曲 線 筋疲労 と血流量 筋収 縮中 等 尺性最大

等尺 性 最 大筋収縮 中^の筋疲労曲線と血 流 量

北 村 潔 和

富山 大学 教 養部運動生 理学教 室 干9 30 富 山市五福3 1 90

F ati g^{u e} C u r ve a nd Blo od Flo w d u ring M a xim al 工s o m etric C ontra ctio n of th e F ore ar m

K i_y ^okaz u K ita m u r a

Labo r ato ryfo r W o rk P h_ysiolog y.College of L i be r al Arts,

Toya m a Univ e r sit y^, 3 1 9 0 Gofuku,Toya m a^‑sh i,9 3 0

A BS T R ACT Maxim al is o m etric str e ngt h CM I SI ^{a nd fatigu e} c u r v e .fthe fo r e a r m m u s‑

cle du ring ^{m a x}im al iso metric co ntr a ction く^{M I C}I ^w e r e m eas u r ed b_y a str ain^‑g^{a u}ge ha nd^‑ d yn a mo m etc r. T he M IS w a s r ep^{r e s e n}ted by the h i g^{e st} p^oint o n the fo r c e c u r v e obs e r v ed du ring M I C of3 s e e a nd t he fatigu e c u r v e w a sdefin ed a s the fo r c e c u r v e r e c o rded du ring M I C fo r5 min. B lo od flo w d u ring M I C ofthe fo r e a r m fo r 5 min w a s dete r mined by a m e r‑

c u ry^{‑1 n‑r u}b be r str ain^‑g^{a u}g^e v e n o u s o c clu sio n p l^et h y^{s m o}g^{r a}p h y^. T he follo wing r e s ults w e r e ob tain ed ニ 1j ^.It is fo u nd that the M I S く4 2.0 士 2 ^.5k_gl ^w a s h ighe r tha n t hatt he p^{e a}k

str e ng t h C34 ^.7 士 2^.4k₉l ^{obs e r v e}d du ring M I C fo r 5 min. 2卜 ^{T he fo r c e} r e c o rded d u ring M I C fo r 5 mi n de c r e a s ed a s s o o n a s the c o ntr a ctio n sta rted a nd r e a ched at abo ut 3 6.2 jI

3^.9 % M I S in l min. 23 .9 士 1 ^.7% in 2 mi n a nd 1 5 .0 士 1 .5% M IS in 5 mi n. 3l^{. T he f}o , e‑

a r m b lo od flo w was dep^{r e s s e}d a nd follo w ed b y gr adu al in c r e a s e. It r e 乙1 Ched 之I Ste Sdy ^state at abo ut20 ^.5 士 2 .4me1^{1 0 0me .mi} n ap p^{r o x}im atel_y in 2 min. 4L T he abs olute fo r c e v alu e s obs e r v ed du r l ng M I C fo r 5 min w e r e c く

一^{汀 r elated with the fo r e a m b lo od flo w du ring c o ntr a c}‑

tio nくr ^ニ ーO¹6 7 3,pく0^.0 0 1, Y ^‑ 2 5.1 5‑ ^0.7 2 7 Xl^. Fu rthe r n 1 0 r e. a n egativ e c o r r elatio n くr

ニ ^ー 0.6 6 0,p く 0 ^.0 0 1. Y ^‑2 5^.1 4‑ O .3 0 8 XI ^{w a s ob}tain e 亡1 betw e e n the b lo od flo w du ring ^{c o n}‑

tr a ctio n and the fo r c e of p^{e r c e nt o}f M I S. 5l‑^{M u s cle b lo od flo w e stim ated fr o m e}q^{u at}io n of Ko nto s et al. w e r e c o r r elated with t he fo r c e of pe r c e nt of M I S く^{r ‑ ‑} 0^.5 6 8,p く 0 ^.0 0 1_. Y ^‑ 23 .5 2 ^‑ 0.2 9 8 XL ⁶う^{ー T h}e s e r e s ults s ug ge sted that the b lo od flo w thr o も.gh the fo r e a r m is

o c eluded byLthefo r c e of h ig h^{e rt}ha n abo ut7 8^.3 % M I S^.

北 村 潔 和

I . 目 的

作 業 筋^{‑ の}血 流 量^は, 作 業 筋^{へ の}酸素供 給, 筋 作 業^{に よ っ て}産 出さ れ る代 謝 産 物^や熟^の 除 去等に重 要 な役 割 を 担っ ていること か ら, 筋^の作 業 能 力 を 決定す^る重 要 な 要 因の 1 ^つと し^て注 目 さ れ^{てい るo} 筋血 沈 量^は, ラ ン^ニング や自 転 車^{のペ ダ リ ング}な どの よう な律 動 的 作 業^{で は,} 最 大 作 業 近 く ま^で負 荷^や代 謝 水 準CH R^.む³d71₂

1 4bl増 大に ほ ぼ比 例 して増 す^ことが

4.51

知^{ら れ てい るo これ に}村 し, 等 尺 性 筋 収 縮 中^の血 流 量は, 筋 収 縮 力 が 低^い間^は, そ^の増 大 に伴 ^{っ て}増 すが, 筋 収 縮 力^が高 く なると 制 限 を 受 けること が 指 摘 され てい るo 例 え ば,

1 3J

L ind 良 McN ic olは_, 前 腕 筋 群 を 対 象^に最 大 筋 力^{の 5 ‑ 3 0}% ^Lこ相 当 す^る負 荷^で静 的 作 業

くsu stain ed Co ntr a cti^{o n}l を 行 わ^せた 時^の前 腕^の血 流 量 を 測 定し, 血流 量^は, 負 荷^の増 大^に

81

伴^{っ て増 すことを 報 告 してい る. ま た, Hu mp hreys 8z L indは最 大 筋 力の3 0 ‑6 0Joo を, ま た,}

1 11 1 3i

金 子^{ら は}, 最 大 筋 力^{の2 0 ‑ 70}% に相 当 す^る負 荷 を 用^{い て}, 先^{の L ind 良 M cN ic ol}と 同 じ作 業 を 行 わ^{せ た}時^の前 腕 血 流 量 を 測 定 し^, 血 流 量が負 荷の増 大に伴っ て減 少 す^ること を 報 告 し, 最 大 筋 力^{の 70 % に}相 当 す^る負 荷^での作 業 中^{に おいて}も安 静 時^より 高^い血流 量 が あるこ

と を 指 摘 し^ている.

一 方, 等 尺 性 最 大 筋 収 縮 を 行 わせた 時^の力 曲線く筋 疲 労 曲 線lから, 等 尺 性 最 大 筋 収 縮 中

15I 1 6I

の血 流 動 態 を 検 討 し た^Roy^ceや Step h^ens 8z Tay l^{o r} は_, 筋 力 が 等 尺 性 最 大 筋 収 縮 中^に現^わ れ た 最 大 筋 力C^{pe ak} 筋 力 と する1の約^{5 0 ‑ 60}% ^に低 下 すると 血 流 が 再 開篭^{れ, それ 以 上の}

筋 力^{で は}, 血 流 が 阻止 さ れていた であろう^こと を指摘し ているo し かし, 彼 ら^の報 告^は,

作 業 筋 ^への血 流 を 速 断 し た 条件と 自 由^にし た条 件^で作 業 を 行 わ^せた 時の筋 疲 労 曲 線^の相 違 か ら推 測^{さ れ}た ものであ り, 実 際^の血 流 量^は測 定 さ れ^ていな^いo

本 実 験で は, 前 腕 筋 群 を 対 象^に等 尺 性 最 大筋 収 縮 を持 続 的^に行わ せ た時^の筋 疲 労 曲線^と 血流 量 を 同 時に測定し, 筋 疲 労に伴 う 作 業 筋^{‑ の}血流 動 態 を 明 ら かにすると と もに, 血 流 が 完 全^に阻止 され る筋 力 水準を 推 定 しよう^と計 画した も^のであ^るo

丑. 実 験方 法

11 被検者

被 検 者は健 康 な 男 子⁶ 名^で, 年齢^{は 21.8 士2 .5}歳, 身 長^{は1 7 5 .9士 2.9c m ,} 体 重^{は6 8 .8士}

3^.1k_gく平 均^士標準誤 差1^であっ た. そ^の中^{の 5} 名^は, バ レ ^ー ボ ^ー ルク ラ ブ に所 属 し, 週4 回,

1 回² 時 間^{3 0}分 程 度^の練 習 を 行っ ている学 生^で, 他^の1 名^は体 育 教 官^であるo

2j 等 尺性 最^大筋 力 と 筋 疲 労 曲線^の測 定

等 尺 性 最 大 筋 力 と筋 疲 労 曲 線^は, ストレイ^ンゲ ^ー ジを 内 蔵^{し た}撞 力 計く^{ヤ ガ ミE D ‑1 0 0}1 を 用^いて測 定し たo す な わ ち, 等尺 性 最 大 筋 力^は, 被 検 者 を 木 製^{ベ ッ ド に}仰 臥 位^{に し,} 右

腕 を体 淵 方 向 肩^の高さ に伸 ば し,そ^の前 方に置か れた撞 力 計 を 最 大努力で約3 秒 間把 握 し,

そ^の力 曲線を 記 録 器く渡辺 測 器 株 式 会 社 製^マルチ^{コ ー} ダM C6 6 001 ^に記 録 し, そ^の最 大 値 を 読^み取^{っ たo}

筋 疲 労 曲 線^は, 被 検 者 を 等 尺 性 最 大 筋 力 測 定と同 じ仰 臥位^{に し}, 撞 力 計 を 最 大 努 力で 5 分 間 持 続^{し て}掘^{ら せ}た 時の力 曲 線 を 記 録 器^に連 続 して記 録^したく図¹1^. 得 られた筋 疲 労 曲 線^は, 後^で述^べる血 流 量 測 定 と 同 時 刻^に記 録された約³ 秒 間^の力 曲線^の最 大 値 と最 小 値 を 読^み取 り^, その平 均 値 を そ^の時 点^の筋 力 と して分 析 したo

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F i g^‑1 Topニ a n a ctu alrec ord of fo r e ar m v olu m e cha nge s during a nd _after m a xim al is ometric c o nt^ra ctioⁿ.

Botto m ニan a ctu al r e c ord of forc e c u r v e du ring r n axim al is o m etric c ontra ctio n.

31 ^血流 量^の測 定

安 静 時^, 等尺 性 最 大 筋 収 縮 中 及び回 復 期^の血 流 量^は, 水 銀^{ラ バ ー ス} トレイ^ンゲ ^ー ジを 用

8.1 3.1郎

いた静 脈 阻 止^プレナス モグラ フ法 を 適 用し て測 定 し た. す な^わち, 前 腕 最 大 囲に_{2 0 9 の}張 力で水 銀ラ バ ^ー ストレイ^ンゲ ^ー ジを, そし て 上腕 部^に幅^{1 4c m の}静 脈 阻 止 用の Cuf f を それ ぞれ装 着^した. 血流 量^は, 上腕 部の CuffLこ6 0m mh g の静 脈 阻 止 庄 を5 ^‑ 10秒 間 加 えたと

171

き^の, 前 腕 周 径 変 化の記 録^{か ら}く図¹l w h itn ey方 法^{に し た がっ て}求^めたo ただし, 図^{1 で} も 明ら かなように, 等 尺性 最 大 筋 収 縮 中^の前 腕 周 径は, 筋 収 縮^{に よっ て}安 静 時^の前 腕 周 径 に比^べて約^1.8 ^‑ 3 ^.Om mく安 静 時 前 腕 周 径の約^{0.6 8 ‑ 1.0 7}%l増 大し た. した がっ て, 等 尺 性 最 大 筋収 縮 中^の血流 量は, 安 静 時^の前 腕 周 径^に筋収 縮に よ っ て生じ た前 腕 周 径^の増 大 分 を 加 え^て, そ^の前 腕 周 径^に対 す^る相 対 変 化^とし^て求め たo

安 静 時^血流 量^は, 30秒 間 隔で4 回, 等 尺 性 最 大筋 収 縮 中 血 流 量^は筋 収 縮 開 始 後⁵ 秒^{, 1 5} 秒, 3 0秒, 45軌 ¹ 分, そ^の後^は1 5秒 間 隔^で5 分 ま^で測 定し たQ 回 復 期血流 量は, 等 尺 性 最 大 筋 収 縮 終 了 直 後く⁵ 秒 以 榔 , 1 5秋 ^{3 0}軌 ^{4 5}秒, 1 分, そ^の後^{は3 0}秒 間 隔で 5 分 まで

と, さ ら にそ^{れ 以}後^は1 分 間 隔で1 0分 まで測 定^{し た}o

なお, 水 銀ラバ ^ー スインゲ ^ー ジの較正 は, 実 験^の前 後^にマイク^ロメ ^ー タ ^ー を 用^いて ゲ ^ー ジを 引 き付ばす^ことに より 行っ たo

北 村 潔 和

41 実 験 手 順

先 ず, 被 検 者 を 室 温^{2 2士0 .5o}C , 湿 度60 士 5 % に設 定 さ^れた 恒 温 恒 湿 室 け ン ヨ ^‑ プ^レハ ブ恒 温 恒 湿 劃 ^に入れ, ベ _ッ ド に仰 臥 位にさせ て約3 0分 間^の安 静 を 取^{ら せ}た^. その後, 水 銀ラバ ^ー ストレインゲ ^ー ジ とcuff を そ れ ぞ れ 装 着 し, 安 静 時^血流 量 を 測 定 したo 次に等 尺 性 最 大 筋 力 を 測 定 し, さ ら^{に 5} 分 間^の休 息 を 取 らせ, 等 尺 性 最 大 筋 収 縮 を⁵ 分 間行 わせ,

筋 収 縮 中 及^び回 復 期の血 沈 量 を 測 定 し た^o

EE . 実験 結果

11 等 尺 性 最 大 筋 力 とpe_ak 筋 力

本 実 験で得 ら れ た等 尺 性 最 大 筋 力は, 42.0 士2 .5k₉く平 均^士標 準 誤劃^であっ たo また,

等尺 性 最 大 筋 収 縮 を5 分 間持 続 さ^せた 時に得 られたpeak 筋 力^は, 34 .7 士2 .2 k₉ であ り等 尺 性 最 大筋 力の約^82.6 % であ^っ たo

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Tl m e くm l nl

F i g^.2 T im ec o ur se ofstre ng t hC^{b l}a ck circlel and B lo od flow く^wh i te cir el_el

during a nd afte rc ontra ction of fo r e am m u s cle s.

2j 筋 疲 労 曲 線^と血 流 動 態

図2 は, 等 尺 性 最 大 筋 収 縮 を5 分 間 持 続^{さ せ た}時^の筋 疲 労 曲線 と 血 流 量 を 時 間 経 過に対 し て示し たも^のである. 固^{2 で}も 明ら かなよう^に, 筋 疲 労 曲線^は, 時 間^の経 過^{と と}も^に指

数 関 数 的^に低 下し て^いく 傾 向が認^めら^{れ たo} す な^わち,等 尺 性 最 大 筋 収 縮 開 始 直後く⁵ 秒 後J に は, 等 尺 性 最 大 筋 力^{の6 7.6 士5 .3}% ^であっ たが, 筋 収 縮 開 始 後¹ 分 日に は, 等 尺 性 最 大 筋 力^{の3 6.2 士3 .9}% ^{へ, 2} 分 馴^{こは2 3.9 士1.7}% ^へ, そ し て5 分 目に は1 5^.0 士1^.5% ^へ低 下 したo

一 方, 等 尺 性 最 大 筋 収 縮 中^の血 流 量^は, 筋 収 縮 開 始⁵ 秒 後^{に は1 .4}土0 .8_meノ¹⁰⁰ me ^.min

であっ たも^{の が}, 1 分 日^{に は14.2 士 1 .8me}1^{1 0 0me.mi n へ}, 2 分 目^{に は20.5 士2.4me}J^{IO Ome}

‑

min へ 筋 力^の低 下^に対 応 す^{る よ}う^に急 激^に増 大 す^る傾 向 を 示 し た^o しか し, 2 分 日以 降 は ほ ぼ ^一定^の値 を 示 し た^o

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jl^of Ma x‑^{Str e ngt h く.I.I}

F i g^.3 Average b lood flow in r elatio n to str e ng t h ^{e x}p^{r e s}s ed in perc e nt of

maxim al iso m etrie sir^.e ng t h^.

図^{3 は,} 時 間 経 過^に伴 う 筋 力^の低 下 傾 向と 血流 量^の増 大 傾 向^の関 係 を 明ら か にする た め に, 等 尺 性 最 大 筋 力^に対 す^る相 対 的な筋 力く% 筋 力l と血液 量^の関 係 を ホし たもの であるくた だ し, % 筋 力^{と 血}沈 量^は, 凶^{2 で}示さ れ た平 均 値と標 準 誤 差 を 用^いて示し たj ^o 同3 か ら も 明ら かなよう^に, 等 尺 性 最 大 筋 収 縮 開 始 後² 分 目 ま^{で は}く等 尺^一性 鼓 大 筋 力^{の 2 3 .}9 % ま^でJ,

筋 力^の低下 に ほ ぼ比 例し て 血流 量が増 大^{し, 2} 分 目 を過 ぎ^て筋 力^の低下 が弱 まる と 血流 量

の増 大 も 弱 まる傾 向 が 認め ら れた 個 中^の数 字 が 示^{さ れ てい}な^い プ^ロ ッ ト は2 分目 以降^の 値 を 示 す1^.