理学 療 法 学
第30
巻 第
6号
343
〜
351
頁 (2003年 )報
告
等角速度
運
動
が
相
反性 脊 髄
反
射
回
路
に
及
ぼ
す
影響
の
研 究
*三
和 真
人
* *要 旨
本 研 究
は,
理学 療 法
の運 動 療 法
が中枢 神 経
系
に どのよう
に影 響 す
るか を脊 髄
反射
M
路 で起 き
る相 反性 抑
制 を通
して,
定
量 的 に 評価
・
測 定 す
るも
の であ る。
方 法 は,
平均 年 齢
22
歳
の スポー
ツ経 験
の ない健 常 成
人
10
名
を対 象
に,
角
速 度60
degfsec
と120
deg
/sec の2
群 に 分 け,等 速 性 運 動 装 置 (
サ イベ ックス6000
)
を 用いて
10
回10
セ ッ ト,
セ ッ トご との休 息 時 間
30
秒
の足関 節 底 背
屈 運動 を
1
日1
回
,
9
週 問 施 行
し た。
相 反 性 抑 制
の測 定
は,
3
週毎
に刺
激 時 問1
msec の条件 刺
激 を 総 腓 骨 神 経 に 加え
た ヒラメ筋
H
反 射
に よって
行
った
。等 速 性 運 動
に よ る筋
出力
は,H
反 射 振 幅 測 定 時
に合
わ せ て角 速 度
30
deg
/sec ご とに120deg
/sec まで の ピー
ク トル ク値
で測定
し た。
相 反 性 抑 制
の判 定
は,
条 件 刺 激
な し時
のH
反 射 振 幅
(
Control
H
) を基 準 と
して,
条 件
一
試 験 刺
激間
隔0
,1
,2
,3ms
の条 件 刺
激 を 加 え た と きのH
反射 振 幅
(conditioned
H
) を
Control
H
で除
し た 比率
を抑
制の指 標 と
し た。Control
H
に対 す
るConditioned
H
の振 幅
比率
が1
,
0
以 ドで あ れ ば,
条 件 刺 激
とし て の総腓 骨 神
経刺 激
に よっ てH
反 射
に抑 制
が出 現
した もの と し,
振 幅 比 率
がユ.
0
以 上 で あ れ ば,H
反射
の抑 制 は
生じな
いも
の と解
釈
し た。
H
反射
の振 幅
比率
を指 標
に した両群
の相 反 性 抑 制
は,
条
件
一
試 験 刺 激 間 隔
2
と3ms
で運 動 開始 前
に 比 較 し て6
週後
より低
下し
,
9
週
後
で は両群
に お いて3ms
で6
週 後 と ほ ぼ 同・
の抑 制
比率
であ
っ た。一
方
,
両 群の筋 出 力
は,
9
週 問 を通 し
て等 速 性
運動
のピー
クト
ル ク値
に変 化
が み ら れず
,筋 力
の改 善
は認
めら
れな
かっ た。加
え て,
条件
一
試 験
刺 激 間 隔ご と に お ける両群 間
で相 反 性 抑
制に明 ら か な差
が み ら れな か
っ た。 以.
.
H
の こ と より
, 運動
の期
問 や頻 度
な ど が 同 じである ことか ら,
運動
速 度の違いが 影 響 す る 可能 性
が少
なく
,
む しろ運動
回 数 が相
反性
抑 制
を 規定 す
るロ∫能性 を 否 定
でき な
いも
の と考
え ら れ た。
キー
ワー
ド相 反 性 抑 制
,
ヒラメ筋
H
反射
,
等 速 性
運動
はじ
め に近
年
,
機 能
的磁 気 共 鳴 断 層 撮 影
(
Functional
MRI
)
や ポ ジ ト ロ ン 断 層 撮影
(
Positron
Emission
Tomography
;PET
)
な ど一
般 に使
わ れ る よう
に なり
,
次 第
に脳 皮 質 局 在
が解
明 さ れつ つ あ る。電 気 生 理 学 を
は じ め リハ ビリ テー
ショ ン医 学の領 域 に おい て も,
研究
の内容
が大 き く変 化
してい る。
し か し,
琿 学療 法
に お ける運 動 療 法
の効 果
に関
し た研 究
のほ とん ど は,
関節
可動 域
,
筋 力
や筋 張 力
,歩 行 能 力
,
お よ び 日常
生 活 動 作 (ADL
)
能力
な どの能 力 障 害 を中 心
と して,
特 定
の運動 効 果
器の変化
や特 性
か ら検 討
してい る だけ
で あ る。
加 え て,
運動
*Effects Qf IsI}kLnetic Exercise for Rec:Tprocal lnh且bitory
Conjunction on Spinal Organization * *
[1]形 県立保 健 医療 大学 保健医療学 部 理 学 療 法 学 科
(〒 990
−
2212 山 形県 lll形市上柳260)Mak 〔,tc)MLwa
,
RPT.
MA,
PhD:Departmcnt of PhysieaL Therapy,
School of Health Sclenc
・
es,
Yamagata Heatrh Saences University〔受 付 日 2001年9月6日 /受理日 2003年4月26日) や
治療 効 果
の判 定
に関す
る研
究 に おいても
, ひず
み計 な
ど 単純
な筋 力 計 測 機 器
を は じ め,
加速 度 計
,
重 心 動 揺 計
,
3
次 元動 作 解 析 装 置 な
どの工学 的 分 析 方 法
が 臨床 場
面 で 試 み ら れてい る が,
十 分 な成 果 を あ げ
る まで に は 至っ て いない。
いず れ にせ よ,
理学 療 法
士が行
っ て き た 研 究 は,
骨 関 節 筋
の運動
を 中 心 に末 梢 神 経
レベルから 間接 的
に中
枢 神 経 系
へ の影
響 を 分析 す
る にLEま
っ てお り
,
直 接 的
に運 動
が中枢 神
経 系へ 及 ぼ す 影 響 につ い て取 り組
んだ報 告
は希 少
であ
る。今 後
,
21
世 紀
に 理 学療 法
を 展 開 し ていく
上 に おい て,
理 学 療 法
士 は,
運動
療法
が 中枢 神 経 系
に 及ぼす影 響
を無 視
し て通れ ない こ と を 容 易 に想 像で き る。1
つ の試
み と して,
中枢 神 経 系
に対
す る 定 量 的 評価
法
とし て取 り組
みが 可 能 なH
反 射 測定
に 注 日 し,
電 気
生 理学
的 な視 点 か ら運 動 療 法の 治 療 効 果 につ い て検 討 す
る こと と し た。
H
反 射 測定
は,
シ ナ プス反 射
.
の電 気 的記 録
と して,
古
く はHoffmanl
)やMagladery2
) らの単
シナ プス反 射
の機 構 解
明 と 痙 縮の定
量 的 評価
に は じま り
,
主
に中枢 神 経
344
理学 療 法 学 第30
巻 第6
号障 害
の客 観
的 かつ定 量 的 評 価法
と して各種
中枢 神
経 疾 患 の病 態 解
明 に 活 用 さ れ る よう
にな
っ た。 し か し な が ら,
H
反 射
の 測定
の意味
づけ
は,
時 代
と とも に 測 定 目 的 も 変 遷 し,
脊 髄α運動
ニ ュー
ロ ン の興奮
1
生 だ けでは なく
,
求
心 性la
神 経 線 維
の終 末
か ら α 運 動ニ ュー
ロ ン(
α motoneurone)
へ の シナ プス膜 電 位 変化
である信 号 伝
達 を反 映 す
るも
の と次第
に考
え ら れるよう
にな
っ ている。
今
同,
運 動 療法
で活 用
さ れてい る筋 力 強 化 法
の ひ とつ で,
比 較 的 容易
に条 件
の統 制
が可能
な等
速 度 運動
に注 凵
し,
運動
の継 続
が中枢 神 経 系
の脊
髄神経 髄 節
レベ ル で直
接 的
に脊 髄 反 射
回路 網
に お け るIa
やlb
の介 在
ニ ュー
ロ ンの抑 制
やα 運動
ニ ュー
ロ ンの活 動 電 位
に影 響 を
及 ぼす
も
の と仮 定
し た。
つ まり
,
拮 抗 筋
へ の効 率 的 な抑 制
が,
相 対
.
的
に卞動 筋
の rnotor unit の recruitment を 高 め,
次第
に筋 線 維
の直 径 を太 く
し,
筋 出 力 を改 善
さ せていく も
の と考
え ら れ たuし
たが
っ て,
等 加 速 度
運 動 が相
反性 脊
髄 反射
回路
に及 ぼす
経 時 的 影 響 をH
反射
振幅 測 定
と筋
出 力
ピー
ク トル ク値
か ら検 討
し た。研 究
の結 果
,
Ia
介
在
ニ ュー
ロ ンの抑
制 量 が増 加 す
るな
ど脊 髄
反射
回 路 網の 成 熟 と 筋 出 力 変化
や運動 効 果
との関連性
につ い て,
興 味
あ る知 見
を得
たの で報 告 す
る。
対 象
お よび 方
法中学 校
・
高 等 学 校
や 大 学 を 通 じて,
体 育
の授 業
以外
に こ れ まで スポー
ツ経 験 が ない平 均年 齢
22
歳
の健 常 成
人10
名
の右 脚 を 対象
と し た。 ス ポー
ツ経 験
の ない人 に 比較
して,
ス ポー
ツ活動
を行
っ てい る人
は相
反性 抑 制
が 大きい との 田
中
3)やIlu
]tborn’
ri1’
らの報
告 か ら,
運動 速 度
,
運 動 同 数
や運 動 頻 度 な ど
運動
量の 違い が相
反性 抑 制
に影
響 す
るも
の と仮 定
し た。
特
に,
運 動 速 度 が相
反性 抑 制
を高
め る要 閃 に な り得
る もの と想 定
し,
健 常 成 人 を角 速 度
60deg
/sec(
男 性2
名
,
女性
3
名
。平 均 年 齢
22
±5
,
6
歳
)と
120
deg
〆’
see〔
女性
5
名
。平 均 年 齢
20
±1
.
9
歳 〉の2
群 に分 け
た。運 動 課 題
は,
足 関節
の最大 底 背
屈 可 動 域の 繰り
返 し運動
を素 早 く行
わせ る ことと
し た。
運 動内 容
と 運動 時 問
は,
足
関節
運動
用補
助 器 具 を 装 着 し た 等 速 性 運動 装 置 (
サイ
ベ ッ クス6000
)
を 用い て10
回10
セ ッ ト,
セ ット
ご との休 息 時
間 は30
秒
に設定
し,
lH
ユ5
分 間
の 訓 練 時 間 と し た。
訓 練 頻 度 は1
週問
に5
回 とし,
9
週 間継 続
し た。9
週 間の運 動 期 間 と し た 理山
は,
運 動 効 果
が現
れ,
シナ プス の発 芽
が形 成
さ れる時 期 な ど を考 慮
に 入 れ た た め であ
る。
な お,
課 題 前 後 に 運 動 効 果 を確
認す
る た め,
2
群
の運 動 課
題の開 始 時 に 運 動 前 と 運 動終 了直 後
で相 反性 抑 制
の変 化 も測 定
した。等
速 度 運動
の肢 位
は,
仰 臥 位
で体 幹
下 部 と骨 盤 をベ ル トで固定
し,
更
に運 動 側
下肢 を 大腿
固定
用ア ダ プ ター
で 股関節
45
°
屈 曲位
と膝 関 節
9
ぴ屈 曲 位
にて固定
し た。
足 関 節 はフ ッ トレ ス ト とユ ニ バー
サ ル ア ダ プ ター
で 固 定 し た。実 験 開 始
にあ
た り,
被 検
者に本研 究
の意 義
と目 的,
方法
など の十 分 な説 明
を行
い,
同意 を得
てい る.
ヒラメ
筋
H
反射
の測 定
は,
ド肢 筋
の 緊張
が安 定
し た状 態 を 考 慮
し,
20
分
以 上の安 静
を 取 ら せ た 後に測 定開
始 と した。測 定 肢 位
は,
最 も容
易 に 反射
が誘 発
さ れる腹
臥 位
とし
,
頭 部
は軽 度
屈曲
,
両 上 肢肩 関 節
9
ぴ外 転
,
肘関 節
90
°
屈山
,
両 下 肢 膝 関 節 軽 度屈 曲 位
とし た。 また,測 定 中
にヒラ メ 筋の長 さ を一
定
に保
つ ため,
足
関節
は底
背 屈
0
°
に 装 具で固定
し た5廟 。H
反 射の誘 発 は,
Lloyd7
) やLaporate8
)ら が相
反性 抑
制 を記 録 す
る た めに ヒラメ筋
か ら単
シ ナ プス 反射
を誘 発
する際
に用
いてい る煎
脛 骨筋
に 種々 の時 間 間 隔で条 件 刺
激 を加
える手 法 を活
用 し た。
条 件 刺 激
は,
総 腓 骨 神 経 を
腓 骨 小 頭
で刺 激
し た 際 に前 脛 骨 筋
にM
波
が誘 発
さ れ る最
小 閾 値 強 度 と し,
刺 激時 間
lms
の矩 形 波
を 用 いた。
試
験刺
激 は,
膝 窩
で脛 骨 神 経 を刺 激 す
る従 来
か ら用い ら れ てい るH
反射
の誘 発 刺 激
と し,
刺 激 時
間ユms の矩
形 波 と し た。条 件
お よ び試
験刺
激の刺
激時 聞
をlms
に設
定
し た理 山
は,
太
い求心 性 神
経線 維
の グルー
プ1
を刺 激
す
るために は 通常
0
.
5
〜
1
.
O
tns の持続 時 聞
が長
い方
が有
効
であ ると一
般 的 に考
え ら れて いるため であ
る9)10’
](
図1
)
。
尚, いず
れ もO
.
2
Hz
の刺 激 頻 度
とし
た。条 件 刺 激
お よ び 試 験 刺 激の2
チ ャ ンネル刺 激 装 置
は,
日 本 光 電 社 製Neuropack
Σ で コ ン ピュー
タ制 御
し た。
誘
発 さ れ たH
反射
は筋 電 図 増 幅
ア ンプを経 由
し,
A
〆D
変 換
し た 後 に前
述の コ ンピュー
タ で保 存
・
処 理 を し た。
ま た,
ヒ ラ メ筋
II
反 剔
の記 録
電極
は 径1cm
で,
ヒ ラ メ筋 遠 位
に電
極 問 距 離
2cm
で貼 付
し た。
条 件刺
激に よ る最 小 刺 激
閾値
のM
波導
出 を 確 認 す る た めの記 録
電極
は前 脛 骨 筋
中央
と し,
電極 間距 離
2cm
で貼 付
し た。条 件 刺 激 と 試 験
刺
激の 入力 部位
は脊
髄 か らほ ぼ等
距 離 で あるが,
条 件 刺
激の イ ンパ ル スが,Ia
介 在
ニ ュー
ロ ンを経 由
して ヒラメ筋
の α運 動
ニ ュー
ロ ンに 到 達 す る時
,、 。mm 。§
鰓
漏
一
1
Record
(tibialis antcrior 1↑1.
)L
ノ 丶ト
Stimuli
{tibial nerve )Record
(soleus m.
) 図1
条 件刺 激 を 加 え たヒラ メ 筋H
反 射 測 定の刺激 電極と筋 電 図 電極の位 置等 角速 度運 動 が相 反 性 脊 髄 反 射 回路に及ぼす
影響
の 研究345
Conditioning
Stimu
]i
:Common
Peroneal
Nerve
intensity
:0,
8−LO
xMotor
Threshold
9
Tibialis
Mwaveu
Conditioning
・
Test
interval
Anterior
Test
Stimu
且i
:Tibial
Nerve
9
SoelUS
Mwaveu
ぐ=コ
Hwave
匚 =>1 :ぐ= コ
Conditioning
−
Test
interval
(O
,
1
,
2,
3ms
)
・m ・
10mstdiv
図 2 条件 刺 激 を加 えたヒラ メ筋H
反 射の測 定 方 法 図3 条 件 刺 激を加え たヒ ラ メ筋H 反射の波形 間 は,la
介 在
ニ ュー
ロ ン の発 火 遅 延 な
どイ
ン パ ル スが
経 由 す
る 回路
に よっ て 異 な る ため,条件
と試験 刺 激
の時
間 間
隔(
Conditioning
−Test
Interval
;CTI
)
はO
,1
,2
,3ms
に設 定
し た(
図2
)
。
抑 制 効 果
の判 定
は,
条 件 刺 激 な
し時
のH
反 射 振 幅
(
Control
H
;Cont.
H
) を 基 準
とし
て,
CTI
O
,
ユ,
2
,
3ms
で の条 件 刺 激 を 加 え
た とき
のH
反 射 振 幅
(Conditioned
H
;Cond.
H
) を
Cont,
H
で除
した比 率 を
抑 制
の指 標 と
し た。
す
な わち
,Cont,
H
に対 す
るCond.
H
の振 幅 比 率 (Conditioned
H
re且exper
Control
H
reflex ;
Cond.
H
〆Cont.
H
) が1
、
0
以 下 で あ れ ば,
条件
刺 激
と して の総 腓 骨 神 経 刺
激に よっ てH
反射
に抑
制 が出 現
したも
の と し,
H
反射 振 幅
比率
が1
.
0
以 上であ れ ば,
H
反 射
の抑 制
は生 じな
いも
の と解 釈 し
た。試 行 手 続 き
は,
Cont.
H
と,
CTI
O,
L
2
,3ms
のCond.
H
を
そ れ ぞれ3
回 試 行 測定
し た。
図3
は, ヒラメ筋
H
反射
の波 形 を
CTI
ご と に 重 ね 合 わ せ た もので あ り,
時
聞 間 隔 が 延 び る に連 れてH
反 射 振 幅 が 低 下 してい る 例であ る。
筋 力 測 定
は,
足 関 節
の角 速 度
を30
〜
120
の30deg
/sec ご との10
回 平 均
の底 背 屈
運動
ピー
ク トル ク値
とした。測 定
は3
週間
ご と と し,
実 験 課
題の運動
と回
一
肢 位
とし
,
H
反 射
による相 反 性 抑 制効 果
の測 定
と同
一
H
にし
た。
なお
,
筋
の緊張
や筋 疲 労 な
どを考 慮 し
,
ピー
ク トルク値
測定
の2
時
間前
にH
反射
によ る抑 制 効
果を
測定
し た。
分 析 方 法
は,
有 意 水 準
5
% と し,
運 動
の期 間
ご とに よ るCond
.
H
f’
Cont
.
H
とCTI
,
同様
に ピー
ク ト ル ク値
と角 速 度
の関 係 を そ れ ぞ
れ1
元 配 置 分 散 分 析
(
ANOVA
)
で統 計 処
理 し,
Fisher
のPSLD
に よ る多
重 比較
の検 定
を 実 施 し た。
ま た,
測 定 期 間 ご とのCond
.
H
/Cont
,
H
の群 間
差につ い ては,
unpaired t−
test
を用
いた。
1.
201
」0 工琶 1
・
009
エ 0.
90
署
QO
,
80
0
.
70
* *一
◇−
beforeex
一
仭一
af ヒerexOms
1ms
2ms
3ms
図4 1回の運 動 前 後の各
CTI
変 化 (例 :角 速 度60
deg
/sec 〕
N
=
5 *p 〈0.
05.
結
果
運 動 課 題 前の
Cond.
H
f
Cont.
H
は,
CTI
2
と3ms
で
低
下 を示
し,CTI
O
との問
で有
意 差(
df
:3
,
F
値
:3
.
62
,
p値
:0
.
036
)
が み ら れ た。
同 様
に,
運動
の後
に お いて もCTI
O
や1ms
との問
でそ れ ぞ れ有
意 差(
df
:3
,
F
値
:6
.
35
,
p
値
:O
.
005
)
があ り
,
三和
1D,
Tanakal2113
) やCroneiA
)らが相 反 性 抑 制
は維 持 さ
れる こと を報 告
し た のと一
致
していた。
し か し な が ら, 運動
の前 後
に おい てCond.
H
/Cont.
H
に 明 らか な差
が なく
,
相
反性 抑
制 は1
回の運 動
で変 化 しな
い こ とを確 認
でき
た。
図
4
は,
角 速 度
60deg
〆sec で の運動 課
題前 後
のCTI
変 化
を示
した が
,
角 速 度
120deg
/sec でも同様
の結 果
であ
っ た。角
速度
60
degfsec
gy
の運動 開 始 前
お よ び3
週 ご とのCTI
O
〜
3ms
に対.
するCond
.
H
f
Cont
,
H
では,
運 動開 始 前
お よ び3
週ごとでCTI
2
と3ms
がCTI
O
お よ び346
理学 療 法 学 第30巻 第6号表
160deg
/sec群 と120deg
/sec群の測定 期間 と条件
一
試 験刺激間 隔との関 係Oms lms
2ms
3ms
F
値 p値mean
S
、
D,
mean S.
D.
meltnS
,
D,
meanSD
60deg
/sec 群…
「一
一*
befQre1005
0
.
023
…L
−一.
−
L ⊥.
004
0
.
032
*一
.
.
一
一
O
、
954
0
.
〔}30 * 0.
945 0.
025 6.
7080
.
004
after 3 weeks『
マ
ニ =一
二「
.
一
一
9− 一一一
「
1.
002 0.
034 1.
006 0.
046 0.
9.
42 0.
031 0.
936L− 一一一一一
±一一一一一一一一一一一一
」*
1
「
.
一
一
’一一 一
「
1.
000 0.
O・
t5 0.
922 0.
051 0、
912 0.
052 4.
⊥08 G.
024 after 6 weeks (,.
990 0.
040L
.
:.
一一一
一 辱一
= = = = = = = = =L
,一一一 一
」
一
〇.
995 0.
036 0.
932 0.
046 0.
929。
1
0.
047 4.
833 0.
Ol4after g weeks l
.
Ol2 0.
031 120deg /sec 群bef
エ)rc …L− 一一一一一
1
一一一一一一一一一一一一
」1
.
O
!4
0、
033
* * 1、
007 0.
058 … 0929 〔}.
056 」 after 3 weeks 0.
O⊥9 7.
737 0.
002 〔}.
953 0.
048 3.
440 0.
042「
’
i
=一
毒
一一
一
= = = =「
−
i− 一一一一
「
1.
002 G.
035 0.
985 D.
053 0.
906 0.
043 0.
926 iL− 一一一
圭一一 一一一一一一
」、
」
O,
059 4.
535 0、
Ol8nfter
6
weeksO983
0
.
044
afte「
9weeks
0
.
995
0
,
031
0
、
936
0
.
05
・
d
一
e.
898 〔}.
0733
.
608 0.
037 1.
028
0.
036
0.
973
0
.
061 0.
946 0.
067 0.
898 0.
Dgl 3326 0.
046一
* :p<0
.
e5
,
N
=
5
.
がみ ら れ た(
表
1
)
。相 反 性 抑 制
は,
継 続 的 な運 動
を行
っ ても抑 制 量
の推 移
パ ター
ン の変 化
しない こと を確 認
で き た。
運
動
開始 前
お よ び3
週ごと
の経 時 的 変 化
に対 す
るCond.
H
/Cont.
H
では,
CTI
ごと で 明 らか な 差 (df
:9
,
F
値
:0
.
50
,
p値
:0
.
861
) が み ら れ な かっ た。
し かしなが ら
,
CTI
2
と3ms
で3
週後
よ りCond
、
H
f
Cont
.
H
が低
下す
る傾 向
が み ら れ,
6
週後
以降
に変 化
はみ ら れな
かっ た (図
5
)
。足 関
節
の背
屈 運動
の ピー
ク トル クf
直
は,
9
週 間を
通 じ てピー
ク トル ク値
に変 化
が み ら れなかっ た。 し か しながら
,
底
屈 運動
の ピー
ク トル ク値
は,3
週後
に高
い値 を示
し,
60
deg
,
’sec と90
deg,
”sec で6
週 後 との 間 に 有 意 差(p<
0
,
05
) がみ ら れ た が,
6
週後
は低
下 して お り,
同様
に9
週 後 も低い値 で あっ た (表2
)。
一
方,
角 速 度120deg
〆sec 群で は,
運 動 開 始 前 お よ び3
週ごとのCTI
O
〜
3ms
に 対 するCond.
H
/Cont,
H
では
,3
週後
よ りCTI
2
や3ms
がCTI
O
およ びlms
に 比 較 してそ れ ぞ れ低
下 を 示 して い た。
特
に,
CTI
3
ms が 運 動 開 始前
に比べ て3
週後
よ り 明ら か に低
下 を示
し,
3
週後
でCTI
O
と2ms
,
3ms
との問
にそ
れ ぞ れ有 意 差
(
p
<0
.
05
)
が み ら れ,
ま
たCT
工1
と2ms
の 間でも有 意
差 (
p 〈0
.
05
)
が認め ら れ た。6
週後
に お い て は,
CTI
O
105 100i ま9095
毛
ε
。9。 085 隔 編 隔 + +工
before after
3weeks after
6weeks aftergweeks
図5 測 定 期 間ごとの
Cond
.
H
tt
’
Cont
.
II
変 化 〔60
deg
〆sec 群 )
N
=
5,
df
:9F
値 :0
.
505,
p値 :0
.
861
.
と3ms
,
CTI
l
と3ms
の そ れ ぞ れの 問 に 有 意 差 (p〈0.
05
)
が み ら れ た。
.
更 に,
9
週後
で もCTI
O
と3ms
に有
意 差 (p
〈0
.
05
) が み ら れ た (表D 。
運 動 速 度 が 違っ て い て も,
相 反性 抑 制
は,
角 速 度
60deg
!sec群
と 同様
に抑 制 量
の変 化
しな
い ことを確 認
でき
た。運
動
開始 前
お よ び3
週ご との経 時 的 変 化
に対 す
るCond
.
H
/’
Cont
.
H
で は,
CTI
ご とで明
らか な 差(
df
:9
,
F
値
:1
.
28
,
p
値
:0
.
283
) がみ ら れな
かっ た。 し かしなが ら
,
角 速 度
60deg
/sec 群 と同 様
に,
Cond
.
II
/等 角 速 度 運 動が相 反性 脊髄 反
射
回 路に及ぼす影響
の研究
347
表
260de
錘sec群の測 定 期 間ご とのピー
ク トルク値 変化before
after3
weeksafter
6
weeksafter
g
weeksF値
p値
mean
SD
.
meanS
,
D
.
meanS
.
D
.
meanS
、
D
.
DorsifiexTon306090120Planterfiexion0003
ρ
OQり
12022
.
00
4
.
64
13.
75
1.
79
9
.
75
2
.
39
8.
75 1.
4855
.
00
11.
25 37.
75 12.
3430
.
00
13.
91
24
.
75
6
.
30
16.
25 4.
09
12
.
25
4
.
09
10.
252
.
7766
.
50
25.
39
50.
DO l6.
03 41.
25724
21
.
25
8
.
44 25.
50
6
.
02
15,
00
6
.
60
16.
75 4.
0212
.
00
4
.
12
王3
.
00
3
.
54
10.
75 5.
36
10.
502
.
69
53.
25 22.
57 57.
50 9ユ0 33.
25 9、
73 40.
50 10.
69 25,
75
11ユ9
33
.
25 11.
71 一30
.
00
10
.
08
40
.
25
7.
40
27
.
75 14,
36
一
29
.
751028
0
.
51
0
.
68 0.
45 0.
720
.
76
0
.
54
0
.
35
0
.
79 0.
510
.
68
1.
62 022 1.
69 0.
211
.
36
0
.
29
単 位:N/m,
* :p<0、
05,
N=
5.
と9
週後
で は ほ ぼ一
定
の値
を示
し てい た(
図6
)
。
足 関
節
の背 屈
運 動のピー
ク トル ク値
は,
運 動開
始前
に 比べ て9
週後
の90deg
/sec で高
い値 (
p
<O
.
05
) を示
し た。 し か しな
が ら,
運 動 課 題
であ
る120deg
/sec におい て運 動 開始 前
お よ び3
週
ご とで有 意 差
がな く
,
運 動
の効
果
は認
め られな
か っ た。同様
に底 屈 運 動
の ピー
ク トル ク値
は,
6
週 後
の30
degfsec
で高
い傾 向
が み ら れ るも
の の,
明
ら かな 差
は認
め ら れな
か っ た。
ま
た,
60
〜
120deg /secにわ たっ て 測定
期 間ご との ピー
ク トル ク値
に差
が み ら れず
,等
速性 筋
収 縮 に よ る 運動
の効 果
は認
め ら れ な かっ た (表 3
)
。
次
に,
角 速 度
60deg
/sec と120
deg
/sec群
の運 動 開始
お よ び3
週
ご との差
を 比較 す
る と,
運 動 開 始 前
と3
週 後
で は
120deg
/sec群
のCTI
2
ms は有 意
に低
(
p
<0
.
05
)
かっ た。 し か しな
がら
,
6
週 後
でも 両 群
のCTI
ごと
のCond.
H
〆Cont.
H
は,
運 動 開 始 前
や3
週 後
より も全般
的
に低
.
ドしてい たが,
群
間差
は認め ら れ な かっ た。
ま た,
9
週後
に おい ても
CTI
ごとのCond.
H
/Cont.
H
は 同様
の 傾
向
が み ら れ た(
図7
〜
10
)
。
考
察
運
動 課
題の前 後
にお け るCTI
2
と3ms
のCond
.
H
/Cont
.
H
は,
CTI
O
やlms
との間
でそ
れぞ
れ有 意 差
(
p
〈0
.
05
)
がみ ら れ,
Tanakai2
)13}を
はじ
め諸 家
14−
16) 1.
D5 1.
00巴
呂ミ
D.
95毛
50
D.
90 085 十 Gms 十 1ms−
f−
2ms−
X−
3msbefQre after
3weeks after
6weeks after
gweeks
図
6
測 定 期間ご との
Cond
.
H
fCont
.
H
変化(120
deg
/sec 群)N
=
5
,
df
:9F
値 :1
.
28
,
p値:0
.
283
.
表
3120deg /sec 群の測 定 期 間ご との ピ
ー
クトル ク値 変 化before
after3
weeksafter
6
weeksafter
g
weeksF値
p値
rnean S
.
D.
mean S.
D.
meanS
,
D,
meanS
.
D.
Dorsifiexion000
36Q
り
120Planterflexion306090120 ll.
00 3.
39 12.
406
,
40
1.
34
580 5.
00
1.
23
3、
80−
_ 一
、
4.
80 1.
3031
.
8
26.
6023
.
2020
.
40
14、
4112.
7612
.
6710
.
55
2.
61i.
642、
28 * 12,
00 3.
36 11.
60 3.
36 6、
40 1.
95 7,
80
3
.
27 4、
40 2.
07 6,
80 2.
68ト
4.
00 1,
00 27、
6025、
6022
.
8022
.
40
ll.
2410.
9910
.
8011
.
72 4.
80 1.
92 35.
8025.
0023
.
6022
.
00 8,
6710,
498
.
798.
09 5.
00 2.
24 29.
2025.
4021.
8018.
40 8.
879.
566.
728,
65 0.
180
.
91
0
.
76
0
.
53
1.
85.
18 0.
35
0
,
79
0.
530.
020.
030.
17 0.
671.
000.
990.
92 単位 :N
/m,
* p <0、
05,
N
=
5.
348
理 学 療法 学 第30巻第6 弓.
譁151.
105000590090 エ←
⊆ oO丶
工つ
⊆ oO085080 囲60deg,
seG 團120degetsec 115110 1D5巴
91009
エ 0.
95蓍
09000.
85080 醯60deg!secbefbre after 3week$ after 6weeks a仕er gweeks
befere after 3weeks after 6weeks after gweeks
図
7
CTI
Oms
に お け る 測定期 間ごとの2
群 間 比 較 図9CTI
2
ms に おける測 定 期問ごとの2
群問 比較 * :P<O
.
〔}5.
115110 105iE1009 エ 095
蓍
090008508G 圏60deg!sec 睡120deg〆sec 115110 105i51
.
00ミ
エ 095書
0.
90Q085080befbreafter
3weeks
after6weekS
aftergweeks
before after 3weeks after 6weeks after 9weeks
図10CTI 3 ms に お け る 測
定
期 間ご との2群間比 較 図8
CTI
lms
に お け る 測定 期問ご との 2群間比 較 ら が報 告
して い る求
心性
la
神 経 線 維
と拮
抗 筋 に対
.
す る抑 制 性
la
介 在
ニ ュー
ロ ンか ら なる相
反 性la
抑
制 が考
えら
れ た。ま
た,
運 動
の前後
にお け
るCTI
ご とのCond
,
H
/Cont.
H
に有 意 差
がな く
,
相 反 性
la
抑 制
はユ回
の運 動
で変 化の起
き ない こ とも
明ら か に なっ たc、
加
えて,
運動
開 始前
のCTI
2
と3ms
のCond.
H
tttCont.
H
の低
下 が3
週 以 降 も み ら れ,
相 反性
Ia
抑 制
が維 持
さ れ ること
が 明 ら か と なっ た。
こ れ まで運 動 療 法 に 対 す る 相 反 性 抑 制の経 時 的 な研 究
がな
い こと より
,
本研 究
の相 反 性 抑 制
の手
法
は,
運動
の効 果
を定
.
量的
に測 定
する指 標
の1
つ と して活
用でき
るも
の と考
え られ る。
CTI
ご と のCond.
H
/Cont
、
H
で は,
角 速 度
60deg
/sec群
で運動
開始
.
前
に 比較
し て6
週後
以降
のCTI
2 と
3ms
が 低 下 する傾向
を示し,
抑 制
の経 時 的 変 化
が み ら れた,、
同様
に,
120
deg,
’sec群
でCT13nls
の6
週後
以 降で は抑 制 効
果の経 時 的変 化
が み ら れ た。
こ の主な原
因
は,
運動
を継
続 する ことで,
上 位 運 動 中枢
か ら皮 質 脊 髄 路
を経 由 す
る インパ ル スが,
拮 抗 筋α 運動
ニ ュー
ロ ンへ の抑 制 量 を 漸 増 し たこ と や,
抑 制 性
la
介 在
ニ ュー
ロ ンの興 奮 性 を効 果 的 に 高 め たこ と も 考 え ら れ た (図
且)。
し か し な が ら,
γ運 動ニ ュー
ロ ン (γmo−
toneurone)
な どの α一
γ1inkage
に関 し た 上 位 運 動ニ ュー
ロ ンか らの影 響や 脊 髄 髄 節 レベ ルで の レン シ ョ ウ細 胞(
Renshaw
celts)
による 反 回抑
制1
(recurrentinhibition
)の 働 き も 無 視 で き ない もの と 思 わ れ る⊥7)
L8〕
。
ま た,
CTI
3
rlls でCond
.
H
f
Cont
.
H
の低 下 がみ ら れ たのは,
本 研 究
の誘 発 刺 激 閾 値
が1
.
O
x molor threshold で,
し かも 刺 激 時 間
がlms
で あ る こ と と,
Pierrot
−
Deseillingny19
−
22) ら の報 告
に も ある よう
にIb
介 在
ニ ュー
ロ ンに よ る抑 制 も影 響 し
てい る と考 え ら
れ た。特
に,
Ib
抑 制
は2
つ の介 在
ニ ュー
ロ ンを介 す
る3
シナ プス抑 制
(trisynaptic
inhibition
)
であ り,
丁a介 在
ニ ュー
ロ ン によ る2
シ ナ プス抑
制(
disynaptic
inhibition
) よ り も 遅 れ て 発 火 する シ ナプス.
遅 延の 特 徴 が あ る.
こ の た め,
CTI
3ms
のCond
,
II
/Cont.
H
が 低 下 してい る もの と 考 え ら れ た(
図
12
)
nい
ず
れに して も,
角
速 度60deg
/sec とユ20
deg
/sec の両 群で運
動 開
始か ら6
週 後でCTI
31ns
を 巾 心にCoIld
.
IL
/Cont
.
H
が低
下 し,
抑 制 が 高 ま る もの と考
え ら れ た t、
つ ま り,
6
週 前 後の 運 動に よっ て脊
髄 反射
結合
が成 熟 す
るこ と を 意 味 し,
運 動 が 中 枢 神 経 系の反 射.
回 路 を 促 逓 す る 目安 に な る もの と考
え ら れ た。
ま
た,
運動
開始
と3
週
ご との等 速 性 運 動
の ピー
ク トル ク値 変 化は,
角 速 度
60deg
!sec と120
deg
.
fsecの両群
とも 変 化 が み ら れ
ず
,
筋 力
の改 善
は認
め ら れな
かっ た。 こ の 原 因 は,
1日10〜
L5分 問
の運 動 時 間
で,
運 動 量 も多
等 角速 度 運 動が相 反 性 脊 髄 反 射 呵路に及ぼす 影響の研 究
349
Ia
Connection
ofla
fibers
DESC .
orSEGM .
「一一一
「 一1
γ α (Tibialis
Anter
且or )α γ ag°n 」st
a”
tl
§
8
廳
)Ia
I Ia介在ニュー
ロン α α運 動ニュー
ロン γ γ運動ニ ュー
ロン DESC 脊 髄 皮 質 下 行路 SEGM 髄節レ ベ ル 図11 等 速 性運動によ る相反抑制 が 変 化 す る 要 因 求 心 性la
線 維 か ら抑 制 性la介 在ニ ュー
ロ ン を活 性 する.
上位中枢か ら抑 制 性
Ia
介 在ニ ュー
ロ ンを活 性 する,
上位 中 枢か ら拮 抗 筋α運 動ニ ュ
ー
ロ ンに抑 制性 後シナ プス活 動 電 位が 発生 する.
.
〜
のいずれも相 反性 抑 箭IJに影 響 して い る
,
本研 究 の 実 験 よ り,
求
心 性Ia
線 維か ら のインパ ル ス量 が 大 き くな り,
抑
制性
la
介在
ニ ュー
ロ ンが拮 抗 筋α運 動ニ ュー
ロ ンに働 く.
bI
Connection
ofIb
fibers
1
α 尋
Ib
Ib
介 在ニ ュー
ロ ン α.
α運
動ニュー
ロン agOniStantagonist
(
Soleus
)
(
Tibialis
Anterior
)
図12 等 速 性運動に よ る相反
抑
制が変化
する要因 求 心 性lb線 維か らIb介 在ニ ュー
ロ ン の間にニ ュー
ロ ンが 存 在 する.
シナ プス弓が 3シナ プス性 抑 制を 形 成 す る た め,
CTI
3
ms か らlb
抑 制 が 働 く.
lb
介 在ニ ュー
ロ ン は両 側の α運 動ニ ュー
ロ ンを 抑 制 する,
相 対 的 に拮 抗 筋よ りも主 動 筋に強 く働 く.
こ
れ ら を考 え併
せる と,
筋 出 力
が改 善 す
る より も前
に脊 髄
反射 機 構 内
の抑 制 性
Ia
介 在
ニ ュー
ロ ン の興 奮 性
が高
ま り,拮 抗 筋
α運動
ニ ュー
ロ ンに抑 制 性
シナ プス後電
位 (
lnhibitory
postsynapticpotentials
;IPSPs
) を発 生
す
る もの と考
え ら れ る23〕。
ま た,Ib
介 在
ニ ュー
ロ ンが促 通
さ れ,
Ib
抑 制
が 出現 す
る こ と も考
え ら れ る。
した がっ て
,
拮 抗 筋
へ の効 率
的 な抑
制 は,
上 位 運動
ニ ュー
ロ ン の相 反 性 反射 結 合 が 発 達 す
るこ とに よっ て,
相
対 的
に主 動 筋
の motor unit の recruitment を高
め,
更
に筋 線 維
の直
径 を太
く していき
,
緩 徐
に筋 出力 を改 善
させてい く もの と
考 え
ら れ た。
次 に
,
角 速 度
60
deg
/secと
120
deg
/sec群
の測 定 期 間
ご との
Cond.
H
/Cont.
H
差 は,
6
週 後 よ り 全 体 的 に低
下
を示
していた が,
両 群問
に明
らか な 差 が み ら れ な かっ た。
9
週後
で も 同様
の結 果
を示
して い た。
両 群 間に差 が現
れ なか っ た 理由
は,
角
速Pmx
60
degfsec
と120
degfsec
の課題
の運動 速 度 が 異 な
る にも関
わ らず
,
訓 練 頻 度
や期
間 が10
回1
セッ ト,
セ ッ ト ごとの休 息 時 間
30
秒
,
週
5
回 と,
両群
とも
9
週 間継 続
し た こ とが原 因
の1
つ とし て考 え
ら れ る。
つ ま り,
求 心 性la
神 経 線 維 を 経 由 する イン パ ル ス 発射
頻度
は,
異
なっ た運動 負 荷 量
に応
じ た筋 出力 変 化
と相
関 す
るも
の と考 え
られ るが,
Kottke24
)が報 告 し
てい る よう
に運動
回数
や頻 度
な ど運 動
量に よっ て規 定
さ れ る可
能性
も否 定
で き ない と考
え られ た。
以 上の こと を ま と め る と
,
運動 開始 前
の相
反性 抑
制 は6
週後
以降
に両 群で高
まる傾向
がみ ら れ,
運 動開
始 後の6
週 聞 前 後で2
シナ プス性 相 反 抑 制 が 増 加 す る 可 能 性 が考
え ら れ た。
加
え て,
足 関節 底 背
屈の ピー
ク トルク値
は 測定
期間 中
に変 化 が み ら れ な かっ た ものの,
相 反 性 抑 制効 率 が 高 くな
る こと か ら,
脊 髄 反 射 機構 内
の変 化
と相
ま っ て筋 出 力 が 改 善
していく可 能 性
が推 察
さ れ る。今 後
の課 題
とし て,
等 張 性
や等 尺 性 筋 収 縮
を用
い た筋
力 強 化
運動
や,低 負 荷
で運 動 頻 度
が比 較 的 高 く行
われ
る筋 耐 久 性
運動
など
の臨 床
の場
で多 く用
いら
れ ている運 動
療 法
が,
相
反性 反 射 結
合の 成熟 性
な どの観
点 か ら み て, どの よう
に中枢 神 経 系
へ効 果
を及
ぼす
のか研
究 を 進 め て行 き
たい 。具 体 的
な研 究 方 法
は,
磁気 誘 発 電 位
とH
反射 測 定
の同 時 刺 激
から皮 質 脊 髄 路
下行 イ
ン パ ル ス の量 的
変 化 を捉 え
て行 く
ことであ
る。 つま り
,.
.
ヒ位 中枢
のド行
イン パ ルス の 量 的変 化
を捉 え
る こ と で,
抑 制 性 障 害
や そ の障害構
造の解 明 に有 益
な手 段
と な り得
るも
のと考 え
ら れ,
検
討 を重
ねてい き たい。
な お
,
本 論 文
は,.
平
成11
年 度
お よ び平
成12
年 度 科 学
研 究 費 補 助
金(
奨 励 研 究 (
B
)
)
に よる作
成で ある こと を付 記 す
る。
参 考 文 献
1
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P:Beitrage
zur
Kenntnis
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