高所耐性の指標となる可能性については、フィールド2ｰ4,20)と低圧シュミレータを用いた研究6,10,18)において示されている。増田らは化学感受性の低い時期にはSpO2は低下することを示し、SpO2の低下と高山病の発症との関連を示唆し19)、YoshinoらはSpO2の上昇は2,3DPGの増加に相関していたと報告している14)。 　他方、貫田は登頂ツアー隊員においてSpO2を測定し、3800mでSpO275%以上なら登山続行、60%以下なら即下山としたが、単純な線引は困難であったと述べている5)。また、中島らはSpO2は高所順化を解明する鍵であるが、検証が充分でないとし4)、HayashiらはSpO2は高所順化の過程を示さなかったと報告している17)。 　本研究ではSpO2は意識的な過換気によって容易に上昇したが、このことは、測定に慣れていない被験者が無意識的に過換気をしSpO2が高値を示してしまう場合があることを示唆する。また、高所では酸素解離曲線の勾配は急峻であり、SpO2は変動しやすい1,12)。これらの事実がSpO2が必ずしも高所順応の過程を表現しない一因と思われる。 　他方、循環系の反応としては、高所では脈拍が増加することが知られており、報告も多い。フィールドにおいては、安静時脈拍は2000〜3660mで増加し始めることが観察されている20-22)。篠原らは脈拍増加率の高い場合に高山病の症状の発現頻度が高かったと報告しており22)、脈拍は高所順応にともなって減少すると考えられている20,22)。 　低圧シュミレｰタにおいて、安静時心拍は2000〜4000m以上で増加し6,15,23)、増加のパターンは個人に比較的固有であり再現性も高いと24)報告されている。安静時心拍出量は6000m23,24)で増加することが示されているが、心拍出量の増加は高所順応に伴って心拍数依存型から一回拍出量依存型に移行しすることが観察されている25)。 　しかし、安静時心拍数は6000mまで高度に比例して増加し15,25)、7000mでは一段と増加するとする報告15)と、4000m〜5000mで増加するが6000mでは増加しないとする報告がある6)。さらに、森らは4500mまでは脈拍が増加せず、6000mで突然徐脈などの急性減圧症の症状を呈した１例を経験している23)。本研究でも体調スコア１のＬで脈拍の増加が少なかったことは高所耐性の低さを示していた可能性がある。個別的な特徴か、年齢の高い者に多い反応であるか不明であり、今後の資料の集積が待たれる。 　また、登山家では安静時心拍数が上昇しないのに対し、非鍛練者では上昇が著明であったことが報告されている26)。したがって、一般登山愛好家では登山家に比較して脈拍の増加をきたしやすい可能性も考えられる。 　脈拍の増加は低酸素血症の結果惹起されると考えられるが、西村らは低酸素が化学受容器を刺激し、呼吸中枢を賦活させるとともに、循環系に作用し交感神経系を刺激すると推測している27)。両者は低酸素に対する生体の軌を一にした反応と考えられ、浅野らも指摘しているように6)、両値を参考にする必要があると思われる。 　以上の考察から、SpO2と脈拍はそれぞれ充分でない面もあるが、一般にSpO2が低く、安静時脈拍が高いほど高所順応や高所耐性は悪いと考えられる。したがって、SpO2を脈拍で除して得られるSpO2／脈拍値が低いほどこれらが悪いことを示すと推測される。本研究の結果、体調スコアはSpO2と脈拍値を個別に検討した場合よりも、SpO2／脈拍値によく相関し、体調の予測に有効であると考えられた。今後、長期登山遠征や低圧シュミレータを用いた研究によって、SpO2／脈拍値の高所順応や高所耐性の指標としての有効性が検証されることを期待したい。 　さらに、SpO2と脈拍を表す線は「高所クロス」とも呼ぶべき交差現象を示した。「高所クロス」とはSpO2が低下し、脈拍が増加することによってSpO2／脈拍値が１になる時点である。「高所クロス」を起こす高度が低いほど、高所順応や高所耐性が悪いと推測され、本現象も一つの目安になると思われる。 　さらに、本研究では年齢は山小屋帰着後のSpO2、SpO2／脈拍値と負の相関を示した。年齢が高い隊員で登頂後の疲労が大きかったが、これらの値に反映されているものと推測される。近年、本邦では中高年者の登山人口が増加しており、注意すべき問題と考えられる。

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<<本書は学術雑誌「登山医学」「臨床モニター」に発表したものの複製版である>> 1993年刊行