関節の固定肢位の違いが筋線維，ならびに筋肉膜コラーゲン線維におよぼす影響

理 学療 法学：_第

25

_巻第

3

_号

128〜

_ユ

34

_頁　（

1998

_{年 ）}

報　 　

告

関

節

の

_{固定肢 位}

の

違

い

が

_{筋線 維}

，

な

ら

び

に

筋 内膜

　　　　　　　

コ

_ラ

ー

ゲ

ン

線 維

に

お

よ ぼ

す

影 響

＊

沖

山

　

実

D

吉 村 俊 朗

2）

中 野 治 郎

3）

　　　　

田 原 弘 幸

L＞

加 藤 克 知

D

要 旨

　

本 研 究では， 関

節

の 固 定

肢位

の違いが筋 線

維

， な らびに

筋内膜

コ ラ

ー

_{ゲ ン} 線

維

におよ ぼす 影 響を形 態

学

的に検 討 し た。 実 験 動

物

は

，

ウ ィ ス タ

ー

_{系 雄ラ} ッ ト

8

匹で

，

右 足 関

節

を

中

闇 肢

位

と底 屈 肢 位で _固定 した

2

群に分け

， 4

週 間の ギ プス_{固 定 後}

，

ヒラ メ筋を嫡 出し

，

微 細 形 態 を観 察し た。

底

屈

肢位

は，

中

間

肢

位に比べ

廃

用

性筋萎縮

の程 度が

著

し く，

筋節長

の短

縮

や

微

細 構 造に退 彳

．

亅

．

性 変 化が認め ら れ た。 ま た

，

筋 内膜 コ ラ

ー

_{ゲ ン線 維 網の構 築 学 的 変 化 も著し} か っ た_。 この こ とか ら

，

筋 性 拘 縮の要 因に は

，

筋 線 維 自体の短 縮や退 行 性 変 化に加え

，

コ ラ

ー

ゲン_{線 維 網}の

_{構築学的変化}

が_{関 連}して い ると

_考

え られ る。 また，

骨格筋

の

伸張

は，

廃

用

性筋萎縮

や筋

，

筋 膜の短 縮を防 ぐ重 要な もの であると推 察さ れる。 キ

ー

ワ

ー

ド

　固

定 肢 位

，

筋 線 維，

筋

内

膜

コ ラ

ー

_ゲン

_線

_維 は じ め に

　

長

期

聞の

_臥床

や ギプス

・

_装

R

な どに よ る関 節の 固 定は

，

廃 用 性 筋

萎縮

や関

節拘縮

な どの 二

_次

的

合

併 症 を招 くこと が多い _。 ま た， これ らの 二次 的 合 併 症の_予

_防

と_治

_療

は 理 学 療 法にお ける疆 要な課 題

’

₁

_・

］ffects　⊂）f　lm［Tlobi ］izatio【l　oエL　Rat　Solcus　）v

’

luselじ　at

　 N巳uLral　and 　PlanLarMexed　Positions　o ド出 e　AnkEe　

joint

D

最 崎 大 学 医療 技 鍋 短 ナ軻大 学 部　理丁：_療法”_γ斜

　 （〒 852　852（，長1畸県長崎r巨坂 本1

．

−

71）

　 Minoruし）kitd

，

　RPT

，

　Iliroyuki　Tahara

，

　RPT

，

　Ka

，

　tstitomo

　 KとLしo

．

Ph

、

D：Departmenしof　Physical　Therapy

，

　Schoo］

　 o ξAllied　Medical　SCiences

，

　NagasakiUnivorsity

2_）長III奇大学医療 技 術矢1湖 大 学 部　作 弄1療 法学利

　 T〔〕shiro　Yりshimur

’

a

，

　MD ：Department 　o「 ⊂）ccupatiorlaL 　 T］／erapy

，

　Sc巨ool 　 of 八1］jad　Me〔iical　Sciences

，

　N日gas乱ki 　 Uni▽ersity

3） 長崎 北 病

1

坑 リ

ハ

ビリテ

ー

シ

ョ

ン_科

　

Jiro

　Nakano

，

　 RPT ； Dcpartエτ〕entofRehabM 亡ation

，

　 Nagasaki 　Kjしtl　Hospjta／ 　（

’

盛…イ

・

亅

．

L」　jg97　tl

二

1〔〉月　］

・

1［二1！受Ft

，

1「［］9981幸二3_丿］ア1「〉 と な っ て い る。

　

先

行

研 究］

−

n冫 によ る と

， 関節固

定に と もな う廃 用 性 筋 萎 縮の発 生は

，

骨 格 筋の短 縮 位 固 定では著 しいが

，

伸 張 位 陬 定で は少な く

，

逆に筋 肥 大 を も た ら す と も

報告

さ れてい る。 こ の

機序

に つ いて は

，

骨 格 筋の _{短 縮 位 固 定}で は

，

タンパ _クの _{合 成}が低

’

下 し，

分解

が亢 進 するの に

対

して ，

伸張位固

定で は 筋に加わる

張

力が タン パ ク

合成

の促進 や

筋細胞

の 代 謝 活 動を調 整 する ためで あるとされて い るの。

　

一

方，骨格筋

の

_収縮

，

弾

性，

粘

性 などの力 学 的 特 性に深 く関 連 する コ ラ

ー

ゲ ン_{線 維}f）　c，） に

対

して も廃 用

性筋萎縮

の 発 生と同

_様，関

節

_固

定の肢 位の 違い の影 響が考え ら れ る。

Savolainen

ら 7）_は ， ラ ッ ト骨 格 筋を ギプス に て短縮 位と紳 張 付1で固 定 し

，

生 化 学 的に コ ラ

ー

ゲ ン代 謝の違 い を

検討

して い る

。

そ して

，

_{骨 格 筋}は短 縮 位 固 定に よ りタン パ ク

分解

が促 進さ れ る が

，

同 時に コ ラ

ー

ゲ ン代 謝は

関 節の固 定 肢 位の違いが筋 線 維

，

な らびに筋 内膜コ ラ

ー

ゲン_線維にお よ ぼ す影響 129 活

性化

し， これ は

骨格

筋を萎 縮の状 況 下に適 応さ せ て い _くた めで あ る と

報 告

して い る。 ま た

，

J6zsa

ら8）は

，

骨 格 筋 内の結 合 組 織の量や そ の 配 列

，

そ して

構築

の変

化

は

，

短 縮 位 固 定と

1

申

張位

固 定で わずか な違い し か な か っ た と

報

告 して い る_。

　

わ れ わ れ は， 先にラッ ト ヒ ラ メ筋の短 縮 位 固 定 に よ り筋 内 膜コ ラ

ー

ゲ ン

_線維網

の

構築

が

改変

する こと を

報告

し た9）。 しか し

，

こ のコ ラ

ー

ゲ ン線

維

網の構 築 学 的変 化は

単

に［司

定肢位

の

_影響

なの か， ある い は こ の変 化が

拘縮

の _{発 生}や進 展を

助長

して い るの か は明らかに で _{き ず}

，

_{課 題}を残 し た。 そこ で

，

_{本 研 究}では

，

関

節

の_「司

_定肢位

の違いが

筋線維，

な ら び に筋 内膜 コ ラ

ー

ゲン線 維にお よ ぼす 影 響を 形 態 学 的に

検討

す る と ともに

，

コ ラ

ー

ゲ ン_{線 維 網} の構 築 学 的 変 化の_{意 義}につ い て も

検討

し た。

対象

と方

法

1

．

材 料

　実験動物

に は ］

8 〜 22

週 齢

，

体 重

350 〜 540g

の ウ ィ ス タ

ー

系

雄

ラッ ト

8

匹

を用い， 右 足

関節

の ギ プス

_固

_定の肢 位の違い によ り

2

群に分 けた。 っ まり

，

足 関 節を

底背

屈

0

° と し た中

問

肢 位

（

n

−

3

）

と最 大に底 屈し た底 屈 肢 位 （n

＝

5） の 2 群 であ る。

両群

ともラッ ト の右 後

肢

は

，

前 足

部

か ら 膝 関

節

上

部

までギプス固 定し （以 下

，

固 定 側と略 す ）

，

足 趾は浮 腫の

_発

_生を

確

認する ために

露 出

さ せ た。 さ ら に

，

左 後 肢は無 処 置のま まで対 照とし た （以 下

，

非 固

定側

と

略

す ）。 ラッ トは ギプス

固

定

後

も前 肢 と左 後 肢で飼 育ゲ

ー

ジ

_内

を移

動

で き， 水と餌は

自由

に

_摂取

さ せ た。 ま た

，

ギ プス の 緩み や

浮

腫の発

生

を

確

認 し た

際

には

，

適 宜：巻 きか え を し

，

4

週

間継

続 して固 定を行っ た_。 な お

，本実

験 は長 崎

大学 医学部附

属 動 物 実 験 施 設を使 用 し

，

長 崎 大 学が定め る動

物実験指

針に準じて行っ た 10） 。

　

ギ プ ス

_固

定 終 了 後は， エ

ー

テル

麻酔

下で両 側ヒ ラ メ筋を

採取

し た。 採 取 した ヒ ラメ筋は

，

滑 車 を 介 して

4g

_重錘で牽 引し

，

伸 張 した状 態の ま ま

3

％ グル タ

ー

一

ル アル デ ヒ ド _（

O．

1M

カコ ジル _{酸 緩}

衝

液

， pH

　

7．

4

_）に

4

℃ で

1

日

浸漬

し，

紐織固定

し た9）。 組 織 固 定 した ヒ ラ メ筋は，

筋腹巾央部付

近で

2 分割

し

_，一部

は光

学

お よ び

透

過 電 子 顕 微 鏡 による

検索材料

に

，他

は走 査 電 了 顕 微 鏡に よ る検 索 材 料に供 した

。

2 ．

光 学お よ び透 過 電 子 顕 微 鏡に よ る検 索

　

筋 を約

1mm

角に細 切し，

再度

3

％ グル タ

ー

ル ァル デ ヒ ド

（

0

」

M

カ コ ジル _{酸 緩 衝 液}

_，

_pH

7．

4

）で前 固 定 し た。 充

分

な洗 滌

後

は

1

％ 四

酸化

オ ス ミ ゥム _で

1 時

_間

_後

_固

_定

_し ， エ タノ

ー

ル 系 列に て

脱水，

エ ポ ンに包 埋し た。 こ の

試料

よ り

，

　 1

μm 厚の_{横 断}お よ び縦 断 切 片 を 作 成 し

，O．

L％ ト ル イジン ブル

ー

にて

染

色

後，光学顕微鏡

で

検鏡

し た。 　さ らに

，

　ウル ト ラ ミ クロ ト

ー

ム 　（

Lcica

社

REICHRT

　

SUPERNOVA

_{）　を 用}いて _{超 薄 切 片}を 作

成

し， ウラ ニ

ー

_ル と

鉛

_の 二重

染色

_を

施

_し ， 透 過 電 子 顕 微

鏡

（日

本電

子

社

JEM

− 1200

　

EX

且

，

加 速 電 圧

80kV

）で_{検 鏡 写 真 撮 影 し}た

。

3 ．

走 査 電 子 顕 微 鏡による検 索

　筋線

維 を 溶 解 する た め

_{， 筋}

を

約

31nm

角

に細 切 後，

10

％ 水 酸 化ナ ト リウ ム溶 液に室 温で 約

10

H

間

浸 漬

，

帯 白 色 透 明にな る まで蒸 留

水

で洗 滌し

，

コ _ラ

ー

_ゲ ン_線

_維

の みか らな る

構

造物と し た。 その 後は

，

　 1

％ タンニ ン

_酸溶液，

₁

％ 四

酸化

オス ミ ウ ム によ る導 電 染 色を施し

，

工 タノ

ー

ル 系 列に て

脱水

， tブチ ル ア ル コ

ー

_{ル に よ る置 換} ， 凍

結

乾 燥

，

そ して金 蒸 着 し， 筋 内 膜コ ラ

ー

ゲン線 維 網を走 査 竃子 顕 微 鏡 （日本 電 了 社

JSM

　

35

　

C

_／

LaB

　

6

皿

一

A ，

加 速 電 圧

15kV ）

に て

_検鏡

_写

_真撮

_影 した11）。 そ の

_{際，筋線維}

の

_長軸方

1

_司

が写

真

の 左 右

_方向

にな る よ う撮 影 した

。

4 ．

デ

ー

タ解 析 　 定 量 解 析 と して

，

画 像 解 析 ソ フ ト （

NIH

Image

　

Ver

　

1．

59

） の

_距離

_測

_定

ツ

ー

ル を用い

， 一

一

筋 当た り

100

個 以 上の _{筋 線 維 直 径}

_，

_{筋 節 長， 筋 内} 膜コ ラ

ー

ゲ ン細 線 維 直 径を計 測し た。 ま た

，

走 査 電 了顕 微 鏡 像の_{左 右 方 向}は

，

筋 線 維の長 軸 方 向と

一

_{致 する た め}

_，

_{これ を 基 本 軸にと り画 像 解 析ソ フ} ト の

角度

測 定ツ

ー

ル _を

_用

い て基 本

軸

とコ _ラ

ー

_ゲン

130

理学 療法学 　第

25

巻第

3

；

d

一

　　　

表

1　

筋線 維 直 径 と筋 節 長の比 較

霸

線 維

置

径 _{筋　 　節 　 　長} 非 固 定測 固 定 側 非 固 定 側に対 する 比率 非 固 定側 固 定側 中 問 肢 位 底 屈肢位

47．

8

：ヒ7

．

3

_μm

_34，

4

±

5．

8

_μm

　　［

　 一

．．

＿

＿＿

」 　 　 　 ＊ ＊

45．

6±7

．

7_μm

_29．

2

±

5

_，

7

_μm

　　

L

．

　 　

一

、■

　 　 　 ＊ ＊

72．

O

±

12，

2

_％

65．

3

±

12．

3

％ 　 　 　

2044．

4

±

179．

3nm

　

203

α

0

±

1663

　_nm

端

滋

瓢

∴

＿

　　　　　

L

．

　 　　

…

一

■

　　　　　　

…

　 　

．

！

＊ Studentの t検定

，

＊ ＊ _；p_く0

．

G1

，

　NS ；_有意 差 な し

．

細 線

維走行

との な す

角度

を

時計

回 り

方向

に

oe ・

v

180

° の _{範 囲}で _{計 測}し

，

筋 内 膜コ ラ

ー

ゲン_{線 維 網} の

_構築

を 定 量化 した9）。

　

な お， 統

計

処理 には，

対

応の ない

Student

の

t

検

定， な ら びにX2 検 定 を 用い

，

有 意 水 準は

5

％ 未 ｝茜と し た、， 結 果

1 ．

筋

線維 直径

と

筋節長

の

_変化

　筋線維直

径は

，

両群 とも非 固 定 側に比べ _{固 定 側} が有 意

（

p＜

O

．

Ol

_）に細 く

，

ギプス_固定に よ る廃 用 性 筋 萎 縮が認め ら れ た。 ま た，

非

固

定側

に

対

す る

固

定

側

の直 径の比 率は

，

巾 間 肢 位で は

72．

0

±

12，

2

％

， 底

屈

肢位

で は

65，

3

±

12．

3

％で _，

_後者

が

有

意

（

p

＜

0．

Ol）

に

小

さ く な っ た

（

表 1

）_。

　筋

節

長

は

，

中 聞 肢 位は非 固 定 側と固 定 側で 有 意 差 は認め ら れ ない が

，

底 屈 肢 位で は

，

非 固 定 側

2182，

9

±

224．

4nrn ，

固 定 側

2057

，

8

±

255 ．

8

　nm であ り， 後 者が

有意 （

p＜

0

．

01

）

に短

縮

していた

（

表 1

），

，

2 ．筋線維縦断面

にお け る微 緇 構 造の変 化

　

中 間 肢 位で 固 定し た

筋

の

微綿構

造は，

非固

定 側 の

_筋

と ほ ぼ同 様な正 常 像を示し た が

，

底 届

肢位

で 固 定し た筋では， ミオ フ ィ ラ メ ン トの配 列の乱れ

，

Z

帯の断 裂や蛇 行，

筋節

の 短

縮

など が観 察された （図

1

）。 比べ _{固 定 側}は有 意 （

p

〈

o．

01）

に太く， コ ラ

ー

_ゲ ン_{細 線 維}の _{肥 大 が 認}め られた （表

2

）。

　次

に，

筋線維長軸

とコ ラ

ー

_{ゲ ン} 細 線 維 走 行のな す角 度の度 数 分 布で は

，

巾 間 肢 位は非 固 定 側

，固

定 側 と もに二峰 性の

_分布

_を

_示

_すもの の，

非

固

定

側 に比べ _固

_定

_側は

0

°〜50°

_{に少な く}

_{， 50}

°

〜90

° に 多い分 布 状 況で あっ た。

一

方

，

底屈肢位

で は

非

固 定 側は前 者 と同 様に二峰

性

の

_分布

を示す が

，

固 定

側

は

90

°

付

近の

_分布

が多 く

，

台 形 状の分 布を示 し た （図

2

）

。

　

そこで

，

　

0

°

〜

50

° お よ び

130c

　

一

一180

° _{に分 布 す} るコ ラ

ー

ゲ ン_細

_線

_維を縦 走 線 維

， 50

°〜130

° に分 布 するコ ラ

ー

ゲン 細 線 維 を

_横

走

_線維

_{と し} ，

x2 検

定 を

用

いて_比

_較検討

し た。 その 結 果

，

両 群とも固

定側

の

_横走線維

が

有

意 （

p

〈

0．

01

）に多くなっ て い た。 また

，

この出現 頻 度は中 聞 肢 位に比べ 底屈 肢 位で大であっ た （表

3

）_。

考

察

臨床

におい て 関 節 拘 縮を呈した症 例を経 験 する ことは多い。 こ の関 節 拘 縮は大 別 する と先 天 性と 表 2　コ ラ

ー

ゲン_{細 線 維 直 径}の_{比 較} 非 固 定 側 周 定側

3 ．

筋 内

膜

コ ラ

ー

ゲ ン_{細 線 維}の変 化

　

コ ラ

ー

ゲ ン

細線維

直 径は

，

両 群とも非 固 定 側に 中 間 肢位 　 　

30．

4

±

7．

5

　nm 　 　

39．

1

_士

9．

5

　_nm 　 　 　

L

＿＿

一

＿

」 　 　 　 ＊ ＊ 底 屈 肢 位 　

35．

0

±

9

，

1nm 　 　

42，

6

±

10．

6

　_nm

　　　　　　　 −

一

一、

」 　 　 　 ＊ 非 Studentの t検 定

，

＊ ＊_；p＜O

．

Ol

．

関節の _固定 肢 位の違いが筋 線 維

，

ならびに筋 内膜コ ラ

ー

ゲン_線維にお よ ぼす 影響 131 　 　 図

1

　 筋線維縦 断 面の透 過 電 子 顕 微 鏡 所 見 A は非 固定 但IL　B は

d1

問

U

支位

・

匚囲定｛則

，

　 C は底

llll

肢位

・

睡∫定側 である

．

スケ

ー

ル はl／tn ］を示す

．

15 　 　 A ：中 闘肢 位 10 5

3

齷贏

側

留 詔

口 遍 o　 　 　 −

…一

一

一

「

一一一

一

一

一一

丁

一

一

一

一 　 　 D　　　　30　　　60　　　90　　　120 　　　150　　180

°

％ 15 　 　 B；底 屈 肢 位 10 5 o ロ_{非 固 定 側 （}n

＝

1232）   　園定｛馴　　（n

＝

1384） 口 巳 口 　 　 　 β

漫

後

天

性

に

分

け ら れ，

後

犬 性の関 節 拘 縮は皮 膚 性

，

結合織性，

筋 性

，

神 経 娃

，

お よ び関 節

性

に

_分類

さ れる12）

。

これ らの うち

，筋性拘縮

は

臥床

や ギ プス

固

定な どで生ずること が多 く

，

これ は骨 格 筋の 力 学 的 特 性の

一

一

っ である弾 性 要 素が低

下

し た もの と

考

え られて いる。 ま た

，臨

床 的には筋の短 糘や関

節

可

動域

の低 ド

・

制 限と して捉え られる。

　

ところで

，

骨 格 筋の

_弾性要素

は，

直列弾性要素

と_並列

_弾性要素

に

大

別さ れ る且3）14）。 先 行 研 究に よ る と

直列弾性要素

は

，筋収縮時

の受 動 的な弾 性 体 を 意味し14）

，

これは筋 源 線 維を構 成 する ミ オシ ン とアクチ ンの間に存 在 する クロ ス ブ リッ ジと

筋内

膜

のヅ

部

が関

連

して いる と報 告さ れて い る5）15）16）。 さ らに

，

静 止 状 態に あ る

骨格筋

で は

筋

原

線維

は抵 抗もな _{く伸 張}さ れ， その伸 張 性は並 列 弾 性 要 素そ の もの ので

，

これはバ _{ネの作 用に類 似 して いると} もいわ れて い る14）。 また

，

並 列 弾 性 姜 素は

，筋

上

膜

，

筋周膜

，

筋内膜

な ど

，

い わ ゆ る筋 膜が主に関 連して い る と さ れ る5 ）15）16）

，

， そ して

，

これらの先 行 研 究に基づ く と臨 床 的に捉え ら れ る関

節

可

動域

は，

骨格筋

の

直

列

・

_並 列

弾

性 要 素の両 要 素とも関

係

してお り

，

筋 性 拘 縮は これ ら両 要 素の弾 性 低 下 に基づ いて い る と思わ れ る。 その ため， わ れ わ れ は

筋徃拘縮

によ る

骨格筋

の

_弾性

_{低 下}の要 因を探る には

，筋

線 維 自体の変 化と筋 膜の変 化の両 面 から 検 討 する ことが重要で あると

考

え，

本研

究では

筋

線維

， な ら びに

筋内膜

の形 態 学 的 変 化を検 討 した。 　 今 同の結 果か ら

，

関 節 固 定にと もな うラッ トヒ ラ メ

_筋

の_{廃 用}

_性筋萎縮

の

_程度

は，

中

間

肢

位に比べ 底 屈 肢 位で著 し く

，

従 来の

_報告

1

−

4）と

一致

し た，， 表

3

　 横 走 線 維 数の比 較 縦 走線 維 数 （％ ） 横 走線維数 （％） 「

＋

−UMT ’

一

一

mm

−一

一

；

maw

−一

一

一

「

　

一

一 「 0　　　　30　　　60　　　90　　　12D 　　　150　　130

°

図 2　 筋 線 維 長 軸と コ ラ

ー

ゲ ン_{細 線 維 走 行}のなす 角 度 筋線維長蚰に対 するコ ラ

ー

ゲン細 線 維 走 行のな す 角 度 を 時 訓 回 り方 向に 0

°

〜

i8ぴ の範 囲で

，

謂 則し

，

度 数 分 布を 擶い た

．

x 軸は角 度

，

yll吐：は計 測し た総 線 維 数に対す る頻 度を示す

．

中 間 肢 位 非固定側 （n

＝1147

_） 固定側　 （n

π1105

_） 底 屈 肢 位 非固定 側 （n

＝1232

） 固 定 但1」　　（n

；1384

_）

806

（70

．

3％ ）　　　

341

（

29．

7

％）

672

（

60，

8

％ ）　　　

433

（

39．

2

％）＊ ＊

862

（

70．

0

％）　　　

370

（

30．

0

％）

748

（

54．

0

％）　　　

636

（46

、

O

％）＊ ＊ X2rk定

，

＊＊_；p＜O

．

01

．

　 　 　

・

κ

・

ー

132 理学療 法学　第 25 巻第

3

号 ま た，

中

閭 肢 位で は

，

筋 節 長の短 縮は認め られ ず

，

微 細 構 造 もほぼ 正常 像を示 した が，

底

屈

肢位

で は， 筋 節 長の短 縮や ミ オ フ ィ ラ メ ン ト の配 列の _乱れ

，

Z

_帯

の 断 裂や蛇 行などが観 察された

。

した が っ て

，

骨 格 筋を短 縮 位で固 定 する と

，廃

用

性筋萎縮

の _発 生が著 しいだけ で な く

，

筋 線 維 自体に短 縮や退 行

性変化

が生じ る とい え よ う、

，

ま た

，

ヒラ メ筋は底 屈 肢 位よ り巾 間 肢 位の ほ うが伸 張さ れ た状 態にあ り，

骨格筋

の

伸張

は

筋

の

萎縮

や短 縮 な どの発 生 を 左 右 する と推 測される。

　

次に， 筋 内

膜

の コ ラ

ー

_{ゲ ン細}

_線維

_につ い て は

，

固

定肢位

に関

係

な く

両群

ともに有 意に肥 大 し た

。

こ_れは

，

闘 定 中に _{未 熟}なコ ラ

ー

_ゲンが新 生 さ れ た り

，

コ ラ

ー

ゲン の _{分 子 聞}

・

_分

_］T

．

_内

に

強固

な

架橋結

合が生 じた結 果1719）であると推 測で きる。 さ らに

，

コ _ラ

ー

_ゲ ン

_線維網

の

_構築

_{学 的変 化}と して

，

_{両 肢 位} ともその コ ラ

ー

ゲン_{細 線 維 走 行}は筋

線維

長

軸

に

_対

して

横達

する

線

維 数が有 意に増 大 して いた。 ま た

，

これは

底

屈

肢位

で

著

し く，

特

に筋

線

維 長 軸 とほぼ 直 角 をなす 細 線 維が多 くなっ て いた。 諸 家 ZO

−

22） に よ れ ば

，

単

一一

筋 線 維の弾 性 は

50N

如 デで あ る の に対 し

，

コ ラ

ー

ゲ ン

_{線 維}

の そ れ は

105

　

N

_／Cm2で

，

筋

の_伸

_張

_時はこ の コ _ラ

ー

_ゲン_{線 維}の方が筋 線 維よ りも先に伸 張さ れ る と してい る。 そ して，

伸張

さ れ た 正

常

な

骨格

筋の筋 内 膜コ ラ

ー

ゲ ン細 線 維は， 先の わ れ わ れの

_報告

9）や 田 ［ ら23 ）の報 告に よ り筋

線維長軸

に

_対

して

縦走

する

細線維

が

多

い こ とが明 らか と な っ て い る_。 し た がっ て

，

今 回の コ ラ

ー

ゲ ン線 維 綱の構 築 学 的

変化

は

筋 内膜

が短

縮

して い る 現

象

を示して いる と考えら れる。 しか し な が ら

，

本 研 究において は，

筋

内

膜

の短 縮 とい う現 象が筋

線

維の短 縮にともなう二_次

_的

_変

_化

か， あ るい は

筋

内 膜 自体の

_変化

か は

_明

ら かで はない。 ただ

， 中

間 肢 位におい て

筋線維

の 短

_縮

が 認め ら れ ない にも関 わ らず 横 走 するコ ラ

ー

ゲン 細 線 維が

増大

して い る こと か ら

筋

内

膜 自

体の短 縮の 冂∫能 性が考え ら れ る 。 そ の ため

，

今後はさ らに対

象数

を増やすと ともに

，

上 記の点につ い て も検 討す る必

要

が あ る。 　以上の こ と か ら

，

形 態 学 的に み る と関 節 固 定に よ る筋 性 拘 縮は，

筋線維 自

体の短縮や微 細 構造の 退 行 性 変 化に加えて

，

筋 内 膜の コ ラ

ー

ゲン線 維 網 の

_{構築学 的変化}

などの

_要

_因が

_複維

に

_絡

み

合

っ て生 じ る と

考

え られ る。 そ して

，中

間

位

での固

定

で は こ れ らの変 化が少ない こと か ら

，

骨 格 筋の伸 張は

，

関

節

固

定

に と も な う廃 用

性筋萎縮

や

筋，筋膜

の_短 縮を防 ぐ重 要な もの で あると推 察さ れ る。 し か し な が ら

，

今 回 行っ た中 問 位で の固 定はヒ ラ メ筋が

完

全に

伸

張さ れ た

状態

で は な く，

伸

張

刺激

の影 響 を 明 確にする に は背 剛 立での固 定の影 響 も今 後 検 討が必 要で あ ろ う。 引 用 文 献 1） 米 本 恭二 ： 筋 障 害の機 能 回 復の メカニ _ズム

．

_リハ 　 医 学

20

：　

27

　

・29，

　

1983．

2

）米 本 恭三1 _筋病理学

．

檜澤

．

．

一

夫

，

埜 中征哉

・

他 　 （編）

，

文 光堂

，

東京

，

1989

，

pp　38］

−

388

，

3）Baker ∬H

，

　rL4atsuiT］oto　DE ：Adaptation　of　skele

−

　 tal　muscle 　to　immobllization　in　a　shQrter ユed　po

・

　 sitior1

．

　

Muscle

＆

Nerve

　

2

：

231



24tl

，1988．

4

）

Goldspink

　DF ；The 　influence　of　

immobi

置

ization

　 and 　StretCh 　On　prOtein　

turno

▽er　Of　rat　Skeletal

　 muscle

．

　

J

　Physiol　264：267

−

282

，

1977

．

5）Borg　TK

，

　Caulfield　

JB

：Morphology 　of　connec

−

　 tive　tissue　ln　skeletal 　niuscle

．

　Tissue　Cell　l2_： 　 ⊥97

− 207，

　1980

，

6

）

RQwe

　

RWD

：

Morphology

　o 「perimysial 　and 　en

．

　

domysjal

　c⊂）nnectivc 　tissue　

in

　skeletal　musc ］e

．

　 Tissue　

Cell

　13：68正690_， 1980

．

7）Savolainen　

J，

　Vaananen 　K

，

θt　al

．

：Collagen　syn

−

　 theSis　arld　_proteolytic 　activities 　

in

　rat　skeletal

　 rrluscle ：

Effect

　of　cast

−imrnobiHzation

　

in

　the 　

lengthened

　and 　shortened 　position

．

　Arch　Phys 　 Med 　Rehabil　69：964

．

969

，

　1988

．

8）

J6zsa

　L

，

　Kannus 　P

，

　et　ai

．

；The　effect　of　tenoto

−

　 n

’

ly　and 　

immobilization

onintrarnuscular　con

−

　 nectivc 　tissue

．

　

J

BDne　

Joint

　Surg　72

−

B：293

−

　 297

，

　199〔〉

．

9） 沖 田　実

，

　吉村俊朗

・

他： 関節固定が ラッ トヒラ 　 　メ筋の _筋内膜コ ラ

ー

ゲン_{線維 網}の _構築に およぼす 　 景彡響

．

　］

m

_学療法学匸24：₂₃

−

30

，

₁₉₉₇

．

エO） 長 崎 大 学 医 学 部 附 属 動 物 実 験 施 設：動 物実験 施 設 　 利 用の手 引き

，

1995

．

ll

）

Ohtani

　

O ，

　

Ushiki

　T

，

　ei　al

．

：Collagen　fibri重Ear　net

−

　 works 　as　skeletal 　frameworks _；

Ademonstra −

　 tion　by　the　cell

−

maceration _〆scanning 　electron 　 microscope 　rneLhod

，

　Arch　Histo［Cytol　511249

−

　 26⊥

，

　1988

．

12）LLI本　真：神 中整 形 外科学

．

天児民 和 （編 ）

，

南訌

関 節の_固定 肢位の違いが筋線維

，

ならびに筋内膜コ ラ

ー

ゲン線 維にお よ ぼ す影 響 133

13）K。vanen 　 V

，

　 Su・mmen 　

H ．

　 et　al

．

： Collagen 　 　Qf　slow 　twitch　_and 　

fast

　twitch　_Inuscle 　fibers　in 　 　

different

　types 　o「ratskeletal mu ＄cle

，

　

Eur

　

J

　 　Appl　Physio152 ：235

．

−

242

，1984．

14） 永！l］ 晟：筋と筋 力の科学

一．

筋 収 縮の ス ペ ク トル

　　

解析

・，

不昧堂

，

東京

，

1993

，

pp　19

−

37

．

i5

）

Huxley 　AF ，

　

Simrnons

　RM ： Proposed

　

mecha

−

　 　nisrn of　force　generation　

in

　s 亡riated 　muscle

．

　 　

Naturc

　233：　533

．538，

　

1971．

工

6

_）Huxley 　

AF

：

Muscular

　contraction

．

　Review 　

Iec−

　 　ture

．

　

J

　Physiol　243：1

−

43

，

1974

．

17） 澤 井 博1コ亅：末 梢 神 経 于員傷 後の 支配域骨 格 筋にお け

　 　るコ ラ

ー

ゲ

’

ン代 謝

．

　［ヨ整 会 誌

56

：

753− 764，

1982

．

18

）

Akeson

　

WH ，

　

Amiel

　D

，

　et　al

．

：

Collagen

　cross

−

　 　

linkir19

　alt

．

erations 　

i．

n　

joint

　contracture ；change

　 　in　the　reducible cro ＄s

−

i正nks 　

in

　Pe「ia「ticula「 　 　connect ゴve　tissue　coUagen 　after 　nine 　weeks 　of

　 　immobilizat

．

ion

．

　

Connect

　Tissue　Res　5：15

−

19

_，

　 　王

977．

19） 須 釜　聡

，

　立野 勝 彦

・

他： 関節固定が筋お よ び腱

　　

組 織コ ラ

ー

ゲン_可溶性に及ぼす 影 響

一

ラッ トの 筋

・

　 　腱 組織におけ る コ ラ

ー

ゲン の_{生 化 学 的 分 析}

一

一

，

_理

　 　学 療 法 学 2

．

n： 72

−

79

，

1996

，

20

）

Eugen 　

MII

，

　Kathleen

_RB

： Kottke

　

FJ

　

_（ed_） 　 　

Krusel

ゴs　

Handbook

　of　Physical　

Me

〔

licine

　and 　 　Rehabilitatien

．

4th

　cd

，

　

WB

　

Saunders，

　

Philadel

−

　 　phia

，

1990

_，

_pp　

1113−

1133

，

21

）Spector　SA

，

　Simard 　

CP ，

　et　al

．

：Architectural　al

−

　 　terations　of 　rat　hind

−

1imb　skeletal　_rnuscleim

−

　 　mobilizati

．

on　at　

different

　lengths

．

　

Exp

　Neurol

　 　

76

：₉₄

一

正1〔｝_，

1982．

22 ）

Stolov

　WC

，

　Fry　

LR ，

　_et　a

．

　

1．

；

Adhesive

　forces　

be−

　 　tween　muscle 　fibers　and 　_conrlective 　tissue　in 　 　norrrial and 　denervate（l　rat　skeletal 　rnuscle

．

　 　

Arch

　Phys　Med 　Rehabil　54：208

−

213

，

1973

．

23

）田 凵勇 仁

，

　

大 谷

　

修

・

他： _骨格筋の収 縮

・

弛 緩に

　　

伴う筋 内膜コ ラ

ー

ゲン線 維 網構築の変化

一

細 胞 消

　　

化

・

走 査 電顕 法を用いて

一，

医 生 物 走 査 電顕

17

：

134

twt-#'asikl3E

eg25gag3-Fj･

<Abstract>

Effects

of

Emmobilization

on

Rat

Soieus

Muscle

at

Neutral

and

Plantarflexed

Positions

of

the

Ankle

Jofint

Minoru

OKITA,

RPT,

Hiroyuki

TAHARA,

RPT,

Katsutomo

KATO,

Ph.D

Department

of

Physicat

Thenij)y,

SchooZ

_of

Allied

Medicag

Sciences,

AJdgasalei

Universit>:

Toshiro

YOSHIMURA,

MD

Department

of

OccuPationat

TheraPy

School

o.fAltied

Medicag

Sciences,

IVcagasalei

Uitiversity

Jiro

NAKANO,

RPT

DepaTtment

of

Rehabilitation,

AIagasaki

Kita

llbspilat

The

purpose of

this

study was

to

determine

thc

effect of

immobilization

on musc]e

fibcrs

and collagen

fibrlllies

in

the

endomysium of the rat soleus muscle at

neutral and

plantarflexcd

positions

of the ankle

joint.

Eight

male

Wistar

rats were

divided

into

two

groups.

In

one

_group

(n;3),

the

ankle

joint

was

fixed

in

the

neu-tral

position and

in

the other

(n='5),

in

t.he

plantarflcxcd position

for

four

weeks.

The

soleus muscle was then

biopsied

and morphological study was conducted using a

light

and electron microscopc,

Collagcn

fibrilles

in

the

endomysium were observed with a scanni'ng electron microscope.

The

soleus muscle

in

the

planterflexed

posi-tion

becarne

more atropied compared te neutral

_position.

Sarcomere

lengths

decreased,

and morphologic changes

in

muscle

fibers

were evident,

The

transverse

component of collagen

fibrilles

increased

in

the

planterflexed position,

The

re-arrangement of coliagen

fibri}les

was considered

to

affect muscle contracture, and

muscle stretch may

play

preventive

roles

in

djsuse

atrophy, shortening of muscle