関節固定後の持続的筋伸張および超音波照射が筋組織に及ぼす影響

理学 療 法 学　　第

25

巻 第

6

号　　

368 〜375

貝　（

1998

年）

報　 　告

関節 固定 後

の

持続

的

筋 伸張

_お

よ

び

超

音 波

照

射

が

　　　　　　筋組 織

に

_及

ぼ

す

影響

一一

_ラ ッ ト の ヒラ メ

筋

にお

け

る コ ラ

ー

ゲ

ン の

生 化 学 的分 析

＊

・

一

須

釜

　

聡

1）

立

野 勝 彦

2）

灰

田

信

英

2）

濱 出

茂

治

2） 要

旨

　本実験

の

_月

的は， 超

音

波照

射

と

持続

的伸 張

手技

が足

関

節

固

定

後

の ラ ッ トヒ ラメ

筋

コ ラ

ー

_ゲ ン_{線 維}に及ぼす 影 響を

検討

することであ る。 ラッ トの左足 関

節

を

3

週間 固

定後

， 無 作 為に超 音波 照 射 群

，

持 続 的 伸 張 群

，

対 照 群に分 けた。 コ ラ

ー

ゲンの 測 定はヒ ドロ キ シプロ リン量 を

定

量 す るこ とに よ り

行

っ た 。 そ の

結 果

，

持続的伸張群

と

対

照

群

の比

較

で は全て の

測定項 目

に っ い て有 意 差はな か っ た_。

超音波群

と

対

照

群

の 比

較

で は超

音波群

の コ ラ

ー

ゲ ン

_濃度

の

_増加

と 酸 可 溶コ _ラ

ー

_ゲン の割 合の増 加

，

不 溶 性コ ラ

ー

ゲンの割 合の減 少を認め た。 これ らか ら

，

持

続

的 伸

張手

技は固 定 後の ヒラメ筋コ _ラ

ー

_ゲン線 維には影 響 を及ぼ さ ない が

，

超 音 波 照 射はヒ ラ メ筋の コ ラ

ー

ゲン_{濃 度}お よ び可 溶 性に影 響を及ぼすこと が示

唆

さ れ た。 キ

ー

ワ

ー

ド

　 持続

的

筋

伸

張

， 超

音

波 照 射

，

コ ラ

ー

_{ゲ ン線 維} は じ め に 　 臨 床の _{場 面}において， 長 期 聞の 不 動などによ り

関

節 拘 縮 を きた した患 者を 理学 療 法の対 象 と して 治 療 するこ とは極めて 多い

。

関 節 拘 縮の発 生に関 する研

究

と して は

，組織学 的研究

や生

化学

的

研究

が主に

行

わ れている

。

関 節 拘 縮の生 化 学 的 考 察と

＊

_{The　Effects　of 　Uitrasound　Irradjation　 and 　Static} 　 Stretching　 on　 Immobillzed　Muscle　Biochctnicul 　 Studies　on　Col］agen 　from　Rat　Solcus　Muscle

− ．

D

公、λ穴水 総合 病院　リハ ビリ テ

ー

シ

ョ

ン部

　 （〒927

−

0027石川県鳳至 郡穴水田」字川島夕の 8〕

　 Satoshi　Sugama

，

　RPT ：Department て）f　Rehabilitatlon

，

　 Anamizu　General　Hos1⊃ital

2）金 沢大 学医 学部保健 学 科

　 Katsublko　Tachino

．

　MD

，

　Nobuhide 　Haida

，

　RPT

，

　 Shigcharu 　Hamade

_，

　RPT ： Department 　of　Physical

　 Thcrapy

，

　Kanazawa　University

，

　Faculty　o 〔Medicille

，

　 Sch⊂＞ol　of　Health　Sciences 　（受 付目 1997年7月 11日／受瑚 口 1998年61

．

113

日） して

，

関

節

周 囲に

存在

する

軟部組織中

の コ ラ

ー

ゲ ン_{線 維}の変 化が 関 節 拘 縮 と関 係があると考え られ てお り， 組

織 中

の コ ラ

ー

_{ゲ ン量の}

_増

加や コ _ラ

ー

_ゲ ン線 維に形 成さ れ る架 橋 結 合の_{変 化}が組 織の _柔軟 性 低 ドにっ なが ると考え ら れて い る1）2♪。 こ の架

橋結

合につ い ては

，

架 橋 結 合が少ない コ _ラ

ー

_ゲ ン は

中性塩

に より 可

溶化

さ れ

，

コ ラ

ー

ゲ ン

分

了

内

に 架 橋 結 合が形 成されると酸に よ っ てはじめて可 溶 化さ れ る よ うにな り

，

さ らに コ ラ

ー

ゲ ン

_分

_子に

分

子 間の架 橋 結 合が形 成さ れ る と酸によっ て も可 溶

化

さ れず，

不溶性

コ ラ

ー

_{ゲ ンになっ て い くこ と が} 知 られてい る。 以 上の こ と か らコ ラ

ー

ゲン線 維の 可 溶 性が低 下 する ことはコ ラ

ー

ゲ ン線 維 内の架 橋 結 合の生 成を示 唆 し

，

この こと が組 織の _{柔 軟 性 低} トの

一

因に なっ て い ると考え ら れ る。 　 我々はこれ までに ラッ トを用い関 節 固 定 後の筋

関節 固 定 後の持 続 的 筋 伸 張お よ び 超音波 照 射 が筋 組 織に及 ば す影 響 369 及 び

腱組織

の コ _ラ

ー

_ゲ ン

_線維

につ い て_， その

_可溶

性の _{変 化}を中 心に検 討し て きて お り95）

，

その _結 果 関 節 固 定が

3

週 間に及ぶ 頃か らヒラ メ筋コ ラ

ー

ゲ ン線 維の可 溶 性に変 化 を認め

，

コ ラ

ー

ゲ ン線

_維

中に形 成さ れ る

架橋結

合の_変

_化

の_可

_能性

を示 唆 し た3）5）

。

　

一

方

，

関 節

拘縮

に対 する治 療 と して は持 続 的 筋 伸 張や超 音 波 照 射が多 く用い ら れ鋤

，

宮 本8）は

，

理

学療法

にお け る

伸張手技

の

_目

_的は正

常

な 可

動域

および軟 部 組 織の_{運 動 性}を獲 得 するこ と と述べ て お り， ま た， 超

音波

照

射

の

臨

床

効

果の

一

_{つ と して}

筋 ・腱

の

_伸張性

_改

_善

が

期待

でき る と さ れ9）

，

　

その 有 効 性を報 告する論 文も多い6）η。

　

この 様に

，

筋 の持 続 的 伸 張および 超 音 波 照 射に よ っ て軟 部 紲 織 の運

動性

や

伸張性

が

改善

するの であ れ ば，

関節拘

縮後

の

_組織

を構 成 するコ ラ

ー

ゲン_{線 維}にも何 らか の _{影 響}を及ぼ してい るこ と が予 想さ れ る。

　

そ こ で本 研 究で は

，

関 節 拘

縮

に

対

する治

療

と し て

一

_{般 的}に行 われて い る持 続 的 筋 伸 張お よ び超 音

波

照

射

が

，

関

節

固

定後

可

溶性

に

変化

が生 じ たヒ ラ メ筋コ ラ

ー

ゲン線 維に どの様な影 響を及ぼすのか

検討

するこ と を

目

的と し実

験

を 行っ た。 方 法 1

_．

_材

_料

　 実 験 動 物に は

8

週 齢の

Wistar

系ラ ッ ト （体 重

256．

〇 ＋

6．

7g

） を

17

匹 用い た

。

関節 固 定は これ までの

_実験

3

−

5）と同

様

に， ギ プス に て左 足 関 節 を

3

週間中闘位に 固定 し， 右後 肢は無処置の ま ま と し た。

持続

的

筋伸張群　（

以 ド伸 張 群 ） （n

＝6

） は

，固

定

終

了

後

工

一

テル

_麻酔

_ドに て週

5

日

， 111

15

分 聞ヒ ラ メ筋の伸 張 を

2

週 問 行っ た

。

伸

張方

法は先 ずラッ トの 足

関節

を

徒手

に て可

能

な限 り背 屈 しヒ ラ メ筋を伸 張した のち非 伸 縮 性の テ

ー

プを 用い足

関節

をその

_位

_置に

保持

す るこ とに より行っ た

（

図

1

）。 超

音波

照 射 群 （以 下 超 音 波 群 ） （n

＝

5

）は

，

固 定 終

f

後工

一

_テル _{麻 酔 下にて週}

5

_凵 ，

1

日

15 分

聞の_{照 射}を

2

週 間 行っ た （図

D

_。 超 音 波

装

置

（

商

品

名

： イン タ

ー

トロ ン

6100，

ウ イ リア ム ス社 製

，

米 国 ） の _{照 射 条 件}は周 波 数 を

3MHz ，

強 度 を

O．

5

　

Wfcm2

_{と し}

_，

_照

_射方法

_は

_移動法

_を用 い た。

今

回の

超 音波

照

射

量 の設

定

に関して は

，

予 備 実 験において

2

_週

_間

_照

_射

_を

_繰

り返 して も照

射終

了 時に

水

泡や発 赤な どの_{所 見}が認め ら れ ない_{範 囲} の強 度におい て

，

最も強い照 射 量を選 択 し

，

今 回 の超 音 波 照 射 量と し た。 対 照 群 （n二

6

）は

，

固

定終

」

／

後 2

週

間

ゲ

ー

ジ

_内

で

自由

に

飼育

しエ

ー

テル 麻 酔のみ他 群と同 様 週

5

日

， 1

日

15

分 聞行 っ た

。

ヒ記の実 験 終了後

，

ネン _{ブ タ}

ー

ル

_麻酔

_下にて ラ ッ トの ヒ ラ メ

筋

を摘

出

し以降の_{実 験 材 料} と し た。

2 ．

コ ラ

ー

ゲン

_線維

の _可

_溶化

　

Fujii

らLe冫 の方 法に よ り筋 組 織か らコ ラ

ー

ゲン の 分 離

・

精 製を行い ヒ ラ メ筋コ ラ

ー

ゲン線 維 を 得 図1　持 続 的 筋 伸 張 巾の ラ ッ ト （左 ）と超 音 波 照射中の ラ ッ ト （右 ）

370 理学 療 法 学 第25巻 第 6号 a コ ラ

ー

ゲン線 維

　　 ↓

　 　 　 01

，

_0N　NaCl 　 　 　 　 （24時間x2 　 攪 掉 抽 出 ） 　 遠 　沈

一

上 清 中 性塩可瀋 コラ

ー

ゲン 沈 　査

　

1

　 e _O

_．

割 CHsCOOH 　 　 　（24時 間x2 _攪拌抽出） 遠 　 沈

一

b 不 溶 性 コラ

ー

ゲ ン

　

↓

　 　 　 0

．

5N　CH3COOH 　 　e 　十ペプ シン 　 　 　 　（48時間　攪 拌 抽 出） 遠 　 沈 　上 清 　 　 沈 査 　 　 　 上 清 　 　 沈 査

匯 剔

攣

。

ジ

．

｝

　

留 罅

群

［

残勲

・

励

　 図 2　 コ ラ

ー

t

ゲンの抽 出 （a）お よ び不 溶 性コ ラ

ー

ゲン の ペプシ ン処 理 （

b

） た。 そ の後

，

コ ラ

ー

ゲン線

維

の 可

溶化

を

行

い，

方

法の

_詳細

は先

行論

文と同 様に行っ た

’

1

−

5） 。 要 約 す る と

，

先 ず 1

．

O

規 定の _{塩 化}ナ トリウム

_溶液

で

24

時

闇の攪 拌 抽 出を

21

冂_{髞 り返し}

抽 出後

の

_溶液

を遠 沈によ り分 離 し

．

一

ヒ清 を 中 性 塩 可 溶 性コ ラ

ー

ゲン と して回 収し た。

次

に

， 沈湾

に

O

．

1 規

定の

酢

酸 を加 え

，

再 び 同 様の攪 拌 抽 出を行っ た。 抽

出

後 遠

沈

を行い _上

_清

を酸 可溶 性 コ _ラ

ー

_ゲ ン として回 収し， 沈 渣は不 溶 性コ _ラ

ー

_ゲ ン と し た

（

図 2 ）

。

3 ．

不 溶 牲 コ _ラ

ー

_ゲ ン のペ プシ ン_処理

　

コ ラ

ー

ゲン_{線 維}のペ _プシ ン

消化

に

対

する

抵

抗 性 を 検 討 する目 的で

，

不 溶 性コ ラ

ー

ゲ ン のペ _プシ ン

処

理 を

行

っ た_。

先

ず

，

沈 渣 と して 得た不 溶 性コ ラ

ー

ゲ ン_を

0．

5

_{規 定 酢 酸}に溶 解 し， ペ プシ ンを加 えマ グ ネ ッ トス タ

ー

ラ

ー

に て

48

時 間 攪 拌 しペ プ シ ン消 化を行っ た_e こ の

溶

液を遠 沈に よ り

分離

し 上 清をペ プシ ン_{可 溶 性}コ ラ

ー

ゲン と して回

収

し

，

沈 渣は残 渣コ _ラ

ー

ゲン と し た （図

2

）

。

　

な お

，

これ までの

_操作

はコ _ラ

ー

_ゲ ンの変 性を防 ぐ た めに可 能な限 り

4

℃ 以 下の低温

．

下で

_行

っ た。

4 ．

コ _ラ

ー

_ゲ ン

_含有

量の _{測 定}

　

コ ラ

ー

ゲン_{含 有 量}の_測

_定

は， コ ラ

ー

_{ゲ ン特 有の}

構

成ア ミ ノ酸で ある ヒ ドロ キ シ プロ _リンを定 量 す るこ とに よ り行っ た。 ヒ ドロ キシ プロ リンの

定

量 は

Inayama

ら1Dの方 法に よっ て行っ た。 概 要は

，

ヒ ドロ キ シ プ ロ リ ンを クロ ラ ミ ン

T

に よ りピ ロ

ー

ル に酸 化 後

，

エ

ー

ル リッ ヒ試 薬と

縮合

さ せ発 色させ， 発 色 後は吸 光 光 度 計にて

560nm

の波 長 に お け る 吸光

度

を

測

定して

各

試

料

の ヒ ドロキ シ プ ロ _リンを 定 景 した

，

、

5 ．

全 ヒ ドロ キシ プロ リン量 　 採 取 し た組 織の全 ヒ ドロ キシ プロ リン量 は中性 塩 可

溶

， 酸 可

溶，

ペ プシ ン可 溶コ ラ

ー

_{ゲンおよび} 残 濱コ ラ

ー

ゲン に含ま れ るヒ ドロ キシ プロ リン_量 を

合計

し た値 とし

，

組 織 湿 重 量の影 響 も考 慮 して 湿 重 量に対す る百 分

率

での

_表

_示も

行

っ た_。

6

．各

可

溶性

お よ び不 溶 性コ _ラ

ー

_ゲ ンの令コ _ラ

ー

　　

ゲン に対 する割

合

　中性

塩

可溶

， 酸口

∫

溶

および不 溶 性 コ ラ

ー

_{ゲ ンの} 全コ ラ

ー

ゲンに対 する割 合は全ヒ ドロ _キシ プu _リ ン量に対 する各 試 料の ヒ ドロ キシプロ リン 量の _百

分率

で

_表

した。 また， 不 溶 性コ ラ

ー

_ゲ ンの ヒ ドロ キシ プロ リン量はペ _プシ ンロ∫

溶

化コ _ラ

ー

_ゲ ンと残 渣コ ラ

ー

ゲン の ヒ ドロ キシ プロ リン量 を

合計

し た 値と し た。

7 ．

ペ _プシ ン Il∫

溶化率

　 不 溶 性 コ ラ

ー

ゲン のペ プシ ン によ る可 溶 化 率は

，

不

溶性

コ ラ

ー

ゲ ンの ヒ ドロ キ シ プ ロ _リン量に対 す

関節 同 定 後の _{持続的 筋抻張}お よ び超 音 波 照 射が筋 絹 織に及ば す影 響 るペ プシ ン可

溶化

コ ラ

ー

ゲ ンの ヒ ドロ キ シ プロ リ ン_量の割 合とし百 分 率で表 した。 表 1 　ヒラメ筋の湿重量変化 371 対 照 群 　 仲 張 群 　 超 音 波 群 　ANOVA

8 ．

統 計 処 理

　対

照群， 伸 張 群

，

超 音 波 群の

3

群 間に お ける各 測 定 値の 有 意 差 検 定に は

，一

元 配 置 分 散 分 析 法 （

ANOVA

）を用い て行い

_有

_意

_水準

は

5

％ と した。 また

，一

元 配 置 分 散 分 析 法によ り有 意 差 を 認め た 測 定 項 目につ い ては

，

どの

_群

_間に

有

意 差が

存在

す る の か検 討 する ために

，

多 重 比 較 法を用い て検 定 し た。 な お多 重 比 較 法に は

Sheffe

の方 法 を 用い

，

有 意 水 準は 5％ と し た。 結 果

1 ．

湿 重騒につ い て （

表 1

） 　 実 験 終 了 時にお ける ヒ ラ メ筋の湿 重 量は

，

対 照

群

，

仲張群

， 超

音

波

群

の

3

群 間に有 意 差はな かっ た。

2 ．組織中

の ヒ ドロ _キ シ プ ロ _リン_量につ いて _（表 　 　

2

） 　 対 照 群の ヒ ドロ キ シ プロ _リン_量は

191

±

23

μg

，

伸張群

は

187

±

25

μg

，

超

音

波 群は

248

±

37

μ

g

と な り

，

　 3

群 間に有 意 差を認め た。

Sheffe

の

方

湿 重 量　（  ）　

112

±14　　111±16　　　122上9　　　　　n

．

s （平 均 値工 _{標 準 偏 差 ）}

．

n

．

s：有 恵 差 無し

．

法に よ る

2

群 間の 比 較で は

，対

照

群

と超

音

波

群

，

伸張群

と

超音

波 群

．

聞に有 意差 を認め

，

共に超 音 波 群の ヒ ドロ キ_シ プロ _リン_{量 が 増 加 し}ていた

。

　

ま た

単位

湿 重 量

当

た りの

_値

に

換算

する と

，

対 照 群

0．

17

±

0．

03

_％

_，

_{伸 張 群}

0．

17

±

0，

03

_％

_，

_{超 音 波}

』

群

0．

22

±

O．

03

_{％ とな り}

_{， 3}

_{群 間に有 意 差 を 認}め た_。

Sheffe

の

_方法

に よ る

2 群

聞の比

較

では， 対 照 群 と超 音 波 群

，

伸 張 群と超

音

波

群間

に

_有

意 差 を 認め

，

共に超 音波 群の _値が増 加 してい た。

3 ．

中 性 塩口∫溶コ ラ

ー

ゲンの全コ ラ

ー

ゲ ンに対 す 　 　る割 合 （表

3

）

　対

照 群，

伸

張 群， 超 音 波 群の

3

群 闘に有 意 差は な か っ た_，，

4 ．

酸 可 溶コ _ラ

ー

_ゲ ンの全コ _ラ

ー

_ゲ ンに

対

する

割

　　

合 （

表

3

） 　 対 照 群で は

29．

9

±

3，

2

％

，

伸 張 群 は

32

．

6

±

3

，

2

％，

超音波群

は

51

，

2

±

7

．

4

％ と な り，

　

3

群 間 表

2

　ヒ ドロ _キシプロ _リン量の変 化 　 　対 照群　 　　　 　伸張 群　　　 　　超 音 波 群

ANOVA

ヒ ドロ キシ プロ リン量 （

4g

） 単 位 湿 重 量 当 た りの ヒ ドロ _キシ プロ _リン_{量 （}％） 191±23

0．

17±

O ．

03 187士

25

0

，

17±0

．

03

248

上

37a・

b O

．

22±0

．

03a

卜

b P＜

0 ．

05P

く0

．

〔〕5 （平均値＝ _{標準 偏 差 ）} a：対 照 骭と比 較し角意 差あり 〔p＜ 0

．

05

，

Sheffe

’

s　test） 　 　 　 b：_伸張群と比 較 し有 意 差 あ り （pく0

．

05

，

Sheffe

’

s 　test） 　 　 表3　 コ ラ

ー

ゲン可 溶 性の変 化 対照群 伸 張 群 超音波 群 ANOVA 各コ ラ

ー

ゲン の _{割合 （}％） 　塩冂_∫溶コ ラ

ー

ゲン 　酸 可溶コ _ラ

ー

_ゲン 　 不 溶 性コ _ラ

ー

_ゲン 2

．

1±_O

．

₄ 29

．

9士3

．

2

68．

0

π±73

．

2

2，

1±

0．

7

32．

6

±

3．

2

65

．

3±2

．

9

1，

7

＋

0 ．

6

51．

2

±

7．

4a・

b 47

．

1±6

．

9

ユ

・

b 　 n

．

Sp く

O．

O

「_op くO

．

05 ペ _プシ ン可 溶 化 率 （％ ） 70

．

3

一

ト₇

，

_{2 66}

．

₇上₁₁

．

_{1 77}

．

₁±

3 ，

8

Il

．

S （平 均 値＝ _{標 準 偏 差}

．

_） a：_対照群と上ヒ較し有意 差あ り （p＜ 0

．

05

，

Sheffe

’

s 　test_） b：伸 張 群と比 較し有 意芹 あ り 〔pく 0

．

e5

，

　 Shじffe

’

s　test_）

372

理学 療 法 学 　 第

25

巻第

6

号 に

有

意 差 を認 めた。

Sheffe

の方 法に よ る

2

群 間 の比 較で は， 対 照 群と超 音 波 群， 伸 張 群と 超音

波

群 間に有 意 差を認め

，

共に超 音 波 群の _値が

増

加 し て い た。

5 ．

不 溶 性コ ラ

ー

ゲンの全 コ ラ

ー

ゲ ンに

対

す る

割

　　合 （

表 3

）

　

対 照 群 で

1

ま

68

．

0

±

3

．

2

％

， 伸張 群

は

65

，

3t

2．

9

％，

　

超

音

波 群は

47．

1

±

6．

9

％ と な り

，

　

3

群 間 に有 意 差を認め た。

Sheffe

の

方 法

に よ る

2 群間

の比 較で は

，

対 照 群と超 音 波 群

，

伸 張 群と超 音 波 群 問に

_有

恵 差を認め_， 共に超 音 波 群の値が減

少

し て いた、、

6

．

ペ _プシ ン

可溶化

率にっ いて （表

3

）

　

不 溶 性コ ラ

ー

ゲンをペ _プシ ン

_消化

し た

際

に

可溶

化 し たコ _ラ

ー

_ゲン_{線 維}の割 合は

，

対 照 群， 伸 張 群， 超 音 波 群の

3

_群

_間に

有

意 差は な かっ た。 考

察

　

関 節

拘縮

に

対

す る 理

学療

法 として は持 続 的 筋 伸 張や超 音 波 照 射が用い られ

，

これ ら が関

節

可

動域

改善

に

有効

に

作用

すると報 告 する論 文 も多い8）9 ）。

　

また

，

関 節 可動 域を決 定 する因子 と して，

関節

の

_構築学

的

_影

響

，

働 筋の収 縮 力

，

拮 抗 筋の_{伸 展 性} な ど が上げ ら れ12），

特

に

軟

部 組 織の伸 展 性に関し て は

，

その

_変化

の

_原

因の

一

っ と して

，

組 織を構 成 する コ _ラ

ー

ゲン線 維の影 響が考え ら れて い る2）。 従っ て

，持続

的

筋

伸 張お よび超 音波 照 射によっ て 関 節 可 動 域が改 善す るの で あ れ ば， その

関節周囲

の

_軟部組織

の伸 展 性 も改 善さ れる と考え ら れ， 組 織を

構

成す るコ ラ

ー

ゲ ン

_線維

にも何 らかの影 響を 及ぼすこ とが予 想される。 コ ラ

ー

ゲ ン

線維

の変 化 とい う

点

にっ い て

，

従 来の研 究で は コ ラ

ー

ゲ ン 吊 と可 溶 性の変 化とい う 財 と

質

の

_観点

か ら検 討され ておりD2）

，

本 研 究で は

， 持続的筋伸張

お よび 超

音波

照

射

が

，

関 節 固 定 後 可 溶 性に変 化が生 じ たヒ ラ メ筋コ ラ

ー

ゲ ン

_線維

に どの_{様 な影 響 を及}ぼすの かコ ラ

ー

ゲン_量とコ ラ

ー

ゲ ン

_線維

の_可

_溶性

変 化と い う

2

っ の観 点か ら

検討

す るこ と を目的 とし実 験 を行っ た。

　

その

_結

_果

，

伸

張群

につ い て は

対

照

群

と比

較

し測

定

し た全ての

_項

_目におい て

有

意 差を 認 めな か っ た_。 これよ り

，

関

節

固

定

に よ りコ ラ

ー

ゲ ン_{線 維}の可 溶 性に変 化が生 じ始め た ヒラ メ筋 を 足 関 節 を背 屈 す ることで

，持続

的に伸

張

する だ けで はコ ラ

ー

ゲ ン 線 維の可 溶 性に及ぼ す影 響は小さい こと が示 唆さ れ た。 これ は

，

筋 を 伸 張して も

筋中

の コ ラ

ー

ゲ ン 線

維

に何ら影

響

を及ぼ さ ない とも

考

え ら れ る が

，

Taylor

ら13）は

，

骨 格 筋の伸 張に関 して _負

_荷

_を与 え筋を仲 張す る場 合，

実際

に

伸張

さ れ るの は筋 実

質

よ り も

筋腱移行部

であ る と

報告

して お り

，筋長

の _{変 化}はこの部 位の影 響が大 きい と して い る。 今 回の

_実験

では

，

ヒ ラメ

_筋

コ ラ

ー

ゲ ン

_線維

の

_変化

を 検 討 すること を

H

的と し た為

，

筋 採 取 時に筋 腱 移

行部

は肉 眼 的に可 能な限り除 外 し筋 実

質

のみの分 析を行っ た_。 こ の こ とと

Taylor

ら 13）_の

_報告

_{か ら} 筋 実 質につ い て

考

え た

場合，今

回の

持

続

的

筋 伸 張 は筋 組 織コ ラ

ー

ゲ ン_{線 維}に _{影 響 を 及}ぼすほどの _刺 激にな っ てい な か っ た ため に

対

照

群

と比

較

し

有

意 差を認める に至ら な か っ た と も推 察で き る。 しか し，

一

．

一

_般

_的に

_臨

_{床で の理 学 療 法 を考え た場 合}

_，

_足 関 節を背 屈 することによっ て 持 続 的な筋の伸 張を

行

うことが多 く

，

や は りこ の よ う な方 法で持 続 的 筋 伸 張を

行

う

場合

は，

筋線維中

の コ ラ

ー

_{ゲ ン に及} ぼす 影 響は

少

ない もの と

考

え ら れ る。

　

一

方

，

対 照 群と

超

音 波 群の比

較

で は

，

超 音 波 群 におい て

単位

湿 重 量 当た りの ヒドロ _キシ プロ _リン 量の増 加， 酸 可 溶 性 コ ラ

ー

ゲンの割 合の増 加， 不 溶 性コ ラ

ー

ゲン の割 合の減 少を認め

，

超 音 波 照 射 に よ るヒ ラメ

_{筋 中}

の コ ラ

ー

ゲ ン量増 加と ヒ ラ メ

_筋

コ ラ

ー

ゲン

線維

の_可

_溶性変化

が 認 めら れ た。 超

音

波 照 射 が 組 織 中の コ _ラ

ー

ゲン量に与 える影 響につ い て

，諸家

ら正価 ）は， 人 問の

線維芽細

胞に超

音

波 を照 射 し た場 合

，

コ ラ

ー

ゲン_{線 維}の生 成 能が 上昇 した と報 告 して お り

，

我々 の結 果 もヒ ドロキシプ ロ _リン量の_{増 加}か らコ ラ

ー

ゲ ン

_線

_{維 量}の増 加が考 え ら れ， これ ら を支 持 する結 果となっ た。

　

次に

，

コ ラ

ー

ゲ ン線 維の _{可溶 件}

_変

_化につ い て

，

コ ラ

ー

_ゲン_{線 維}の _{可溶 性}はコ ラ

ー

ゲ ンに形 成さ れ

関節固定後の持続 的筋 仲張および 超 音 波 照 射が筋 組 織に及ばす 影 響 373 る

架

橋 結 合に影 響さ れ る と考え ら れて おり

，架橋

結 合の少ない コ ラ

ー

ゲ ンは塩ロ∫溶 性で あ_り

，

分 子 内に架 橋 結 合が形 成さ れ る と

酸

可 溶 性とな り

，

分

了開

に

架橋

結 合が形 成 さ れ る に従 っ て不

溶性

コ ラ

ー

ゲ ンにな るこ と が認め ら れて い る16 ）。 また

，

コ ラ

ー

ゲ ン

_線

維に存

在

する

分子間架橋結合

は

，

生 体 内で

加齢

に

伴

い _{不 安 定}な ものか らより安 定 し た 強 固な化 学 構 造を有 する

架橋結合

へ _と

置

き変_わ っ て い くこ とが明 らかに さ れてお り17）， そ れに

伴

い 酵 素 処理 に対 する

抵抗性

が増 加 し

，

ペ プ シ ン_{消 化} さ れ るコ _ラ

ー

_ゲ ン _蜃：が減 少 してい _くこ と が知ら れ て い る16）。

今

回の 可

溶

性 変 化か ら

，

超 音

波

照

射

は コ ラ

ー

ゲ ン

線維

の

_架橋結

_合に_{影 響}を及ぼすと推 察 で きる

。

　

この

_架橋結合

は組 織の弾 性に影 響を及ぼす 重 要 な因 子の

一

つ と して考え ら れてお り_，

特

に

分

子 間

架橋結合

は

，

組 織の柔1_{欧性の低 下に最 も影 響を及} ぼす 架 橋 結 合と

考

え られて いる18）。 また

， Vogel

は19）， 加

齢

に よ る組 織の柔 軟 性の 低 下は

組織 中

の 不 溶 性 コ ラ

ー

ゲ ン の_{増 加}と高い相 関を示し た と

報

告

して い る こ と か ら

，組織

の 柔

_軟

性の 低 下は分 子 間

架橋結

合 を有 する不 溶 性 コ ラ

ー

ゲ ンに関

係

す る ように思わ れ る。 今 回の実 験で

，

超 音 波 照 射は，

不溶性

コ ラ

ー

ゲンの割 合を減

少

さ せ た こ と か ら， 最 も柔 軟 性 低

下

に関

与

する分 子 悶 架 橋 結 合を減 少 させる作 用が あるの で は ない か と

推察

で き

，

これ が組

織

の _柔

_軟

_{性 低 下}を改

善

す る効 果にっ ながるの で はないか と考え られる。

　

しか しな が ら

，

Peacock1

）_は ， コ ラ

ー

_{ゲ ン}／_{線 維} の

_変化

は

架橋

結 合の変 化のみで論 じ ること はで き ず

，

む し ろ新しい コ ラ

ー

ゲ ンの生 成に よ るコ ラ

ー

ゲ ン量の増 加が組 織の柔

軟性低

下にっ なが るこ と を示 唆してい る。

今

同の結 果で は

，

超 音 波 照

射

に よ りコ _ラ

ー

_ゲン_{線 維}の _{可溶 性}

_変化

とい う

質

的な

_観

点か ら は

効

果

的

に

作

用 して い る と思わ れ る が

，

コ ラ

ー

ゲ ン 量の

_増

_加か ら量 的な観 点で は そ の効 果を 明 言するこ とは出 来ない よ うに思わ れ

，

今 同 用い た実 験 条 件で は単 純に コ _ラ

ー

_ゲ ン_{線 維}の冂∫溶 性 変 化の み を

取

り ヒげて _{超 音 波 照 射}の_{筋 組}

_織

に

与

え る 有 用 性の み を論じ るこ と は出来ない ように思 わ れ る。

　

ま た，

Turner

ら 2°）_は ， 超 音 波 照

射時

の照

射強

度の変 化が組 織 中コ ラ

ー

ゲン_{線 維}の 生

成能

に影 響 を 及ぼすこ とを報 告 し て お り

，

照

射

強

度

とコ ラ

ー

ゲン

生成

の _関

_係

を述べ _て い る。 こ の こと か ら

，

照 射 時 間

，

照 射 強 度

，

照 射 周 波 数な どの違い により コ ラ

ー

ゲ ン

_線維

に及 ぼす

影

響 も異な る と予 想され

，

今 後は超 音 波 照 射の諸 条 件を再

検

討 し， 可

能

な限 り正

常

なコ _ラ

ー

_ゲン_{可 溶 性}へ _{と導 くような}

，

_{最 適} の照 射 条 件を検

索

して い く必

要

が あ る と

考

え る。

　

これ は， 超 彦波 照 射に お い て

科

学

的根拠

に基づ い た， 照

射条件

の 選 択 を可 能にする基 礎デ

ー

_{タ に} な る と

考

え ら れ

，

ま た， 超 音 波 照 射が対 象とする 組 織へ 与え る影 響を検 討 し

，

正確に把 握す ること は

，

理

学療法

の

_分野

に おいて今 後 有 用であると考 え られ るり 文 献

1）　Peacock 　EE 二　Some 　biQ〔；hemical　and 　bio

−

　 physical　aspects 　of　

j

〔〕

ir

／t　stiffness ；role　of　coLla

−

　 gen 　synthesis 　as　opPosed 　

to

　altered 　molecular

　

bonding．

　

Ann

　

Surg

　164： ユ

ー

12

，

ユ966

．

2）Akeson 　WH

，

　Amiel　D

，

　et　aZ

．

　i　

Effect

　of　immobili

．

　 zation 　oll　

joints

．

　

Clin

　Orthop　219：28

．

37

，

1987

．

3

） 須釜　聡　、

h

_野勝彦

・

他： 関 節

1

−

！｝il定が筋 肉コ ラ

ー

　 ゲン に及 ぼす 影 響

一

ラッ ト の ヒ ラ メ筋にお け るコ 　 ラ

ー

ゲンの生 化 学 的 分 析

一． PT

ジャ

ー

ナル

29

： 　 345

− 348，

　1995

．

4） 須釜　　聡

，

　立野勝 彦　

・

他： 関 節

1

占

i

定が腱 組 織 コ 　 ラ

ー

ゲンの可 溶 性に及ぼ す影 響

一

ラ ッ ト アキ レ ス 　 腱にお ける コ ラ

ー

ゲン の 生化 学的 劾忻

．

埋学 療 法 　 学 22：L96

−・

20L



l995．

5

）須釜　聡

，

立 野 勝 彦

・

他： 関 節 固 定が筋 およ び腱 　 組織コ _ラ

ー

_ゲ ンの 1亅∫溶 性に及ぼ す影 響

一

ラ ッ トの 　 筋

・

腱 組 織におけ るコ ラ

ー

ゲン の生化 学的分析

一

一．

　 理学 療法学 23：72

．

−

79

，

1996

．

6

） Halbertsma 　

JPK ，

　et　al

．

　l　Stretching　exercises

．

　 effect　on _passive　extensibility and 　stiffness ill

　 short 　hanlstrings　of　

hcaithy

　subjects

．

　

Arch

　 Phys　

Med

　

Rehabil

　

75

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976 −981，

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7

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・

他：上肢の_関節 拘 縮 症 例に対する超 音 　 波治療

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8） 宮 本 重 範：理学 療法に お け るス トレ ソチ ングの意 　 義

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理

・

作

・

瞭 　 盛去

22

：

583−



587，

］988

．

374

理 学 療 法学 　

．

第

25

巻第

6

号 　　　gen

．

　Ana ｝

Chem

　

IZ7

：

449− ・

t52，

⊥

982．

H ）lnayaina　S_，　Shlbata　T_， θ彦 aL ： Anew 　micro

−

　　　ana 工_ytica［method f〔）rdetermination of

　　　

hydroxyproline

　

i

エl　corlrlective 　tissues

．

　Keio　

J

　　　Med 　27；43

−

46

，



1978．

12） 和 才 嘉 昭

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嶋田智 明： 淇1∫定 と 評 価

．

医歯薬

出

版

，

　　　1987

，

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−

231

、

13）Taylor　DC

，

　Dalton　

JD

，

　et　al

．

：Vlscoelastic　

pro−

　　　perties　ofmuscle

−

tendon ullits _；　the

b．

Lo−

　　　mechanica ！ effects 　of　stretching

．

　Am 　

J

　

SpOrts

　　　

W

【ed　

18

：　

300 ．309，

　

1990．

14

）　

Harvey

　

LV，

　

Dyson



M ，

　et α

t．

：

The

　stirrlulation 　of

　　　protein　synthesis 　

in

　

hurnan

　

fibroblasts

　

by

　ther

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　　　apeutic 　ultrasound

．

　Rheum 　Rehabil　14： 237，

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1の Popspisilova　

J，

　Rottova 　

A

：

Ultrasonic

　effect　on

　　collagen synthesis 　aticl　deposition　

in

　

d

重

fferent

一

　　　1y　lc〕calized experimerltal 　 _granulomas

．

　 Acta

　　　Chir　Prast　i9：

148− 157

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16_{） 藤 井 克 之}

_，

_{梶 原 敏 英}

・

_他： _骨

・

_関節軟骨の

．

_老化と 　　　コ ラ

ー

ゲン

．

_{整 形外科}

32

：4］

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6

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human

　

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155

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1975

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18

） 藤 本 大三郎： コ ラ

ー

ゲ ン架 橋 とエ イ ジ ング

．

コ

　　　ラ

ー

ゲン代謝と疾患， 永井　裕

・

他 （編 ）

，

講

．

談 社

，

　　　1982

，

　PP　69

・

．

85

．

19）

Vogel

　 HG ；　 Correlation　 between 　 tensile

　　　strength 　and 　collagen 　con 　t

．

ent 　in　rat　skin

、

　　　effect of　age 　and 　cortisol　treatment

．

　Connect

　　　Tissue　Res　2：177

−

182

，1974．

20_）Turner 　

SM ，

　

Powel

　 ES

，

　et　al

．

；The 　effect　_of

　　　ultrasound 　on　the

healing

　of　repaired 　cockerel

　　　tendon ；Is　cotlagen cross

−

linkage　a　factor？　

J

uaN[i[i!-iiXEeedil{iMgC]fi)i{aiKki-;uSieilftneillt,i.e,P7)siAfikttk'&F[rste･:'tvege

<Abstract>

375

The

Effects

of

Ultrasound

Irradiatien

and

Static

Stretching

on

Immobilized

Muscle

-Bioehemical

_Studies

_on

_Collagen

_from

_Rat

_Soleus

Muscle-Satoshi

SUGASvlA,

RPT

Department

of

leehabilttation,

Anamixu

General

Ht)spitat

Katsuhiko

TACHJNO,

MD,

Nobuhide

HAIDA,

RPT,

Shigeharu

HAMADif, RPT

DeParlment

of

Ph.vsical

Thefmpy,

Kana2azva

[1)ziversdy,

hacugty

of

Medicine,

Schoog

of

Health

Sciences

The

purpose

of

this

study was

to

investigate

the

effects of ultra-sound

irradia-tion

and static stretching on

immobilized

Soleus

muscle collagen of rats.

After

lelt

hind

limb

of seventeen rats were

immobilized

for

three weeks, the aniinals were randorn]y assigned

to

a ultrasound

_group

(n=-5),

static strctching

group

(n=,6),

con-trol

group

(n

=･,-

6),

Hydroxyproline

was

determincd

for

the estimation of thc collagen content to

ropresent as a

_percent

of wet weight,

the

collagen content

in

neutral salt soluble,

acid sc)luble and

insoluble

collagen.

There

was no signilicant

difference

collagen cont ¢nt to represent as a

percent

of

wet weight and coilagcn solubility

between

the

static stretching

group

and control

group.

In

the case of ultrasound _group, collagen content to rcprescnt as a

_percent

of "ret weight. was

increased

significantly as compared with contrel

_group.

The

per-centage of the salt soluble collagen

to

the

total

coHagen

did

not change significantly as compared with control _group.

The

_percentage of

the

acid so!uble collagen to the total collagen was

increased

significantly as compared with eontrol group.

The

per-centage of

the

insoluble

colla.cr.en

to

the

total

collagen

decreased

significantly as

com-pared with control group.

These

results suggest that

1)

Static

stretching

has

no effect on solubility of

immobilized

Soleus

muscle

colla-gen,

affected

b},

intra

and

intermolecular

cross-links.

2)

Ultrasound

irradiation

has

effect on solubility of

immobilized

Soleus

muscle