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好 中 球 機 能 と 筋 疲 労 と の 関 係 : 女 子 バ レ ー ボ ー ル 選 手 で の 検 討
( Relationship between neutrophil functions and muscle fatigue in female volleyball players )
申 請 者 弘 前 大 学 大 学 院 医 学 研 究 科 総 合 医 療 ・ 健 康 科 学 領 域
ス ポ ー ツ 健 康 科 学 教 育 研 究 分 野
氏 名 金 子 美 由 紀
指 導 教 授 中 路 重 之
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【 緒 言 】
運 動 が 免 疫 系 に 及 ぼ す 影 響 に つ い て は 種 々 の 報 告 が な さ れ て い る 。 一 般 的 に は 適 度 な 運 動 習 慣 は 免 疫 能 を 高 め 感 染 防 御 を 増 強 す る が 、 高 強 度 の 運 動 を 継 続 し て お こ な っ て い る 競 技 選 手 が 十 分 な 疲 労 回 復 の な い ま ま に 運 動 を 反 復 す る と 、 疲 労 の 蓄 積 が 起 こ り 、慢 性 的 な 免 疫 抑 制 が 生 じ る 可 能 性 が 考 え ら れ て い る
1 )。し か し 、 運 動 に 伴 う 筋 疲 労 と 免 疫 の 関 係 を 調 査 し た 研 究 は 少 な い 。
競 技 選 手 に お け る 運 動 に 伴 う 身 体 疲 労 の 重 要 な 指 標 の 一 つ と し て 筋 疲 労 が 挙 げ ら れ る
2 - 5 )。 筋 疲 労 は 最 大 筋 力 の 発 揮 及 び 一 定 の 筋 力 の 維 持 を 妨 げ る た め 、 そ の 管 理 は 選 手 の パ フ ォ ー マ ン ス 発 揮 及 び コ ン デ ィ シ ョ ニ ン グ に お い て 重 要 と さ れ
6 )
、 そ の 客 観 的 指 標 と し て ク レ ア チ ン キ ナ ー ゼ ( C r e a t i n e Ki n a s e : C K) が よ く 用 い ら れ る 。 そ の 理 由 と し て は C K が 筋 疲 労 の マ ー カ ー と し て 鋭 敏 な だ け で は な く 筋 疲 労 の 回 復 マ ー カ ー と し て も 有 用 で あ る 可 能 性 が 示 さ れ て い る た め で あ る
7 , 8 )。
我 々 の 研 究 グ ル ー プ で は 、 免 疫 細 胞 で あ る 好 中 球 の 機 能 変 動 を 観 察 す る こ と で 競 技 選 手 に お け る 運 動 に 伴 う 免 疫 学 的 な 疲 労 を 評 価 し て き た 。 好 中 球 は 侵 入 し た 微 生 物 等 の 異 物 を 貪 食 し 、 自 ら が 産 生 す る 活 性 酸 素 種 ( re a c t i v e o x yg e n sp e c i e s :
R O S ) に よ り 殺 菌 を お こ な う 生 体 防 御 上 重 要 な 免 疫 細 胞 で あ る
8 - 1 1 )。 一 方 で 、 好
中 球 は 本 来 殺 菌 に 利 用 す る R O S を 放 出 し 、正 常 な 組 織 に も 障 害 を 与 え る こ と が 知 ら れ て い る
1 2 - 1 4 )。し か し 、運 動 と 好 中 球 機 能 の 関 係 を 調 査 し た 研 究 で 、上 記 の 貪 食 能( p h a g o c yt i c a c t i v i t y :PA )、貪 食 時 の R O S 産 生 量( S t i mu l a te d R O S p ro d u c t i o n)、
異 物 投 与 前 ( 貪 食 前 ) の R O S 産 生 量 ( B a sa l R O S p r o d u c t i o n) の 3 機 能 を 同 時 に 測 定 し 、 筋 疲 労 と の 関 係 を 検 討 し た 研 究 は み ら れ な い 。
こ れ ま で の 競 技 選 手 の 運 動 と 好 中 球 機 能 の 関 係 を 検 討 し た 我 々 の 研 究 で は 、 調
整 期 に お こ な わ れ る よ う な 身 体 負 荷 の 軽 め の 練 習 で は 運 動 後 PA お よ び B a s a l R O S
産 生 量 は と も に 増 加 (“ 通 常 パ タ ー ン ”)
1 5 )、 強 化 練 習 や 試 合 な ど 負 荷 が 大 き い 運
動 後 に は 、 PA お よ び B a s a l R O S 産 生 量 と も に 低 下 す る こ と (“ 非 通 常 パ タ ー ン ”)
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を 報 告 し て き た
1 6 - 1 8 )。そ し て 、こ れ ら の 知 見 か ら 、我 々 は 競 技 選 手 の コ ン デ ィ シ ョ ン を 、 好 中 球 の 上 記 2 機 能 の 挙 動 に よ り 評 価 で き る 可 能 性 を 報 告 し て き た
1 9 )。
し か し 、通 常 の 練 習 で は 、B a s a l R O S 産 生 量 は 変 化 な し ま た は 亢 進 、PA は 変 化 な し ま た は 低 下 と 様 々 な 挙 動 が 観 察 さ れ て い る
2 0 , 2 1 )。こ の た め 、競 技 選 手 の 通 常 時 の 練 習 時 す な わ ち 普 段 の コ ン デ ィ シ ョ ン を 把 握 す る た め に は 、こ れ ら 2 機 能( PA 、
B R O S 産 生 量 ) の 挙 動 の 把 握 だ け で は 不 十 分 で あ り 、 新 た な 評 価 指 標 の 導 入 の 必
要 性 が あ る と 考 え て き た 。 す な わ ち 、 B R O S 産 生 量 は 、 採 血 さ れ た 血 液 サ ン プ ル 中 の 好 中 球 の 産 生 す る R O S 産 生 量 で あ り 、こ の サ ン プ ル に 異 物 投 与 し た 後 に 好 中 球 の 産 生 す る R O S 産 生 量 が S R O S 産 生 量 と な る 。こ れ ま で は 、採 血 及 び 採 血 管 自 体 が 好 中 球 を 刺 激 し て い る と 考 え 、B R O S 産 生 量 の み を 好 中 球 の R O S 産 生 量 の 指 標 と し て 用 い て き た 。 し か し 、 SROS 産 生 量 は BROS 産 生 量 の 数 十 倍 以 上 の 産 生 量 を 示 し 、 BROS よ り 鋭 敏 性 を 有 し つ つ 、 BROS と は 異 な る 性 質 を 持 つ 指 標 と 考 え ら れ る
2 2 , 2 3 )。
競 技 選 手 の コ ン デ ィ シ ョ ン 管 理 の た め に は 現 場 に お け る 普 段 の 練 習 時 の 研 究
が 必 要 で あ る 。 本 研 究 で は 女 子 バ レ ー ボ ー ル 選 手 を 対 象 に 、 通 常 練 習 時 の 筋 疲 労
状 況 を CK に よ り 評 価 し 、 筋 疲 労 レ ベ ル と 好 中 球 3 機 能 ( PA 、 BROS 、 SROS )
の 関 係 に つ い て 調 査 ・ 検 討 し 、 こ れ ら 3 機 能 の 筋 疲 労 の 評 価 指 標 と し て 有 効 性 を
検 討 し た 。
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【 対 象 及 び 方 法 】 1 . 対 象 者 及 び 調 査 期 間
本 研 究 に お け る 対 象 者 は 、 環 太 平 洋 大 学 女 子 バ レ ー ボ ー ル 部 ( 以 下 バ レ ー ボ ー ル 部 )の 部 員 2 6 名 で あ っ た 。本 対 象 者 は 練 習 時 の C K 変 化 量 の 3 分 位 に よ り 3 群 に 区 分 し 、 軽 度 C K 変 化 量 群 9 名 、 中 等 度 C K 変 化 量 群 8 名 、 高 度 C K 変 化 量 群 9 名 に 分 け た 。
本 対 象 者 の バ レ ー ボ ー ル 部 の 年 齢 は 平 均 ± 標 準 偏 差 で 1 9 . 5 ±0 . 9 歳 、 身 長 は 1 6 6 . 1 ± 7 . 2 c m 、 練 習 前 体 重 は 6 5 . 1 ±6 . 5 k g 、 練 習 後 体 重 は 6 4 . 9 ±6 . 4 k g、 体 脂 肪 率 は
2 7 . 3 ±4 . 0 %、 除 脂 肪 量 は 4 6 . 4 ±3 . 7 k g で あ っ た 。 選 手 は 2 時 間 の 通 常 練 習 を 行 い 、
そ の 直 前 直 後 に 調 査 を 行 っ た 。
本 調 査 は 弘 前 大 学 医 学 部 倫 理 委 員 会 の 承 認 を 受 け る と 同 時 に 、 事 前 に 全 対 象 者 に 調 査 の 目 的 と 内 容 を 説 明 し 、 調 査 へ の 参 加 、 協 力 の 同 意 を 得 て 実 施 し た 。
2 . 身 体 組 成 値
身 体 組 成 値 は 身 長 を 測 定 し た 後 、 体 重 、 体 脂 肪 率 、 除 脂 肪 体 重 を イ ン ピ ー ダ ン ス 法 に よ る 体 脂 肪 計 ( T B F -11 0、( 株 ) タ ニ タ 、 東 京 ) で 測 定 し た 。
3 . 血 液 生 化 学 検 査
本 対 象 者 か ら 練 習 直 前 と 直 後 に 1 0 m L の 採 血 を 実 施 し た 。 そ の う ち 末 梢 血 の
2 m L は そ の ま ま 血 球 成 分 と 好 中 球 機 能 の 分 析 に 用 い 、残 り 8 m L は 3 0 0 0 回 / 分 で 1 0
分 間 遠 心 分 離 し 、 血 清 を 分 離 ・ 抽 出 後 、 血 液 生 化 学 検 査 に 用 い た 。
血 球 成 分 の 中 か ら 免 疫 関 連 細 胞 と し て 白 血 球 数 、 好 中 球 数 を 測 定 し た 。 こ の 測
定 は 自 動 血 球 測 定 装 置 ( S ys t e m X E -2 1 0 0 a n d S E -9 0 0 0 , Ko b e, J a p a n ) を 用 い た 。
血 液 生 化 学 検 査 と し て 筋 組 織 の 変 性 ・ 損 傷 や 筋 疲 労 を 把 握 す る 為 に 筋 逸 脱 酵 素
で あ る C r e a t i n e Ki n a s e( C K) を 測 定 し た 。 C K 値 は 、 イ ア ト ロ LQ C K レ ー ト J Ⅱ
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( 株 式 会 社 LS I メ デ ィ エ ン ス ) を 用 い 、 以 下 の 反 応 に よ り 生 成 す る N A D P H の 増 加 速 度 か ら 求 め た 。
ク レ ア チ ン リ ン 酸 + A D P →
C Kク レ ア チ ン + AT P AT P +グ ル コ ー ス
G l c K→
EAA D P +グ ル コ ー ス -6 -リ ン 酸
グ ル コ ー ス -6 - リ ン 酸 + N A D P
+ G-6-PDH→ 6 -ホ ス フ ォ グ ル コ ン 酸 + N A D P H + H
+Ig G 、 C 3 に つ い て は T IA ( 免 疫 比 濁 法 ) を 用 い 測 定 し た 。
さ ら に , 練 習 後 の こ れ ら の 値 は 練 習 前 後 の 体 重 及 び H c t、 H b の 変 化 か ら , 脱 水 に 影 響 さ れ て い る こ と が 明 ら か と な っ た こ と か ら 、 練 習 前 後 の H c t 及 び H b を 用
い た P la s ma v o lu me 法 に よ る 脱 水 補 正 を 行 な っ た 。 な お 、 本 結 果 で 用 い た 全 て の
血 液 生 化 学 検 査 は 三 菱 化 学 メ デ ィ エ ン ス ( 株 ) に 委 託 、 実 施 し た 。
4 . 好 中 球 の 貪 食 能 ( PA )、 貪 食 時 の R O S 産 生 量 ( S R O S )、 異 物 投 与 前 ( 貪 食 前 )
の R O S 産 生 量 ( B R O S ) の 測 定 方 法
好 中 球 R O S 産 生 量 お よ び PA は 、 FA C -S c a n ( B e c to n D i c k i n s o n, S a n J o s e, U S A ) を 用 い た Two -c o l o r 法 に よ り 測 定 し た 。 R O S 産 生 量 は 、 蛍 光 指 示 剤 H yd r o e th i d in e
( H E : 44.4μM , P o l y sc i e n c e s In c ., U S A) を 用 い 、 貪 食 能 ( PA ) は 、 蛍 光 色 素
Fl u o r e sc e in i s o th i o c ya n a t e ( FIT C : S i g ma C h e mi c a l C o., S t . L o u i s, U S A) で 標 識 し た オ プ ソ ニ ン 化 ザ イ モ ザ ン ( FIT C -O Z, S i g ma C h e mi c a l C o., S t . Lo u is , U S A)
を 用 い 測 定 し た 。
R O S 産 生 量 測 定 用 の 血 液 サ ン プ ル は 、 E D TA- 2 K で 凝 固 抑 制 し た 全 血 2 0 0 μ L
を H E 4 4μ L に 加 え た 後 、 3 7 ℃ で 5 分 間 イ ン キ ュ ベ ー ト し た 。 PA 測 定 用 の 血 液 サ
ン プ ル は 、 あ ら か じ め F IT C -O Z 2 5 μ L が 入 っ て い る チ ュ ー ブ に R O S 産 生 量 測 定 用 の 血 液 サ ン プ ル か ら 1 0 0μ L を 注 入 し 、 3 7 ℃ で 3 5 分 間 イ ン キ ュ ベ ー ト し た 。 両 サ ン プ ル は 、 イ ン キ ュ ベ ー シ ョ ン 終 了 後 、 溶 血 固 定 試 薬 Ly s e a n d Fi x
( IM MU N O T E C H , M a r s e i l l e , Fr a n c e) に よ り 赤 血 球 を 溶 血 し 、 固 定 し た 。 そ の
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後 、 ア ジ 化 ナ ト リ ウ ム 加 P B S に て 2 回 遠 心 洗 浄 後 、 FA C -S c a n を 用 い 蛍 光 強 度 を 測 定 し た 。 ま た 、 貪 食 能 測 定 用 サ ン プ ル に つ い て は 、 測 定 直 前 に Fl u o re s c e n c e Q u e n c h in g M e t h o d に 従 っ て ト リ パ ン ブ ル ー 3 0 μ L ( 0 . 2 5 mg / m L , p H 4 . 5 , S ig ma
C h e mi c a l C o ., S t. Lo u is, U S A) を 加 え 、 好 中 球 に 取 り 込 ま れ ず 表 面 に 付 着 し て
い る だ け の FIT C -O Z を 除 外 し 、 FA C -S c a n で 測 定 し た 。 FA C -S c a n で は 、 各 サ ン プ ル 毎 に 好 中 球 1 0 0 0 0 個 に つ い て 蛍 光 強 度 を 測 定 し た 。 フ ロ ー サ イ ト メ ー タ ー は 、
4 8 8 n m の ア ル ゴ ン レ ー ザ ー に よ り 励 起 さ れ る 蛍 光 色 素 F L1 検 出 器 5 3 0 n m ( 緑 色 ) 、
F L2 検 出 器 5 7 5 n m( 赤 色 ) を 用 い た 。 ま ず 、 前 方 散 乱 光 と 側 方 散 乱 光 に よ り 好 中 球 を ゲ ー テ ィ ン グ し 、 1 万 個 を 収 集 し た 。 R O S 産 生 量 、 PA は 、 そ の 好 中 球 の 1 万 個 当 た り の 蛍 光 色 素 F IT C ( PA ) と H E( R O S) の 平 均 蛍 光 強 度 ( F I; F l u o re s c e n c e In t e n s i t y ) に よ り 評 価 し た 。
5 . 統 計 解 析
身 体 組 成 値 、 血 液 生 化 学 検 査 の 結 果 は 、 す べ て 平 均 値 ±標 準 偏 差 で 示 し た 。 練 習 前 後 の 測 定 項 目 の 比 較 は 、 Wi lc o x o n s ig n e d -r a n k t e s t を 用 い た 。 C K 変 化 量 の 3 群 間 に お け る 測 定 値 の 比 較 は 一 元 配 置 分 散 分 析 を 用 い た 。な お 、各 群 に お け る 好 中 球 機 能 と C K 変 化 量 の 相 関 関 係 に つ い て は 、 P e a r so n の 相 関 係 数 に よ り 評 価 し た 。
統 計 学 的 解 析 は 、 I B M S P S S S ta t i s t i c s 2 4 を 利 用 し 、 p < 0 . 0 5 を も っ て 統 計 学 的 に
有 意 差 あ り 、 p < 0 . 1 を も っ て 傾 向 あ り と し た 。
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【 結 果 】
表 1 は 、 対 象 者 の 身 体 的 特 徴 お よ び C K の 変 化 を 示 し て い る 。 体 重 は 練 習 前 に 比 べ て 練 習 後 有 意 に 低 下 し (p < 0 . 0 1 ) 、 筋 逸 脱 酵 素 の C K 値 は 、練 習 前 に 比 べ 練 習 後 有 意 に 上 昇 し た (p < 0 . 0 1 )。
表 2 は 、 練 習 に よ る 免 疫 細 胞 数 お よ び 好 中 球 機 能 の 変 化 を 示 し て い る 。 白 血 球 数 お よ び 好 中 球 数 は 、 練 習 前 に 比 べ 練 習 後 有 意 に 上 昇 し た (p < 0 . 0 1 )。 ま た 、 免 疫 グ ロ ブ リ ン Ig G も 練 習 前 に 比 べ 練 習 後 有 意 に 上 昇 し た (p < 0 . 0 5 )。一 方 、補 体 C 3 は 練 習 前 後 で 有 意 な 変 化 は み ら れ な か っ た 。
好 中 球 の PA は 練 習 前 に 比 べ て 練 習 後 有 意 に 低 下 し た が (p < 0 . 0 1 ) 、 S R O S 産 生 量 は 有 意 に 上 昇 を 示 し た (p < 0 . 0 1 ) 。一 方 、B R O S 産 生 量 は 練 習 後 に 有 意 な 変 化 は み ら れ な か っ た 。
表 3 よ り 、軽 度 、中 等 度 、高 度 の 全 て の C K 変 化 量 群 に お い て 、C K 値 は 練 習 後 有 意 に 上 昇 し ( p < 0 . 0 1 ) 、 練 習 前 後 値 、 変 化 率 は 軽 度 、 中 等 度 C K 変 化 量 群 に 比 べ て 高 度 C K 変 化 量 群 は 有 意 に 大 き か っ た( 中 等 度 C K 変 化 量 群 練 習 前 値 と の 比 較 ; p < 0 . 0 5 、 他 の 項 目 は す べ て p < 0 . 0 1 ) 。
白 血 球 数 、 好 中 球 数 は 練 習 前 に 比 べ て 練 習 後 す べ て の C K 変 化 量 群 に お い て 有 意 な 差 が み と め ら れ た ( 白 血 球 の 高 度 C K 変 化 量 群 ; p < 0 . 0 5 、 他 の 項 目 は す べ て
p < 0 . 0 1 ) 。 免 疫 グ ロ ブ リ ン Ig G は 、 中 等 度 C K 変 化 量 群 と 高 度 C K 変 化 量 群 に お い
て 練 習 前 後 で 有 意 な 差 が み と め ら れ た (p < 0 . 0 5 )。 そ の 変 化 率 は 中 等 度 C K 変 化 量 群 に 比 べ て 高 度 C K 変 化 量 群 は 有 意 に 大 き か っ た ( p < 0 . 0 1 ) 。 補 体 C 3 で は 高 度 C K 変 化 量 群 の み 練 習 前 後 に 有 意 な 差 が み と め ら れ ( p < 0 . 0 1 ) 、 そ の 変 化 率 は 中 等 度 C K 変 化 量 群 に 比 べ て 高 度 C K 変 化 量 群 は 有 意 に 大 き か っ た ( p < 0 . 0 1 ) 。
好 中 球 の PA は 軽 度 、中 等 度 、高 度 群 全 て の C K 変 化 量 群 に お い て 、練 習 前 に 比
べ 練 習 後 有 意 に 低 下 し た (p < 0 . 0 5 ) 。 S R O S 産 生 量 は 軽 度 お よ び 中 等 度 C K 変 化 量 群
に お い て 練 習 前 に 比 べ 練 習 後 有 意 に 上 昇 し た が ( 軽 度 C K 変 化 量 群 ; p < 0 . 0 5 、 中 等
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度 C K 変 化 量 群 ; p < 0 . 0 1 ) 、 高 度 C K 変 化 量 群 に お い て は 練 習 前 後 に 有 意 な 変 化 は み ら れ な か っ た 。 ま た 練 習 前 値 は 、 軽 度 C K 変 化 量 群 に 比 べ て 高 度 C K 変 化 量 群 は 有 意 に 大 き か っ た ( p < 0 . 0 5 ) 。 B R O S 産 生 量 は 軽 度 、 中 等 度 、 高 度 の 全 て の C K 変 化 量 群 に お い て 変 化 は み ら れ な か っ た 。
表 4 は C K 変 化 量 と 好 中 球 機 能 の 相 関 関 係 を 示 し て い る 。 軽 度 C K 変 化 量 群 に
お い て 、 C K 変 化 量 と S R O S 変 化 量 お よ び B R O S 変 化 量 の 間 に 相 関 傾 向 が み ら れ
た ( p < 0 . 1)。
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【 考 察 】
大 学 女 子 バ レ ー ボ ー ル 選 手 を 対 象 に 、 通 常 の 練 習 に よ る 筋 疲 労 レ ベ ル と 好 中 球 3 機 能 ( PA 、 S R O S 産 生 量 、 B R O S 産 生 量 ) と の 変 化 の 関 係 に つ い て 調 査 し た 。
激 し い 運 動 は 、 筋 組 織 の 変 性 や 損 傷 、 あ る い は 筋 膜 の 透 過 性 を 亢 進 さ せ 、 筋 組 織 中 に 存 在 す る 各 種 酵 素 を 血 中 に 湧 出 す る こ と が 多 く の 研 究 に よ り 明 ら か に さ れ て い る
2 - 5 )。 こ れ に よ り 、 筋 逸 脱 酵 素 で あ る C K の 増 減 は 、 そ の 競 技 の 練 習 量 や 強 度 を 反 映 し 、 筋 疲 労 の 指 標 と し て 有 効 で あ る こ と が 示 さ れ て い る
2 - 5 )。 本 結 果 に お い て 、 練 習 後 に C K が 有 意 に 増 加 を 示 し て い た こ と は 、 本 対 象 者 の 実 施 し た 練 習 が 筋 組 織 の 変 性 、損 傷 を 引 き 起 こ す レ ベ ル で あ っ た こ と を 示 唆 し て い た 。一 方 、 本 対 象 選 手 の 練 習 前 の安 静 時 C K 値 は平 均 で 5 0 5 . 5 IU / L であ り、女 性 アスリー トの 安 静 時 C K の 上 限 値 5 1 3 IU / L 以 上
2 4 , 2 5 )に 約 1 / 3 の 選 手 が 含 まれていたた め、筋 疲 労 の 高 度
な 状 況 で 練 習 を 行 っ て い た 選 手 が 存 在 し た 可 能 性 が 示 唆 さ れ た 。
白 血 球 数 は 運 動 に よ り 増 加 し 、 そ の 増 加 は 運 動 強 度 に 依 存 す る
2 6 )。 こ の 機 序 と し て は 、 運 動 に よ り 生 じ る 筋 組 織 の 変 性 、 損 傷 に 対 し て の 炎 症 性 サ イ ト カ イ ン を 介 し た 炎 症 反 応 で あ る こ と が 明 ら か に さ れ て い る
5 , 6 , 2 7 , 2 8 )。 ま た こ れ に 加 え 、 ス ト レ ス 反 応 と し て カ テ コ ー ル ア ミ ン や コ ル チ ゾ ー ル な ど の ス ト レ ス ホ ル モ ン の 関 与 も 示 唆 さ れ て い る
5 , 6 , 2 7 , 2 8 )。 本 結 果 で も 、 白 血 球 数 お よ び 好 中 球 数 と も に 練 習 後 有 意 な 上 昇 ま た は 上 昇 傾 向 が み ら れ た 。 す な わ ち 、 本 結 果 に お い て も 、 本 対 象 者 が 実 施 し た 練 習 が 、 筋 の 変 性 、 損 傷 由 来 の 炎 症 反 応 、 あ る い は 運 動 負 荷 に 対 す る ス ト レ ス 反 応 を 亢 進 さ せ た と 推 察 さ れ た 。
運 動 時 の 免 疫 グ ロ ブ リ ン 、 補 体 の 変 動 に 関 す る 報 告 で は 、 高 強 度 の 運 動 負 荷 に 伴 う 筋 組 織 の 変 性 ・ 損 傷 に 対 す る 炎 症 反 応 と し て 上 昇 す る こ と が 指 摘 さ れ て い る
2 9 , 3 0 )
。本 調 査 に お い て も 、対 象 選 手 の C K 変 化 量 の 大 き い 群 に お い て 有 意 な 上 昇 が み ら れ た 。
我 々 の 先 行 研 究 で は 、 競 技 選 手 に お け る 様 々 な 運 動 負 荷 前 後 の 好 中 球 機 能 の 変
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動 を 調 査 し 、 種 々 の 運 動 条 件 下 で い く つ か の 好 中 球 機 能 の 挙 動 パ タ ー ン が あ る こ と を 報 告 し て き た 。 す わ な ち 、 プ ロ サ ッ カ ー 選 手 に お い て シ ー ズ ン 前 に 行 わ れ て い る 調 整 練 習 で は B R O S 産 生 量 お よ び PA は と も に 増 加 し(“ 通 常 パ タ ー ン ”)
1 5 )、 逆 に ラ グ ビ ー の 試 合 や フ ル マ ラ ソ ン で は と も に 低 下 す る こ と(“ 非 通 常 パ タ ー ン ”)
を 示 し て き た
1 9 )。し か し 、通 常 の 練 習 前 後 に お け る 好 中 球 機 能 に つ い て は 、 B R O S 産 生 量 は 変 化 な し ま た は 亢 進 、 PA は 変 化 な し ま た は 低 下 と 様 々 な 挙 動 が 観 察 さ れ て い る
2 0 , 2 1)。
一 方 、 こ の よ う な 好 中 球 の 挙 動 パ タ ー ン は 、 運 動 負 荷 の 大 き さ ・ 長 さ と 個 人 の 持 つ 身 体 機 能 能 力 の バ ラ ン ス に よ っ て も た ら さ れ る “ 結 果 ” で あ り 、 そ の 意 味 で は 本 対 象 者 の 中 に も “ 通 常 パ タ ー ン ”、“ 非 通 常 パ タ ー ン ” あ る い は そ の 中 間 的 な パ タ ー ン が 混 在 す る で あ ろ う 。 し た が っ て 、 そ れ ら の パ タ ー ン を 詳 細 に 分 析 す る こ と で 好 中 球 機 能 と 筋 疲 労 の 関 係 性 が 明 ら か に で き る と 考 え る 。 そ こ で 我 々 は C K 値 の 動 き か ら 対 象 を 軽 度 、 中 等 度 、 高 度 の C K 変 化 量 群 に 分 け 、 筋 疲 労 レ ベ ル の 上 昇 に 伴 う 好 中 球 機 能 3 機 能 の 変 動 を 検 討 し た 。
そ の 結 果 、 3 群 す べ て に お い て 、 B R O S 産 生 量 は 練 習 前 後 で 有 意 な 変 化 を 示 さ ず 、 PA は 低 下 し た 。 す な わ ち 、 3 群 と も ほ ぼ 同 様 の 変 動 を 示 し た 。 し か し 、
S R O S 産 生 量 に つ い て は 軽 度 お よ び 中 等 度 の C K 変 化 量 群 で は 上 昇 を 示 し た が 、
高 度 C K 変 化 量 群 に お い て 不 変 で あ っ た 。
好 中 球 は R O S を 常 時 産 生 し て い る が ,異 物 反 応 時 は そ の 産 生 が 急 増 し ,こ れ
に よ り 異 物 を 殺 菌 破 壊 す る 。 S R O S 産 生 量 は 異 物 反 応 時 の R O S 産 生 量 で あ り 、
そ の 低 下 は 易 感 染 性 を 招 く 可 能 性 が 推 測 さ れ る 。 し た が っ て 、 高 度 C K 変 化 量
群 で は 練 習 前 後 で 異 物 処 理 に 必 要 な R O S 産 生 量 が 不 足 し た 可 能 性 が 考 え ら れ
た 。高 度 C K 変 化 量 群 の 練 習 前 C K 値 は 平 均 8 3 7 . 8 IU / L で あ り 、ほ ぼ 全 員 が 女 性
アスリ ートの 安 静 時 C K 上 限 値 5 0 5 . 5 IU / L を 超 え ていた 。す なわ ち、筋 疲 労 レベルが 高
度 の 場 合 には S R O S 産 生 量 が 上 がらなく なる 可 能 性 が 示 唆 された 。
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以 上 よ り 、 こ れ ま で 好 中 球 の B R O S 産 生 量 と PA の 2 機 能 に よ り 競 技 ス ポ ー ツ 選 手 の 運 動 時 の コ ン デ ィ シ ョ ン を 把 握 し て き た が 、 本 調 査 の よ う に 2 機 能 が 有 意 な 変 化 を 示 さ な い 場 合 に も S R O S 産 生 量 は 有 意 な 変 化 を 示 し て お り 、 競 技 ス ポ ー ツ 選 手 の 普 段 の 練 習 時 の コ ン デ ィ シ ョ ン を 把 握 す る た め に は 、 こ の 2 機 能 に 加 え
て 、 S R O S 産 生 量 を 評 価 す る こ と が 有 効 に な る 可 能 性 が 考 え ら れ た 。
練 習 前 後 の C K 値 の 変 化 量 と 好 中 球 機 能 の 相 関 関 係 を 、 上 記 群 毎 に 検 討 し た 。
S R O S 産 生 量 と C K 値 の 間 に 負 の 相 関 傾 向 、B R O S と C K 値 の 間 に 正 の 相 関 傾 向 が
み ら れ た 。す な わ ち 、練 習 前 の 筋 疲 労 が 軽 度 の 群 で は 好 中 球 の R O S 産 生 量 は 連 動 し て 動 く が 、 中 等 度 ま た は 高 度 に な る と 両 者 の 挙 動 が 対 応 し な く な る 可 能 性 が み ら れ た 。 こ の 要 因 と し て は 、 運 動 負 荷 が 上 が る に 伴 い 運 動 自 体 に 対 す る ス ト レ ス 反 応 と し て の 各 種 サ イ ト カ イ ン や ホ ル モ ン 等 の 変 動 が 筋 疲 労 以 上 に 免 疫 機 能 に 影 響 を 及 ぼ す た め で あ る 可 能 性 が 推 測 さ れ た 。
以 上 よ り 、 筋 疲 労 が 高 度 の 場 合 に は 、 PA 、 B R O S に S R O S を 加 え た 好 中 球 の 三
機 能 に よ る 推 測 が 有 用 と 考 え ら れ た 。
12 謝 辞
本 研 究 に あ た り 、 多 く の ご 支 援 と ご 指 導 を 賜 り ま し た 。 大 変 お 忙 し い 中 、 終 始
熱 心 な ご 指 導 を 頂 い た 中 路 重 之 教 授 , 高 橋 一 平 准 教 授 に 深 く 感 謝 し て お り ま す 。
ま た 、 本 論 文 の 作 成 に あ た り 、 徳 田 先 生 を は じ め 社 会 医 学 講 座 の 皆 様 に も 多 岐 に
わ た り ご 指 導 い た だ き ま し た 。 感 謝 の 念 に た え ま せ ん 。 本 当 に あ り が と う ご ざ い
ま し た 。
13 参 考 文 献
1 ) Ma l m C . S u s c e p t ib i l i t y t o i n fe c t io n s i n e l i te a t h le t e s : t h e S -c u r v e . S c a n d J Me d S c i S p o r t s . 2 0 0 6 ; 1 6 : 4 -6 .
2 ) Kr a t z A , Le w a n d ro w s k i KB , S ie g e l A J , C h u n KY, Fl o o d J G , Va n C o t t E M, Le w a n d r o ws k i E L. E ff e c t o f ma r a t h o n ru n n i n g o n h e ma t o lo g ic a n d b i o c h e mi c a l l a b o r a t o r y p a r a me t e r s, in c lu d in g c a r d ia c ma r k e r s . A m J C l i n P a th o l 2 0 0 2 ;11 8 : 8 5 6 -8 6 3 .
3 ) Fl yn n M G , P iz z a FX , B o o n e J r J B , A n d r e s F F, M i c h a u d TA , R o d r i g u e z -Z a ya s J R . In d ic e s o f t ra i n in g s t r e s s d u r i n g c o mp e t i t i v e r u n n i n g a n d s w i m mi n g se a so n s. In t J S p o r t s M e d 1 9 9 4 ;1 5 : 2 1 -2 6 .
4 ) Ko u t e d a k i s Y, R a a f a t A , S h a rp , R o s ma r i n MN , B e a r d MJ , R o b b i n s S W: S e ru m e n z y me a c t i v i t i e s in in d i v i d u a ls w i th d i ff e r e n t l e v e l s o f p h ys i c a l f i t n e s s. J S p o r t s Me d P h ys Fi t n e s s 1 9 9 3 ; 3 3 : 2 5 2 -2 5 7 .
5 ) E b b e l in g C B , C l a rk s o n P M . E x e rc i s e -i n d u c e d mu s c le d a ma g e a n d a d a p t a t i o n . S p o r t s M e d 1 9 8 9 ; 7 : 2 0 7 -2 3 4 .
6 ) 松 浦 亮 太 . 筋 疲 労 を 再 定 義 す る . 北 海 道 大 学 大 学 院 教 育 学 研 究 院 紀 要 2 0 1 6 . 1 2 5 : 9 1 -1 0 9 .
7 ) G i l l e r y P h i l i p p e , La c k n e r Ka r l J , Li p p i G i u s e p p e , Me l i c h a r B o h u s la v, P a yn e D e b o r a h A , S c h la t t ma n n P e te r, Ta t e J i l l i a n R . B i o c h e mi c a l ma r k e r s o f mu s c u l a r d a ma g e . C l in i c a l C h e mi s t r y a n d La b o ra t o r y M e d i c in e 2 0 1 0 ; 4 8 : 7 5 7 – 7 6 7 .
8 ) P a o la B r a n c a c c i o , N i c o l a M a ffu l l i , a n d Fr a n c e s c o Ma r i o Li mo n g e l l i . C re a t i n e k in as e mo n i t o r in g in s p o r t me d i c i n e . B r i t i s h Me d ic a l B u l l e t in . 2 0 0 7 ; ( 1 ) : 8 1 -8 2 . 9 ) P e d e r se n B K. E x e rc i s e i m mu n o l o g y. 1 s t e d . N e w Yo r k :S p r in g e r, 1 9 9 7 : 5 - 3 8 .
1 0 ) S i l v a MT. N e u t ro p h i l s a n d ma c ro p h a g e s wo r k i n c o n c e r t a s in d u c e r s a n d e ffe c t o r s
o f a d a p t i v e i m mu n i t y a g a i n s t ex t r a c e l l u la r a n d i n t ra c e l l u l a r mi c r o b i a l p a t h o g e n s. J
14 Le u k o c B io l . 2 0 1 0 ; 8 7 ( 5 ) : 8 0 5 - 8 1 3 .
1 1 ) P yn e D B . E x e rc i s e -i n d u c e d mu sc l e d a ma g e a n d i n f l a m ma t i o n : a re v i e w. A u s t J S c i Me d S p o r t 1 9 9 4 ; 2 6 (3 - 4 ) : 4 9 -5 8 .
1 2 ) P e a k e J , S u z u k i K. N e u t ro p h i l a c t i v a t i o n , a n t i o x i d a n t s u p p le me n t s a n d e x e rc i s e -i n d u c e d o x i d a t i v e s t re s s. E x e r c I m m u n o l R e v. 2 0 0 4 ;1 0 :1 2 9 - 1 4 1 .
1 3 ) H o s o k a wa T, Ku mo n Y, Ko b a ya s h i T, E n z a n H , N is h io k a Y, Yu r i K, Wa k i g u c h i H , e t a l. N e u t ro p h i l i n f i l t r a t i o n a n d o x id a n t -p r o d u c t i o n in h u ma n a th e ro s c l e r o t i c c a r o t id p la q u e s . H is t o l H is t o p a t h o l . 2 0 11 ; 2 6 : 1 -11 .
1 4 ) S e g e l G B , H a l t e r ma n MW, Li c h t ma n MA . T h e p a r a d o x o f th e n e u t r o p h i l 's r o l e in t i s su e i n ju r y. J Le u k o c B i o l. 2 0 11 ;8 9 :3 5 9 - 3 7 2 .
1 5 ) S u d a Y, U me d a T, Wa t a n a b e K, Ku r o i w a J , S a s a k i E , Ts u k a mo t o T, Ta k a h a sh i I, e t a l. C h a n g e s i n n e u t r o p h i l fu n c t i o n s d u r in g a 1 0 - mo n t h s o c c e r se a so n a n d th e i r e ffe c t s o n th e p h ys i c a l c o n d i t io n o f p r o fe s s i o n a l J a p a n e s e s o c c e r p la ye r s . Lu m i n e s c e n c e 2 0 1 3 ;2 8 : 1 2 1 -1 2 8 .
1 6 ) Ta k a h a sh i I, U me d a T, Ma sh i k o T, C h in d a D , O ya ma T, S u g a w a ra K, N a k a j i S . E ff e c ts o f ru g b y s e v e n s ma t c h e s o n h u m a n n e u t ro p h i l -r e l a t e d n o n -s p e c i f i c i m mu n i t y. B r J S p o r t s Me d . 2 0 0 7 ;4 1 :1 3 -1 8 .
1 7 ) S u z u k i M, U me d a T, N a k a j i S , S h i mo ya ma T, M a sh i k o T, S u g a w a ra K. E ff e c t o f i n c o r p o r a t i n g lo w in t e n s i t y e x e r c i se in t o th e re c o v e r y p e r io d a f te r a ru g b y ma t c h . B r J S p o r t s M e d . 2 0 0 4 ; 3 8 : 4 3 6 -4 4 0 .
1 8 ) C h in d a D , N a k a j i S , U me d a T , S h i mo ya ma T , Ku ra k a k e S , O k a mu r a N , Ku ma e T , S u g a wa r a K. A c o mp e t i t i v e ma r a th o n ra c e d e c re a se s n e u t r o p h i l f u n c t i o n s i n a th l e te s . Lu mi n e sc e n c e . 2 0 0 3 N o v -D e c ;1 8 (6 ) : 3 2 4 -3 2 9 .
1 9 ) 梅 田 孝 , 高 橋 一 平 , 檀 上 和 真 , 松 坂 方 士 , & 中 路 重 之 . ( 2 0 11 ). 各 種 運 動 環 境 下
に お け る 好 中 球 ・ 免 疫 機 能 動 態 の 検 討 . 日 本 衛 生 学 雑 誌 2 0 11 ; 6 6 : 5 3 3 -5 4 2 .
15
2 0 ) U me d a T, Ya ma i K, Ta k a h a sh i I, Ko j i ma A , Ya ma mo t o Y, Ta n a b e M, To t s u k a M , N a k a j i S , S u g a w a ra N , M a ts u z a k a M. T h e e ff e c t s o f a t wo -h o u r j u d o t r a in i n g se s s i o n o n t h e n e u t ro p h i l i mmu n e fu n c t io n s i n u n i v e rs i t y j u d o is t s . Lu m i n e s c e n c e . 2 0 0 8 ; 2 3 : 4 9 -5 3
2 1 ) Ya ma mo t o Y, N a k a j i S , U me d a T, M a t su z a k a M, Ta k a h a s h i I, Ta n a b e M, D a n j o K, Ko j i ma A , O ya ma T. E ff e c t s o f l o n g -t e r m t r a i n in g o n n e u t ro p h i l fu n c t io n i n ma l e u n i v e r s i t y j u d o is t s . B r J S p o r t s Me d . 2 0 0 8 ;4 2 : 2 5 5 -2 5 9 .
2 2 ) S a t o , J , Ta k a h a sh i , I. , U me d a , T. , M a t su z a k a , M. , D a n j yo , K. , Tsu ya , e t a l . &
N a k a j i, S . E ffe c t o f a l c o h o l d r in k i n g a n d c i g a r e t te s mo k in g o n n e u t ro p h i l f u n c t io n s i n a d u l t s. Lu mi n e s c e n c e , 2 0 11 ;2 6 :5 5 7 - 5 6 4 .
2 3 ) S a i t o , Y. , Ta k a h a s h i, I. , Iw a n e , K. , O k u b o , N . , N is h i mu r a , M . , Ma t s u z a k a , e t a l . &
N a k a j i, S . T h e in f l u e n c e o f b lo o d g l u c o se o n n e u t ro p h i l f u n c t io n i n i n d i v i d u a ls w i t h o u t d ia b e t e s. l u mi n e sc e n c e , 2 0 1 3 ;2 8 :5 6 9 - 2 7 3 .
2 4 ) Mo u g i o s V. R e fe r e n c e i n te r v a l s f o r s e ru m c r e a t i n e k i n a s e i n a t h le t e s. B r J S p o r t s Me d 2 0 0 7 ; 4 1 : 6 7 4 -6 7 8 .
2 5 ) G re e so n M , S p u r w a y N , M a c La r e n D , N ie ma n D C . Im mu n e Fu n c t io n i n S p o r t a n d E x e r c i se . 1 s t e d . B r i t i s h : C h u r c h i l l Li v i n g s to n e 2 0 0 6 : 2 4 7 - 2 5 2 .
2 6 ) P e d e r se n B K, Ka p p e l M, Kl o k k e r M. P o s s ib l e r o le o f s t re s s h o r mo n e s i n
e x e rc i s e -i n d u c e d i m mu n o mo d u l a t io n . In P e d e r se n B K, e d . E x e r c i se I m mu n o l o g y.
N e w Yo r k : S p r i n g e r 1 9 9 7 : 3 9 – 6 0 .
2 7 ) P e d e r se n B K, R o h d e T, B ru u n sg a a r d H . E x e rc i se a n d c yt o k i n e s . In P e d e r se n B K, e d . E x e r c i se Im mu n o lo g y. N e w Yo r k : S p r i n g e r 1 9 9 7 : 8 9 – 111 .
2 8 ) N i e ma n D C , Ta n S A , L e e J W, B e rk LS . C o mp l e me n t a n d i m mu n o g lo b u l in le v e l s in a th l e te s a n d se d e n t a r y c o n tr o l s. In t J S p o r t s Me d 1 9 8 9 ; 1 0 : 1 2 4 - 1 2 8 .
2 9 ) Mc Ku n e , A . J . , S mi t h , L. L. , S e mp l e , S . J . , & Wa d e e , A . A . In f l u e n c e o f
16
u l tr a -e n d u ra n c e e x e r c i s e o n i mmu n o g l o b u l i n i so t yp e s a n d s u b c la s s e s . B r i t i sh j o u rn a l o f s p o r t s me d ic i n e , 2 0 0 5 ; 3 9 : 6 6 5 -6 7 0 .
3 0 ) Ku ma e , T. , Ku ra k ak e , S . , Ma ch i d a , K. , & S u g a wa r a , K. (1 9 9 4 ). E ff e c t o f t r a in i n g
o n p h ys i c a l e x e r c i se -i n d u c e d c h a n g e s in n o n - s p e c i f ic h u mo r a l i m mu n i t y. 体 力 科
学 , 4 3 ( 1 ) , 7 5 -8 3 .
17
表 1. 対 象 の 身 体 的 特 徴 と 練 習 に よ る 筋 損 傷 状 況
N数 (名)
年令 (歳) 19.5 ± 0.9 身長 (cm) 166.1 ± 7.2 体重 (kg)
練習前 64.1 ± 6.5
練習後 63.5 ± 6.4
**体脂肪率 (%) 27.3 ± 4.0 除脂肪量 (kg) 46.4 ± 3.7
CK (IU/L)
練習前値 574.5 ± 301.8
練習後値 758.2 ± 421.9
**変化量 183.8 ± 137.8
数値:平均 ± 標準偏差.
*: p<0.05, **: p<0.01, 練習前との比較.
女子バレーボール部(全員)
26
18
表 2. 練 習 に よ る 免 疫 指 標 の 変 化
総白血球数 (/μL)
練習前 6126.9 ± 1663.9
練習後 7802.4 ± 2050.2
**練習前後の変化率(%) 30.3 ± 27.0 好中球数 (/μL)
練習前 3499.0 ± 1273.7
練習後 5821.2 ± 1924.5
**練習前後の変化率(%) 76.4 ± 53.3 IgG(mg/dL)
練習前 1147.0 ± 191.3
練習後 1183.8 ± 237.8
*練習前後の変化率(%) 2.8 ± 6.8
C3(mg/dL)
練習前 93.8 ± 10.6
練習後 95.6 ± 12.4
練習前後の変化率(%) 0.02 ± 0.06 異物貪食量 (FI×10
5)
練習前 193.5 ± 95.1
練習後 125.6 ± 20.3
**練習前後の変化率(%) -26.4 ± 23.3 異物刺激時ROS産生量 (FI×10
5)
練習前 66.7 ± 7.5
練習後 76.4 ± 10.0
**練習前後の変化率(%) 15.1 ± 13.1 平常時ROS産生量 (FI×10
4)
練習前 63.8 ± 44.7
練習後 76.1 ± 69.5
練習前後の変化率(%) 48.2 ± 161.8
数値:平均 ± 標準偏差.
*: p<0.05, **: p<0.01, 練習前との比較.
女子バレーボール部(全員)
26
19 表 3. C K 変 化 量 別 の 好 中 球 機 能 の 変 化
N数 (名) CK(IU/L)
練習前
327.7 ± 119.6 555.9 ± 222.6 837.8 ± 283.1
††, ‡ 練習後394.4 ± 128.7
**704.9 ± 244.1
**1169.5 ± 381.4
**, ††, ‡‡CK変化量
66.8 ± 20.8 149.1 ± 34.8 331.7 ± 129.0
††, ‡‡総白血球数
(/μL)
練習前
5488.9 ± 1758.2 6212.5 ± 1638.3 6688.9 ± 1546.3
練習後6913.3 ± 1481.4
**8061.0 ± 1374.5
**8461.7 ± 2800.4
* 練習前後の変化率(%)31.5 ± 28.3 34.3 ± 29.6 25.6 ± 25.7
好中球数(/μL)
練習前
3219.5 ± 1584.0 3208.3 ± 920.3 4036.9 ± 1149.5
練習後4897.4 ± 1203.7
**6018.1 ± 1364.4
**6569.8 ± 2620.4
**練習前後の変化率(%)
75.6 ± 70.2 93.7 ± 45.4 61.8 ± 39.8 IgG(mg/dl)
練習前
1095.6 ± 171.5 1175.3 ± 228.8 1173.4 ± 185.9
練習後1072.5 ± 200.1 1224.7 ± 239.6
*1258.8 ± 253.8
* 練習前後の変化率(%)-2.4 ± 4.8 4.2 ± 4.5 6.9 ± 7.2
‡‡C3(mg/dl)
練習前
96.3 ± 9.5 92.8 ± 10.2 92.3 ± 12.6
練習後93.4 ± 13.1 94.8 ± 9.5 98.4 ± 14.6
**練習前後の変化率(%)
-0.03 ± 0.1 0.02 ± 0.03 0.1 ± 0.1
‡‡異物貪食量 (FI×105
)
練習前
168.1 ± 53.3 202.5 ± 107.6 210.9 ± 119.0
練習後125.1 ± 15.0
*125.2 ± 20.1
*126.5 ± 26.7
* 練習前後の変化率(%)-19.8 ± 23.7 -29.8 ± 20.7 -30.1 ± 26.2
異物刺激時ROS産生量 (FI×105)
練習前
62.3 ± 5.0 66.2 ± 5.1 71.5 ± 9.1
† 練習後71.5 ± 10.0
*80.7 ± 7.5
**77.6 ± 10.7
練習前後の変化率(%)14.8 ± 13.5 22.1 ± 10.4 9.2 ± 13.1
平常時ROS産生量 (FI×104)
練習前
56.7 ± 10.3 49.7 ± 6.1 83.3 ± 73.6
練習後45.0 ± 7.8 99.3 ± 95.0 86.7 ± 73.4
練習前後の変化率(%)-17.1 ± 25.7 97.2 ± 184.9 69.8 ± 208.6
数値:平均 ± 標準偏差.*: p<0.05, **: p<0.01, 練習前との比較.
†: p<0.05, ††: p<0.01, 軽度CK変化率群との比較. ‡: p<0.05, ‡‡: p<0.01, 中等度CK変化率群との比較.
軽度CK変化量群 中等度CK変化量群 高度CK変化量群
9 8 9
20 表 4. C K 変 化 量 と 好 中 球 機 能 の 相 関 関 係
Pearson の相関係数
有意確率 (両側)CK変化量区分
軽度CK変化量群PA変化量 0.14 0.73
SROS変化量 -0.63 0.07
BROS変化量 0.60 0.09
中等度CK変化量群
PA変化量 0.12 0.78
SROS変化量 -0.15 0.73
BROS変化量 0.31 0.46
高度CK変化量群