筋作業，体液酸塩基平衡の変動と 血液有形成分の数の変化について
金沢大学医学部第一生理学教室（主任斎藤教授）
荻 野 修
Os㈱鎚Oglπ・
（昭和30年11月16日受附）
Alteration of Blood CeU Cりunt due to Mus3u｝ar Exercise as weU as Disturbance of Acid−base Balance．
Osarnu Ogino
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（Dか80伽・P研qブK・8α2老・）
1緒
体液の酸合金早衡が血液の有形成分の性状に 及ぼす影響に関しては，幾つかの研究が既に報 告されている．例えば，Detre（1927）1）は犬に 長期に亘り燐酸叉は塩酸を投与して，赤血球数 の増加するのを認めている．叉，Detre（1930）
2）は犬及び人体について，筋作業を行う際にNa HCO3を投与すれば赤血球数め増大を予防し得
る事実より，筋作業時の赤血球増多はS三iureery−
thτocytoseであるという．Ho仔（1934）3）は臨床 的にAcidosisの患者につき赤血球及び白血球 の増多，核左方推移を，Alk｝Llosisでは白血球の 核右方推移を謬めている・フ燭（1937）4）・r辮
（1942）5）は，家兎について体液酸塩基平衡の変 動と白血球平均核数の関係について研究し，酸 塩基雫衡発生機序によりその成績の異なること を報告している．その他，CO2吸入による呼吸 性Acidosisの場合についてはDallin9（1916）6），
言
Dufton（1917）7）， Miller（1940）8），黒田（1948）9）
等が家兎叉は犬について実験している．その結 果を綜合すれば，赤血球，網状赤血球及び白血 印＼
球の増加を認めている．
以上の諸研究は，多くは動物について個々の 血液有形成分の浩長を観測したものであり，叉 体液酸塩基論衡が如何ほど変動しているかにつ いて記載したものが少ない．
著者は入体について実験的に急性の代謝性 及び呼吸性のAcidosls及びAlkalosisを発現せ しめ，この際おこる血液有形成分の性歌の変化 を広汎に検討した．叉，筋作業時に血液有形成 分の性欺が変化することは周知の事であるが；
これが同時におこるAcidosisに如何ほど起因す るかについて明らかにする目的を以て本研究に 着手した．
II実 験 被検：者には敏室勤務の健康成年男子3人（29〜31歳）
が当った．
酸塩基李衡の変動を発現する方法として次の方法を 選んだ． 1
1）自転車Ergometerを用いた筋作業による代謝
方 法 性Acidosis
2）塩化アンモン及び重曹服用による実験的代謝性 Acidr，sis及びAlkalosis
3）CO2を5〜6％含有する室気呼吸による呼吸性 Acidosis及び随意性過呼吸による呼吸性Ah一
10sis
血液のpH測定は斎藤・本田の微量用ガラス電極法 により，手指末端より皮膚毛細血管血を探って室温に て測定し，これより体温における値を算出した10）・（血 液pHは各々代表的な1例を図示した。）
赤・白血球数は，Thoma−Zeissの血球計算器を用 い，稀釈液としてHayem， Thrk氏液を用いて算定し
た．
白血球像は，血液塗抹標本を作りGiemsa染色を行 って白血球200を算え百分率を決定した．中性嗜好白 血球の核推移の傾向を知るためには，杉山の二二核数 法11）を用いた．
血小板数は，Fonio氏法12）により，網引赤血球（以 下網球と略す）数：はSchiUin9−Jorgan州法13）になら って超生体染色により計算した．
〔1〕 筋作業実験
1）丁度短時間筋作業の場合
％
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黒200
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第 1 図
III実 験 成 績
1
対 筋作1蒋 後 分
（1053
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作業前45分間安静にし，筋作業は1053kgm／
1ninの負荷で8分〜10分闇行った．
血液pHは筋作業により急激に低下し，一〇．10 pHにも及ぶが，筋作業の終了と共に速かに恢
復した．
赤，白血球数の増加は，筋作業直後に著しく，
赤血球数は十11．0％（実験例の李均値を示し た。以下同様である．）白血球数は＋62．6％に及 び以後漸減した．
血小板，網球の増加は，筋作業後に著しく作 業後30分では，血小板数十39％，網語数86％に
達した．
白血球の内，淋巴球の増加は特に著明で作業 直後には＋149％にも達し，淋巴球の増加率は 他の血液有形成分の増加率より遙かに大きい．
白血球の核移動は，平均核数が作業直後に或 いは減少し，或いは増加し一定の傾向を示さな かった．作業後の経過は何れも雫上面数が増加 し（60分後十9．6％）核右方推移の撒態を示し
た．
エオジン嗜好白血球，輩核球の数の変動には
一・閧ﾌ傾向がなかった．
2）軽度長時聞筋作業の場合 （第2図）
筋作業は562〜702kgm／minの負荷で60分間 行った。筋作業中は20分目，40分目に，作業後 は直後及び30分後に探血襯察した．
血液酸塩基雫衡は筋作業開始と共に急にAcト dosisに傾き（一〇．06〜一〇．10 pH），作業を続行
しても漸次恢復する傾向を示し，以後軽度の Acidosisの三態（二一〇．03 pH）を持続した．
その持続二品は作業終了後15分に及んだ．
赤，白血球数，血小板数の変動は，血液1）H
第 2 図
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筋作業
員召 （562−702k5ψm） 30 6⑪ 90
の低下に略ヒ不行し，寧ろ筋作業の前宇に増加 する傾向を示した．即ち，血液pHが最：低値を 示す筋作業開始後20分では，赤血球数＋8．5％，
白血球数十36％，血小板数十40％の増加を認め た．作業開始後40分には，下降した血液pHは 恢復に向い，赤血球：数＋7％，白血球数＋30％，
血小板数十29％の増加を示した．網球数は反っ てこの時期に十67％の増加を認めた．かかる血 液有形成分の数の増加も作業絡了後90分では，
網因数の増加（＋69％）を除き殆んど旧に復し
た．
白血球の内，淋巴球の増加は作業初期（20分）
に著明であるのに（＋100％），中性嗜好白．血球 は作業申著変が認められなかった．しかし，筋 作業絡了後30分を経過すると，淋巴球数は減じ
（30分後十14％，90分後一32％）・中性嗜i好白血 球数の増加（30分後十28％，90分後十33％）と その処をかえた．この変化に似て，作業中一定 しなかった白血球の核推移は，筋作業血忌均核 数値が何れも減少し（30分後一796，90分後一
6％），核左方推移の状態となった．
エオジン嗜好白血球，輩核球の数の変化には 一定の傾向が認められなかった．
以上の如く筋作業時には多少なりともAcidsis を来すが，これに件って血液有形成分の増加を 認めた．個々の有形成分の増加率を比較する に，赤血球の増加率は白血球血・」・温容球の それらより低く，白血球中でも淋巴球の増加率 は最も大きい．これら各有形成分の増加率は負 荷される作業張度によって異なる外，軽度長時 閥作業実験において認められるように，増加率 の最大を示す時期が各有形成分によって一様で ない．これら筋作業時に認められる血液有形成 分の増加は相互に可成り独立した反応と考えら れるが，体液の酸塩基雫衡の変動と如何ほどの 関連を有するかを検討する目的を以て次の実験 を行った．
皿〕代i謝性酸塩基直話移動実験 1）代謝性Acidoslsの場合 i）富盛時における変化（第3図）
実験的Acidosisをおこすには塩化アンモン 5〜89を水200ccと共に服用した．実験中は 安灘にし，：水分食事の面取を禁じた．
塩化アン鴫ンを服用すると，血液pHは漸次
低下し100分前後に最：低（一〇．081）H）となり，
後，恢復しつつ経過するが，4〜5時聞後にも なお軽i度のAcidoslsの気態（一〇．04 pH）に止 まった．
血液有形成分の数の増加は，Acidosisの進行 と共にその度を増したが，血液pHの低下とは 並行しなかった．増加の割合が最大（赤血球＋
7％，白血球＋10％，．血小板＋10％，網球＋30
％）となるのは向く，その恢復も徐々に進んだ・
白血球の内，淋巴球の増加は著しく（十59％）
且つ持統的であった．中性嗜好白血球は寧ろ減
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第 3 図
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少し（一13％），白血球の核推移には著変を認め 得なかった．エオジン嗜好白血球軍核球の薮 の変動は一定しなかった．
ii）筋作業時における変化 （第4図）
塩化アンモン5．09を水200ccと共に内服し「
て実験的Acidosisの歌態とし，これに1053kgm
／minの筋作業を5〜10分間行わせて，この際現 われる血液有形成分の変化を観察した．
塩化アンモン服用によって漸次低下した血液 pH（一〇．05 pH：前後）は，筋作業により更：に著
明な低下（一〇・1pH）を来し，その恢復は軍純 な筋作業の場合よりも逞れた．
前節のように，実験的代謝性Acidoslsによる 血液有形成分の数の増加は（赤血球十7％，白 血球＋3％，血小板＋14％，網球＋3ユ％），筋作 業により更にその度を増した．即ち，筋作業直
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第 4 図
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後には赤血球十16％，白血球十58．6％，血小板 十24％の増加を来し，網球数も十93％の増加を 認めた．白血球の内，淋巴球の増加は中性嗜好 白血球の増加（十27．7％）に比し殊に著しく，
作業直後には＋171％にも及び30分後にもなお
＋57％の増加を認めた．白血球の核推移は，筋 作業後準均核i数値が何れも減少し（一6％），核：
左：方推移の傾向を示した．
2）代謝性Alktlosisの場合 i）安静時における変化 ｛第5図）
実験的A11・aloslsはNaHCC）13109を水200cc と共に服用しておこした．実験中は安欝にし，
水分食事の撮取を禁じた．
NaHCO3を内服すると，血液pHは比較的短
時間（30分〜60分）で上昇し（十〇・05〜十〇・06
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第 5 図
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対翫 後 分
昭 内服 30 60 90 120 150
pH），後恢復に向う．
血液有形成分の数は，血液の反応がAikalosis に傾いた後に減少し（赤血球一10％，白血球一 14．5％，血小板一19％，網球一36．4％），この状 態より徐々に恢復する傾向を認めた．
血液pHの増大に件い白血球の内，淋巴球は 持続的に増加し（＋2斗％），中性嗜好白血球は減 少した．白．血球の核移動は，．血液pHが最：大に 達して後，平均核数が増加し（十8％），核右方 推移の状態となった．エオジン嗜好白血球の増 加（約＋1％）は顕著でなく，輩核球の変化に は一定の傾向がなかった．
ii）筋作業時における変化 （第6図）
被検者はNaHCO3109を水200ccと共に服 用し，実験的Alkalosisの状態の下に1053 kgm
／minの筋作業を7分〜10分行い，この際現わ
血7．54 液7．52 pH 75（D
対 Nalico，服用後 筋作業 後 分
1・ 撫 3。 1灘の 30 ω 12｛）
れる血液有形成分の変化を観察した．
NaHCO3の内服によって一旦Alkalosis（十
〇．08pH）に傾いた血液の反応は，筋作業によ り一時的に復元し，．血液のpHは略ζ正常値
（pH 7．46）となる．作業を終ると再び軽度の Alkalosis（＋0．06 pH）にイ頃きその歌態が続いた・
前節の如くに，．血液有形成分は作業前，実験 的Alkalos五sのため減少に傾き，赤血球数には 著変がなかったが，白血球数（一4％），血小板 数（一16％），網球数（一23％）の減少を認めた・
白血球の内，淋巴球の増加は＋36％に達したが，
中性嗜好白血球は反って減少し（一24％），その 下賜核数は十4％で核右方推移の歌態であった．
かかる朕態で筋作業を行うと，血液有形成分 は軽度に増加し（赤血球十9．3％，白血球十43
％，血小板＋12％，網球＋16・9％），箪純な筋作
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業の場合よりその程度は少ない．白血球の内，
淋巴球の増加が顕著（＋126％）である反面，中 性嗜好白血球数は正常域に止まった．白血球の 核移動は，雫均核数が筋作業直後減少（一3％）
し核左方推移の傾向を示すのを認めた．
以上の如く，実験的Alkalosisの朕態で筋作 業を行うと，血液pHは筋作業により正常値に 恢復するのに血液有形成分の数の増加を認め
た．
皿〕呼吸性酸塩基平衡移動実験 1）呼吸性Acidosis（第7図）
安富に椅坐した被検者に，呼吸弁を介して 1000L入大型ダグラスバジク内のCO2混合室 気（CO25．6〜6．0％，0219．9％）を吸入させ，
呼吸性Acidosisをおこした．吸入時闇は26〜
第 7 図 轍・
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血200 小150 板
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球 100
28分であった．
血液の酸塩基雫衡は，CO2吸入を開始すると 直ちに著明なAcidos｛sに傾1き（2〜3分で一
〇．05〜一〇．09pH），吸入を絡了すると速かに恢 復し10分以内に正常域に復元した．
血液有形成分の数は，CO2吸入絡了直後に最：
も増量し（赤血球十11．2％，白血球十25．3％，
血小板＋57％，半球＋87．5％），吸入終了後60分 には殆んど急に復した．白血球の内，淋巴球の 増加は著しく（＋27％），中性嗜好白血球数の増 加も詔められた．白血球の核推移は，吸入後平 1均核数が減少し（一15．7％）核左方推移の｝伏態 であった．エオジン嗜好白血球，輩核球の変化 には一定の傾向がなかった．
2）呼吸性Alkalosis （第8図）
第 8 図
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始
120 分
安諭こ椅坐した被検者に呼吸弁を介して随意 性過呼吸を行わせ，呼吸性Alkaloslsの歌態と した．呼気は1000L入大型ダグラス・㍉ク内 に呼出し，呼気量を測定した．過呼吸は耐え得 る限り続行し17〜23分継続実施した．その呼気 量は安静時の平均4．7倍に達した．実験中は水 分食事の癬取を禁じた．
血液酸塩基干衡は，過呼吸と共に著明にAlka−
10sisに傾き（3〜5分で十〇．15〜0．20 pH），
過呼吸の後牛には十〇．26〜0・30pHの血液pH：
の上昇を来し，全身のしびれ感，四肢の振頭，
蕨下等の如き強いAlkalosisの症状を呈し，過 呼吸平押のやむなきに至った．かかる強いAlka−
Iosisも過呼吸を停止すると速かに恢復した．
」血液有形成分の数は，何れも過呼吸停止後に 滅少し（赤血球一6％，白血球一8．9％，血小板 一21％，網球一45．8％），停止60分後セこは大凡 旧に復した．白血球の内，淋巴球は過呼吸停止 直後には増：鳴したが（十12％），後，減少に傾い た．過呼吸停止直後には減少（一13％）した中 性嗜好白．血球は，後増加する傾向を示した．白 血球の核推移は，過呼吸後平均核数が増加し
（十12％），核右：方推移を来した．
IV 考 按
以上の実験成績より主要な血液有形成分の変 動の干均値の一覧表を作ると第1表となる．拐 げた数値は対照（正常値）の雫均値を100％と した時の百分率である．正号は増加，負号は減 少を表わす．
この表より，酸塩基『二衡の変動が血液有形成 分の数に及ぼす影響は，その発現機序が代謝性 たると呼吸性たるとを問わず，同様の顕著な
ものであることが分る．一般的にいえば，Aci−
dosisは赤血球，淋巴i球，中性嗜…好心．血球，血 小板，網島等の血液有形成分の数を増し，Alka−
losisは淋巴球以外の血液有形成分を減少させ る．淋巴球は何れの場合にも増加する．かかる
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血液有形成分の数の短時間内における変動は，
循環系（血管系・淋巴管系）内における血液有 形成分の分布の変化に基くものであろう．
Acidosisの場合，白1血球の増加率は赤血球の それを遙かに越えている．特に淋巴球において その傾向が著しい．これは白血球殊に淋巴球に は特別の増加機序のあることを物語っている．
叉，筋作業時には，一般にこれに随件する Acidosis以外にも血液有形成分殊に白血球を増 加せしめる要因のあることは，実験的Alkalosis 時の筋作業実験より推知出来る．即ち，この際 血液の反応は全く正常に恢復しているが，血液 には著明な変化が現われている．この要因の本 態に賦しては未だ推：量の域に止まるが，この効
，果が一般の筋作業時にはAddos｛sの効果と加 重して，特に著明な変化を血液有形成分にもた らすものと考えられる．
軽度の長時闇盗作盛時における血液有形成分 の数の変動は，各有形成分により逞速の差別が 認められる．即ち，赤血球・淋巴球の変化は速 かに発現し，作業継続申におい七も速かに浩退 し血液pHの変動と略ヒ平行するに反し，中性 嗜好白血球・血．小板・網球では作業の経過と共 に漸増する傾向を示し前者とその増減の傾向を 異にしている．他の実験条件の場合において も，函嶺のかかる各有形成分特有の浩長経過が 窺われ，各有形成分の変動は簡輩な機序では説 明し得ないものと考えられる．
V 要 入体について筋作業時及び種々の代謝性並び に呼吸性Acidosis及びAlkalosis時の血液有形 成分〔赤血球・白血球（淋巴球・中性嗜好白血 球・雫均核数）・血小板・網状赤．血球〕の数の変 化を検索した．
1．酸塩基牛衡の変動が血液有形成分の数に 及ぼす影響は，その癸現機序が代謝1生だると呼 吸性たるとを問わず，同檬に顕著なものであ
る．
2．一般に，Acidosisの場合，血液有形成分 は全般的に増加する．白血球の増加率は赤血1球 の増加率を遙かに越え，特に淋巴球においてそ の傾向が著しい．Alk批losisの場合，血液有形成 分は全般的に減少するが，淋巴球のみは塵か乍
約 ら増加する．
3．Na、HCO3服用による代i謝1生Alkalosis時・
に筋作業を行うと，作業直後の血液の反応は全 く正常に恢復しているに拘わらず，血液有形成 分は著明に変化した．即ち，筋作業時にはこれ に随罪するAcidosis以外にも血液有形成分を増 加せしめる要因のあることが推測される．
4．体液の酸塩基：雫衡の変化に際してみられ る血液有形成分の数の変動は，その変動率にお いても亦変動の時聞的経過においても，個々の 血液有形成分によって異なる．
終りに臨み終始御指導と御校閲を賜わりました斎藤 敢授に衷心より謝意を表する．叉，実験に際し種汝御 援助下さつた下川・故奥出両氏の御好意に感謝する．
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