ウルトラファインバブル浴の温熱生理学的効果
西村 直記
1）＊，河原 ゆう子
2），盛興 美千代
2） 抄 録 【目的】本研究はバブル粒径が極小粒径のウルトラファインバブル（UB）浴の温熱生理 学的効果について，小粒径のマイクロバブル（MB）浴およびさら湯（FW）浴と比較・ 検討した． 【方法】健康な成人女性 7 名（平均年齢 35.6 ± 2.9 歳）を対象に，UB 浴，MB 浴，FW 浴の全身浴（湯温 40℃）をそれぞれ 10 分間行わせた．その際，耳内温，皮膚温，局所発 汗量，皮膚血流量，熱流量，心拍変動を 1 秒毎に連続記録した．加えて，主観的感覚（温 冷感および快適感）の自己申告を行わせた． 【結果】入浴中の耳内温および平均体温の上昇は MB 浴で最も高く，UB 浴と FW 浴で はほぼ同じ上昇傾向を示した．入浴中の局所発汗量は MB 浴が最も高値を示し，UB 浴が 最も低値を示した．MB 浴では，発汗発現の閾値体温が最も低く，また体温上昇に対する 発汗量の増加が最も大きかったのに対し，UB 浴では体温上昇に対する発汗量の増加が 3 条件の中で最も少なかった． 【考察】UB 浴では，浴槽内に高濃度に発生した UB および MB が体内への入熱量を減 少させたことにより，耳内温の上昇が抑制され，局所発汗量が最も低値を示したと考えら れる．他方，中濃度に発生した MB 浴では，UB および MB による入熱量の減少よりも湯 の対流による入熱量の増加が上回った結果，耳内温や局所発汗量が最も高値を示したと推 察される． 【結論】浴槽内に発生した異なるバブルの性状は，入浴中および入浴後の熱出納を変化 させ，その結果として体温調節反応に差異をもたらすことが明らかとなった． キーワード：ウルトラファインバブル浴，バブル性状，体温，局所発汗量，熱流量I 背 景 と 目 的
入浴を行う目的には，身体を清潔に保つことに加え て，身体を温める1），身体的・精神的なストレスの緩和 や疲労の軽減効果2）～4）があるとの報告がみられる．近 年，住宅の付加価値向上の観点から，微細気泡（マイク ロバブル）浴が可能な浴槽の導入が進められており， 様々なメーカーからマイクロバブル発生装置がリリース されている．マイクロバブル浴の効果については，温熱 的作用5），6），循環動態7），身体の汚れ・体臭除去6），8）～10）， 心理的作用11）～13）などの報告がみられる．河原ら（2012） は，バブルの性状（粒径や濃度）が体温調節機能および 洗浄効果に及ぼす影響について検討しており，バブル粒 径が小粒径の低濃度マイクロバブル浴では，マイクロバ ブル発生に伴う湯の対流により温熱効果が高まるが，高 濃度マイクロバブル浴では，皮膚表面に付着したマイク ロバブルが皮膚表面と湯との間に断熱層を作り，これが 体内への入熱量を抑制することで温熱効果が緩徐化され ると報告している5），6）．また洗浄効果については，マイ ナスに帯電した高濃度マイクロバブルがプラスに帯電し た汚れに吸着し，湯の対流と共に除去すると結論付けて いる5），6）．近年では，バブル粒径が極小粒径（直径 1 µm 未満）のウルトラファインバブル（UB）を製造する技 術が確立され，新規製品が開発されつつある．UB は， 従来のマイクロバブル（MB）と比較して，バブル性状 （バブルの粒径や濃度），浮力，水中での上昇速度および （投稿受付日：2020 年 5 月 20 日，掲載決定日：2020 年 8 月 31 日，J-STAGE 早期公開日：2020 年 10 月 2 日） doi:10.11390/onki.2331 1）日本福祉大学スポーツ科学部 〒 470-3295 愛知県知多郡美浜町大字奥田字会下前 35 番 6 ＊連絡先（西村直記）：TEL：0569-87-2211，FAX：0569-87-1690 2）東邦ガス株式会社技術研究所バブル内圧力などに加え，バブル発生に伴う湯の対流の 影響も受けることから，ヒトの体温調節機能におよぼす 作用も異なると思われる． そこで本研究では，UB 浴の温熱生理学的効果を明ら かにするために，従来製品を用いた MB 浴および FW 浴と比較・検討した．本研究により，バブルの性状の違 いにより温熱生理学的効果に差異が認められれば，より 付加価値の高い製品を消費者に提供することが可能とな ると思われる．
II 方 法
1．被 験 者 被験者は，日常生活に支障がなく，循環器疾患および 皮膚疾患を有していない健常女性 7 名（35.6 ± 2.9 歳， 身長：159.7 ± 7.1 cm，体重：56.4 ± 8.7 kg，BMI：22.0 ± 2.0，平均±標準偏差）とした．本研究を実施するに あたり，すべての被験者には実験の目的，方法，予測さ れる利益と危険性およびそれに対する安全対策について の十分な説明を口頭および書面にて行い，被験者として 実験参加の同意を得た．本研究は，日本福祉大学大学倫 理委員会の審査を受け，承認を得た上で，ヘルシンキ宣 言に示されたヒトを対象とする研究の倫理的原則に従っ て行った（承認番号 18-52）．また , 臨床試験登録システ ム（UMIN-CTR）に登録済みである（試験 ID：UMIN 000045942）．すべての実験は 2019 年 4 月から 6 月にか けて，東邦ガス株式会社内に設置された環境制御室内に て実施した．また , 実験を実施するに当たって全ての被 験者から性周期の聞き取りを行い，各個人内では同一性 周期（月経期は除いた）で 3 条件の入浴実験が実施出来 たことを確認した． 2．測 定 項 目 1）体温（耳内温） 一般的に深部体温（特に脳温）の指標として用いられ ている耳内温は，単回使用体温計プローブ鼓膜温用セン サ（TTS-400J；スミスメディカルジャパン）を耳道内 に装着した後，高機能温度計（LT-8A；グラム，互換精 度± 0.01℃）を用いて非接触にて鼓膜付近の温度を 1 秒 毎に連続記録した．耳内温の測定に際しては，環境温の 影響および体動に伴う温度計の外れを防止するため，耳 道入口をサージカルテープで覆い，固定した． 2）皮 膚 温 皮膚温は，ディスク型皮膚温センサ（LT-2N-12；グ ラム）を前胸部，上腕部，大腿部および下腿部の皮膚に 防水性フィルム（OPSITE FLEXIFIX；smith & neph-ew）で固定した後，高機能温度計（LT-200S；グラム， 互換精度± 0.01℃）を用いて 1 秒毎に連続記録した．皮 膚温センサは，皮膚との接着部のみ温度を検知する構造 になっており，防水性フィルムで測定部の皮膚を覆うこ とで湯が測定部（下腿部）内に侵入しないように工夫し た． また，熱放散反応は体温や皮膚温に依存した反応を示 すことから，得られた耳内温と身体各部位の皮膚温の データから以下の式を用いて平均皮膚温および平均体温 を算出し，これを体温調節反応の指標として用いた． 平均皮膚温（Ramanathan の式） ＝前胸部皮膚温× 0.3 ＋上腕部皮膚温× 0.3 ＋ 大腿部皮膚温× 0.2 ＋下腿部皮膚温× 0.214） 平均体温＝耳内温× 0.7 ＋平均皮膚温× 0.3 また，サーモグラフ（CPA-T620；チノー）を用いた 皮膚表面温度の測定を，入浴前安静時，入浴終了直後， 入浴終了 10 分後，20 分後，30 分後に実施した． 3）局所発汗量 局所発汗量は，直径 1 cm2の発汗カプセル（スキノス） を前腕部の皮膚に両面テープおよびサージカルテープで 固定した後，換気カプセル型発汗計（SKN-2000；スキ ノス）を用いて測定した．本機器は，カプセル内に測定 環境の空気を流入させ，発汗カプセル通過前の空気湿度 と発汗カプセル（皮膚）を通過した後の空気湿度を二つ の湿度センサで検出し，その差から局所発汗量を算出す ることが出来る．また，カプセル内に流入する空気量を 発汗量に応じて変化させる流量補償方式を用いること で，検出精度を高めると共に多量発汗時の測定も可能と なっている． 4）皮膚血流量 皮膚血流量は，血流プローブ（C 型；アドバンス）を 前腕部の皮膚にサージカルテープで固定した後，レー ザードップラー血流計（ALF-21; アドバンス）を用いて 測定し，メモリーハイロガー（LR8400；日置電機）に て 1 秒毎に記録した． 5）熱 流 量 皮膚を介した熱の出納の指標としての熱流量は，熱流 センサ（KM1；京都電子工業）を非浸漬部位である前 腕部の皮膚に両面テープ（ナイスタック一般用；ニチバ ン）で貼り付け，防水性フィルムで皮膚温センサと共に 固定した後，メモリーハイロガーにて 1 秒毎に記録し た． 6）心拍変動（RMSSD） 副交感神経活動の指標である心拍変動 RMSSD は， ボタン式電極を前腕部に装着した後，小型無線生体モニ ター（intercross-413；インタークロス）を用いて測定， 記録し，その心電図波形から , RMSSD（連続して隣接 する R-R 間隔の差の二乗平均平方根）を算出した． 7）主観的感覚 入浴者の主観的感覚指標として，VAS スケール（0-100）を用いて入浴開始前安静時から入浴終了後，安静 終了時までは 5 分毎，入浴終了後から安静終了時までは 10 分毎に温冷感［かなり寒い（0）－かなり暑い（100）］ と快適感［最も不快（0）－最も快適（100）］を申告させ た．3．実 験 方 法 室温 28℃（相対湿度 65％）に設定した環境制御室 （前室）内にて，被験者に上下セパレートの水着を着用 させた後，入浴時と同じ姿勢である長座位にて 10 分間 の安静をとらせた．その後，浴室内に移動させ，極小粒 径のウルトラファインバブル（UB）数や小粒径のマイ クロバブル（MB）数が共に浴槽内に高濃度に発生する UB 浴，UB 浴よりも浴槽内の UB 数と MB 数が少ない （中濃度）MB 浴，そしてさら湯（FW）浴のいずれか の全身浴を 10 分間行わせた．入浴には 3 条件とも同じ 浴槽を用い，湯張り量はいずれも 180 L とした．各入浴 条件でのバブル性状（バブルの粒径と濃度）およびバブ ル発生に伴う循環流量を Table 1 および Fig. 1 に示し た．湯温は日常的な入浴を想定していずれも 40℃に設 定した．浴室内の温熱環境は，いずれの条件も室温 29℃，相対湿度 100％程度であった．入浴後は速やかに 体の水分を拭き取った後に前室に移動させ，入浴前と同 じ姿勢にて 30 分間の安静を取らせた．入浴前および入 浴後の安静時は，被験者の胸部までブランケットをかぶ せた．10 分間の入浴による湯温の低下はいずれの入浴 条件も 0.3 ～ 0.4℃であった．入浴前安静時から入浴後 安静終了時までの間，耳内温，皮膚温，局所発汗量，皮 膚血流量，熱流量および心拍変動を 1 秒毎に連続記録 し，1 分毎の平均値（±標準誤差）を算出した．加えて， 皮膚表面温度の測定と主観的感覚を申告させた．すべて の実験は同じ時間帯に行い，各入浴条件は少なくとも 1 日以上の間隔をあけて実施した． 4．UB および MB の作成および循環方法 浴槽から吸い上げられたお湯は，ポンプで加圧されて タンク内に取り込まれる．タンク内に取り込まれた加圧 湯は旋回流を発生させ，空気と接触することでお湯に空 気が溶け込み，そのお湯が循環金具から浴槽内に噴出す る際に圧力が一気に下がることで，溶け込んだ空気が微 細なバブルに変わる．しかしながら，気体の溶け込む空 気量（気体の温度は環境制御室設置フロアの室温；21 ～ 22℃と同程度）は，お湯 1 L あたり約 6 cc と極めて 少ない為，湯温を下げる程の影響は無い．製品の特性 上，10 分間の入浴中は，UB 浴では 150 秒間の循環後に 15 秒間の停止を繰り返し，MB 浴では 150 秒間の循環 後に 20 秒間の停止を繰り返すことで浴槽内にバブルを 発生させた． 5．分 析 方 法 入浴条件間の比較には，二元配置反復測定分散分析に て実施し，危険率は 5％未満をもって有意とした．安静 時のデータは 10 分間の平均値を代表値とし，浴室内外 への移動時のデータは除外した．統計解析ソフトは， IBM SPSS Statistics 26 を使用した．
III 結 果
1．耳内温の変化 Fig. 2 に，MB 浴，UB 浴，FW 浴時の耳内温の経時 変化（Fig. 2a）および入浴前安静値からの変化量（Fig. 2b）を示した．10 分間の入浴による入浴前安静値から の耳内温の上昇は，MB 浴で最も高く（0.34 ± 0.09℃）， UB 浴（0.24 ± 0.05℃）と FW 浴（0.24 ± 0.03℃）ではFig. 1 Ultra fine bubble and microbubble of distribution curve. Table 1 Ultra fine bubble and microbubble properties.
ほぼ同じ上昇傾向を示したが，入浴条件間に有意差は認 められなかった（Fig. 2b）．入浴終了後は，いずれの入 浴条件も類似した低下傾向であったが（入浴終了 10 分 後と 20 分後の一過性の上下動は，サーモグラフを用い た皮膚表面温度測定のためのブランケットの着脱によ る），入浴終了 30 分後であっても入浴前安静値よりも高 値を示した． 2．平均皮膚温および平均体温の変化 Fig. 3 に，MB 浴，UB 浴，FW 浴時の平均皮膚温の 経時変化（Fig. 3a）および入浴前安静値からの変化量 （Fig. 3b）を示した．入浴中の平均皮膚温については入 浴条件による明らかな差は認められなかったが，入浴前 安静値に対する入浴終了後の変化量では，FW 浴よりも UB 浴および MB 浴が高値となり，入浴終了 20 分後以 降では UB 浴が最も高かった（Fig. 3b）．入浴前安静値 に対する入浴中および入浴終了後の平均体温（Fig. 4） 変化量は，MB 浴が最も高値を推移し，それは入浴中で より明らかであった（Fig. 4b）．また，耳内温の変化と 同様に，入浴終了 10 分後と 20 分後ではブランケットの 着脱による平均皮膚温と平均体温の一過性の上下動が認 められた． 3．局所発汗量の変化 Fig. 5 に，MB 浴，UB 浴，FW 浴時の前腕部発汗量 の経時変化（Fig. 5a）および入浴前安静値からの変化 量（Fig. 5b）を示した．10 分間の入浴による前腕発汗
Fig. 3 Changes in mean skin temperature during MB, UB and FW bathing (Fig. 3a) and amount of change from 10 min resting period (Fig. 3b).
Fig. 4 Changes in mean body temperature during MB, UB and FW bathing (Fig. 4a) and amount of change from 10 min resting period (Fig. 4b).
Fig. 2 Changes in ear canal temperature during MB, UB and FW bathing (Fig. 2a) and amount of change from 10 min resting period (Fig. 2b).
量の増加は，MB 浴（0.86 ± 0.21 mg/cm2/min）が最も 大きく，次いで FW 浴（0.63 ± 0.20 mg/cm2/min），UB 浴（0.34 ± 0.11 mg/cm2/min）の順という結果であり （Fig. 5b），入浴条件間で有意な交互作用（P ＜ 0.001） が認められた．入浴終了後の前腕発汗量については，い ずれの入浴条件も速やかな減少が認められた． 4．平均体温に対する局所発汗量の変化 Fig. 6 に，MB 浴，UB 浴，FW 浴中の平均体温に対 する局所発汗量の変化を示した．MB 浴では発汗発現の 閾値体温が最も低く，また同じ平均体温に対する局所発 汗量は最も高値を示し，回帰直線の傾きが最も大きかっ た．他方，UB 浴では発汗発現の閾値体温は FW 浴より も低値を示したが，同じ平均体温に対する局所発汗量は 最も少なく，回帰直線の傾きも最も小さかった． 5．皮膚血流量の変化 Fig. 7 に，MB 浴，UB 浴，FW 浴時の前腕部皮膚血 流量の経時変化（Fig. 7a）および入浴前安静値からの 変化量（Fig. 7b）を示した．実験中，プローブの不具 合によると思われる明らかなエラーデータが 1 名の被験 者で確認されたため，6 名の平均値で解析を行ったもの である．MB 浴では入浴開始 8 分後に，UB 浴では入浴 開始 10 分後にそれぞれ入浴前安静値より有意に増加し たのに対し，FW 浴では有意差が認められなかった （Fig. 7b）．入浴前安静値に対する入浴終了後の変化量 は，FW 浴が MB 浴や UB 浴よりも高値を推移したが， 入浴条件間で有意差は認められなかった（Fig. 7b）． 6．熱流量の変化 Fig. 8 に，MB 浴，UB 浴，FW 浴時の前胸部熱流量 の経時変化を示した．入浴前安静時から入浴終了 30 分 後までいずれもプラスの値を示したことから，熱流量は 皮膚からの熱の流れ（放熱量）を現わす指標として用い た．入浴中の前胸部からの放熱量は入浴条件間で差が認 められなかった．入浴終了後 30 分間の平均放熱量は
Fig. 5 Changes in local sweat rate of the forearm during MB, UB and FW bathing (Fig. 5a) and amount of change from 10 min resting period (Fig. 5b). †Time condition interaction; P ＜ 0.05.
Fig. 6 Relationship between local sweat rate and mean body temperature during MB, UB and FW bathing.
Fig. 7 Changes in skin blood flow of the forearm during MB, UB and FW bathing (Fig. 7a) and amount of change from 10 min resting period (Fig. 7b). ＊
UB 浴 0.040 ± 0.002 W/m2，MB 浴 0.033 ± 0.001 W/m2， FW 浴 0.033 ± 0.001 W/m2となり，UB 浴では MB 浴お よび FW 浴に比べ有意に高値を示した．また，入浴終 了後の放熱量は FW 浴では 20 分後まで，MB 浴では 9 分後まで，UB 浴では 2 分後までそれぞれ入浴前安静値 より低値を示し，入浴終了 10 分後までの交互作用に有 意差（P ＜ 0.01）が認められた． 7．心拍変動 RMSSD の変化 Fig. 9 に，MB 浴，UB 浴，FW 浴時の心拍変動（RMSSD） の経時変化を示した．副交感神経活動の指標である心拍 変動 RMSSD については，入浴中は入浴条件間で明ら かな差がみられなかったが，入浴終了後では MB 浴が 他の入浴条件よりも低値を推移した． 8．温冷感および快適感の変化
Fig. 10 に，MB 浴，UB 浴，FW 浴時の温冷感（Fig. 10a）と快適感（Fig. 10b）の経時変化を示した．入浴 中の温冷感については，入浴条件間で顕著な差は認めら れなかったが，入浴終了後では，UB 浴が最も温まり感 が高かった（Fig. 10a）．また，入浴中の快適感は，UB 浴が他の入浴条件と比較してより快適である傾向を示し た（Fig. 10b）．
IV 考 察
本研究では異なる性状のバブルを浴槽内に高濃度に発 生させた UB 浴と中濃度に発生させた MB 浴の温熱生 理学的効果について，さら湯浴と比較・検討した． 入浴前安静値に対する入浴中の耳内温（Fig. 2b）お よび平均体温（Fig. 4b）の上昇は MB 浴で最も高値を 示したのに対し，UB 浴では耳内温および平均体温の上 昇が抑制され，FW 浴とほぼ同じ上昇傾向を示した． UB 浴および MB 浴の温熱効果については河原ら （2012）も述べているように5），6），浴槽内に発生した UB および MB による体内への入熱量の減少と，湯の対流 による体内への入熱量の増加の両方の影響を受け，その 効果の大小はこれらのバランスで決まると考えられる． UB はバブル粒径が極小粒径であると共に浮力が小さくFig. 9 Changes in heart rate variability RMSSD during MB, UB and FW bathing. Fig. 8 Changes in heat flow of the chest during MB, UB and FW
bathing. *Significant difference between condition; P<0.05. ●○△
（Table 1），皮膚表面に付着することで湯との間に密度 の高い空気層が形成され，これが体内への入熱量を減少 させると考えられる．他方，バブル粒径が小粒径の MB は UB よりも浮力が大きく，バブルの発生に伴う湯の対 流により皮膚表面から取り除かれやすい性質を持つ5），6）． 結果として，UB および MB 共に高濃度に浴槽内に発 生した UB 浴では，湯の対流による体内への入熱量の増 加よりも，皮膚表面に付着した UB による体内への入熱 量の減少が上回ったことで耳内温および平均体温の上昇 が抑制されたと考えられる．他方，UB および MB が中 濃度に浴槽内に発生した MB 浴では，皮膚表面に付着 した UB による体内への入熱量の減少よりも，湯の対流 による体内への入熱量が上回ったことから，耳内温や平 均体温の上昇が最も促進されたと推察される．FW 浴に ついては，バブルの発生や湯の対流のいずれもがみられ ないことから，UB 浴および MB 浴とは体内への熱出納 の機序が異なる．FW 浴の入浴初期では，湯温による体 内への入熱量が増加するが，湯の対流が起きていないた めに次第に皮膚表面との間に境膜が形成され6），これが 体内への入熱量を減少させることから，結果として温熱 効果は MB 浴と UB 浴中間になったと整理できた . 一般に，身体からの熱放散は，皮膚血流量の増減など 水分蒸発によらない非蒸散性（乾性）熱放散と，発汗な ど汗腺から水分を蒸発させて熱を逃がす蒸散性（湿性） 熱放散により調節される15）．深部体温が上昇すると，ま ず皮膚血流量の増加による非蒸散性熱放散が行われる が，深部体温の上昇が抑えきれない場合には，発汗によ る蒸散性熱放散が行われる．本研究での前腕部皮膚血流 量は，MB 浴では入浴開始 8 分後に，UB 浴では入浴開 始 10 分後にそれぞれ入浴前安静値より有意に増加して いた（Fig. 7b）．また，入浴中の前腕部発汗量について は，MB 浴，FW 浴，UB 浴の順で多く，入浴前安静値 から入浴終了 10 分後までの交互作用に有意差が認めら れた（Fig. 5b）．入浴中の平均体温に対する前腕部発汗 量の増加をみると，MB 浴では発汗発現の閾値体温が最 も低く，また回帰直線の傾き（体温上昇に伴う前腕部発 汗量の増加）が最も大きかったのに対し，UB 浴では回 帰直線の傾きが最も小さかった（Fig. 6）．MB 浴では体 内への入熱量と皮膚血流量や発汗による熱放散量のいず れにおいても 3 条件で最も高値を示した . これは水の熱 伝導率が空気よりも 20 倍高く，湯の対流による熱伝達 もあったことを考慮すると，体内への入熱量が他の 2 条 件より大きくなり，結果として熱放散量が最も多くなっ たと推察された．一方，UB 浴では前述した様に UB に よる空気層が体内への入熱量を減少させ，耳内温や平均 体温の上昇が抑制されたことから，発汗による熱放散が 少なかったと推察された． 入浴終了後の保温効果については，既往研究において 皮膚血流量や発汗量と共に熱流量を指標とした検討が行 われている．清水ら（2007）は，本研究の MB 浴と同 等の粒径（直径 50 ～ 100 µm）を用いたマイクロバブル 浴を行わせた際の体温調節機能について検討しており， 入浴終了後の前胸部の熱流量（放熱量）は , マイクロバ ブル浴がさら湯浴よりも多いことを明らかにしている． 本研究での入浴終了後の前胸部熱流量は UB 浴が最も早 く入浴前安静値と同じレベルになり，入浴終了後 30 分 間の熱流量も UB 浴が他の入浴様式に比べ有意に高値を 示し，MB 浴と FW 浴はほぼ同じ挙動を示した．UB 浴 が早期に前値に復し，入浴後 30 分経過しても熱流量が 多かったのは , 発汗による蒸散性熱放散が他の 2 条件よ り少なく皮膚温があまり低下しなかったためと考えられ る . これは主観的感覚にも影響し，UB 浴の温冷感は他 の条件よりも高くなった．一方，MB 浴と FW 浴がほ ぼ同じ挙動を示したのは，清水ら（2007）の入浴時間は 15 分間であったのに対し今回は 10 分間であったために， FW 浴での境膜形成が不十分で単位時間あたりの体内へ の入熱量が MB 浴より多くなったこと，MB 浴での循環 流量が清水ら（2007）のマイクロバブル浴よりも少な く，対流による皮膚表面のバブル除去効果が薄れ，体内 への入熱量が減少したことが要因として考えられた． 副交感神経活動の指標である心拍変動 RMSSD につ いては，MB 浴が他の入浴条件よりも入浴終了後は低値 を推移した．MB 浴は体内への入熱量や発汗，皮膚血流 量による熱放散量が 3 条件で最も高値を示し，入浴後の 平均体温や局所発汗量の推移はいずれも UB 浴より高値
Fig. 10 Changes in thermal sensation (Fig. 10a) and comfort sensation (Fig. 10b) during MB, UB and FW bathing.
を推移した．これらのことから，交感神経活動の亢進が 入浴後まで続いたことにより，心拍変動 RMSSD が低 値傾向を示したものと考えられた． 以上より，浴槽内に発生した異なるバブルの粒径，バ ブルの濃度および湯の対流は，入浴中および入浴後の熱 出納を変化させ，その結果として体温調節反応に差異を もたらすことが明らかとなった．UB 浴については，極 小粒径の UB が皮膚表面に付着することで，入浴中の体 内への入熱量が緩やかになり，且つ，入浴後の温まり感 が得られることから，就寝前に推奨される入浴条件であ ると思われた．MB 浴については，入浴中の体温上昇や 発汗量の増加をより早く促すことが出来る温熱効果の高 い入浴様式であったことから，起床時に推奨される入浴 条件であると思われた． 利益相反 本論文は，利益相反に関して申告すべき事項はありま せん． 謝辞 本研究は，東邦ガス株式会社との共同研究として実施 し，実験実施に当たってはリンナイ株式会社にも協力し ていただきました . ご協力いただいた被験者の方に感謝 致します．
引 用 文 献
1）美和千尋，岩瀬 敏，松川俊義，他：40℃入浴 60 分 間がヒトの心血管機能と体温調節機能に及ぼす影響．自 律神経 1994; 31（1）: 38-46． 2）中山靖久，土屋 徹，池田充宏，他：入浴の効果と評 価；2）入浴剤の疲労回復効果の検討．日本香粧品科学 会誌 1986; 10: 237-243． 3）渡部成江，森谷 絜，角田（矢野）悦子，阿岸祐幸： 天然温泉入浴とさら湯入浴の比較：ストレス軽減効果に 着目して．日本生気象学会雑誌 2009; 46（1）: 27-34. 4）和田由美子，高村美加，山崎百子，鈴木敦子：心理尺 度と唾液中クロモグラニン A による入浴効果の測定：若 年者と高齢者の比較．健康科学大学紀要 2011; 7: 85-96. 5）河原ゆう子，美和千尋：入浴中の湯のマイクロバブル 性状が温熱効果と入浴後のイメージに及ぼす影響．人間 と生活環境 2012; 19（2）: 137-144． 6）河原ゆう子，美和千尋：入浴中のヒトの体温調節能， 熱的快適性および皮膚洗浄にマイクロバブル性状が与え る影響．自律神経 2012; 49（4）: 236-242． 7）清水祐樹，河原ゆう子，小粥文雄，他：微細気泡浴が 循環動態及び体温調節機能に与える影響．自律神経 2007; 44（6）: 418-424． 8）氷室昭三：マイクロバブルを利用した洗浄技術：微細 気 泡 の 最 新 技 術． エ ヌ・ テ ィ ー・ エ ス， 東 京，2006; p217-228． 9）河原ゆう子：入浴による皮膚汚れ及び加齢臭の除去防 止効果に関する研究．空気調和・衛生工学会中部支部学 術研究発表会講演論文集 2010; 11: 195-198. 10）西村直記，岩瀬 敏，菅屋潤壹，他：異なる入浴様式 による加齢臭の除去・抑制効果．日生気誌 2013; 50（2）: 107-115． 11）岩川幹生，小川麻子，佐藤康仁，寺野真明：微細気泡 浴の心理的・生理的効果．松下電工技 2004; 52（2）: 19-24. 12）野中 隆，古賀弘子，中塚祐次：渦流微細気泡浴の生 理的・心理的影響．人間生活工学 2010; 11（2）: 42-47. 13）片平建史，庭絵里子，矢野浩範，他：心理尺度を用い た微細気泡浴の入浴効果の検討．人間工学 2013; 50（1）: 29-34.14）Ramanathan NL: A new weighting system for mean surface temperature of the human body. J Appl Physiol 1964; 19: 531-533.
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Thermophysiological Effects of Ultrafine Bubble Bathing
Naoki NISHIMURA
1)＊, Yuko KAWAHARA
2), Michiyo MORIOKI
2)Abstract
Introduction: We examined the thermophysiological effects of ultrafine bubble (UB) bathing in comparison with microbubble (MB) and freshwater (FW) bathing.
Subjects and Methods: Seven healthy women aged 35.6 ± 2.9 years provided informed consent to participate in the study. After a 10-min rest, each subject engaged in UB, MB, and FW bathing (on separate days) at 40℃ for 10 min. During the experiment, tympanic temperature, local sweat rate, local skin temperature, heat flow, and heart rate variability were continuously recorded. Subjective assessments of thermal sensation and comfort were rated on a visual analog scale between 0 to 100.
Results: Increases in tympanic temperature and mean body temperature were highest during MB bathing, and similar increases were observed during UB and FW bathing. Local sweating was highest during MB bathing and lowest during UB bathing. A significant interaction was observed between local sweating during bathing and bathing style (P ＜ 0.001). The increase in local sweat rate relative to body temperature was lowest during UB bathing and highest during MB bathing.
Discussion: During UB bathing, UBs and MBs that were generated in high concentrations in the bathtub decreased the flow of heat to the body, thereby suppressing an increase in tympanic temperature and yielding the lowest local sweat late. However, during MB bathing, in which a moderate concentration of UBs and MBs were generated, the increase in heat flow due to the convection of hot water exceeded the decrease in heat flow due to the bubbles.
Conclusions: The results suggest that bubble properties and convection characteristics altered the balance of heat flow, leading to differences in the thermoregulatory response during and after bathing.
Key words: ultrafine bubble, microbubble, particle properties, body temperature, local sweat rate
1) Nihon Fukushi University
35-6 Aza-Egemae, Ooaza-Okuda, Mihama-cho, Chita-gun, Aichi 470-3295, Japan
＊Corresponding author (N. NISHIMURA): TEL: +81-569-87-2211, FAX: +81-569-87-1690
