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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

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(1)

理学 療 法 学

 

第30

巻 第

6

号 

343

351

頁 (2003年 )

報   

等角速度

反性 脊 髄

影響

研 究

和 真

* *

要 旨

 

本 研 究

学 療 法

運 動 療 法

中枢 神 経

に どのよ

影 響 す

るか を

脊 髄

M

路 で

起 き

相 反性 抑

制 を通

して

量 的 に 評

測 定 す

の であ る

方 法 は

均 年 齢

22

の スポ

経 験

の ない

健 常 成

10

対 象

速 度

60

 

degfsec

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

10

セ ッ ト

セ ッ トご との

休 息 時 間

30

の足

関 節 底 背

屈 運

動 を

1

1

9

週 問 施 行

し た

相 反 性 抑 制

測 定

3

激 時 問

1

 msec の

条件 刺

激 を 総 腓 骨 神 経 に 加

た ヒラメ

H

反 射

に よっ

等 速 性 運 動

に よ る

は,

H

反 射 振 幅 測 定 時

わ せ て

角 速 度

30

 

deg

/sec ご とに

120deg

/sec まで の ピ

ク トル ク

で測

し た

相 反 性 抑 制

判 定

条 件 刺 激

な し

H

反 射 振 幅

Control

 

H

) を基 準 と

条 件

試 験 刺

0

1

2

3ms

条 件 刺

激 を 加 え た と きの

H

射 振 幅

(conditioned  

H

) を

Control

 

H

し た 比

制の

指 標 と

し た。 

Control

 

H

対 す

Conditioned

 

H

振 幅

1

0

以 ドで あ れ ば

条 件 刺 激

とし て の総

腓 骨 神

刺 激

に よっ て

H

反 射

抑 制

出 現

した もの と し

振 幅 比 率

がユ

0

以 上 で あ れ ば,

H

抑 制 は

じな

の と

し た

 

H

振 幅

指 標

に した両

相 反 性 抑 制

試 験 刺 激 間 隔

2

3ms

運 動 開始 前

に 比 較 し て

6

り低

9

で は両

に お いて

3ms

6

週 後 と ほ ぼ 同

抑 制

っ た。

両 群の

筋 出 力

9

週 問 を通 し

等 速 性

のピ

ル ク

変 化

が み ら れ

筋 力

改 善

かっ た。

え て

試 験

刺 激 間 隔ご と に お ける両

群 間

相 反 性 抑

制に明 ら か な

が み ら れ

な か

っ た。 以

H

の こ と よ

, 運

問 や

頻 度

な ど が 同 じである ことか ら

速 度の違いが 影 響 す る 可

能 性

む しろ運

回 数 が

抑 制

を 規

定 す

るロ∫

能性 を 否 定

き な

の と

え ら れ た

 

相 反 性 抑 制

ヒラメ

H

等 速 性

め に

 

機 能

磁 気 共 鳴 断 層 撮 影

Functional

 

MRI

や ポ ジ ト ロ ン 断 層 撮

Positron

 

Emission

Tomography

PET

な ど

般 に

使

わ れ る よ

に な

次 第

脳 皮 質 局 在

明 さ れつ つ あ る。

電 気 生 理 学 を

は じ め リハ ビリ テ

ショ ン医 学の領 域 に おい て も

内容

大 き く変 化

してい る

し か し

琿 学

療 法

に お ける

運 動 療 法

効 果

し た

研 究

のほ とん ど は

動 域

筋 力

筋 張 力

歩 行 能 力

お よ び 日

生 活 動 作 (

ADL

な どの

能 力 障 害 を中 心

と して

特 定

の運

動 効 果

器の

変化

特 性

か ら

検 討

してい る だ

で あ る

加 え て

 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

判 定

関す

究 に おいて

, ひ

計 な

ど 単

筋 力 計 測 機 器

を は じ め

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

学 療 法

士が

っ て き た 研 究 は

骨 関 節 筋

の運

を 中 心 に

末 梢 神 経

レベルか

ら 間接 的

枢 神 経 系

へ の

響 を 分

析 す

る にLE

っ て

お り

直 接 的

運 動

中枢 神

経 系へ 及 ぼ す 影 響 につ い て取 り

んだ

報 告

希 少

る。

今 後

21

世 紀

に 理 学

療 法

を 展 開 し てい

上 に おい て

理 学 療 法

士 は

療法

が 中

枢 神 経 系

に 及ぼす

影 響

無 視

し て通れ ない こ と を 容 易 に想 像で き る。

1

つ の

み と して

中枢 神 経 系

す る 定 量 的 評

とし て

取 り組

みが 可 能 な

H

反 射 測

に 注 日 し

電 気

生 理

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

シ ナ プス

反 射

電 気 的記 録

と して

く は

Hoffmanl

)や

Magladery2

) らの

シナ プス

反 射

機 構 解

明 と 痙 縮の

量 的 評

に は じ

ま り

中枢 神 経

(2)

344

理学 療 法 学   第

30

巻 第

6

障 害

客 観

的 かつ定 量 的 評 価

と して

各種

枢 神

経 疾 患 の

病 態 解

明 に 活 用 さ れ る よ

っ た。 し か し な が ら

H

反 射

の 測

の意

時 代

と とも に 測 定 目 的 も 変 遷 し

脊 髄α運

ニ ュ

ロ ン の興

1

生 だ けでは な

心 性

la

神 経 線 維

終 末

か ら α 運 動ニ ュ

ロ ン

α motoneurone

シナ プス膜 電 位 変

である

信 号 伝

達 を

反 映 す

の と次

え ら れるよ

っ ている

 

運 動 療

活 用

さ れてい る

筋 力 強 化 法

の ひ とつ で

比 較 的 容

条 件

統 制

が可

速 度 運

注 凵

継 続

中枢 神 経 系

神経 髄 節

レベ ル で

接 的

脊 髄 反 射

路 網

に お け る

Ia

lb

介 在

ニ ュ

ロ ンの

抑 制

やα

ニ ュ

ロ ンの

活 動 電 位

影 響 を

及 ぼ

の と

仮 定

し た

つ ま

拮 抗 筋

へ の

効 率 的 な抑 制

相 対

卞動 筋

の rnotor  unit の recruitment を 高 め

筋 線 維

直 径 を太 く

筋 出 力 を改 善

さ せてい

く も

の と

え ら れ たu

っ て

等 加 速 度

運 動 が

性 脊

髄 反

に及 ぼ

経 時 的 影 響 を

H

幅 測 定

出 力

ク トル ク

か ら

検 討

し た。

研 究

結 果

Ia

ニ ュ

ロ ンの

制 量 が

増 加 す

脊 髄

回 路 網の 成 熟 と 筋 出 力 変

や運

動 効 果

との関

連性

につ い て

興 味

あ る

知 見

たの で

報 告 す

対 象

お よ

び 方

 

中学 校

高 等 学 校

や 大 学 を 通 じて

体 育

授 業

に こ れ まで スポ

ツ経 験 が ない平 均

年 齢

22

健 常 成

10

の右 脚 を 対

と し た。 ス ポ

経 験

の ない人 に 比

して

ス ポ

活動

っ てい る

性 抑 制

が 大

きい との 田

3)や

Ilu

]tborn

ri1

らの

告 か ら

動 速 度

運 動 同 数

運 動 頻 度 な ど

量の 違い が

性 抑 制

響 す

の と

仮 定

し た

運 動 速 度 が

性 抑 制

め る要 閃 に な り

る もの と

想 定

健 常 成 人 を角 速 度

60deg

/sec

男 性

2

女性

3

平 均 年 齢

22

±

5

6

120

 

deg

see

5

平 均 年 齢

20

±

1

9

歳 〉の

2

群 に

分 け

た。

運 動 課 題

足 関節

最大 底 背

屈 可 動 域の 繰

返 し運

素 早 く行

わせ る こと

し た

運 動

内 容

と 運

動 時 問

助 器 具 を 装 着 し た 等 速 性 運

動 装 置 (

ベ ッ クス

6000

を 用い て

10

10

セ ッ ト

セ ッ

ご との

休 息 時

間 は

30

に設

lH

5

分 間

の 訓 練 時 間 と し た

訓 練 頻 度 は

1

5

回 とし

9

週 間

継 続

し た。

9

週 間の運 動 期 間 と し た 理

運 動 効 果

シナ プス の

発 芽

形 成

さ れる時 期 な ど を

考 慮

に 入 れ た た め で

な お

課 題 前 後 に 運 動 効 果 を

る た め

2

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

変 化 も測 定

した。

  等

速 度 運

肢 位

仰 臥 位

体 幹

下 部 と骨 盤 をベ トで

固定

運 動 側

肢 を 大腿

用ア ダ プ タ

で 股

関節

45

°

屈 曲位

膝 関 節

9

屈 曲 位

にて固

し た

足 関 節 はフ ッ トレ ス ト とユ ニ バ

サ ル ア ダ プ タ

で 固 定 し た。

 

実 験 開 始

た り

被 検

者に

本研 究

意 義

と目 的

など の十 分 な

説 明

同意 を得

い る

 

ヒラメ

H

測 定

ド肢 筋

の 緊

安 定

し た

状 態 を 考 慮

20

以 上の

安 静

を 取 ら せ た 後に測 定

始 と した。

測 定 肢 位

最 も容

易 に 反

誘 発

さ れる

臥 位

頭 部

軽 度

両 上 肢

肩 関 節

9

外 転

関 節

90

°

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

背 屈

0

°

に 装 具で固

し た5廟 。

 

H

反 射の誘 発 は

Lloyd7

) や

Laporate8

)ら が

性 抑

制 を

記 録 す

る た めに ヒラメ

か ら

シ ナ プス 反

誘 発

する

いてい る

脛 骨

に 種々 の時 間 間 隔で

条 件 刺

激 を

える

手 法 を活

用 し た

条 件 刺 激

総 腓 骨 神 経 を

腓 骨 小 頭

刺 激

し た 際 に

前 脛 骨 筋

M

誘 発

さ れ る

小 閾 値 強 度 と し

刺 激

時 間

lms

矩 形 波

を 用 いた

激 は

膝 窩

脛 骨 神 経 を刺 激 す

従 来

か ら用い ら れ てい る

H

誘 発 刺 激

と し

刺 激 時

間ユms の

形 波 と し た。

条 件

お よ び

激の

時 聞

lms

し た

理 山

求心 性 神

線 維

の グル

1

刺 激

るために は 通

0

5

1

O

 tns の持

続 時 聞

であ ると

般 的 に

え ら れて いるため で

る9)10

1

尚, い

れ も

O

2

 

Hz

刺 激 頻 度

た。

条 件 刺 激

お よ び 試 験 刺 激の

2

チ ャ ンネル

刺 激 装 置

日 本 光 電 社 製

Neuropack

Σ で コ ン ピュ

制 御

し た

発 さ れ た

H

筋 電 図 増 幅

ア ンプ

を経 由

A

D

変 換

し た 後 に

述の コ ンピュ

タ で

保 存

処 理 を し た

ま た

ヒ ラ メ

II

反 剔

記 録

は 径

1cm

ヒ ラ メ

筋 遠 位

極 問 距 離

2cm

貼 付

し た

条 件

激に よ る

最 小 刺 激

M

出 を 確 認 す る た めの

記 録

前 脛 骨 筋

と し

極 間距 離

2cm

貼 付

し た。

 

条 件 刺 激 と 試 験

激の 入

力 部位

髄 か らほ ぼ

距 離 で あるが

条 件 刺

激の イ ンパ ル スが,

Ia

介 在

ニ ュ

ロ ンを

経 由

して ヒラメ

の α

運 動

ニ ュ

ロ ンに 到 達 す る

,、 。mm 。

§

1

   

Record

(tibialis antcrior  1↑1

L

ノ 丶

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

(3)

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

 x 

Motor

 

Threshold

    

9

Tibialis

Mwaveu

Conditioning

Test

 

interval

Anterior

     

Test

 

Stimu

i

Tibial

 

Nerve

     

9

SoelUS

Mwaveu

ぐ=コ

Hwave

匚 =1 = 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

ロ ン の

発 火 遅 延 な

ン パ ル ス

経 由 す

る 回

に よっ て 異 な る ため

条件

試験 刺 激

間 間

Conditioning

−Test

 

Interval

CTI

O

1

2

3ms

設 定

し た

2

  抑 制 効 果

判 定

条 件 刺 激 な

H

反 射 振 幅

Control

 

H

Cont.

 

H

) を 基 準

 

CTI

 

O

2

3ms

で の

条 件 刺 激 を 加 え

た と

H

反 射 振 幅

Conditioned

 

H

Cond.

 

H

) を

Cont,

 

H

した

比 率 を

抑 制

指 標 と

し た

な わ

,Cont,

 

H

対 す

Cond.

H

の振 幅 比 率 (

Conditioned

 

H

 re且ex 

per

 

Control

 

H

reflex ;

Cond.

 

H

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

制 が

出 現

した

の と し

H

射 振 幅

1

0

以 上であ れ ば

H

反 射

抑 制

生 じな

の と

解 釈 し

た。

試 行 手 続 き

Cont.

 

H

 

CTI

 

O,

 

L

 

2

,3ms

Cond.

 

H

そ れ ぞ

3

回 試 行 測

し た

3

は, ヒラメ

H

波 形 を

CTI

ご と に 重 ね 合 わ せ た もので あ り

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

足 関 節

角 速 度

30

120

30deg

/sec ご との

10

回 平 均

底 背 屈

ク トル ク

とした。

測 定

3

ご と と し

実 験 課

題の運

肢 位

H

反 射

相 反 性 抑 制効 果

測 定

H

なお

緊張

筋 疲 労 な

を考 慮 し

ク トルク

2

H

によ る

抑 制 効

し た

  分 析 方 法

有 意 水 準

5

% と し

運 動

期 間

ご とに よ る

Cond

 

H

 f

Cont

 

H

CTI

に ピ

ク ト ル ク

角 速 度

関 係 を そ れ ぞ

1

元 配 置 分 散 分 析

ANOVA

統 計 処

理 し

Fisher

PSLD

に よ る

重 比

検 定

を 実 施 し た

ま た

測 定 期 間 ご との

Cond

 

H

Cont

 

H

群 間

差につ い ては

unpaired  t

test

いた

1

20

1

」0 工

琶 1

009

 0

90

Q  

O

80

0

70

* *

before

 

ex

af ヒerex

Oms

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

  運 動 課 題 前の

Cond.

 

H

 

f

 

Cont.

 

H

 

CTI

 

2

3ms

下 を

,CTI

 

O

との

意 差

df

3

 

F

3

62

p

0

036

が み ら れ た

同 様

に お いて も

CTI

 

O

1ms

との

でそ れ ぞ れ

意 差

df

3

F

6

35

p

O

005

あ り

1D

 

Tanakal2113

) や

CroneiA

)らが

相 反 性 抑 制

維 持 さ

れる こと を

報 告

し た のと

していた

し か し な が ら, 運

前 後

に おい て

Cond.

 

H

Cont.

 

H

に 明 らか な

が な

性 抑

1

回の

運 動

変 化 しな

い こ と

を確 認

4

角 速 度

60deg

〆sec で の運

動 課

前 後

CTI

変 化

た が

角 速 度

120deg

/sec で

も同様

結 果

っ た。

  角

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

3ms

CTI

 

O

お よ び

(4)

346

理学 療 法 学   第30巻 第6号

160deg

/sec群 と120 

deg

/sec群の測定 期間 と条

試 験刺激間 隔との関 係

    Oms      lms      

2ms

     

3ms

     

F

値   p値

mean     

S

D

mean     S

D

meltn    

S

D

mean    

SD

60deg

/sec 群

   

befQre1005

    

0

023

L

−一.

L   ⊥

004

    

0

032

 

O

954

   

0

〔}30     * 0

945    0

025  6

708  

0

004

after 3 weeks

         

ニ =

9

− 一一一

1

002    0

034      1

006    0

046      0

9

 42    0

031      0

936

 L− 一一一一一

±

一一一一一一一一一一一一

  

     

1

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

040

L

一一一

一 辱一

= = = = = = = = =

L

一一一 一

995    0

036      0

932    0

046      0

929

                  

       

1

0

047  4

833  0

Ol4

after  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

一一

= = = =

i

− 一一一一

1

002    G

035      0

985    D

053      0

906    0

043      0

926 iL

− 一一一

一一 一一一一一一

 

      」

O

059  4

535  0

Ol8

nfter 

6

 weeks   

O983

   

0

044

afte「

9weeks

     

0

995

    

0

031

     

0

936

    

0

05

d

e

898    〔}

073  

3

608  0

037 1

028

    0

036

      0

973

    

0

061     0

946    0

067      0

898    0

Dgl  3326  0

046

* :p

0

e5

 

N

5

がみ ら れ た

1

相 反 性 抑 制

継 続 的 な運 動

っ て

も抑 制 量

推 移

パ タ

ン の

変 化

しない こと を

確 認

で き た

 

始 前

お よ び

3

週ご

経 時 的 変 化

対 す

Cond.

 

H

Cont.

 

H

では

 

CTI

ごと で 明 らか な 差 (

df

9

F

0

50

  p

0

861

) が み ら れ な かっ た

し か

しなが ら

CTI

 

2

3ms

3

よ り

Cond

 

H

 

f

 

Cont

H

傾 向

が み ら れ

6

変 化

はみ ら れ

かっ た (

5

 

足 関

屈 運

の ピ

ク トル ク

f

9

週 間

通 じ てピ

ク トル ク

変 化

が み ら れなかっ た。 し か しなが

屈 運

の ピ

ク トル ク

,3

値 を示

60

 

deg

sec

90

 

deg,

sec

6

週 後 と 間 に 有 意 差

(p<

0

05

) がみ ら れ た が

6

下 して お り

9

週 後 も低い値 で あっ た (表

2

 

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

Cond.

 

H

Cont,

 

H

,3

よ り

CTI

 

2

3ms

CTI

 

O

およ び

lms

に 比 較 してそ れ ぞ れ

下 を 示 して い た

CTI

 

3

 ms が 運 動 開 始

に比べ て

3

よ り 明ら か に

下 を

3

CTI

 

O

2ms

3ms

れ ぞ れ

有 意 差

p

0

05

が み ら れ

CT

1

2ms

の 間で

も有 意

差 (

p 〈

0

05

が認め ら れ た。

6

に お い て は

CTI

 

O

105   100i ま

9095

ε

。9。 085 隔   編 隔 + +

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

3ms

 

CTI

 

l

3ms

の そ れ ぞ れの 問 に 有 意 差 (p〈

0.

05

が み ら れ た

更 に

9

で も

CTI

 

O

3ms

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

角 速 度

60deg

!sec

と 同

抑 制 量

変 化

い こと

を確 認

た。

 

始 前

お よ び

3

週ご との

経 時 的 変 化

対 す

Cond

 

H

Cont

 

H

で は

 

CTI

ご とで

らか な 差

df

9

F

1

28

 

p

0

283

) がみ ら れ

かっ た。 し か

しなが ら

角 速 度

60deg

/sec 群 と

同 様

 

Cond

 

II

(5)

等 角 速 度 運 動が相 反性 脊髄 反

回 路に及ぼす

影響

の研

347

260de

錘sec群の測 定 期 間ご とのピ

ク トルク値 変化

before

after 

3

 weeks

  

after 

6

 weeks

  

after 

g

 weeks

  

F値

  

p値

mean  

SD

mean  

S

D

mean  

S

D

    mean  

S

D

DorsifiexTon306090120Planterfiexion000

3

ρ

OQ

120

22

00

   

4

64

13

75

   1

79

9

75

   

2

39

8

75   1

48

55

00

  11

25 37

75  12

34

30

00

  13

91

24

75

   

6

30

16

25   4

09

12

25

   

4

09

10

25   

2

77

66

50

  25

39

50

DO   l6

03 41

25   

724

21

25

   

8

44   25

50

   

6

02

15

00

   

6

60

    16

75   4

02

12

00

   

4

12

    王

3

00

   

3

54

10

75   5

36

    10

50   

2

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

29

75   

1028

0

51

   

0

68 0

45   0

72

0

76

   

0

54

0

35

   

0

79 0

51   

0

68

1

62   022 1

69   0

21

1

36

   

0

29

単 位:N/m

* :p<0

05

N

5

9

で は ほ ぼ

し てい た

6

 

足 関

背 屈

運 動のピ

ク トル ク

運 動

に 比べ て

9

90deg

/sec で

値 (

p

O

05

) を

し た。 し か し

が ら

運 動 課 題

120deg

/sec におい て

運 動 開始 前

お よ び

3

ご とで

有 意 差

な く

運 動

め られ

か っ た。

同様

底 屈 運 動

の ピ

ク トル ク

6

週 後

30

 

degfsec

傾 向

が み ら れ る

の の

ら か

な 差

め ら れ

か っ た

60

120deg /secにわ たっ て 測

期 間ご との ピ

ク トル ク

が み ら れ

性 筋

収 縮 に よ る 運

効 果

め ら れ な かっ た (

表 3

 

角 速 度

60deg

/sec と

120

 

deg

/sec

運 動 開始

お よ び

3

ご との

を 比

較 す

る と

運 動 開 始 前

3

週 後

で は

120deg

/sec

CTI

 

2

 ms は

有 意

p

0

05

かっ た。 し か し

6

週 後

も 両 群

CTI

Cond.

 

H

Cont.

 

H

運 動 開 始 前

3

週 後

り も全般

ドしてい たが

は認め ら れ な かっ た

ま た

9

に おい て

CTI

ごとの

Cond.

 

H

Cont.

 

H

は 同

の 傾

が み ら れ た

7

10

 

動 課

題の

前 後

にお け る

CTI

 

2

3ms

Cond

 

H

Cont

 

H

 

CTI

 

O

lms

有 意 差

p

0

05

がみ ら れ

Tanakai2

)13}

諸 家

14

16) 1

D5   1

00

D

95

50

 D

90 085 十 Gms 十 1ms

f

2ms

X

3ms

befQre    after

 

3weeks after

 

6weeks after

 

gweeks

6

 

測 定 期間ご との

Cond

 

H

 f 

Cont

 

H

化(

120

 

deg

/sec 群)

   

N

5

df

9F

値 :

1

28

 p

0

283

3

 

120deg /sec 群の測 定 期 間ご との ピ

クトル ク値 変 化

before

after 

3

 weeks

 

after 

6

 weeks

 

after 

g

 weeks

 

F値

 

p値

rnean   S

D

mean   S

D

mean  

S

D

    mean  

S

D

Dorsifiexion000

36Q

120Planterflexion306090120 ll

00   3

39     12

40

6

40

   1

34

    580 5

00

   1

23

    3

80

 

_ 一

4

80   1

30

31

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

18   

0

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

(6)

348

理 学 療法 学   第30巻第6 弓

譁151

105000590090 エ

oO

⊆ oO085080 囲60deg

seG 團120degetsec 115110   1D5

91009

 0

95

09000

85080 醯60deg!sec

befbre    after  3week$ after  6weeks a仕er gweeks

befere    after 3weeks after 6weeks after gweeks

7

 

CTI

 

Oms

に お け る 測定期 間ごとの

2

群 間 比 較 図

9CTI

 

2

 ms に お測 定 期ごとの

2

群問 比較     * :P

O

〔}5

115110   105iE

 

1009 エ 095

090008508G 圏60deg!sec 睡120deg〆sec 115110   105i5

 

1

00

エ 095

0

90Q085080befbre

   after

 

3weeks

 after

 

6weekS

 after

 

gweeks

before    after  3weeks after  6weeks after 9weeks

図10CTI  3 ms に お け る 測

期 間ご との2群間比 較 図

8

 

CTI

 

lms

に お け る 測定 期ご との 2群間比 較 ら が

報 告

して い る

la

神 経 線 維

抗 筋 に

す る

抑 制 性

la

介 在

ニ ュ

ロ ンか ら なる

反 性

la

制 が

れ た。

運 動

前後

お け

CTI

ご との

Cond

 

H

Cont.

 

H

有 意 差

な く

相 反 性

la

抑 制

はユ

運 動

で変 化の

き ない こ と

明ら か に なっ たc

えて

開 始

CTI

 

2

3ms

Cond.

 

H

  ttt 

Cont.

 

H

下 が

3

週 以 降 も み ら れ

相 反

Ia

抑 制

維 持

さ れ るこ

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

い こと よ

本研 究

相 反 性 抑 制

効 果

測 定

する

指 標

1

つ と して

用で

の と

え られ る

 

CTI

ご と の

Cond.

 

H

Cont

 

H

で は

角 速 度

60deg

/sec

で運

に 比

し て

6

CTI

2 と

3ms

が 低 下 する傾

を示し

抑 制

経 時 的 変 化

が み ら れた,

120

 

deg,

sec

CT13nls

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

続 する ことで

上 位 運 動 中

か ら

皮 質 脊 髄 路

経 由 す

る インパ ル スが

拮 抗 筋α 運

ニ ュ

ロ ンへ の抑 制 量 を 漸 増 し たこ と や

抑 制 性

la

介 在

ニ ュ

ロ ンの興 奮 性 を効 果 的 に 高 め たこ と も 考 え ら れ た (

且)

し か し な が ら

γ運 動ニ ュ

ロ ン (γmo

toneurone

な どの α

γ

1inkage

に関 し た 上 位 運 動ニ ュ

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

よる 反 回

1

(recurrent  

inhibition

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

誘 発 刺 激 閾 値

1

O

 x molor  threshold で

し か

も 刺 激 時 間

lms

で あ る こ と と

Pierrot

Deseillingny19

22) ら の

報 告

に も ある よ

Ib

介 在

ニ ュ

ロ ンに よ る

抑 制 も影 響 し

てい る と

考 え ら

れ た。

Ib

抑 制

2

つ の

介 在

ニ ュ

ロ ン

を介 す

3

シナ プス

抑 制

trisynaptic

 

inhibition

であ り

丁a

介 在

ニ ュ

ロ ン によ る

2

シ ナ プス

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

Cond

 

II

Cont.

 

H

が 低 下 してい る もの と 考 え ら れ た

12

n

 

に して も

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

下 し

抑 制 が 高 ま る も

え ら れ た t

つ ま り

6

週 前 後の 運 動に よっ て

髄 反

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

え ら れ た

  ま

3

ご との

等 速 性 運 動

の ピ

ク トル ク値 変 化は

角 速 度

60deg

!sec と

120

 

deg

fsecの両

も 変 化 が み ら れ

筋 力

改 善

め ら れ

かっ た。 こ の 原 因 は

1日10

L5

分 問

運 動 時 間

運 動 量 も多

(7)

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

 of 

la

 

fibers

 

DESC .

 or 

SEGM .

一一一

「       一

1

γ  α (

Tibialis

 

Anter

且or )

 

α  γ ag°n 」st

 

a”

tl

§

8

Ia

I Ia介在ニュ

ロン α α運 動ニュ

ロン γ γ運動ニ ュ

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

ロ ン を活 性 する

 

上位中枢か ら抑 制 性

Ia

介 在ニ ュ

ロ ンを活 性 する

 

上位 中 枢か ら拮 抗 筋α運 動ニ ュ

ロ ンに抑 制性 後シナ プス活 動 電 位が 発生 する

 

 

のいれも相 反性 抑 箭IJに影 響 して い る

本研 究 の 実 験 よ り

心 性

Ia

線 維か ら のインパ ル ス量 が 大 き くな り

la

ニ ュ

ロ ンが拮 抗 筋α運 動ニ ュ

ロ ンに働 く

bI

Connection

 of 

Ib

 

fibers

1

 

α 尋

Ib

 

Ib

介 在ニ ュ

ロ ン α

α

動ニュ

ロン agOniSt

 

 

antagonist

Soleus

  (

Tibialis

 

Anterior

   

図12 等 速 性運動に よ る相反

制が変

する要因   求 心 性lb線 維か らIb介 在ニ ュ

ロ ン の間にニ ュ

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

ロ ン は両 側の α運 動ニ ュ

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

 

れ ら を考 え併

せる と

筋 出 力

改 善 す

る よ

り も前

脊 髄

射 機 構 内

抑 制 性

Ia

介 在

ニ ュ

ロ ン の

興 奮 性

ま り,

拮 抗 筋

α運

ニ ュ

ロ ンに

抑 制 性

シナ プス

後電

位 (

lnhibitory

 postsynaptic  

potentials

IPSPs

) を発 生

る もの と

え ら れ る23〕

ま た,

Ib

介 在

ニ ュ

ロ ンが

促 通

さ れ

Ib

抑 制

が 出

現 す

る こ と も

え ら れ る

 

した がっ て

拮 抗 筋

へ の

効 率

的 な

制 は

上 位 運

ニ ュ

ロ ン の

相 反 性 反射 結 合 が 発 達 す

るこ とに よっ て

対 的

主 動 筋

の motor  unit の recruitment を

筋 線 維

径 を

く してい

緩 徐

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

120

 

deg

/sec

測 定 期 間

ご との

Cond.

 

H

Cont.

 

H

差 は

6

週 後 よ り 全 体 的 に

していた が

両 群

らか な 差 が み ら れ な かっ た

9

で も 同

結 果

して い た

両 群 間に差 が

れ なか っ た 理

Pmx

 

60

 

degfsec

120

 

degfsec

課題

運動 速 度 が 異 な

る に

も関

わ ら

訓 練 頻 度

間 が

10

1

  セッ ト

セ ッ ト ごとの

休 息 時 間

30

5

回 と

9

週 間継 続

し た こ とが

原 因

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

なっ た運

動 負 荷 量

じ た

筋 出力 変 化

関 す

の と

考 え

られ るが

Kottke24

)が

報 告 し

てい る よ

に運

頻 度

な ど

運 動

量に よっ て

規 定

さ れ る

能性

否 定

で き ない と

え られ た

 

以 上の こと を ま と め る と

動 開始 前

性 抑

制 は

6

に両 群で

まる傾

がみ ら れ

運 動

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

え ら れ た

え て

足 関

節 底 背

屈の ピ

ク トルク

は 測

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

変 化

ま っ て

筋 出 力 が 改 善

してい

く可 能 性

推 察

さ れ る。

  今 後

課 題

とし て

等 張 性

等 尺 性 筋 収 縮

い た

力 強 化

や,

低 負 荷

運 動 頻 度

比 較 的 高 く行

筋 耐 久 性

臨 床

多 く用

れ ている

運 動

療 法

性 反 射 結

合の 成

熟 性

な どの

点 か ら み て, どの よ

中枢 神 経 系

効 果

究 を 進 め て

行 き

たい 。

具 体 的

研 究 方 法

気 誘 発 電 位

H

射 測 定

同 時 刺 激

ら皮 質 脊 髄 路

行 イ

ン パ ル ス の

量 的

変 化 を捉 え

行 く

ことで

る。 つ

ま り

,.

位 中枢

ド行

イン パ ルス の 量 的

変 化

捉 え

る こ と で

抑 制 性 障 害

や そ の障

害構

造の解 明 に

有 益

手 段

と な り

と考 え

ら れ

討 を

ねてい き たい

 

な お

本 論 文

,.

11

年 度

お よ び

12

年 度 科 学

研 究 費 補 助

奨 励 研 究 (

B

に よる

成で ある こと を

付 記 す

参 考 文 献

1

Hoffman

 

P:Beitrage

 

zur

 

Kenntnis

 

der

 

rnellscblicher1 ;

  Reflexe mit  besonderer Berucksichtigung  der elek

  trischen Erscheinungen

 Arch F Physiol 1910

 pp223

256

2)Magladery  

JW

  Teasdal  RD

  Park AM

  et α1

  E且ectrophysiological  studies  of refiex aclivity 

in

 patients

  with  

lesions

 of the nervous  system

1

 

A

 comparison  of

  spinal mQtoneurone  excitability  

following

 afferent  nerve

  volleys 

in

 normal  persons and patients with  upPer  motor

(8)

350

ew"Ffiil\:

1952,

3)

Hgaentk

I

vefi..moivthE]pmjorrveInlTffecas.

-.

ptKi+t;VeJ-

3i

61-91,

1989.

4) Huitborn H, Il]ert

M.

Santini

tvl,

et al.'

Convergence

on

interneurones

mediating the reciprocal Ia inhibitienof

motoneurones.

L

Disynaptic

inhibition

of ln

inhibitory

interneurones.

Acta

Phvsiol

Scand

96/193-2el, 1976. 5)

Shin

J/

Nerve

Conduction

Teuhniques. Clinical

ElecLromyography/

Nerve

Conduction

Studies.

Universatv

I'arkPress. Baltimore, 1984,pp47-64.

6)

=-iUfi.

JL

I

pt・[thH-ftijut,e,ga)tslreea)NMpmkl"[JtsiJe:ou-S

genn.

utma$ptV(7#$vaqu.fiSTBfnW:-Ren

229i

l77,

1998.

7)

Ltoyd

DI'C/

Ceriduetion

and synaptic transmission of

reflex responsc testretch

in

spinal cats.

J

NeLtrophysiol

6i317-326, 19.d3,

8) Laporate Y, Lloyd DPC/ Nature and significance of the

connection established

by

large afferent

fibers

of

cutar origin. Am

J

I'hysiol169:

609-621.

1952.

9)

Ecctes

RM,

Lundberg

A/

Synaptic

actiens

in

rones

by

afferents which may evoke the

flexion

reftex.

Arch

Ital

Biol

97/199-221, 1959

10)

Hengo

T,

Ja]ikowska

E,

Lundberg

A.

The rubrospmal

tract

IL

Facilitation

of

interneuronat

transmlssion in refiex palhs tomotoneuro"es, Exp BrEim Res 7/356-391,

1969.

Il) '.IllRYk :

Vtatr"n'fi"Xval[tstttsNN・1{Ept$.&ts'.soutpt,.a)

blft.

J["zareel・;?ifktt・,L,,

1:

79-86,

1998,

]2}

Tanaka

R/

Reciprocal

Ia

inhibition

during

voluntary

mox,ement

ln

man.

Exp

Brain

Res

21.

529

540,

1974,

13)

Tanaka

R:

Reuiprocal

Ia

inhibition

and x,otuntary

ments

En

man.

Preg

Brain

Res

44/291-302.1976. 14)

Crone

C,

Hultborn H,

Jespersen

B/ ReciprocalIa

tion

from

theperoneal nerve to soleus rnotoneurens with

special refer{/nce tothesize of the refiex, Exp

Brain

Res

59i418-422, 1985,

15) Crone C. Hultborn H,

Jespersen

B,

et al:

Reciprocal

Tu

inhibition between ankEe tlexorsand extensors

in

man,

J

Physiol

389/

163-185,

1987.

16) Okuma Y, Lee

RG'

Reciprocal

inhibitieTi

im

hemiptegia/

correlatTon wrth clinicaa

features

and recovery. Can

J

Neurol

Sci

23

15・

23,

]996.

]7}

Shindo

M,

Harayama

H,Kondo K, et al: Changes in

dprecaL

Ia

inhibition

during

voluntury conrraction ininan,

Exp

Brain

Res

53/400-408, 1986.

18) Hultborn H, )v'IeunierS, Pierrot-DeseMigny

E,

et al./

Changes

in presynaptgc

inhibition

of

Ia

fibers

ut theonset

of voluntary contraution

in

man.

J

Physiol

389/

757-772,

1987.

19)

Pierrot-DeseTltigny

E/

Control

transmission

tn

Ib reflex

pathways

during

movc/ment

in

man

Acta

Physiot

Scand

508i44,1982.

20}

Pierrot-Deseilligny

E,

Bergego

(J,

Katz R.

Reversat

in

cutaneous contrul of Ib path"rays

dLiring

human

rary contraction. Brain Res 233/400-403, 1982,

2i) Pierrot-Deseilligny

E,

Bergego

C,

Katz

R,

et al./

Cutaneous clepressionof Tb refiex pathways to

rons

in

man.

Exp

Brain

Res

166/176-179,1979. 22) TIultborn

H,

rL・{eunier

S,

Morin

C,

et al..

Assessing

changes

in

presynaptic

inhibition

of Ia tTbers:A study

in

man and cat.

J

Physiot

389/729-756, l987.

23)

Kanclei

R,

Siegelbaum

A:

Excitatory

and

inhibition

nals are

integrated

into a singie response by the cetl.

Chap.12

Synaptic

integration.

In:Kendal

R.

Schwartz

H,

Jessel]

rv'r,

(eds)

Principtesof Neura] Science,4th ed,

McGraw-Hili, Ncw York.

2000.

pp222-228.

24) Kottke FJ/ From refiex toskill the trainingof

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 .
図 5 測 定 期 間 ご と の Cond .   H   tt ’
表 260de 錘 sec 群 の 測 定 期 間 ご と の ピ ー ク ト ル ク値 変化
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   105iE   1009 エ   095 蓍 090008508G 圏 60deg !sec睡120deg 〆sec 115110 105i5 1.00ミエ 095書0. 90Q085080befbre

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