高齢者の介護予防のための運動療法

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高齢者の介護予防のための運動療法 631 はじめに 高齢者の介護予防を目指した運動療法の実践のためには，まず加齢に伴いどのように筋機能や運動機能が変化するのかを理解したうえで，高齢者の日常生活動作能力や生活活動量と関連の深い筋機能・運動機能について多面的に評価・介入することが重要である。本稿では 1）加齢に伴う骨格筋の筋特性の変化が高齢者の筋収縮能力に及ぼす影響，2）高齢者の介護予防のためにはどの下肢筋力をターゲットとして筋力トレーニングすべきであるか，3）高齢者の介護予防のための複合運動トレーニングの重要性の 3 点に焦点をあて，我々の研究結果を踏まえながら解説する。 加齢に伴う筋特性の変化が高齢者の筋収縮能力に及ぼ す影響 1．加齢に伴う骨格筋の質的変化運動機能のなかでも筋機能は加齢に伴う低下が著しく，特に後期高齢者においては加齢に伴う筋力低下が顕在化し，容易に要介護状態あるいは寝たきりを招く。加齢に伴い筋量が低下すること（サルコペニア）はよく知られているが，近年，我々は骨格筋の量的因子だけでなく質的因子も変化することをあきらかにした1）2）。健常若年女性 16 名（20.3 ± 0.49 歳）および健常高齢女性 34 名（84.2 ± 6.1 歳）の大腿四頭筋を対象として，筋硬度計を用いて筋組織を圧迫したときの組織の変位量で定量化された筋硬度値を測定した。若年者と高齢者の筋硬度を比較すると，安静時の筋硬度では 2 群間で有意差がみられなかったが，収縮時筋硬度および収縮時筋硬度の変化率は高齢者で有意に低い値を示した（表 1）。さらに骨格筋の質的因子の指標として大腿四頭筋の超音波画像から筋輝度を測定した。筋輝度は 0 から 255 の 256 段階で表現されるグレースケールで評価され，値が大きいほど高輝度で筋肉内の脂肪や結合組織などの非収縮組織が増加していることを意味する3‒5）。大腿四頭筋の筋輝度を若年者と高齢者で比較すると，若年者と比較して高齢者では有意に高い値を示し，高齢者においては筋内の非収縮組織の割合が増加していることが推測された（表 1）。これらのことから，骨格筋の質的要因も加齢に伴い変化することが示唆された。また，我々6）はこのような加齢による骨格筋の質的変化は量的変化（サルコペニア）よりも早期から生じることも報告した。地域在住の健常中高齢女性 100 名（平均年齢 70.8 ± 6.5 歳）および健常若年女性 28 名（平均年齢 20.5 ± 0.63 歳）を対象とし，大腿四頭筋の超音波画像から筋厚および筋輝度を測定し，サルコペニアと筋内非収縮組織増加（以下，筋内脂肪増加）の年齢層別発生率を調べた。なお，中高齢者におけるサルコペニアの定義は若年者の筋量平均値の 2SD 以下とし，筋内脂肪増加の定義は若年者の筋輝度平均値の 2SD 以上とした。サルコペニアおよび筋内脂肪増加の発生率は，後期高齢群ではそれぞれ 63.0％，66.7％と同程度の発生率であったのに対して，中年群では 17.6％，35.3％と筋内脂肪増加はサルコペニアの 2 倍以上の発生率を示した（図 1，2）。このことから，骨格筋の質的変化はサルコペニアよりも比較的早期の段階から生じていることが示唆された。 2．骨格筋の質的変化が高齢者の筋収縮能力に及ぼす影響我々は筋内脂肪の増加や筋硬度の減少といった骨格筋の質の低下も高齢者の筋収縮能力低下を招く重要な要因であると考えている1）2）。健常高齢女性 34 名（84.2 ± 6.1 歳）の大腿四頭筋における筋硬度・筋輝度と筋力・筋パワーとの関連について表 2 に示した1）。筋厚・筋輝度は筋力との間に有意な相関を認めたが，筋硬度はいずれも筋力との間に相関を認めなかった。一方，筋パワーとの関連について，安静時筋硬度との間には相関を認めなかったが，収縮時筋硬度および筋硬度変化率，筋輝度とは有意な相関を認めた。これらのことから，加齢に伴う骨格筋の質的変化も高齢者の筋収縮能力に影響を及ぼすこと，特に筋内の非収縮組織の増加や収縮時の筋硬度（筋スティフネス）の減少によって素早い筋収縮が困難となることが示唆された。このようなことから，サルコペニアに対する対策のみならず，骨格筋の質的要素の改善に対する運動療法の確立も重要な課題であると考える。 高齢者の介護予防のための筋力トレーニング─どの下肢 筋をターゲットにして筋力トレーニングをすべきか？─ 高齢者の生活自立や転倒・骨折予防のためには身体機能，特理学療法学第 40 巻第 8 号 631 ∼ 634 頁（2013 年）

高齢者の介護予防のための運動療法

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─グローバル・スタンダードの確立を目指して─

池添冬芽

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専門領域研究部会生活環境支援理学療法特別セッション「特別講演」

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Exercise for Preventing Physical Disability in Elderly People

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京都大学大学院医学研究科人間健康科学系専攻（〒 606‒8507 京都市左京区聖護院川原町 53）

Tome Ikezoe, PT, PhD: Human Health Sciences, Graduate School of Medicine, Kyoto University

キーワード：高齢者，介護予防，運動トレーニング

Japanese Physical Therapy Association

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理学療法学第 40 巻第 8 号 632 に筋機能の維持向上が重要であり，高齢になっても筋力トレーニングを実施することによって，筋機能を向上させることが可能であることがエビデンスとして証明されている7）。しかしながら，高齢者の身体活動量や動作能力の向上にはどのような筋力トレーニング法がもっとも効果的であるかについてはあきらかではないのが現状である。筋量は加齢による退行性変化のみならず，不活動によっても低下する。たとえば起居移動動作をまったく行わないベッドレスト状態にすると，ベッドレスト７日後という早期から大腿四頭筋の筋萎縮がみられることが報告されている8）。一方で，高齢者でも運動によって筋量は増加することも知られている7）。このように筋量は日常のメカニカルな負荷によって異なり，高齢者で特に筋量の個人差が拡大することも，この日々のメカニカルな負荷，すなわち身体活動の程度が影響していると考えられている。実際に歩数や外出頻度などの生活活動量は高齢者の下肢筋量に影響を及ぼすことが報告されている9）10）。我々11）は超音波診断装置によって測定した筋厚を筋量の指標として用いて，高齢者の生活活動量には下肢筋のなかでもどの筋との関連が強いのかについて調べた結果，下肢筋のなかで中殿筋の筋量のみ高齢者の生活活動量と関連性を認めた。歩行の安定性や立位バランスが崩れたときの側方姿勢制御には中殿筋の機能が非常に重要である12）13）。高齢者においては中殿筋の筋量低下による立位歩行時の側方不安定性によって，容易に生活活動量の減少や行動範囲の縮小を招き，それによってさらに中殿筋の筋量が低下するという悪循環が生じていることが考えられる。また，若年者の筋厚平均値を 100％としたときの高齢者の筋厚若年比を求めた結果，下肢筋のなかでもっとも低い値を示したのは大腰筋（若年比 47.2％）であり，大腰筋は加齢による筋萎縮が著しいことが示唆された（図 3）。さらに我々14）は健常若年女性 20 名（平均年齢 19.8 ± 0.8 歳）と高齢女性 34 名（平均年齢 85.3 ± 6.5 歳）を対象に加齢による下肢筋萎縮と歩行自立度との関連について検討し，ヒラメ筋は若年者と比較して歩行不可群（歩行困難で半年以上歩行を実施していない高齢者）では有意に低いが，若年者と高速歩行群（歩行が自立しており，最大歩行速度が 1 m/ 秒以上である高齢者）および若年者と低速歩行群（最大歩行速度 1 m/ 秒未満であるが歩行が自立している高齢者）との間には有意差がみられないことを報告した（表 3）。すなわち，下肢筋のなかでもヒラメ筋は歩行が自立している高齢者では速く歩行できるかどうかにかかわらず加齢による筋萎縮が少ないことが確認された。一般的に加齢による筋萎縮は Type Ⅰ線維よりも Type Ⅱ線維の方が著しく15）16），ヒラメ筋は type Ⅰ線維の割合が 86.4％と下肢筋のなかでも非常に多い17）。そのため，type Ⅰ 線維が多いヒラメ筋は比較的加齢の影響を受けにくく，日常生活において立位歩行動作を行っている高齢者においてはヒラメ筋の筋量を維持できていたと考えられる。さらに，若年者の筋厚平均値に対する高齢者の筋厚低下率を求めると，歩行不可群においては特に外側広筋，大腿直筋，中間広筋の筋厚低下率が 78.2 ∼ 83.0％と著しく高い値を示した（表 4）。すなわち，歩行が困難となり長期間歩行を実施していない高齢者では，下肢筋のなかでも特に抗重力筋の大腿四頭筋の廃用性筋萎縮が著しく進行していることが示唆された。高齢者の日常生活動作能力の維持向上や介護予防を目的とし 図 1 サルコペニアの発生率 図 2 筋内脂肪増加の発生率 表 1 若年女性および高齢女性における筋硬度・筋輝度および筋収縮能力 若年女性高齢女性筋硬度安静（N/mm） 1.47 ± 0.19 1.40 ± 0.32 収縮（N/mm） 2.30 ± 0.83 †† _{1.54 ± 0.56 **} 変化率（%） 55.1 ± 38.4 12.1 ± 33.3 ** 筋輝度 56.0 ± 10.7 96.2 ± 11.7 ** 筋力（Nm/kg） 2.85 ± 0.41 1.06 ± 0.58 ** 筋パワー（立ち座りテスト；s） 4.69 ± 0.60 11.4 ± 4.25 ** **；p < 0.01 ：若年女性との有意差を示す，††_{；p < 0.01 ：安静時との有意差を示す} 表 2 高齢女性における筋特性と筋力，筋パワーとの関連 筋力筋パワー筋硬度安静時 0.331 ‒ 0.215 収縮時 0.058 ‒ 0.537 ** 変化率 0.305 ‒ 0.382 * 筋輝度 ‒ 0.354 * 0.362 * *；p < 0.05 **： p < 0.01 でピアソンの相関分析にて有意な相関がみられたことを示す

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高齢者の介護予防のための運動療法 633 た下肢筋力トレーニングを処方するうえでは，特に移動動作能力や生活活動量と関連の深い筋や加齢による萎縮が著しい筋を中心に筋力トレーニングを実施することが重要であると考える。これらの研究結果より，高齢者の介護予防のためには，大腿四頭筋やヒラメ筋，中殿筋，大腰筋の筋力トレーニングが重要であることが示唆された。 高齢者に対する複合運動トレーニングの重要性 高齢者の日常生活動作自立のためには筋力単独の因子を向上させるだけでは十分とはいえないことがコクランシステマティックレビューで示されている7）。我々の研究18）においても，在宅高齢者を対象とした運動トレーニング教室において，筋力トレーニングのみを実施するグループと多面的な運動機能要素を含んだ複合運動トレーニングを実施するグループとで効果を比較した結果，複合運動トレーニングの方が運動機能や心理機能，動作能力向上に対する効果が高いことが確認されている。地域在住高齢者 35 名（男性 4 名，女性 31 名，平均年齢：69.9 ± 4.1 歳）を対象とし，筋力トレーニングのみを実施するグループと筋力トレーニングやバランストレーニング，筋パワートレーニングなどを組み合わせた複合運動トレーニングを実施するグループに分類し，各群のトレーニング効果を検証した。なお，トレーニングはいずれも 1 回につき約 40 分，7 種類の運動プログラムを週 1 回，10 週間実施した。トレーニング後，筋力トレーニング群では膝伸展筋力の 図 3 高齢女性における下肢筋厚の若年比（％） 表 3 若年者と高齢者の下肢の筋厚 （mm）若年者高速歩行群低速歩行群歩行不可群大殿筋 25.0 ± 2.98 14.9 ± 3.56 ** 14.7 ± 4.46 ** 8.60 ± 2.42 ** 中殿筋 22.9 ± 5.80 15.0 ± 4.16 ** 14.6 ± 3.97 ** 9.69 ± 2.23 ** 小殿筋 19.3 ± 6.47 12.8 ± 4.08 ** 12.3 ± 4.36 ** 9.54 ± 1.76 ** 大腰筋 28.7 ± 4.11 13.0 ± 5.58 ** 15.0 ± 2.93 ** 10.9 ± 4.07 ** 大腿直筋 22.9 ± 3.39 16.7 ± 3.50 ** 15.4 ± 5.42 ** 4.08 ± 1.36 ** 外側広筋 22.0 ± 3.25 14.1 ± 3.76 ** 12.2 ± 3.08 ** 3.73 ± 1.26 ** 中間広筋 21.5 ± 3.52 16.9 ± 2.99 ** 12.8 ± 4.68 ** 4.69 ± 2.39 ** 大腿二頭筋 36.5 ± 4.87 17.9 ± 5.01 ** 17.1 ± 3.83 ** 11.2 ± 4.40 ** 腓腹筋 16.3 ± 2.31 10.8 ± 2.63 ** 10.5 ± 4.01 ** 7.04 ± 1.67 ** ヒラメ筋 34.5 ± 6.11 29.8 ± 8.25 27.1 ± 4.93 17.6 ± 6.26 ** **；p < 0.01 若年者との有意差を示す 表 4 高齢者 3 群における下肢の筋厚低下率 （％）高速歩行群低速歩行群歩行不可群大殿筋 40.3 ± 14.8 41.0 ± 17.9 65.5 ± 10.2 **†† 中殿筋 34.7 ± 18.9 36.1 ± 17.3 57.7 ± 10.2 **†† 小殿筋 33.9 ± 21.9 36.4 ± 22.6 50.6 ± 9.51 大腰筋 54.8 ± 20.1 45.9 ± 10.2 62.3 ± 14.8 大腿直筋 26.9 ± 15.9 32.8 ± 23.7 82.2 ± 6.19 **†† 外側広筋 36.0 ± 17.7 44.3 ± 14.0 83.0 ± 6.00 **†† 中間広筋 21.3 ± 14.5 40.3 ± 21.8 78.2 ± 11.6 **†† 大腿二頭筋 51.0 ± 14.3 53.1 ± 10.5 69.4 ± 12.6 *† 腓腹筋 34.0 ± 16.7 35.4 ± 24.6 56.8 ± 10.7 **† ヒラメ筋 13.5 ± 24.8 21.6 ± 14.3 49.1 ± 18.9 **† ** ；p < 0.01，* ；p < 0.05 高速歩行群との有意差を示す †† _{；p < 0.01，}† _{；p < 0.05 低速歩行群との有意差を示す}

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理学療法学第 40 巻第 8 号 634

み有意な改善がみられたのに対して，複合トレーニング群では膝伸展筋力のみならず，ファンクショナルリーチ，ステッピングテスト，TUG，立ち座り速度，歩行速度で有意な改善がみられた（表 5）。さらに Fall Eﬃ cacy Scale（FES）を用いて転倒恐怖感の程度を評価した結果，複合トレーニング群においてのみ有意な改善がみられたことから，複合運動トレーニングは転倒恐怖感の減少といった心理機能の改善にも有効であることが示された。このことから高齢者を対象として運動トレーニングを実施する場合，筋力トレーニング単独で実施するよりも，バランストレーニングや筋パワートレーニング等，多面的な運動機能要素を含めた複合的な運動トレーニングを実施することで，より機能向上効果が得られると考えられた。 おわりに 虚弱高齢者や要介護高齢者が急増している我が国においては，高齢者の日常生活自立を保ち，生活の質（QOL）を向上させるための対策を確立することが急務である。高齢者の自立支援・介護予防のためには，運動機能や筋機能の維持改善をはかることが大切であり，その運動療法を処方・実施する理学療法士の役割はきわめて重大である。高齢者の介護予防のためには，どのような運動療法が効果的であるかについては，まだ検討すべき課題が多く残されている。健康寿命の延伸に有効で，かつ高齢者に安全に実施できる運動療法の確立に向けてさらなる研究が必要であると考える。 文献

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types in thirty-six human muscles. An autopsy study. J Neurol Sci. 1973; 18: 111‒129. 18）池添冬芽，市橋則明：地域在住高齢者に対するトレーニングが運動機能に及ぼす影響─筋力トレーニングと複合トレーニングとの効果の違いについて─．健康科学．2010; 6: 15‒19. 表 5 筋力トレーニング群と複合トレーニング群における運動機能の変化 筋力トレーニング群複合トレーニング群介入前介入後介入前介入後握力（kg） 24.4 ± 3.7 24.1 ± 3.6 22.4 ± 2.9 22.0 ± 2.7 膝伸展筋力（kg） 21.5 ± 5.4 23.6 ± 5.3** 21.3 ± 4.5 27.8 ± 4.7** 片脚立位保持時間（s） 36.7 ± 21.9 41.2 ± 20.5 51.3 ± 12.4 56.2 ± 5.8 FR（cm） 32.7 ± 4.5 30.9 ± 3.2 35.5 ± 4.3 38.3 ± 4.1* 長座体前屈（cm） 32.9 ± 5.5 31.8 ± 4.0 30.8 ± 5.2 31.6 ± 6.1 ステッピング（回） 30.2 ± 1.7 31.6 ± 2.3 28.0 ± 3.7 31.5 ± 3.4** Timed Up & Go（s） 6.06 ± 0.71 5.97 ± 0.67 5.70 ± 0.59 5.49 ± 0.61* 10 m 歩行時間（s） 5.23 ± 0.49 5.22 ± 0.45 4.91 ± 0.60 4.71 ± 0.55** 立ち座り時間（s） 7.22 ± 1.8 6.99 ± 1.7 9.72 ± 2.1 8.02 ± 1.3*

*：p < 0.05，**：p < 0.01 にてトレーニング前後で有意差があったことを示す．

高齢者の介護予防のための運動療法