理 学
療法
学第31巻 第
1
号56
〜
62
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
1)武
田
功
1 )禰
屋 俊 昭
2)中
徹
2)仁 木 恵
子
3)要 旨
本
研 究では,
ラッ トを 用い て後
肢 懸 垂モ デルお よ び関 節
ギ プス固定
モ デル の 「種
の骨 格 筋 萎 縮
モデルを
作 成 し
,
そ
れ ぞ れの異
な る萎
縮モ デ ル で の骨 格 筋
に おけ
る力
学特 性
を調
べ る と共
に,
筋
の伸 張 運 動
に 対 す る筋
の力 学 特 性
の変 化 を検 討 す
る口的
で,
次の よ う な 実 験 を 行っ た。
1
)摘 出
した ラ ッ トヒ ラメ筋 標 本
を 用い.
筋 を 伸 長 し た時
の張 力
の変 化
(他 動 張
丿丿)
を測 定
し た。2
)筋 標 本 を伸
長・
弛 緩 を繰 り
返 し た後
(持 続 的 な他 動
f
申張 運動 )
の他動 張 力
を 測定
し た。
3
) 筋 標 本 を断裂
が生
じ る までfl
隈
し続 け,
その時
の張
力 変 化 を
測定
した。
その結 果,
他動 張 力
は一
:種
モ デ ル で異 なっ た 力学 特 性
を示
し,
正常 筋
と比較
して,
後
肢 懸 薑
モ デルで は他 動 張 力
の低 ド
,
ギ
プス固定
モデルで は増 加 す
ること が明
ら か とな
っ た、
ま
た,
]0
分 問の持 続 的
な他 動 伸 張 運 動
に より
ギ プス固定
モ デルの他動 張 力
を減 少
させ る効
果 が 得 ら れ た。一
方,
筋 断
裂
まで の他 動 張 力
の変 化
を 測定
す
る と,
筋
の伸 長
に伴
い他 動 張 力
は増 加
し,
筋
の断 裂
が 生 じ る直 前
には急
激 な張 力
の上昇
が確
認 で き た。
これ らの結 果 か
ら,
個
々 の病 態
に よ り,
他 動 張 力
が低
下,
増 加
な どの変 化を示 す
こと
や筋
の 断 裂時
には急 激 な 張 ノ
J
の増加
が 観 察 さ れ,
注 意 が 必要
なこ とが示唆
さ れ た。
ま た.
他 動
張 力
が増 加
し た病 態
で は,
持 続 的
な他 動
運動
を行 う
ことで他 動 張 力
が 回復 す
るこ とが 明確
に なり
,
ラ ッ ト ヒ ラ メ筋
に対す
る他 動
運動
の効
果 が 示 唆 さ れ たttキ
ー
ワー
ド筋
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,
冂常
の理学 療 法
のな
か で最 も治
療 頻 度
の機 会
が多
い機 能 障 害
であ
る、
、
関節
口∫動 域の制 限 に は様
々な 要 因 が 挙 げ ら
れ ている がD,
関 節
可動
域制 限
の大部 分
は骨 格 筋
に由 来
してい ること が報 告
され ており
Z),
関節
可動
域の 改 善 に は 骨格 筋
の伸 縮 性
を改 善
させ る こと
が重
要 で あ る。一
・
方
,
正常 な骨 格 筋
に は他動
的 な伸 長
に対
して,
固有
の張 力
(以 ド,
他
動 張 力 ) が 存 在 す るこ と が 知 ら れてい る 3−
5,。 こ の張 力
変化
は粘 性
と弾 性
の 「要 素
を用
い て説 明
さ れ てい る が,
筋
が萎 縮 な
どの病
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 〔,fPhys「caL Tllel
・
apy,
Fとtcult.
y of Heulth Science,
Suzuka Universitxof
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 PhysicaLTherHPy
、
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・
SchooLof
Heaith Sd
匸
・
nce 的状 態
に 陥っ た 場 合.
この二要 素
の変 化
や伸
長刺 激
に対
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 た研
究 は少
ない。ま
た,
持
続 的 他 動 運 動 が 筋の他 動 張 力
に及
ぼす 効 果
に関 して検
証
し た研 究 報 告 もな
い 。本 研 究
で は,
骨格 筋
を長軸 方 向
に仲 長
し,
そのと
きに 得 ら れ るf
申長 張力
の変 化
を経 時 的
に測定
し,
これ らの結
果
か ら骨 格 筋
の他 動 的 伸 長
に 対 す る 力学
的 な特 徴
につ い て解 析
を行
っ た。
ま
た,
筋
が萎
縮 状態
と なっ た場 合
に他
動 張 力
が どの よう
に 変化 す
る かにつ い て検 証 を行
い, こ の他 動 張 力
に関 与
す る と考 え
ら れる物 質
であ
るピアル ロ ン酸
を 抽 出 し,
萎 縮 筋
との比較 検
討 を 行っ た。
さ らに 目常 的
に理 学 療 法
の臨床
で 頻 回 に使
川す
る持 続 的他 動 運 動
の 効 果 を骨 格 筋
の他 動 張 力
という観 点
か ら検 証
し た。方 法
i
.
対象
動 物本 研 究
で はWistar
系 雄
ラ ッ ト30
匹 (10
〜
12
週齢
,
体 重285
〜
325g
)を使
用 し た。 これ らの ラッ ト を 無作
為 に対 照
群(
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
群
に分 別 し た。
IIS
で はMorey6
〕7〕やMusacchia8
〕’
」〉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
張
力の測 定ク レ ブス溶 }
arli
で保牛 したヒ ラ メ筋
の・
端 をサー
ボモー
タに 固 定し,
他端を張 力ト ラン スジュー
サ に接続 し た.
マ ニ ピュ レー
タ でヒラ メ筋
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.
サー
ボモー
タ によ りヒラメ筋 を伸 張し,
他動
張 力の変 化を測定
し た.
Passivatension
Rampstretch
聡 η、
.
一一一
.
一
一. 油
. .
「
…
…
町i
3
F 〃 o観 ∫’厂αc一
一
」
广
阿
.
「
.
.
广
‘)sM
籍 scles’
tretching ).
〜▼
らの 方 法 を参 考
に,
非 侵 襲
的に後 肢 を2
週 間 懸華
し,
萎
縮 筋
を作
成 し た。
後 肢 を懸 垂 す
るた めに ラッ トに は軟
素
材 製
の ジャケッ ト を体幹 か ら.
骨 盤 帯
に かけ
て装着
さ せ,
殿 部 を持 ち
上げ
た。一・
方
,
CAST
で は足
関節
を底 屈 位
と
し て,
膝
より末 梢 端
を2
週 問の ギ プス固定 を 行
っ た。CONT ,
HS
およ びCAST
の各
群 と も,
実 験 期 間 を 通 じ て個 別
ケー
ジ に て飼 育
し,
摂 食
と飲 水
は自 由
と し た.
2
,
他動 張 力
の測 定
ラ ッ ト をpentobarbital sodium (
50
mglkg,
i.
p,
)
で麻 酔
し,
実体
顕 微 鏡 ドでヒラメ筋 を摘 出
した。
摘
出 し たヒ ラメ
筋
(以下
,
SOL
) は 混合
ガ ス (95
%
().
?,
5
%
CO .
,) を供 給 す
る ク レブス溶
液 中 (NaCl
;93,
3
mM,
KCI
;4.
7
mM ,MgSO
ギ7H20
;1
.
2
mM,
CaCl2・
7H
ワ0
;2.
5mM
,
KH
:,PO .
t ;ユ
.
2mM
,
NaHCO3
;25
.
O
mM,
Glucose
;ll
,
7
mM )で保 生 した。SOL
を保
生 液
で満 た し
た浴 槽
に入
れ,SOL
の一
端 を
サー
ボモー
タ〔
DPS
−
260
,
ダイ
ヤメディカル シス テ ム)
に 固定
し,
他 端 を張 力
トラ ン ス ジュー
サ(
TB
−
651T
,
口 本 光 電)
に接 続 し
た(
図
1
)
。SOL
長の決定
は初 期 張 力 を基 準
と し,
マ ニ ピュ レー
タ でSOL
の・
端
を張 力
が発 生 す
る位 揖
.
ま
で伸 長
し,
その位 櫃
で固 定 し
た。予 備 研
究 と して.
固定
位 置
で の筋 長 を 測定
し,
筋 長
の1
%
〜
7
% を伸
長 し て,反 応 性
の よい筋 長の7
% を伸 長刺 激
と して使
用 す ること
に し た。ま
た,
筋 長
7
%の伸
長直 後
に は基 線 が 元
の状 態
に戻 るこ と を確
認 した。伸
長刺
激 は 固定 位 概
での筋 長
を測 定
し た後
に,
筋 長
の7
%
に相 当 す
る 長 さ (D
)を
サー
ボモー
タ に よ り仲 長
し た(
ramp stretch )。
ramp stretch の仲 長 速 度の 設定
は伸
長距
離D
を100
msec で伸
長 す
る 速 度 に した。 ramp stretch 後 に 伸 長 させ た位 置
で
5
秒
間のhold
stretch を行
い,
伸 長 時 と 同速 度
で元の位
置に戻 し た (以 ド,
ramp andhold
stretch,
図
2
)
uま た
.
各
試行
間は筋
長 が 元の位 置 に 回復 す
る の に ト分 な 時 問を
おい て行
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 長の
7
%に相 当す る長さCD
) を サー
ボモー
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 度で元の位
置に戻し た.
張 力 ト ラ ン スジュー
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 ぼ一
定
し た張
力 を 示す
こ と が予
備 研究
より明
ら か とな
っ た。 ま た,
rampstretch か ら
hold
stretch に 移 行 す ると時 間 経 過
により
張
力
の減 衰
は見 られ
るが
,
ramp stretch の速 度
に 関係
なく
,
・
定の張 力 が 得 ら れた。
こ れ ら の予 備研
究で得
ら れ た結 果
を参考
に して,
張 力 トラ ン ス ジュー
サによ り得
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 (図
2
>
。持 続 的 他 動
運 動の効
果
を調
べ るた め に,SOL
に対 し
て,
0
.
I
Hz
で ramp andhold
stretch 〔以下
,
Ex
)
を]O
分 間継 続
し て行
っ た。
ま
た,
予 備 研 究
と して筋 断 裂
までの筋 張 力
につ いて測
定 し た。
麻酔
したラッ トの一
側 下 肢
の下 腿 部皮 膚 を切 開
し
,
実 体 顕 微 鏡
下 でSOL
を露 出 し
た。脛 骨
をピ ンで固
定 台
に固定
した.
ま た,
足 部 か ら踵 骨
と とも
にSOL
末
梢 端
を切り離
し,
マ ニ ピュ レー
タ に 結 合 したロー
ドセ ル(
LUB −B,
共 和 電 業
) に接 続
し た(
図
3
)
。
マ ニ ピュ レー
タ に よ りSOL
末 梢端
を仲 長
し,
こ の時
に得
ら れ る筋 張
力 を経 時 的
に測 定
し た。
こ の結 果
,
得
ら れ た 他 動 張 力の変 化
は図
4
に示 す
通 り と なっ た。筋 を徐
々 に伸 長
してい くと,伸 長
に伴
い他 動 張 力 が 増 加 し,
hold
stretch に移行
す ると他 動 張 力
はほぼ一
定
の値
を維 持
した。 その後
,
ramp stretchを 行 う
と,
急 速
に他 動 張 力
が増 加
し た。さ
らに伸 長
を続
け ると他 動 張 力
は一
定
と な り,
肉
眼 的 に確
認 す るこ と ができ
る筋
の断 裂
が 生 じた(
図4
矢 印 )
。
筋 断裂
が確 認
でき
た時 点
でマ ニ ュ ピレー
タを 固 定
し,
伸
長 を 止め てhold
stretch を 維 持 しても急
速に他 動張
力 が低
下 し,
他 動 張 力
は 元の状態
に は 回復
し ない こ とが 明確
とな
っ た。
これ らの実 験で
得
ら れ る他 動張 力
および筋 伸 張
運 動の58 理学 療 法 学 第31巻 第
1
号 シ グ ナ ル は.
1kHz
でA
/D
変換
(
Powerlabl6
,
,
’
s,ADInstrument
) し,
パー
ソナル コ ンピュー
タに取
り込 み,
解 析
を おこ なっ た。
3.
骨 格 筋
の ピ ア ルロ ン酸
測定
他 動 張 力
を 測定
し た骨 格 筋
は一80
℃ で凍 結 保 存
した。
骨 格 筋
を解
凍 後
,
0
.
lM
−
pH7
,
4
の リン酸 緩 衝
液 (以.
「,
PBS
} に て洗 浄
し,
筋 腹
中央
部20
mg〜
30
mg を切 り出
し
,
細 切
し た。
重
量 比50
倍
量:のPBS
を 加 え
て.
li訂速
ホ モ ジネ
ー
ト し,
冷 蔵 遠 心 装 置 〔
5
℃,
40
〔}Orpm
,
5min
) で遠 心 し, h
清
をす
べて 回 収 し た、
,
E
清
をユ00
倍 希 釈
し た溶 液 を
ピアルロ ン酸
プ レー
ト(
冨
士レビ オ1
に て定量
化 を 行い,
骨 格 筋単位
’
『
たり
の ピ ア ル ロ ン酸 量(
以1・
.
,
HA
量 ) (μg/mg )を測 定
し た。
4
.
デー
タ解 析
測 定 結
果の表
記 は平 均
±標 準 誤 差
とし
,
各 試 行
の検 定
はKruskal
Wallis
検 定
を使用
して行
っ た。
ま た,
2
群問
A
∫0
ム 恥一
ご
e−一
一
’
.
’
一
’
.
z’
’
=
’
=
.
=
.
.
…
.
x.
ノ’
i
わ1・\噸 龜
B ∫0
ム叙
.
__ 一
セ
へ
s.
tt
T、1.
,1
,llin
..
.
厂o厂ぐどtrttn∫ducer
醸齧
一 撫 卿伽 ・ナ
⇒ Stretc’
加 ls’
愚
瀞
孅 転
一、
.
、.
,
.
.
.
.
一
..
.
L
> 跏 ,融,
9図
3
筋 断 裂まで の
筋
張 力の測 定足 部か ら師骨 と と も にヒ ラ メ筋 〔SOL ) 末梢 端 を切
D
離 し,
マ ニ ピュ レー
タ に 結 合 し たロー
ドセ ル に接 続した.
マ ニ ピュ レー
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 険率
5
% 以 下の場 合
を有
意 差あ りと
判断
した。
結
果
本 研 究
で は,
HS
お よ びCAST
の 二種
の骨 格 筋 萎
縮モ デルを 作 成 した。
摘 出 し たヒ ラ メ筋
の筋
湿
重 量 はHS
で はC
()NT
の42
%
の重量 低
ド.
CAST
で は47
%の重 量
低 下
にな
っ ていた
。
ま
た,
体 重に対
する ヒ ラ メ筋
の相 対重 量
比の指
数 (ヒ ラ メ筋 湿 重 量
mg /体 重
100
g)
はCONT
で は56
であ
る が,
HS
お よ びCAST
は そ れ ぞ れ40
,
35
と なり
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 変化
は図
2
に示 す
よ う に な っ た。
rarnp stretch による
RSF
とh
〔}ld
stretch に よ るHSF
を 比較 す
る と,
RSF
は,
IISF
に 比 較 して,
有
意に高 値
を示
した。
ramp stretch か らhold
stretch に移 行
し た後
の張 力
は急 速
に低 ド
し,
hoid
stretch移 行 後
の4 秒
問
は徐
々に張 力
の低
下が観 察
さ れ た が,
4
秒 後
以降
は,
有意
な 低
卜’
は認
め ら れず
一
定 値
を示
し た。RSF
を
CONT ,
IIS
お よ びCAST
問で 比較
す る と,
CONT
の ⊥.
26
±O
.
18g
に対
して,
HS
で は0.
64
土0.
04
g と な り,
有 意 な
低
ドを示
し た。 しか し
,
CAST
では2
,
75
±0
.
33
g と な り,
有 意 な 増 加
が観 察
さ れ た (図5
)。
HSF
を 比較 す
る とCONT
の0,
75
±0.
15
g に対
して,
HS
で は0.
41
±0.
03
gと低
卜『
を 示 し,
CAST
で は1
.
97
±0.
26
g
と な り,
有 意 な 増 加 を示
し た(
図
5
)
.
こ れらの結果
か ら,
他 動 張 力
はCONT
に比 較
し て,
HS
で は低
下,
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
の変 化
につ い て検 討 を
おこなっ た(
図6
)
。
CONT
に お け るEx
前 後
のRSF
お よ びHSF
は,
Ex
前
は それ ぞ れ126
±O
.
ユ8g
,0.
72
±0
.
15
gであっ たが
,
Ex
後
に おい(
9)
§
’
越§
500
.
ミ
韮
_
/
へ
}
〃o 〃
Rcunp
恩
ttt
ズ E,
t−.
.
,
.
t
/
・
\
丶
H
。ld
R
岬 櫛か
、
<嘩
Rele
κStretch
嘩
》
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 ピレー
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 る.
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59
ても
RSF
で1
.
25
士0
.
17
g,
HSF
で0.
75
±0,
ユ5g
とな り
変 化
を 示 さ な かった
。
HS
にお
いても
,
Ex
前
のRSF
は0.
64
±0
.
O
・
1
g
,
HSF
は0
.
41
±0
,
03
g
で あり
,
Ex
後
のRSF
は0
.
62
±O
.
03
g,
HSF
は0.
39
±0.
03
g
とな り
,
CONT
と1
・
,iJ様
に.
変 化
を示
さ な かっ た。
し か し,
CAST
に おいて はEx
前
のRSF
は2.
75
±0.
33
g
,
HSF
は1
.
97
」:0
.
26g
で あっ た の に 対 して,
Ex
後
のRSF
は2
.
56
±b
,
28g
,
HSF
は1
,
85
±023
g
と な り 有 意 に低
下 した。
CAST
で は,
Ex
は他 動 張 力
を減 少
さ せ る効 果
が あ ること が 明 確 と なっ た (図6
)
。
一
方
,
骨 格 筋
巾のHA
量 を
み る とCONT
が200
±28
μg
〆mg であ
っ たのに 対 し て,
HS
が318
±42
μg
/mg,
CAST
が368
±48
”g
,
’mg と なり
,
筋萎
縮のおこ っ てい るHS
お よ びCAST
で はCONT
よ り有 意
に高 値
を示
しqO
、 騎q
幅 > h ロリ の避
(9 )3
2
1
0
*CONTHS
CAST
口
RSF
翊
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 は低下
,
CAST
では増 加 を 示 した.
hold
stretch で はCAST
で増加
を 示 し た
,
* :pく0
.
05
,
※ :p<0
.
05
.
た(
図7
)
、
,
し か し,
HS
とCAST
の問
に は有 意 差
はな か
った
。考
察
関節
の可動
域 制 限 や 予防
に対 す
る他 動 運動
は.
理学 療
法 治 療 手 技
のな かで最
も使
用 頻 度の 高い治 療 手 技
であ
る。
し か し, これま
で他動 運 動
が骨 格 筋
に対
し て,
どの よう
な変 化
を 及 ぼす
か につ い ての報 告
は み ら れ な かっ た。また
,
理 学 療 法
の治療
の中
で取
り扱 わ れる の は,
病
的状 態
の筋
であ
ること が多
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
筋
の萎
縮 像
に 関 し て は重 量
の減 少
の ほ か,
筋 線 維
の短 径
や断 面 積
の細
小 化 1ω11 ).
筋 線 維
の構
造
の 乱 れ12〕,単
収 縮
お よび強 縮
の張 力 低
下 1Stコ41} な ど数 多 く
の報 告
が あ る。
これ らの研究
は小 動 物 を実験 対 象
と した萎 縮
モ デ ル による結 果
であ る。
筋.
萎 縮の モ デル研 (μ9/【ng )500
400
腰箏
機300
6
煢
…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
はCONT
より有 意に高 値を示 す.
HS
と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 の避
(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.
60
理学療 法学 第31巻 第1
号究
で は後
肢 懸 重臼 1’
や ギ プス 固定
IJ’
1{1 が使
川 さ れて い る。Morey
ら〔.
は骨 格 筋
の萎
軸モデルと
し て,
安 浄 臥床
と 類 似 し た状 態
になる と考
え ら れ る 後 肢 懸 垂法
を提
案
し,
2
週
間の懸 雫
に よ りヒ ラ メ筋
の重 量 が
40
% 減 少
し たこと を報 告
し た。
ま た,
Herbison
ら
正5〕 は ラッ トの 後 肢 を ギ プス固定
し,
筋 重 甲
と筋
線 維の直 径
を測 定す
る と.6
週 門 後
に は筋 重
量 が42
% に まで減 少 す
るこ とを
轍 告
し,Cooper151
は 遅筋
が 速筋
よ りも萎 縮
しやす
い こ と を報 告
し た。 これ
らの報 告
は,
下肢 を
固定 す
ること に より
,
肯 格 筋
に は萎 縮
が生
じ る と 共L
遅筋
に萎
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} の行
っ た方法 を 参 考
に し て,
ラッ トの 後肢 懸 垂
を2
週 間行
う方
法 とラ ッ トの 後 肢 を2
週 間 ギ プス 回走 す
る方 法
と二種
類の萎 縮
モ デル を用
いた。そ
の結 果
.
後
肢 懸 垂 に よ るヒ ラ メ筋
の筋 況 重 量 が
i「常 筋
と比 転
し,
42
%の重 量減
♪,
ギ プス固定
で は47
%の重 量減
少 を示
し
たこ の
糸
.果
か ら,
本
研究
で 使 用 した二種 類
の方 法
に おい ても諸 家
の方法
6−
1〔1 と 同様
に筋
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
’
に対
.
して,
他 動 的
なfil
[長 刺 激 に よ る他 動 張 力
の 変 化 を 測 定 し た。
その 結果
,
ramp stretch に伴
っ て 他動 張
丿J
は増 加
を示
し,
ramp stretchに
続
くhold
str〔rch に より張 力
は減 衰
し,
4
秒後
に は ほ ぼ一
定
し た狂 力
を示 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
によ り張 力の減 衰 は 見 ら れるが
,
ramp Stretch の速 度
に関 係 な く
,
・
定
の張 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
秒
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 明確
と なっ た。
筋
を伸 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 の後
,
安 疋
した 張 力 を発 生 す
るの は,
筋の弾 吐力
に よ るも
の とtt
「撃 さ れ る。
筋
に おいて丿単
性力
を 発 生 させ る要
因 とし て は 筋 線 維,
筋 膜 な どの結 合組 織
や生化 学 的
な物 質
な どの関
Jゴ
.
が考
え ら れて い る 171儀
、次
に,
萎 縮 筋
で あ るHS
お よ びCAST
の他 動 張 力
とCONT
を 比 較 す る とHS
で は低
ドし,
CAST
で は増 加
を 示 し たそこ で
,
組
織
の粘 弾 竹
に深 く
関与す
る と考
え ら れ るピ アル ロ ン酸 量
の 測定
を 彳」っ たu ピアル ロ ン酸 は 組織
の保 水 性
を高
め粘
性や弾 力 性
を増 加
さ せ る作 用 が あ る という
ム コ多 糖 類
であり
.
結 合組 織 内
に多 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 が萎
縮す
る こ と に よっ て 増 加す
る こと は 明 ら か と なっ た一
HS
では筋 線 維
の縮 小
に よ り蝉、
位
重 量 あ たり
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
懸
垂に よ る萎 縮 筋で は,
こ れま
で,
筋 線 維
の 縮 小 ]O)ITス ト リ
ー
ミ ン グ 1Lt
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
嬰素
が存 在
し てい る が,
筋 線 維 径
の減 少
という 萎 縮
に よ り,
こ の弾 性 妛 桑
が破 壊
,
消 失す
る こと
で,
flli
長に対
.
す る他 動 張 力
の低
下を
おこす
と考
え ら れ る。
その結 果
,
筋
線 締
の弾 性 要 素
の破
壊,
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
の増 加 す
なわち他
動 張 力 の増 加 を ト回 る た めに,
HS
で はCONT
よ り も 他 動 張力
が低 下
し たも
の と訂
r’
1
則
さ れ る、
、一
方
,CAST
に よ る萎
縮 筋
で はIIS
と 同 様 に 筋 線 維 径の減
少,
筋
タ ンパ ク質 で
,成
の低
下,
筋 原 線 維 構 造
の乱 れ
1°.
.
lz}2〔}丿な ど
が報 告
さ れ てい る 。 さ らに筋 内
で線 維 化
が進 行 す
るこ と も知
ら れて い る 2D22し
S
’
Villiams23
}2’
i)やWitzmann
「
は
張 カ
ー
長
さ曲線
か らflll
長の長 さ が・
定
の砺 合
に弛 緩 位
で関 節
固定
し た 筋では,
Ir常 筋
と比較
し て,
静 止
i ,F
力
が一
ヒ昇 す る と報 告
している。また
,
固定
し た装
絲筋
に お け る あ る長
さ で の静 止 張 力
の上 昇
は,
筋 内
の結 合 組織
の変 化
に よ るも
の と推 察 し てい るtt 本 研 究でC
一
丶ST
の萎 縮 筋
で紵
ら れ た ピア ル ロ ン酸
量の増 加
と静 的 他 動 張 力
(HSF
)の 増加
は,
両 者
の報 告 を支 持
する もの で あ り,
動 的 な 他 動 張力
〔RSF
)も
h
昇 す ること を1月
ら かに し た.Williams24
} が ユ0
日 間 関節
固定
し たマ ウ ス ヒ ラ メ筋
で結 合 組 織 量
の 増 加 が観 察
さ れる こと を報 告
し てい るc この結果
か らも
CAST
で の他 動 張 力
の ヒ昇
に 結 合 組織
の変 化
が 大き く
閃 与 す
ること
がtg
pm で きる一
持
続
的他 動
運動
の効 果
とし
て,
f
申長運 動 を
10
庁
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
の減
少
が み られたttBorg
ら 19) は 骨 格 筋にお ける弾 性 力
が筋 線 維
に 比 軟 し,
糸冂合 組織
の発 す
る弾件
が極
めて大 き
い こ と を 報 告 している ことか ら,
こ の結
果は,
結 合 組 織の 伸 張性
に変 化
を与
えた の で はない かと考
え ら れ る。 しかし
,
10
分 間
の運 動
で 結合
組織
に構
ス_
的
な変 化
が 生じ
た と は考 え ら れ ず,
筋 刷 織 内の生化 学 的物 質
の関与
などが 示1
唆 さ れ る。
本 研 究
の糸
「,果
か らは.
他 動 張
JJ
の変 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
で得
ら れ た結 果 は,
摘 出 し たラ ッ ト ヒ ラメ筋 標 本 と
いう
ill
virro に よ る環
境下
で はあ
るが
,
ギ
プス固定 後
の拘
縮 時の骨 格 筋
に対 す
る持 続 的
な他 動
運 動 に よ り,
筋
の伸 長 張 力 を改 善
でき
るこ と が検
証 で き,
理学 療 法
治療
に 対 す るエ ビデ ン ス の・
つ にな
るも
の と考
え
られ る、
,
次
に骨格筋
を 伸 長 す る場 合
には,
筋 断 裂
の危 険 性
を 伴う
ことにな るそこで
,
予 備研
究 と して筋 断 裂 ま
で の他
動 張 力
の変 化
につ い て測定
を おこなっ た。
そ の結
果,
筋
を 徐々に伸 長 し ていく
と,
仲
長に伴い 他動 張 力
が増 加
し,
ある時 点 に な る と 急 速に他 動 張 力
が増
川 を 示 して,
筋断
畏 を
牛 じ た(
図4
)こ のよ
う
な現 象
が観 察
さ れ たの は,
骨 格 筋の伸
長に対 する補 償 を 担っ てい る結 合 組織
が,
あ他 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
る時 点
で限 界 点 を超 え
,
破 綻
を来
し たこと が 原 因であ
る と考
え
られ る。
この結
果
.
は,
理 学 療 法 治療
に おい て,
筋
紳 張 時
におけ
る筋
の抵 抗
の 変化
に 注意
が 必要
であ
る ことを 裏付
け る と共
に,
関節
可 動 域末 端 部
に おけ
るendfeel
−
ing
の よう
な抵 抗 感
の重要 性
が 改 めて示唆
され た。
謝 辞
:本 研 究 は 平成
13
年 度
日本 理 学 療 法
士協会 研 究
助成
お よ び平
成 ユ3
年
.
度 吉 備 国 際.
大 学保 健 科 学 部 学 内
.
研 究
助 成
の援 助 を受 け
たも
の であ り
,
こ こ に 深.
甚
な る謝 意 を
表 す る。
文
献
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KR
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length
−
tension and contractile pr〔〕perties of ske[eしal Inus.
62
理 学 療 法学第
31
巻第工号<
Abstract
>Effect
ofthe
Stretching
Exercise
onPassive
Tension
in
Atrophy
Muscle
Hidemi
FUJINO ,
RPT ,
Isa
〔}TAKEDA ,
RPT
,
PhD
D
・pa 跏 翩 ・ズPhy
・i
・alTher
・・p
.
Y
,
F
・ ・吻
σズ
H
館 ん8
・i
・π ・e,
SUZ
漁Universit3
,
・ズ
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Scienee
Toshiaki
NEYA
,
PhD
,
Touru
NAKA
,
RPT
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f
Physical
Thenapy,
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He
αlth
Science
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NIKI
,
RPT
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He
αlth
Science
The
aim ofthe
present
study was to exalnillethe
rnechanicalproperti
〔ts of skeletal rnuscleduring
stretchingin
atrophic muscle.
The
chal/ges
in
mechanical propcrties (passive tension)during
stimulation
by
ramp andhold
stretching were studiedin
the
rat soleus Inuscle withdisuse
atrophy.
Muscular
atrophy wasinduced
by
hindlimb
suspension 〔HS
)
orby
immobilization
with plaster casて(
CAST
)for
匸woweeks
.
During
stretchcondition
,
passive tensions
o「 skeletal muscleswere sigrユ
ificantly
reducedill
HS
andincreased
in
CAST
.
The
passivetensi
n was sigllificantlydecreased
after the continuous stretching exercise
〔
10
皿inutes
)
in
immobilized
hindlimb
.
On
the otherhand
,
monitoring of the continuum
for
stretch−induced
inlury
allows us t(〕define
the threshold of stretch [njury.
The
skeletal musele 、〜・
as stretched untilfailure
in
si匸u.
Tlle
passive
tension of sketetal musclewas significantly
increased
by
stretching,
A
thresholdfor
stretch−
induced
inlury
does
exist,
These
resultsindicate
thatfollowing
muscular atrophy,
ach[evedthrough
tNvo weeks ofhindlimb
immobilization
,
the mechanicalproperties
ofthe
skeletal muscle are changed.
We
suggest that awareness of changes of muscular rnechanical properties could provide a useful cluefor
advancing varioustherapeutic
programs
for
physical therapy ofpatients
witb atrophic muscles,
〈コメ ン ト〉