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Japanese Physioal Physical Therapy Assooiation Association 理学療法学第 31 巻第 1 号 頁 2σ04 年 ) 2002 年度助成研究論文 他動運動による筋伸長が萎縮筋の他動張力に及ぼす効果 * 藤野英己 中 1) 武田 徹

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(1)

理 学

療法

 

第31巻 第

1

 56

62

頁 〔2σ04年 )

2002

年 度 助 成

他動

に よ る

縮筋

他 動

張力

す 効 果

藤 野 英

1)

 

 

1 )

 

屋 俊 昭

2)

    

   

2)

 

仁 木 恵

3)

要 旨

 

研 究では

ラッ トを 用い て

肢 懸 垂モ デルお よ び

関 節

ギ プス固

モ デル の 「

骨 格 筋 萎 縮

モデル

作 成 し

れ ぞ れの

な る

縮モ デ ル で の

骨 格 筋

に お

特 性

調

べ る と

伸 張 運 動

に 対 す る

力 学 特 性

の変 化 を

検 討 す

る口

次の よ う な 実 験 を 行っ た

1

摘 出

た ラ ッ ヒ ラ

筋 標 本

を 用い

筋 を 伸 長 し た

張 力

変 化

他 動 張

丿丿

測 定

し た。

2

筋 標 本 を伸

弛 緩 を

繰 り

返 し た

持 続 的 な他 動

f

申張 運動 )

他動 張 力

を 測

し た

3

) 筋 標 本 を断裂

じ る まで

fl

し続 け

その

力 変 化 を

した

その結 果

動 張 力

モ デ ル で異 なっ た 力

学 特 性

常 筋

比較

して

肢 懸 薑

モ デルで は

他 動 張 力

低 ド

プス固

モデルで は

増 加 す

ること が

ら か と

っ た

0

分 問の

持 続 的

他 動 伸 張 運 動

に よ

ギ プス固

モ デルの他

動 張 力

減 少

させ る

果 が 得 ら れ た

。一

筋 断

まで の

他 動 張 力

変 化

を 測

る と

伸 長

他 動 張 力

増 加

断 裂

が 生 じ る

直 前

には

激 な張 力

の上

認 で き た

これ らの

結 果 か

々 の

病 態

に よ り

他 動 張 力

増 加

な どの変 化

を示 す

の 断 裂

には

急 激 な 張 ノ

J

の増

が 観 察 さ れ

注 意 が 必

なこ とが示

さ れ た

ま た

他 動

張 力

増 加

し た

病 態

で は

持 続 的

他 動

行 う

ことで

他 動 張 力

が 回

復 す

るこ とが 明

に な

ラ ッ ト ヒ ラ メ

対す

他 動

果 が 示 唆 さ れ たtt

 

他 動 張 力

萎 縮 筋

他 動 伸 長 運 動

は じ め に

 

関 節

の可

動 域 制

限 は

の理

学 療 法

か で

最 も治

療 頻 度

機 会

機 能 障 害

∫動 域の制 限 に は

な 要 因 が 挙 げ ら

れ ている がD

関 節

制 限

の大

部 分

骨 格 筋

由 来

してい ること が

報 告

され てお

Z)

域の 改 善 に は 骨

格 筋

伸 縮 性

改 善

させ る こ

要 で あ る

。一

常 な骨 格 筋

に は

他動

的 な

伸 長

して

張 力

(以 ド

動 張 力 ) が 存 在 す るこ と が 知 ら れてい る 3

5,。 こ の

張 力

粘 性

弾 性

の 「

要 素

い て

説 明

さ れ てい る が

萎 縮 な

どの

J

 

E正e〔:tI}f the SLrer匸

11ing ExercisE

c}1]PasSi、eTension  III Atroph   八lusde1

) 鈴 鹿 医 療科 学大学 保 健 衛 生 学 部 iF 学 療 法学 科

  〔〒 51〔}

0293三 重県 鈴鹿 市岸 岡 町⊥OOI l

  Hldei

ni Fuj[no

 RPT

 Isao TとLkeda

RPT

 PhD:L)ep:Arrme 【lt 〔,f

  Phys「caL Tllel

apy

 Fとtcult

y of  Heulth Science

 Suzuka Universitx

  of

 

Mcdica 且ScienCte

2)吉備 国 際大 学 保 健科学 部 理 学 療 法 学科

 

Teshiak且Neya

 PhD

 T〔川ru  Naka

 RPT

 L]eparmment  of PhysicaL

  TherHPy

 Sch〔)t)1〔,f Heaith S〔:ience

 Kibi In匸ernaLic 〕[lal τ/ni 丶

ersltv 3 〕 古 備 国 際大学 大学 院 保健 科 学研 究科

 

Keiko Niki

 RPT:Kibi lnLer[1aロ 〔mal し【1ivピrsity  Gradunrf

SchooL

  of

 

Heaith Sd

nce 的

状 態

に 陥っ た 場 合

この二

要 素

変 化

刺 激

す る 骨

格 筋

の応

答 性 な

どの

力学 的 な特 徴 を 詳

細 に

報 告

し た

究 は

ない。

続 的 他 動 運 動 が 筋の

他 動 張 力

す 効 果

に関 して

し た

研 究 報 告 もな

い 。

 

本 研 究

で は

格 筋

長軸 方 向

仲 長

その

きに 得 ら れ る

f

申長 張

変 化

経 時 的

に測

これ らの

か ら

骨 格 筋

他 動 的 伸 長

に 対 す る 力

的 な

特 徴

につ い て

解 析

っ た

縮 状

と なっ た

場 合

動 張 力

が どの よ

に 変

化 す

る かにつ い て

検 証 を行

こ の

他 動 張 力

関 与

す る と

考 え

ら れる

物 質

るピアル ロ ン

を 抽 出 し

萎 縮 筋

との比

較 検

討 を 行っ た

さ らに 目

常 的

理 学 療 法

臨床

で 頻 回 に

使

持 続 的他 動 運 動

の 効 果 を

骨 格 筋

他 動 張 力

とい

う観 点

か ら

検 証

し た。

方    法

i

動 物

 

本 研 究

で は

Wistar

系 雄

ラ ッ

30

10

12

体 重

285

325g

)を

使

用 し た。 これ らの ラッ ト を 無

為 に

対 照

以 下

CONT

, n

9

後 肢 懸 垂 群

(以

1

HS

 n

9

) お よ び ギ プス固

定 群

(以 下

 

CAST

 n

9

> の

3

に分 別 し た

IIS

で は

Morey6

〕7〕や

Musacchia8

」〉

(2)

他 動運動に よ る筋 仲 長が萎 縮 筋の他 動 張力 に 及 ぼす 効 果 57 37て 02 37て

、、

at巳r r

       

図1 他 動

力の測 定

 

ク レ ブス溶 }

arli

で保牛 したヒ ラ メ

端 をサ

ボモ

タに 固 定し

他端を張 力ト ラン スジュ

サ に接続 し た

マ ニ ピュ レ

タ でヒラ メ

の 端 を 張 力が 発生する位 置ま で 伸張し

その 位 置で固定し た

ボモ

タ によ りヒラメ筋 を伸 張し

他動

張 力の変 化を測

し た

Passivatension

Rampstretch

聡 η

一一一

 

一. 油

. .

         

 

   

   

 

i

        

3

       F        〃 o観        ∫’厂αc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

广

 

 

 

广

‘)s

M

籍 scles

tretching

らの 方 法 を

参 考

非 侵 襲

的に後 肢 を

2

週 間 懸

縮 筋

成 し た

後 肢 を懸 垂 す

るた めに ラッ トに は

材 製

の ジャケッ ト を体幹 か ら

骨 盤 帯

に か

て装

さ せ

殿 部 を持 ち

た。

一・

CAST

で は

底 屈 位

し て

り末 梢 端

2

週 問の ギ プス固

定 を 行

っ た。

CONT ,

 

HS

およ び

CAST

群 と も

実 験 期 間 を 通 じ て

個 別

ジ に て

飼 育

摂 食

飲 水

自 由

と し た

2

動 張 力

測 定

 

ラ ッ ト をpentobarbital  sodium (

50

 mglkg

 

i.

p

麻 酔

顕 微 鏡 ドでヒラメ

筋 を摘 出

した

出 し た

ヒ ラメ

(以

SOL

) は 混

ガ ス (

95

()

5

CO .

,) を

供 給 す

る ク レブス

液 中 (

NaCl

93,

3

 mM

KCI

4.

7

 mM  

MgSO

 

7H20

1

2

 mM

 

CaCl2・

7H

0

2.

5mM

 

KH

:,

PO .

t ;

 

2mM

 

NaHCO3

25

O

 mM

 

Glucose

ll

7

 mM )で保 生 した。 

SOL

生 液

満 た し

浴 槽

,SOL

端 を

ボモ

DPS

260

ヤメディカル シス テ ム

に 固

他 端 を張 力

トラ ン ス ジュ

TB

651T

口 本 光 電

接 続 し

1

SOL

長の決

初 期 張 力 を基 準

と し

マ ニ ュ レ

タ で

SOL

張 力

発 生 す

位 揖

伸 長

その

位 櫃

固 定 し

た。

予 備 研

究 と して

位 置

で の筋 長 を 測

筋 長

1

7

% を

長 し て,

反 応 性

の よい筋 長の

7

% を

伸 長刺 激

と して

使

用 す るこ

に し た。

筋 長

7

%の

直 後

に は

基 線 が 元

状 態

に戻 るこ と を

認 した。

激 は 固

定 位 概

での

筋 長

測 定

し た

筋 長

7

相 当 す

る 長 さ (

D

ボモ

タ に よ り

仲 長

し た

ramp  stretch )

 ramp stretch の仲 長 速 度の 設

D

100

 msec で

長 す

る 速 度 に した。 ramp  stretch 後 に 伸 長 させ た

位 置

5

間の

hold

 stretch を

伸 長 時 と 同

速 度

で元の

置に戻 し た (以 ド

ramp  and  

hold

 stretch

2

u

ま た

間は

長 が 元の位 置 に 回

復 す

る の に ト分 な 時 問

おい て

っ た

ramp  stretch に

続 く

h

〔}

ld

 stretch

      図

2

 他 動 張 力 およ び刺 激 波 形

 

上段は他 動 張 力波 形

ド段は刺 激 波 形 を表 示して いる

筋 長

7

%に相 当す る長さ

CD

) を サ

ボモ

タ に よ り伸 張 し た

ま た

ramp  streしch 後に伸 張さ せ た位 置で

5

秒 間の hold stretch を 行い

仲 張 時と同速 度で元の

置に戻し た

張 力 ト ラ ン スジュ

サ に よ り得られ た張 力 曲線か ら

ramp  stretch に よ る他 動 張 力お よ び

hotd

 stretch の 5秒 後の他 動 張 力を 測定し た

に よ

り張

力 は

減 衰

し,

4

秒 後

に はほ ぼ

し た

力 を 示

こ と が

備 研

り明

ら か と

っ た。 ま た

ramp

stretch か ら

hold

 stretch に 移 行 す ると

時 間 経 過

によ

減 衰

見 られ

ramp   stretch の

速 度

に 関

 

定の張 力 が 得 ら れた

こ れ ら の

予 備研

究で

ら れ た

結 果

参考

に して

張 力 トラ ン ス ジュ

サによ り

ら れ る

張 力 曲 線

か ら

ramp  stretch に よ る

他 動 張 力

以 下

RSF

) および

hold

 stretch の

5

秒 後の他

動 張 力

以 ド

,HSF

を 測 定

し た (

2

持 続 的 他 動

運 動の

調

べ るた め に

,SOL

対 し

0

I

 

Hz

で ramp   and

hold

 stretch 〔以

 

Ex

を]

O

分 間

継 続

し て

っ た

 

予 備 研 究

と して

筋 断 裂

までの

筋 張 力

につ いて

定 し た

したラッ

側 下 肢

の下 腿 部

皮 膚 を切 開

実 体 顕 微 鏡

下 で

SOL

を露 出 し

た。

脛 骨

をピ ンで

定 台

に固

した

ま た

足 部 か ら

踵 骨

と と

SOL

梢 端

を切

り離

マ ニ ピュ レ

タ に 結 合 したロ

ドセ ル

LUB −B,

共 和 電 業

) に

接 続

し た

3

マ ニ ピュ レ

タ に よ り

SOL

末 梢

仲 長

こ の

ら れ る

筋 張

力 を経 時 的

測 定

し た

こ の

結 果

ら れ た 他 動 張 力の

変 化

4

示 す

通 り と なっ た。

筋 を徐

々 に

伸 長

してい くと

伸 長

い他 動 張 力 が 増 加 し

hold

 stretch に移

す る

と他 動 張 力

はほぼ

維 持

した。 その

ramp  stretch

を 行 う

急 速

他 動 張 力

増 加

し た。

らに

伸 長

け ると

他 動 張 力

と な り

眼 的 に

認 す るこ と がで

断 裂

が 生 じた

4

矢 印 )

筋 断

確 認

時 点

でマ ニ ュ ピレ

を 固 定

長 を 止め て

hold

 stretch を 維 持 して

も急

速に他 動

力 が

下 し

他 動 張 力

は 元の状

に は 回

し ない こ とが 明

っ た

 

これ らの実 験で

ら れ る他 動

張 力

および

筋 伸 張

運 動の

(3)

58 学 療 法 学   第31巻 第

1

シ グ ナ ル は

1kHz

A

D

 

Powerlabl6

s,

ADInstrument

) し

ソナル コ ンピュ

タに

り込 み

解 析

を おこ なっ た

3.

骨 格 筋

の ピ ア ルロ ン

 

他 動 張 力

を 測

し た

骨 格 筋

一80

℃ で

凍 結 保 存

した

骨 格 筋

凍 後

0

lM

pH7

4

の リン

酸 緩 衝

液 (以

PBS

} に て

洗 浄

筋 腹

20

 mg

30

 mg を

切 り出

細 切

し た

量 比

50

量:の

PBS

を 加 え

 li

訂速

ホ モ ジ

ト し

冷 蔵 遠 心 装 置 〔

5

40

〔}

Orpm

5min

) で遠 心 し

, h

べて 回 収 し た

 

E

をユ

00

倍 希 釈

し た

溶 液 を

ピアルロ ン

プ レ

士レビ オ

1

に て

定量

化 を 行い

骨 格 筋

単位

の ピ ア ル ロ ン酸 量

1・

HA

量 ) (μg/mg )

を測 定

し た

4

解 析

 

測 定 結

果の

記 は

平 均

±

標 準 誤 差

各 試 行

検 定

Kruskal

 

Wallis

検 定

使用

して

っ た

ま た

2

A

0

ム 恥

e

−一

z

  x

i

わ1・\

噸 龜

B ∫

0

__ 一

  セ

    s.

 

 

tt

T、1

1

 

llin

厂o厂ぐどtrttn∫

ducer

醸齧

一 撫 伽 ・

⇒ Stretc

加 ls

孅 転

  

..

L

> 跏 ,融

9

       

3

 

筋 断 裂まで の

張 力の測 定

 

足 部か ら師骨 と と も にヒ ラ メ SOL ) 末梢 端 を

D

離 し

マ ニ ピュ レ

タ に 結 合 し たロ

ドセ ル に接 続した

マ ニ ピュ レ

タに よ り

SOL

末 梢 端 を伸 張 し

こ の時に得ら れ る

筋 張

ノ丿を 測定し た

脛 骨は ピン で固定 台に 固定を し た

A

は伸 張 前

 B は仰 張し

筋 断 裂が 牛 じ るまで を 示 し た 模 式 図であ る

に おい ては

Mann

 

Wllitney

検 定

 

Ex

前後

に おい ては

WilCOXOn

検 定

を 行い

危 険

5

% 以 下の

場 合

意 差

あ りと

した

 

本 研 究

で は

HS

お よ び

CAST

の 二

骨 格 筋 萎

縮モ デルを 作 成 した

摘 出 し たヒ ラ メ

湿

重 量 は

HS

で は

C

()

NT

42

重量 低

 

CAST

47

重 量

低 下

っ てい

体 重に

する ヒ ラ メ

の相 対

重 量

比の

数 (ヒ ラ メ

筋 湿 重 量

mg /

体 重

100

 g

CONT

で は

56

る が

 

HS

お よ び

CAST

は そ れ ぞ れ

40

35

と な

CONT

と比 較 して有 意 な 低 下 が

観 察

さ れ た、

 

ramp  and 

hold

 stretch によ り

骨 格 筋 を 伸

長 し た と き に 得 ら れ る 張 力の 変

2

示 す

よ う に な っ た

rarnp  stretch による

RSF

h

〔}

ld

 stretch に よ る

HSF

を 比

較 す

る と

RSF

 

IISF

に 比 較 して

意に

高 値

した

ramp  stretch か ら

hold

 stretch に

移 行

し た

張 力

急 速

低 ド

hoid

 stretch

移 行 後

4 秒

々に

張 力

下が

観 察

さ れ た が

4

秒 後

有意

な 低

め ら れ

定 値

し た。

RSF

CONT ,

IIS

お よ び

CAST

問で 比

す る と

CONT

の ⊥

26

±

O

18g

して

 

HS

で は

0.

64

0.

04

 g と な り

有 意 な

ドを

し た。 し

か し

CAST

では

2

75

±

0

33

 g と な り

有 意 な 増 加

観 察

さ れ た (図

5

HSF

を 比

較 す

る と

CONT

0,

75

±

0.

15

 g

 

HS

0.

41

±

0.

03

  g

と低

を 示 し

CAST

で は

1

97

±

0.

26

 

g

と な り

有 意 な 増 加 を

し た

5

こ れらの結

か ら

他 動 張 力

CONT

比 較

し て

 

HS

で は

 

CAST

で は

増 加 す

る こ とが 明 ら か と なっ た

次に

Ex

に よ る

RSF

お よ び

HSF

変 化

につ い て

検 討 を

おこなっ た

6

 

CONT

に お け る

Ex

前 後

RSF

お よ び

HSF

 

Ex

は それ ぞ れ

126

±

O

8g

0.

72

±

0

15

 gであっ た

 

Ex

に おい

9)

§

§

500

 

_

     

〃o 〃

    

Rcunp

  

 

  

  

 

 恩

     

ttt

ズ          E

  

 

t−.

t

/   

       丶

H

ld

   

R

Rele

κ

Stretch

ls

       

図4

 

筋 断 裂 まで の他 動 張力の変 化

 

筋 を徐々 に伸 張し てい く と

伸 張に伴い他動 張 力 が増 加し

ある時 点に な る と 急 激 な他 動 張力の増 加 を 示 す

さ らに仲 張 を続 け る と 筋の断 裂 〔↓印 部 位) が 生 じ た

筋 断 裂 が 確 認で き た 時 点でマ ニ ュ ピレ

タを 固 定 し

伸 張を lltめ ても急速 に 他 動 張 力 は低 トを 示 し た

ramp はramp  stretch

 

hold

はhold strett :hであ る

グラ フ の右 側ほ ど筋は仲 張 さ れてい

(4)

他 動運動に よ る筋 仲 長 が 萎 縮

他動

張 力に及ぼす 効 果

59

RSF

1

25

0

17

 g

 

HSF

0.

75

±

0,

5g

な り

変 化

を 示 さ な かっ

HS

いて

 

Ex

RSF

0.

64

±

0

O

1

 

g

 

HSF

0

41

±

0

03

 

g

で あ

Ex

RSF

0

62

±

O

03

 g

 

HSF

0.

39

±

0.

03

 

g

な り

CONT

1

,iJ

変 化

さ な かっ た

し か し

 

CAST

に おいて は

Ex

RSF

2.

75

±

0.

33

 

g

 

HSF

1

97

」:

0

26g

で あっ た の に 対 して

Ex

RSF

2

56

±

b

28g

 

HSF

1

85

±

023

 

g

と な り 有 意 に

下 した

CAST

で は

 

Ex

他 動 張 力

減 少

さ せ る

効 果

が あ ること が 明 確 と なっ た (図

6

 

骨 格 筋

巾の

HA

量 を

み る と

CONT

200

 ±

28

μ

g

〆mg で

っ たのに 対 し て

 

HS

318

±

42

μ

g

/mg

CAST

368

±

48

 

g

’mg と な

縮のおこ っ てい る

HS

お よ び

CAST

で は

CONT

よ り有 意

高 値

qO

、 騎

q

  幅   > h ロリ の

(9 )

3

2

1

0

CONTHS

CAST

RSF

HSF

図5

 

CONT

 HS お よ び

CAST

に お け る ramp  stretch および

  

hoid strctch 時の他動 張 力 (

RSF

お よ び

HSF

)の比 較

 

ramp  strezch では他 動 張 力は

CONT

に 比較して

 

HS

で は低

CAST

では増 加 を 示 した

 

hold

 stretch で は

CAST

で増

を 示 し た

* :p

0

05

※ :p<

0

05

7

し か し

HS

CAST

に は

有 意 差

な か

 

関節

の可

域 制 限 や 予

対 す

他 動 運動

学 療

法 治 療 手 技

のな かで

使

用 頻 度の 高い

治 療 手 技

し か し, これ

他動 運 動

骨 格 筋

し て

どの よ

変 化

を 及 ぼ

か につ い ての

報 告

は み ら れ な かっ た。

また

理 学 療 法

治療

り扱 わ れる の は

的状 態

ること が

い こと か ら

本 研 究

で は

萎 縮

した 筋の 力 学 的 な

特 徴

につ い て

検 証

した。

 

これ ま で

骨 格

縮 像

に 関 し て は

重 量

減 少

の ほ か

筋 線 維

短 径

断 面 積

小 化 1ω11 )

筋 線 維

の 乱 れ12〕,

収 縮

お よび

強 縮

張 力 低

下 1Stコ41} な ど

数 多 く

報 告

が あ る

これ らの研

小 動 物 を実験 対 象

と した

萎 縮

モ デ ル による

結 果

であ る

萎 縮の モ デル研 (μ9/【ng )

500

   

400

 

300

6

100

0

* *

CONT

NS

図7

 

骨 格 筋中の ピ ア ル ロ ン酸量

CAS

γ

HS

お よ び

CAST

CONT

より有 意に高 値を示 す

 

HS

CAST

の 間に は有 意

差 は ない

 

p

0

05

O

噛 Qり

q

黔 編 Φ 雰 悔 の の

9

3

2

1

0CO

〜τ

HS

RSF

CA5

γ

(9)

3

2

1

0

CON

γ

NS

HSF

CAST

                             

図6 伸 張運動 前 後の他動 張 力の 変化

ノ1三側は ramp  stretch 時の

CONT

 IISお よびCAST の比 較

右 側 は

hold

 strerch 時の CONT

 HS お よ び

CAST

の 比 較で ある

(5)

60

理学療 法学   第31巻 第

1

で は

肢 懸 重臼 1

や ギ プス 固

IJ

1{1 が

使

川 さ れて い る

。Morey

ら〔

骨 格 筋

軸モデル

し て

安 浄 臥

と 類 似 し た

状 態

になる と

え ら れ る 後 肢 懸 垂

2

間の

懸 雫

に よ りヒ ラ メ

重 量 が

40

% 減 少

し たこと を

報 告

し た

ま た

Herbison

正5〕 は ラッ トの 後 肢 を ギ プス固

筋 重 甲

線 維の

直 径

測 定す

る と

.6

週 門 後

に は

筋 重

量 が

42

% に まで

減 少 す

るこ と

轍 告

,Cooper151

は 遅

が 速

よ り

も萎 縮

しや

い こ と を

報 告

し た。 こ

らの

報 告

肢 を

定 す

ること に よ

肯 格 筋

に は

萎 縮

じ る と 共

L

縮 が 生 じ や すい こ と を 指 摘 して い る

本 捌

究で は

Morey

吐17}や

Musacchia8

〕9} の

っ た

方法 を 参 考

に し て

ラッ トの 後

肢 懸 垂

2

週 間

法 とラ ッ トの 後 肢 を

2

週 間 ギ プス 回

走 す

方 法

と二

類の

萎 縮

モ デル を

いた。

結 果

肢 懸 垂 に よ るヒ ラ メ

筋 況 重 量 が

i「

常 筋

比 転

42

%の重 量

ギ プス固

で は

47

%の重 量

少 を

 

こ の

か ら

で 使 用 した二

種 類

方 法

に おい て

も諸 家

方法

6

1〔1 と 同

の 廃

用 骨 萎 縮

が生 じてい る と

考 え

られる

  本研 究

では

摘 出 筋 標

4

して

他 動 的

fil

長 刺 激 に よ る

他 動 張 力

の 変 化 を 測 定 し た

その 結

ramp stretch に

っ て 他

動 張

丿

J

増 加

  ramp  stretch

hold

 str〔rch に よ

り張 力

減 衰

4

に は ほ ぼ

し た

狂 力

示 す

こ と が 明 ら か と なっ た

ま た

ramp  stretch か ら

hold

 stretch に

移 行 す

る と

時 間 経 過

よ り張 力の減 衰 は 見 ら れるが

ramp  Stretch の

速 度

関 係 な く

 

張 力 が 得 ら

れ てい た

こ の結 果 か ら

他 動 張 力

はramp  stretch の

速 度

に は 関 係 し ない こと

4

以 トの

h

〔}

ld

 strctch に よ

り安 定

し た

他 動 張 丿

丿

が 得

ら れ るこ と が 明

と なっ た

伸 長 し

ramP  SIretch か ら

hotd

 stretch に

移 行

し て

4

秒 後

まで

張 力

が 減 衰 し

そ の

安 疋

た 張 力 を発 生 す

るの は

筋の

弾 吐力

に よ る

の と

tt

「撃 さ れ る

に おいて丿

を 発 生 させ る

因 とし て は 筋 線 維

筋 膜 な どの結 合

組 織

や生

化 学 的

物 質

な どの

J

え ら れて い る 171

萎 縮 筋

で あ る

HS

お よ び

CAST

他 動 張 力

CONT

を 比 較 す る と

HS

で は

ドし

 

CAST

で は

増 加

を 示 し た

 

そこ で

粘 弾 竹

深 く

与す

る と

え ら れ るピ アル ロ ン

酸 量

の 測

を 彳」っ たu ピアル ロ ン酸 は 組

保 水 性

性や

弾 力 性

増 加

さ せ る作 用 が あ る とい

ム コ

多 糖 類

であ

結 合組 織 内

多 く存 在す

る と赧 告 されてい る17U8) ピアル ロ ン酸 量は

IIS

お よ び ⊂ へ

ST

とも に

CONT

よ り 増 加 を 示 してお り

筋 が

る こ と に よっ て 増 加

る こと は 明 ら か と なっ た

HS

では

筋 線 維

縮 小

に よ り蝉

重 量 あ た

の 粘

合 組

織 量 が 相 対 的に

増 加

し た た め にピ アル ロ ン酸 量が

増 加

し た もの と考 え ら れる

 

後 肢

垂に よ る萎 縮 筋で は

こ れ

筋 線 維

の 縮 小 ]O)IT

 

ス ト リ

ミ ン グ 1

 

Lt

 

1

や ミ オ シン フ ィ ラ メン トの

消 失

2ω な ど が

報 告

さ れてい る。

筋 線 維

に は ミ オ シンフ ィラ メ ント と ア クチンフィラメン ト問 に クロ ス ブ リッ ジ とい

う弾 性

存 在

し てい る が

筋 線 維 径

減 少

とい

う 萎 縮

に よ り

こ の

弾 性 妛 桑

破 壊

消 失す

る こ

flli

長に

す る

他 動 張 力

おこ

え ら れ る

その

結 果

線 締

弾 性 要 素

消 失 に よ る

他 動 張 刀低 ドが

ピ ア ルロ ン

酔 甲

の 増 加に よる

粘 弾 性

増 加 す

なわち

動 張 力 の増 加 を ト回 る た めに

HS

で は

CONT

よ り も 他 動 張

低 下

し た

の と

r’

1

さ れ る

、一

,CAST

に よ る

縮 筋

で は

IIS

と 同 様 に 筋 線 維 径の

タ ンパ ク

質 で

筋 原 線 維 構 造

乱 れ

lz}2〔}丿

な ど

報 告

さ れ てい 。 さ らに

筋 内

線 維 化

進 行 す

るこ と も

ら れて い る 2D22

S

Villiams23

}2

i)や

Witzmann

 

張 カ

曲線

か ら

flll

長の長 さ が

砺 合

弛 緩 位

関 節

し た 筋では

Ir

常 筋

と比

し て

静 止

i ,

F

ヒ昇 す る と

報 告

している。

また

し た

に お け る あ る

さ で の

静 止 張 力

上 昇

筋 内

の結 合 組

変 化

に よ る

の と推 察 し てい るtt 本 研 究で

C

ST

萎 縮 筋

ら れ た ピア ル ロ ン

量の

増 加

静 的 他 動 張 力

HSF

)の 増

両 者

報 告 を支 持

する もの で あ り

動 的 な 他 動 張

RSF

h

昇 す ること を1

ら かに し た. 

Williams24

} が ユ

0

日 間 関

し たマ ウ ス ヒ ラ メ

結 合 組 織 量

の 増 加 が

観 察

さ れる こと を

報 告

し てい るc この結

か ら

CAST

で の

他 動 張 力

の ヒ

に 結 合 組

変 化

が 大

き く

閃 与 す

るこ

tg

 pm で きる

 

他 動

効 果

f

申長運 動 を

10

間 お こなっ た

場 合

にギ プス

固 定 を した 筋

の み に

他 動 げ 力

が み られたtt 

Borg

ら 19) は 骨 格 筋にお ける

弾 性 力

筋 線 維

に 比 軟 し

糸冂合 組

発 す

弾件

めて

大 き

い こ と を 報 告 している ことか ら

こ の

果は

結 合 組 織の 伸 張

変 化

えた の で はない かと

え ら れ る。 しか

10

分 間

運 動

で 結

_

変 化

が 生

た と は考 え ら れ ず

筋 刷 織 内の生

化 学 的物 質

の関

などが 示

1

唆 さ れ る

本 研 究

「,

か らは

他 動 張

JJ

変 化

の要 因 を

特 定

す ること はで

き な

かっ たの で

今 後

の 課 遉 と し たい

ま た

本 研 究

ら れ た結 果 は

摘 出 し たラ ッ ト ヒ

筋 標 本 と

ill

 virro に よ る

で は

プス固

定 後

縮 時の

骨 格 筋

対 す

持 続 的

他 動

運 動 に よ り

伸 長 張 力 を改 善

るこ と が

証 で き

学 療 法

に 対 す るエ ビデ ン ス の

つ に

の と

られ る

 

に骨

格筋

を 伸 長 す る

場 合

には

筋 断 裂

危 険 性

を 伴

ことにな る

 

そこで

予 備

究 と して

筋 断 裂 ま

で の

動 張 力

変 化

につ い て測

を おこなっ た

そ の

を 徐々に伸 長 し てい

長に伴い 他

動 張 力

増 加

ある時 点 に な る と 急 速に

他 動 張 力

川 を 示 して

畏 を

牛 じ た

4

 

こ のよ

現 象

観 察

さ れ たの は

骨 格 筋の

長に対 する補 償 を 担っ てい る結 合 組

(6)

他 動

運 動 に よ る筋 伸 長が

萎縮 筋の他 動

張力

に及ぼす効 果

61

時 点

限 界 点 を超 え

破 綻

し たこと が 原 因で

る と

られ る

この

理 学 療 法 治療

に おい て

紳 張 時

にお

抵 抗

の 変

に 注

が 必

る こと

を 裏付

け る と

関節

可 動 域

末 端 部

に お

るend 

feel

ing

の よ

抵 抗 感

の重

要 性

が 改 めて示

され た

謝 辞

:本 研 究 は 平

13

年 度

本 理 学 療 法

協会 研 究

お よ び

成 ユ

3

度 吉 備 国 際

大 学

保 健 科 学 部 学 内

研 究

助 成

援 助 を受 け

の で

あ り

こ こ に 深

な る

謝 意 を

表 す る

1)Halar EM

 

Bell

 

KR

Cont

racl

ure and 〔〕ther 

deletcrious

  effects ol immobiEry

 In:

Joe

]AD

 Bruce 

MG

 et al

(eds)

  

Rehabi

]it

a吐ion Nledicille Principlcs and 

Practice

2nd

 ed

  

JB

 

Lipincott

 

Plliladelphia

1993

 pp681

699

2〕 直

橋 則 明

武富 由

他:

膝 関 節ロ動 域 制 限に関 与 する皮

  

膚と

影響

学 療 法 学 18:

45

47

991

3)Butler 

DL

 

Grood

 

ES

 et a

1

Biomechanics

 of 】igarnent

s

  and  tendons

 

Exerc

 

SpQrL

 

Sci

 

Rev

 

6

125

181

1978

4)

藤 縄

 

奈 良

 

他 (編):統 別

治 療手技の展 開

  

1

司医書

東 京

999

pp87

100

5

Huxiey

 

AF

Muscle

 sLrucU

tre  and theories of  collt

rac

  tioll

 

Progr

 

Biophys

 

Chem

 

7

255

318

957

6)Morcy  ER:

Spaceflight

 and  

bonc

 しurnover :c〔〕rrelatk〕n

  with

a new  ral model 〔〕

f

 weightlessness

 

Bioscience

 

29

  

168

1

72

1979

7

N

lorcv

 

ER

 

Sabe

man  

EE

 et al

A

 Ilew  rat

 model  sim

  ulaし

ing

 some  aspects  of space 月ighし

 Physiologist 22:

  

S23

2

1

1979

8)Musacchia XJ

 Deavers 

DR

Anew

 rat rnodel 

for

 slud

  

ies

 

of 

hypokinesia

 

and

 

antiorth 〔}stasis

 

PhysTologist

 

23

  

S9

S94

1980

9

Musacchia

 XJ

 Deavers DR

 et α1

:Amodel  

for

 

hypoki

  nesia: effects ol/ rnuscle  atrophy  

in

 thc rat

 

J

 APPl

  

Phvsiol

 

48

479

186

1980

10)Hausじhka EO

 Roy RR

 et α

t

Size

 and me し

al

)olic prop

  

erties  of  singlc  rnuscte  

fibers

 

in

 rat  soleus  after 

hindHnlb

  sし1spensi〔〕n

 

J

 

Appl

 Physiet 62:2338

2347

1987

11

 

Desplallches

 

D

 

Mayet N1

1

 et aL;

Structurai

 and

 

func

  

tional resPorlses  to prolonged

 

hindlimb

 suspensi 〔}n 

in

 rat

  rrluscte

 

J

 

AppL

 

Physlot

 

63

558

563

1987

L2

)Desplanches  

D

 

Kayar

 

SR

 etα’

:Rat soleus  rnuscle  ultra

  

s τructure  afしer 

hindlimb

 suspension

 

J

 

Appl

 Physiol 69;

  504

508

 1990

13

McDona

d

 KS

 B⊥aser  C

A

  et al

F

〔}rce

velocit

y and

  

power charactcristics  of  rat soleus muscle  

fibcrs

 after

  

hTndtilnb

 suspension

 

J

 

Appl

 

Physiol

 

77

:1609

1616

1

994

1)Winiarski 

AM

 

Roy

 

RR

 et α

1

Mechanical

 propertics of

  ra匸

 ske ⊥etal  muscl ¢ af匸er 

hind

 

Iimb

 suspension

 

Exp

   Ncuro[96:650

660

1987

15

Herbison

 

GJ

 

Jaweed

 

MM

 et  al

Muscle

 

fiber

 atrophy

  after  cast:

immobilization

 in rat

 Arch Phys Med  

Rehabih

    59:301

305

1978

16)

 

CQoper RR :

Alterations

 

during

 

immobiEzation

 and regen

  eration of ske]etal muscle  

ill

 cats

 

J

 

Bone

 

Joint

 

Surg

 

54

   

A

919

953

 

1972

17

Murray  

R

 

Granner

 

D

 et

 

al

:細

胞 外マ トリックス

   

生化 学 第 23

上 代 淑 人 (監 訳 )

丸 善

1993

   PP693

7〔}7

18

 

Licscgang

 

TJ:Viscoeiastic

 

substances

 

in

 

〔}pthalmology

   

Surv

 〔)pthatmot 

34

268

293

1

990

19)

Borg

 

TK

 

Caulfield

 

JB

:Morphology  of  collnective  tissu(:

   

in

 skeleta 上 muscle

 

Tissue

 

Ce

112

197

207

1980

20)Riley DA

 

Sioculn

 

GR

 et α

1

Rar

 

hindtimb

 unloading :

   soleus  

histochemistrv

 u]trasしruc しure

 and  electroniyo9

   raphy

 

J

 Appl Physiol 69:58

66

199〔}

21

AppeU

 

IIJ

Muscular

 atrophy  

foliowhlg

 

immob

isation

   

Sports

 

Med

 lO:

42

58

1990

22)Kannus  

P

 

J

〔〕zsa  

L

 et α

1

The

 effect of 

immobilizat

ion

   on  myotendinous  

junct

ion: an  utrrasrructural

 

histo

   chemical  and 

irnmullohis

ochemicat  study

 

Acta

 

Physiol

   

Scand

 

l44

387

39

4

1992

23

Williams

 

PE

 

Goldspink

 

G

Changes

 in sarcomere  lengしh

   and  physiotogica] propcrties 

in

 

i

エnmobi [

ized

 musc ]c

 

J

   

Anat

 l27:

459

468

1978

24)Witliams PE :E

ffcc

しof 

Tnterrnirtent

 stretch 【)rl 

immo

   bi⊥ised muscle

 Ann  Rheum  

Dis

 47:1014

1016

1988

25

Witzmalm

 

FA

 Kim DH

 et al

:Hindlimb irnmobilization:

   

length

tension and  contractile pr〔〕perties of  ske[eしal Inus

(7)

62

理 学 療 法学

 

31

巻第工号

Abstract

Effect

 of  

the

 

Stretching

 

Exercise

 on  

Passive

 

Tension

 

in

 

Atrophy

 

Muscle

Hidemi

 

FUJINO ,

 

RPT ,

 

Isa

〔}

TAKEDA ,

 

RPT

 

PhD

D

・pa 跏 翩 ・

Phy

i

・al 

Ther

・・

p

Y

 

F

・ ・

σ

H

館 ん

8

i

・π ・e

 

SUZ

Universit3

M

di

・ α

l

Scienee

Toshiaki

 

NEYA

 

PhD

 

Touru

 

NAKA

 

RPT

ヱ)epαrtment ・

f

 

Physical

 

Thenapy,

8

吻 ・ど・

f

 

He

α

lth

 

Science

 

Kibi

lnte

厂nαti・nal 伽 びer

Keiko

 

NIKI

 

RPT

Ki

bi

傭 ern α彦

i

・nα

1

翫 ごびe厂

y 

G

厂α

d

鰡 e 

8c

ん・ ・

1

f

 

He

α

lth

 

Science

   The

 aim of 

the

 

present

 study  was  to exalnille  

the

 rnechanical  

properti

〔ts of skeletal  rnuscle

during

 stretching  

in

 atrophic  muscle

 

The

 chal/

ges

 

in

 mechanical  propcrties passive tension

during

stimulation  

by

 ramp  and  

hold

 stretching  were  studied 

in

 

the

 rat soleus  Inuscle  with  

disuse

 atrophy

Muscular

 atrophy  was  

induced

 

by

 

hindlimb

 suspension 〔

HS

or 

by

 

immobilization

 with  plaster casて

CAST

for

匸wo

 

weeks

 

During  

stretch

 

condition

 

passive tensions 

o「 skeletal muscles

 

were sigrユ

ificantly

 reduced  

ill

 

HS

 and  

increased

 

in

 

CAST

 

The

 passive 

tensi

 n was  sigllificantly  

decreased

after the continuous  stretching  exercise

10

inutes

in

 

immobilized

 

hindlimb

 

On

 the other  

hand

monitoring  of the continuum  

for

 stretch

−induced

 

inlury

 allows  us t(〕

define

 the threshold  of stretch [njury

 

The

 skeletal  musele 、〜

as stretched  until 

failure

 

in

 si匸u

 

Tlle

 

passive

 tension of sketetal muscle

was  significantly 

increased

 

by

 stretching

 

A

 threshold 

for

 stretch

induced

 

inlury

 

does

 exist

  

These

 results  

indicate

 that 

following

 muscular  atrophy

 ach[eved 

through

 tNvo weeks  of 

hindlimb

immobilization

 the mechanical  

properties

 of 

the

 skeletal  muscle  are changed

 

We

 suggest  that awareness  of changes  of muscular  rnechanical  properties could  provide  a useful  clue  

for

 advancing various  

therapeutic

 

programs

 

for

 physical therapy  of 

patients

 witb atrophic muscles

〈コメ ン ト〉     

一.

 

     

 

廃 用 性 筋

縮に

する

他 動

学 療 法

場 面 に お いて

多 用

さ れ る

手 技

つ で

る。

有 す

性 質

と し て

粘性

弾性

あ り

通 常

これ ら

を分

に 測

する ことが

いが

本 研

で は粘

性モ デルを

るこ とで

性 と弾 性 を

わ け て

討 が な さ れて い る

本研 究

廃 用

性 萎

縮 な ら びに ギプス固

2

類の動 物モ デ ルを

成 し

そ れ ぞれ の

に対

動 運 動 に 伴

生 理

学 的 変 化

につ いて

検 討

し た

の で

る。

縮モデルに おい て

に 奈 る 原 因 に よっ て他

動 張 力

変 化

相 違

が み ら れ た こ と は

今 後

わ れ わ れ が 臨 床 的に

萎 縮 筋

に対 して

他 動 運 動 を 実

施 す

る場 合の 留 意 事 項 と して

な示 唆 を与

え る もの であ る。

す な

免 荷

に よる

場 合 と

に よ る

場 合

とで

他 動 運 動 時

に は

え る

を 区 別 す る ことが

重 要

 

本 研 究

今 後

に対 す る 期

と して は

ラ ッ トに

いて は

500

−−

600g

で断 裂 が 起こ るとい

こ と が 分 かっ た わ け だが

この動 物での結

果 を その ま ま 生

に応 用

る こ とが で

るの か ど う か とい う

題 を

してい る。

生 体

において は

どの

度の 力で断

裂 を 発 生

る の かとい

点 との

関 係 性

につ い て

討 し何 らかの指 標の

成 を

期待

る。

       

研 究 開 発

図 5   CONT ,   HS お よ び CAST に お け る ramp   stretch お よ び

参照

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