サイレントピリオドと等尺性収縮度の関連性

理 学 療 法 学　第

24

巻 第5号　

274〜

278頁 （1997 年）

報

　 　告

サ

イ

レ

ン

_{ト ピ}

_リ

_オ

_ド

_と

等 尺性 収縮度

_の

_関

_連

_性

　　　　　　　下肢

に お

け

る

検 討

＊

一

大

工

谷新

一

1）

鈴

木 俊 明

2）

廣 瀬 浩 昭

1）

　　　　

今 西 吉

一

1）

藤 原 哲 司

3） 要 旨

　

サイ レ ン トピリオ ドは

，

随 意 収 縮 中に該 当

筋

に外 的な

_単縮

を加え るこ とでみ ら れ る

持続

的

筋放

電の休 止 期の ことであり

，

その

_長

短は

神

経 系の興 奮

状

態を反 映 して い る。 今 回

，

サ イ レ ン ト ピ リオ ドを

指標

と し， ス ポ

ー

ッ習 慣の ない健 常 者 を 対 象 と して下 肢

，・

特に ヒラ メ

筋

に お ける サ イ レ ン ト ピリオ ド につ い て検 討 した_。 サ イ レ ン ト ピ リ オ ドは股 関

節

お よ び膝 関 節を

45 度

屈 曲 位 と した 仰 臥 位にて

，

ヒ ラ メ

_筋

を

最大随

意

等

尺

性収縮 （

最 大 努 力 ）の

25

％，

50

％，

75

％

， 100

％の

_収縮度

で

保持

さ せ た状 態で膝 窩 部 脛 骨 神 経に電 気 刺 激 を加え

_{， 同側}

ヒ ラメ

_筋

か ら導 出し た。 結 果は

，

サイ レ ン トピ リオ ドは

等

尺

姓収縮度

の増 大に

伴

い短

縮

し

，

最

大努力

の

75

％ の

_{努 力度}

で

最

短と な り，

最

大

努力

で は延 長 する傾 向にあっ た。 筆 者 らの上 肢にお け る先 行 研 究と同様に下 肢におい て も， サイ レ ン ト ピ リオ ド の成 因 と して考え られて い る大

脳

レ ベ ル の

_相対

的抑 制が

，

最 大 努 力の

75

％ の

_時

に最も

解放

さ れ ること， つ まり， 最 大 努 力の

75

％の _時に

中

枢

神経系

は最も促通 さ れ る と考え られた。 キ

ー

ワ

ー

_ドサイレ ン ト ピ リオ ド

，

等 尺 性 収 縮

，

ヒ ラメ_筋 緒 言

　

サイ レ ン トピリ オ ドと は，

持続

的

筋収縮巾

に

支

配 神 経に電 気 刺 激を加え ることにより記

録

さ れ る ＊ _Relationship

　between 　Silent　Period　and 　Isometric　GQrl

−

　 tractive　Effort　Level　in　Lower　Extremities

1）関西 医 療 学 園 専 門 学 校　理 学 療 法 科

　 （〒558大 阪府大阪市住 吉区苅田 5

−

18

−

13）

　 Shinichi　 Daikuya

_，

　RPT

，

　Hiroaki　 Hirose

，

　RPT

，

　 Yoshikazu　 Iman正shi

，

　 RPT ：Departrnent　of　 Physical

　 Therapy

，

　Kansai　Vocational　Collcge　of　Medicine

2） 関西 鍼灸短期大学　神経 病 研 究セ ン タ

ー

　 Toshiaki 　Suzuki

，

　RPT ：Research　Center　Qf　Neurologi

−

　 cal　Diseases

，

　Kansai　College　of　Oriental　Medjcine

3_{） 龍谷}大 学 健康 管理セ ンタ

ー

　 Tetsuji　Fujiwara

，

　MD ；Health　and 　 Medica ｝Service

　 Center

，

　Ryukoku 　University

　 （受 ｛寸日 1996年 1月10日f受理 日 1997年4月19日） 筋 放 電の休 止

期

で あるD。

筆者

ら はこれ まで， 上 肢におい て サ イレ ン トピ リオ ド と

等

尺

性収縮度

や

荷重肢位

との

_関連性

にっ い て

検

討してきた2）3）。 そ れ らの結 果で は

，

最 大 下 努 力 時 および

片

手 支 持 の

_状

態で サ イレ ン トピリ オ ドが最も短

縮

し た。 そ のた め， 上

肢

で は

等

尺

性

収

縮度

におい て は最 大 下 努 力を保 持 し た状 態が

，

また四っ _這い姿

勢

で は

片

手

支持

を

_保持

し て い る

_状

態が_，

_他

の

_条件

の

_時

と比 べ て _{中 枢 神 経 系}が よ り促 通されてい る

状

態であ る こ とを

報告

し た。

本結果

を応 用 してい くことで

，

将

来 的に瞬 発 的スポ

ー

ッ動 作の準 備 状 態に適 する 収 縮 強 度を予 測 する こと が で きるもの と考え られ る。

　

そ こ で_{今 圓}は

，

継 続 的 研

究

として ヒ ラメ

_筋

の

_等

Japanese Physical Therapy Association

NII-Electronic Library Service Japanese _{Physioal 　Therapy 　Assooiation}

サ イ レ ン トピ リ オ ドと等尺性 収縮度の関連性 275

尺性収縮

強

度

の

_変

化 と

中

枢 神 経 機 能の関 係 をサ イ レ ン ト ピ リオ ドを指

標

と して上

肢

で の

_先行研究

と 同 様に検 討 し た。 対 象

　

本 研 究は特に スポ

ー

ツ_{習 慣}が なく

，

神 経

機能

に

異常

を 認めない

_健

常

者 10

名

20

肢 （男 性

8

名

，

女 性

2

名 ） を 対 象と し た。

対象

の

平均年齢

は

25．

2

±

2

．

72

（

22

−

32

）

歳，

平 均 身 長は

169．

6

±

8

．

60

（152−

182

）cm で あ っ た_。 全

対象者

の

利

き足

（

ボ

ー

ル を

蹴

る

_側

4 ））は右であっ た。 方 法

　

サ イ レ ン ト ピリオ ドは股 関 節お よ び膝 関

節

を

45

度

屈

曲位

と し た

仰臥位

に て

筋

電 計バ _イキ ン _グ （ニ コ レ

ー

_{社 ）}

．

、

_{を 用}い て， 膝 窩

部

脛

骨神経

に電

気

　 　 　

し

／

’

／　

’

　

刺

激

を

加

え， ヒ ラメ

筋

か ら導 出 し た。

導 出

に

際

し て は

，

ハ _{イ ドロ マ} ス キュ レ

ー

タ

ー GT − 700

（

OG

技 研 社 ）を用い て ヒ ラ メ

筋

の

_最大随

意

_等

尺

_性収縮

の

25

％，

50

％，

75

％ および

100

％の各 状 態を視 覚 的フ ィ

ー

ドバ ッ クに て

保

持 する よ う指 示 した。 な お， この場 合の最 大 随 意 等 尺

性収縮

と は， 測

定時

間である

40

秒間

を通 じ て減

衰

な く

一

定に発 揮で きる最 大 筋 出 力 （最

大努

力

）

であ り，

測定前

にモ ニ _タ

ー

_{であ らか じめ}確 認し_た

後，保持

す_る

筋 力

を 口頭により伝

達

し た。 ま た， 測 定 順 序は持 続 的 筋 収 縮に 伴 う筋 疲 労の影

響

を

排除

す る た め

100

％ か ら開

始

し，

25

％，

50

％

， 75

％の順で行い各 試 行 間 に は十 分な休 息を と ら せ た。

　

電

気刺

激は

，

最 大 上 刺 激

　

（

M

波が最

大

と な る 刺

激

の

120

％の

_強度）

で _，

_頻

_度

O ．

5Hz ， 持続時

_間

0．

2ms

の

単

発

刺激

と し た。 記 録は

，

関 電 極 を 下 腿 後 面 中央 部で腓 腹 筋の内

・外側

頭

間

よ り や や遠

位

の ヒ ラメ

_筋

々

_腹

上に，

基準

電 極をア キ レ ス腱上 に

各

々 _置 き

200ms

の

掃

引に て

20

回 連 続 して

行

っ た。

　刺激

ア

ー

チフ ァ ク トか ら

持続的筋放電

の

再

開ま で を サ イレン トピ_リオ ドとし

，

各 試 行で得 られ た

20

波 形の サ イ レ ン トピリ オ ドを

測

定 し， そ れ ら の

_平均値

を その

_試行

におけるサイ レン ト ピリ オ ド と し た。 ま た

，

得 られた各 試 行の サ イレ ン トピ リ オ ドを

一

_元

配

置分散分析 （

ANOVA

）

を用い て

統

計学的

に

検討

し た。 結 果 　 本 研 究で得 られ た代 表 的 導 出 波 形 を 図

1

に示 す。 図

1

か ら本 研 究に お いて

誘

発

筋

電

図

が

再現性良

く

導出

さ れてい ること がわかる。

　

測

定

された サ イ レ ン ト ピリオ ド は_， 全

20 肢

の 平 均

，

利 き足

10 肢

の

_平均

_，

_非利

き

足

10

肢

の

_平均

の全てに おい て

，等尺性収縮度

の

増大

に

伴

い短

縮

し

，

最 大 努 力の

75

％ の強 度で最 短 とな り

，

最 大 努 力で は延

長

し た。 これらの

結果

に は

統計学的

に

有

意な

差

が み られ た

（

表

1

）。 考 察

　

サ イ レ ン トピ _リオ ドとは

_持続

的

筋収縮中

に電

気

刺 激な どの

_外

乱 刺 激 を 加え る こ とによっ て生じ る

筋放

電の

休

止

期

で あ る。 サイ レ ン トピ リ オ ドの

定

義 として は様々 な用い られ方があるが

，

本 研 究で は，

KimiZrai

）の

報告

を も と に

刺激

ア

ー

_{チ フ} ァ ク トか ら

持続的筋放電

の_{再 開}までをサ イレ ン ト ピリ オ ドと し た。 こ の

場合，

サ イ レ ン ト ピリオ ド は

筋

電 図 学 的に サ イ レ ン ト で は な く，

随

意

筋放

電は

抑

表

1

　各 試 行にお け る サ イ レ ン トピリ オ ドと 統計学的検 討 等 尺 性 収縮度 25％ 50％ 75％ 100％ ANOVA 全 平 均 （n

罵20

） 利 き足 平 均 （n

＝

1の 非 利 き足 平 均 （n

・

＝

10）

153．

0

：辷

15，

4

150

．

3ニヒ14

．

5 155

．

7ゴ：

i6，

5

142，

3

±

14．

2

141

．

2±15

，

6

143．

4

士 正

3 ．

5

127，

6

±

14、

5

　　　　

144．

3

：辷

13．

7

127

，

6±17

．

5　　　　144

．

1≦：13

．

6

127．

6

：

tlL7

　　　　

144．

5±14

．

6

pく

0．

001

pく

0．

02P ＜

O．

Ol

数 値は平 均 値＝標 準 偏 差 （ms ）を示 す

．

全 平 均

，

利 き足 平 均

，

非 利 き足 平均の全てにおい て

，

の75％ で最 短となり

，

100％の収 縮 度で は延 長し た

．

サ イ レ ン トピ リオ ド は等 尺 性 収 縮 度の増 大に伴い短 縮 し

，

最 大 随 意 等 尺 性 収 縮 N工 工

一

Eleotronio _Library

276

理学 療 法 学　第 24巻 第

5

号 　 　 　 図 1　導 出波形 最 大 努 力の 25％ の収 縮 度 中の代 表 的 導 出波 形 を示 す

，

刺激は強度

83．

9

皿

A

の定電流矩形 波

．

左図は

20

回 導 出 時の全波 形で あり再 現 性よくサ イレ ン トピ リオ ドが_{導 出}されて いる

．

右図は左の 20波形を 加 重 し たものである

．

制される がサ イ レ ン トピ _リオ ド の中には以 下に示 す

反射性

の

_筋

_応

_答

が

_導出

さ れ る。 電

気刺激

の

順行

性

伝

導

に よる

M 波，

逆 行

性

伝

導

によ る脊 髄 前

角

細 胞の 再 発 火で 導 出される

F

波

，

大 脳 皮 質 由 来 の

_{長潜時反射}

の

_各波形

な どであ る。 この よ うにサ イ レ ン トピ リオ ド中に導 出 され る反 射 性 成 分にっ い て特に

，

下 肢で導 出される長 潜 時 反 射の成 因の う ち，

一

_{般 的に上肢で導 出さ れ る長 潜 時 反 射と同} 様に大 脳 皮 質を含め た脊 髄より上位を介 する反 射 であるとする説5）6）と脊 髄 レベ _{ル での 多 シ ナ プス} 反

射

と す る

説

7）8）_{が あ る} 。

中島

ら 9）_は ， 脳

出

血 患

者

の臨床 像

，

画 像 検 査と比 較 して長 潜 時反 射の検 討 を

行

っ て お り_， 下 肢に お け る長 潜 時 反

射

の反 射

中

枢は大 脳 皮 質も しくは脊 髄で あ る と し， そ れに加 えて長 潜 時 反 射が脊 髄に反 射 中 枢をもっ と して も， 脊 髄より上 位の中 枢 神 経 系か ら促 通や抑 制とい っ た影 響 を 受 けて い ると して い る。 以 上の こ と か ら

長潜時

反

射

は， 上

肢

， 下 肢に か か わ らず

脊髄

よ り 上

位

の

中枢神経系

の

_機能

に

影響

さ れ る もの と

考

え ら れる。 ま た

，

サ イレ ン ト ピ リオ ド中に導 出さ れ る脊 髄 由 来の

F

_波や大 脳 皮 質 由 来の _{長 潜 時 反 射} の潜 時お よび

持続時間

が

等

尺

性収縮度

の

変化

に関 わ らず 変 動し ない とい _われてい る10川 。 よ っ て

，

サ イ レ ン ト ピ リオ ドの

_変

動は，

長潜時反射

より遅 い 成 分の 変 動で あ る とい う

点

か ら，

長潜時

反

射

の

中枢

よ りさ らに

h

位で ある体 性 感 覚 野 か ら運 動 野 など を 含めた 中 枢 神 経 系が関 与して い ること が

示

唆さ れ る。 サ イ レ ン トピリ オ ド の成 因と して は 様々 な説があるが

，

持 続 的 筋 放 電の

_再開

が大

脳皮

質 由 来 もしくは大

脳皮質

か ら

影響

を

受

けてい る と される長 潜 時反

射出

現 後にみ ら れ ること か ら，

筆

者

ら はサイレ ン ト ピ リオ ド の変 動に は体 性 感 覚 野 か ら運 動 野へ _の投 射_{メ カ}ニ ズム _{な ど}の

_{長潜時反射}

に

関

わ る

中枢

よ り上

位

の

_神

_経

_機構

が関 与 して い る と考えて い る。 そ のた め

，

筆 者 らは サ イ レ ン ト ピ リオ ドは脊 髄 か ら大 脳 皮 質 までを含め た中 枢 神 経 系の促 通 状 態を

表

す

一

指標

に なる と

考

えてい る。

　

こ_{れ ま}での_{上 肢}にお け る

筆者

らの_研

_究

で は，

等

尺

性収縮度

が

増

大 するにっ れサイレ ン ト ピ リ オ ド が短

縮

し， 最 大

努

力の

75

％で最短 と な り

，

最 大 努 力 時に はか えっ て延 長 するとい う結 果が得 られ た2）。 これに基づ き

，

下 肢にっ いて

検討

した

本

研

Japanese Physical Therapy Association

NII-Electronic Library Service Japanese _{Physioal 　Therapy 　Assooiation}

サ イ レ ン トピ リオ ド と等尺性収縮 度の関 連 性 277

究

に おい て も

同様

の

_結果

が

得

ら れ たこ と か ら， 我々 が上 肢におい て示 唆し た よ うに サ イ レ ン トピ リオ ド の成 因として考え られて い る大

脳

レ ベ ル が

関与

する相 対 的

抑

制12） （大 脳 レベ ル

_自体

の

_抑制作

用の増 加も しくは

脊髄

レ ベ ル へ _{及ぼ さ れ る興 奮 性} インパ _ルス の抑 制 作 用 ） が

，

上 肢 と同 様に下 肢に お い て も

最大努力

の

75

％

努力時

に

最

も

優位

に

解

放 されると考え られる。

　

ヒラメ

_筋

の最 大 下 努 力 時 （

最

大

努

力の

75

％

）

に

中枢神経系

が

最

も

相対的

に

促

通さ れ るとい _う

_結

果 は

，

筆 者 ら が先 行 研 究2）3）で示 唆 し たよ うに体 育 学やス ポ

ー

ッ_{医 学}の分 野で今 後 応

用

して い く

可

能性

が

考

え ら れ る。

例

え ば

，

スプ リン ト競 技の ク ラウ チ ングス タ

ー

ト （用 意の構え）や ウェ イ ト リ フ テ ィ ングの

_構

えの

_姿勢

の

_研

_究か ら， よりよい

競

技 成 績を残 すため に_{瞬発 的}に発 揮 し得る力 を 大 き くする に は_， なるべ _{く大 き}な

_予

備

緊張

を用い るこ とが

有効

で あるとい _{わ れ}てい るt3）。 し か し

，具体

的にどの くらい の収 縮 度を保 持 して い るの が最 適 か とい う記

載

は み ら れ ない。

足関節

の

単

関

節

運

動

における

底

屈

動作

につ い て限

定

して考え た場 合

，

75

％ 程 度の努 力 度 を 維 持 することが

中枢神経 系

が

相対的

に_最 も

促

通 さ れ， 主

動

作の 準 備 状 態と し て最 も適

切

では ない か とい うことにつ い て

，

本 研 究の結 果を今 後 応 用 して い くことで _{言 及}で _きるも のと考え られる

。

文 献

1）　

Kimura

　

J

：

Electrodiagnosis

_{in　Diseases}of

　

Nerve

　 and 　

Muscle

_：

Principles

　 and 　 Practice

，

　　

2nd

　ed

，

　

F．

　

A ．

　

DAVIS ，

　

Philadelphia

，

1989

，

　

pp

　 　365

−

367

．

2） 大工谷 新

一

一

，

鈴 木 俊 明

・

他 ：等 尺 性 収 縮 度が サ イ 　 　 レン ト ピ リ オ ドに与え る影 響にっ い て

一

上 肢にお 　　け る検討

一．

理学 療法学 　

22

：

53− 56，1995、

3

） 大 工 谷 新

一，

廣 瀬浩昭

・

他：_荷重肢位と中枢 神 経 　　機 能の 関 係にっ い て

一

上肢で の誘 発 筋 電図に お け 　 　る検 討

一，

理学 療 法 14：64

−

67

，

正997

．

4）前原勝矢 ：右利き

・

左利きの科学

．

講 談社

，

東京

，

　 　1994

，

　pp　lO9

−

136

，

5

） 兼 重 裕

・

松 本 博 之

・

他 ：体 性 感 覚 誘 発 電 位 と長潜 　　 時反射の _{関 連}にっ い て

一

基 礎 的 検 討と多 発 性 硬 化 　　症へ の_{応 用}

一．

_{脳神経 　41} ：

997− 1003，

1989

．

6） 黒 岩 義 之

・

東 儀 英 夫

・

他 ：Long

−

loop　reflex

−一

末 　 　 梢 神 経 電 気 刺 激 （2）

一．

臨 床 脳 波 　28 ：353

−

362

，

　 　

1986．

7

）

Roby −Brami

　

A ，

　

Bussel

　

B ，

　et　al

．

：

Long −latency

　 　spinal 　reflex 　in　man 　after　flexor　reflex　afrerent

　 　stimulation

．

　Brain　ilO ：707

−

725

，

1987

，

8

）

Upton

　

ARM ，

　

McComas

　

AJ ，

　et　al

．

：Potentiation

　 　of

‘

1ate

’

responses evoked 　

in

　rnuscles 　

during

　　effort

．

　

J

　

Neurol

　Neurosurg 　Psychiat 　

34

：

699−

　 　

71L1971．

9

）中 島八

i

・

一 ・

長岡正範

・

他 ：長 潜 時

　

（V2） 反 射の

　　伝達経 路

，

　臨床脳波　　

25

：

608− 614，

　

1983，

IO）Suzuki　T

，

　Fujiwara 　T

，

　et　al

．

；Excitability　of　the

　 　spinal 　motor 　neuron 　pool　arld 　F

−

waves 　

during

　 　

isometric

　

ipsilateral

　and 　contralateral 　contrac

−

　 　

tion．

　Physiotherapy 　

Theory

　and 　

Practice

　

g

：lg

−

　 　24

，

1993

．

11

） 廣 瀬 浩 昭

・

鈴 木 俊 明

・

他 ：等 尺 性 収縮度の_{変 化}に

　　お け る長潜時反射 （LLR ）の_{検 討}

，

理学 療 法 学 22：

　 　160

−

164

，

　1995

，

12

）

Wilson

　

SA ，

　

Lockwood

　

RJ，

　et　al

．

：The 　muscle

　　silent　period　

following

　transcranial　magnetic

　 　cortical 　stirnulation

．

　

J

　Neurol　

Sci

　

114

：

216− 222，

　 　正993

．

13）高木公三郎

・

熊 本 水 頼 （編 ）；身 体 運 動の制 御

．

杏 　　林書院

，

東京

，

1980

，

pp　250

−

264

．

278

_pmG!esza*

_eg24kee5e

<Abstract>

Relationship

between

Silent

Period

and

Isometric

Contractiye

Effort

Leyel

in

Lower

Extremities

Shinichi

DAIKUYA,

RPT,

Hiroaki

HIROSE,

RPT,

Yoshikazu

IMANISHI,

RPT

DePartment

_of

Rhysical

71heropM

]dansai

Vbcational

Coglage

of

Medicine

Toshiaki

SUZUKI,

RPT

Research

Center

of

IVeurotogicat

Diseases,

Kansai

Cotlege

of

Oriental

Mbdicine

Tetsuji

FUJIWARA,

MD

Uigalth

and

Medicat

Service

Centen

Ryuhoku

Uitiversity

The

silent _period

is

an

inhibitory

_period, which

is

induced

by

stimulating

the

continuous contractive muscLe.

The

variation of

the

silent

_period

is

_provided

by

facilitatory

condition of central nervous _system.

This

study

is

the

_preliminary

re-search of

facilitatory

condition of central nervous system

during

some sports

activi-ty.

The

study was

_performed

on

the

soleus muscles of

healthy

non-athletes

(20

lower

extremities of

8

healthy

males and

2

females,

mean age

25.2

±

2.72;

range

22-32

_years

and mean

height

169.6

±

8.60;

range

152-182

cm).

The

silent

_period

was recorded as

follows:

subjects were

in

supine position with

the

hip

and

knee

joints

of

the

recorded side

flexed

at

45

degrees,

and with

the

ankle

joint

kept

O

degree.

Iso-metric contraction

levels

were

25,

50,

75

and

10e%

oE maximal effort,

Electrical

stimulation

(intensity:

supra-maximal,

duration:

O,2

ms;

frequency:

O.5

Hz)

was ad-rninistered

to

_popliteal

fossa

of

tibial

nerve,

Recording

electrode was

_placed

on

the

soleus muscle and the reference electrode on the

ipsilateral

Achilles

tendon, and

sam-plings were repeated

20

times.

The

results

indicated

that

silent _period was

the

shortest

during

75%

of maximal effort.

Similar

to

the

results of upper extremity,

it

was considered

that

the

cortical

inhibition

was mostly released

during

sub-rnaximal effort

level;

in

other words,