Japanese Physical Therapy Association
NII-Electronic Library Service
Japar ユese Physical Therapy Association理学 療 法 学
第
42
巻 第2
号178
〜
179
頁（
2015
年 ） 平成
25
年 度
研 究 助成 報
告 書表
1
対 象 者 基 本 情 報
2
型
糖
尿
病
患
者
に お け る
骨格筋機 能
を
探
る
一 NIRS
を
用
いた
骨格 筋 酸 素 動 態
の解 析
一
2
型糖
尿病
患者 健常者
（
n＝
10
） （
n＝
11
）
宮 本 俊 朗1），
渡 邊 航 平2），
福出一
仁3｝，
森 谷 敏 夫の D 兵庫 医療 大 学 大 学 院 医療 科 学 研 究 科リハ ビ リ テー
シ ョ ン科 学 領 域 2）中京 大 学 国際 教 養 学 部 3） 富 山大 学 医学 部 第一
内科 4）京 都 大 学 大 学 院 人 間・
環 境 学 研 究 科 年齢（
歳＞
70
，
2
±6
，
4
身
長（
cm）
166
．
9
±7
．
3
体 重（
kg
）
63
，
0
±7
，
8
Body Mass Index 22
，
6
± 2．
2HbAlc （％） 7
．
5 ±0
．
9
＊ 総コ レ ス テロー
ル （mmo レ1） 5．
3
± 1．
3
LDL
コ レステロー
ル （mmol ／D
3
．
2
±1
，
4
＊
トリグリセリド （mmol ／1
）1
．
1
±O
．
4
罹 患 歴 （年 ） 17．
1 ± 12．
6
74，
5±4
．
4
163
．
7
±4
，
3
60
，
7
±4
．
6
22．
7± 2．
0
5，
5±0L4
45
± α8
1
．
4
±1
．
O
l4
±O．
8
平 均±標 準 偏 差，
＊；p＜0．
05vs．
健 常 者要 旨
：【
目的】 本
研究
の 目的
は漸 増負荷
運動 中
の2
型糖
尿病
患 者の骨 格 筋 酸 素 動態 を明ら か とする こ と で あ る。
【
方 法】
11
名 の2
型糖 尿 病患者と10
名の健 常 者が本 研 究に参 加し た。
全対 象者 は自転 車エ ル ゴメー
ター
に よ る漸 増 負荷 運 動 を 実 施 し，
運 動 中t 呼 気 ガス，
心 電 図 測 定 に 併 せ て，
骨 格 筋 酸素動 態 を 近赤外 線
分光 法
に て測定
し た。【
結 果】
2
型糖
尿 病 患者
で は換気
性 作 業 閾値 が 低 く，
早 期に末梢の脱 酸 素 化ヘ モグロ ビン の上昇 が 鈍 化 した。
【
結 論】
本 研 究 結 果 により，
2
型 糖 尿 病 患 者で は，
心 機 能の低下だけ で なく，
末梢の骨 格 筋 酸素 利用能 力の低下 が 明ら かとなったことか ら，
骨 格 筋 酸 素 取 りこみ能 力の低下 は，
2
型糖尿病 患 者 特 有の低運動耐容 能に影 響を与 えてい る 可能 性 が示 唆さ れ た。
キー
ワー
ド：骨 格 筋 酸 素 動 態，
2型糖 尿 病，
筋 赤 外 線 分 光 法 は じめ に 運 動 療 法 は糖 尿 病 治 療の中心 を担 うが，
2
型 糖 尿 病 患 者 は 低 運 動 耐 容 能であることか ら，
推 奨 さ れてい る運 動 強 度や運 動 時 間を実 施できない 症 例 も少なくない 1）。
2
型 糖 尿 病 患 者の低運 動 耐 容 能の 原 因 は 明 らか と なっ てい ない が，
致死率 を有 意に 上 昇さ せ ることか ら2），
原 因を解 明 することは非 常に意 義 深い も の と考 えら れ てい る。
2
型 糖 尿 病 患 者にお ける低 運 動 耐 容 能には，
骨 格 筋にお ける 酸 素 動 態の障 害が部 分 的に影 響してい る と考 え られてい る 3）。
近年
，
近 赤 外 線 分 光 法 （Near
−
infrared
spectroscopy ：以 下，
MRS
） を用い て．
運 動 時の 微 細 脈 管や骨 格 筋の酸 素 化・
脱 酸 素 化ヘ モグロ ビン （以 下，
Hb
）や ミオ グロ ビンを経 時 的 に 測 定 す ること が 可 能 と なっ た5）。
NIRS
で 評価さ れ た定 常 負 荷運 動 時に お け る骨 格 筋の酸 素反応は，
健 常 者より糖 尿病 患 者で鈍 く4＞，
酸 素需 要 に 対 し て酸 素 供 給が 遅 延することが示 唆さ れ て い る。
し た がっ て，
負 荷が漸 増し，
段 階 的に酸 素 需要が高 まる 漸 増負
荷運動
中で は，
さ ら に酸素
需要
に対 する酸 素供 給が遅 延 し，
運 動 継 続 が 困 難となる こ と が予想
さ れ る。
本 研 究の 目的は
，
NIRS
を 用いて漸増 負荷
運動 中に お け る2
型糖 尿 病 思 者の骨格筋酸素化動態
を明ら かとす
る ことである。
対 象 と方 法1
．
対 象10
名の 2型 糖 尿 病 患 者お よ び11
名の健常 者 が 本 研究に参 加 し た（
表
1
）
。
全対象者
は研
究の趣 旨の説 明 を受 け たう
え，
本研 究へ の參 加を書 面 に て 同 意 を得た。
な お，
本 研 究 はヘ ルシンキ 宣言に則っ た京 都大学大学院 人間・
環境 学 研 究科
倫理委員会の 許 可 を受け たうえ で 行っ た。
2
．
方 法全 対
象者
は2
分 間の安静
の後
，
軽負 荷 （
10W
）
での4
分 間 の準 備 運 動を行い，
続い て，
心 拍 予 備能
の70
％ に到達 す
るま で，
漸 増負
荷 運 動を実施
し た。 運 動に は自転車
エ ルゴメー
ター
を用い （Combi
，
Aerobike
75XL
−m ，
漸 増 負 荷は10 W／minの ランプ 負荷 とした
。
駆 動回転 数は50rpm
を 維 持 するようにし た
。
全プロ トコ ル実 施 中，
NIRS
，
呼 気ガ ス測 定，
心 電 図 測 定 を行っ た。
NIRS （Omron，
He（｝100）のプロー
ブ は右 外側 広筋に設 置し
，
安 静 時に初 期 化を行っ た。
呼 気ガス分 析は，
ミ クシ ング チャ ン バ
ー
法 （Minate MedicalScience
，
Aero
monitorAE
300
）によっ て行い，
サンプリング周 波 数を20
Hz
と し た（
Elan
，
DAQ
AD132
＞。
VO2
，
VCO2
は15
秒毎
に平均 化 し，
換 気 性 作 業 閾 値 （Venti
正atoryThreshold
：以 下，
VT ）はV−
slope method6 ）を用い て同 定した。
また，
心 電 図デー
タは，
増 幅 後，
1
〜
10
Hz
の バ ン ドパ ス フ ィ ル ター
（Biotex，
BA−
8321）に て 処 理さ れ，
サンプリング周 波 数1kHz に て PC に記 録 され た。
3
．
統 計 学 的 解 析心 拍 予 備 能 （Heart Rate Reserve ：以下
，
HRR
）は，
以 下の 式で算 出 した。
％ HRR＝
心拍 数／予 測 最 大心拍 数 （220
一
年 齢 ）一
安 静 時 心 拍 数×100。
デー
タ解 析 前に はShapiro
−
Wilk
テ ス トを行い，
VT
にお ける各パラメー
ター
の比較に は対応のな い t−
test，
脱 酸 素 化ヘ モグロビン の変 化の比較に はANOVA
を 用い て検 定 を行っ た。 また，
事 後 検 定には Tukey 法を用いた。
すべ てのデー
タは平均 値±標 準 誤差で示し，
有意水準
は5
％未
満と し た。
なお，
統 計 学 的 解 析にはSPSS
18
．
0
（IBM
）を使用 した。
結 果VT
にお ける†
02
，
％HRR は，
2型 糖 尿 病 患 者に おいて健 常 者よりも有 意に低 値 を示 した （亨
02
：2型 糖 尿 病11
．
7
±2
．
4ml
／kg
／min vs 健 常 者14．
3
±2
．
8
ml ／kgfmin
；p＜0
．
05
，
％HRR
：2 型糖 尿 病 患 者33
，
3
±2
．
3
％ vs38
．
1
±3
．
5
％；p＜0
．
05
）。
図1
に 2型 糖 尿 病 患 者と健 常者
に おける脱 酸 素 化Hb
の特 徴 的 な 変 化 パ ター
ンを示 す。
両群 と も，
準
備 運 動 時には，
脱 酸 素 化Hb
は N工 工一
Electronic LibraryJapanese Physical Therapy Association
NII-Electronic Library Service
Japar ユese Physical Therapy Association2型 糖 尿 病 患 者における骨 格 筋機 能を探る
179
（A） 0．
10 50 0 0 0
0
（
q，
OV ρ 隅 蘇 鯔 轟一
〇．
05 （B）0．
10貧
90
．
05 饋羲
爨
・．
・・ 安静 …』
F
期，
il ー，
運 備 準 漸 増負荷運 動 ．♂
嘱一
〇．
e5 図1
2
型 糖 尿 病 患 者 （A）と健 常 者 （B＞の脱 酸 素 化Hb の典
型パター
ン O、
esO、
06 δ 0・
0490．
02睾
髷
゜ 霞一
〇．
02i
●●i
● i⊥
♂
馬 …’
脚
覧1 ●
・
噸『多
’
P
亅11
［ …i
ヨ i … し Ii2030 4050607 ％HRR〔％｝ Eー
ヨ ：ヨ
1
○ー
iII
蜘
．
．
．
．
．
｝．
鹽
．
．．鹽
．
．
■
■
■
，
圏
■
噛
■
9．
■
，
■
，
，
■
■
．
o．
．
．
．
．
■
，
唖
．
．
．
，
．
，
．
，
閥
．
，
．
■
卩
巳
．
鹽
．
○ 110縛
匿
…
゜占
… 1一
〇、
04一
〇、
06 ＃ ＃ ＃ ＃ ■ 糖尿 病 患者 □ 健常 者 50 60 70 ％HRR 〔％〕L
上
ユ
±
：
＊ 零 ＊ 累図2
脱酸素化
Hb
の比較
＃；p 〈0
，
05
，
2
型糖 尿 病患者 内での比較，
＊ ；p ＜O
．
05
，
健 常 者 内で の比較一
時的 に低下 し て お り，
そ の 後の変 化 に おい て は，
健常 者は線 形的に増加 し てい る が，
2
型 糖 尿 病 患 者 で は 非線形 的 に 増加し た。
図2
に，
20
，
30
．
40
，
50
、
60
，
70
％HRR
に お け る脱 酸 素 化Hb
の比較を示 す。2
型糖
尿病患者
に おい て，
20
お よ び30
％HRR
時
の脱 酸素化
Hb
が70
％HRR
と比 較し て有
意に低い値 を 示し（
p く0
．
05
）
，
健常 者
で は，
20
，
30
，
40
，
50
％HRR
の脱 酸素化
Hb
は70
％HRR
時
より
も有 意
に低値
を示
し た（
p〈0
．
05
）
。
考察
本 研 究 結 果より，
2
型糖 尿 病患者で は，
骨 格筋の脱 酸素 化の 増 加 は 早 期 に 鈍 化 す る こ と か．
ら，
2
型 糖 尿 病患 者に おい て，
酸 素 抜 き取り が 早期に 限 界 に近づい たものと考 えら れ る。
フ ィックの法 則よ り，
運動 中の脱 酸 素 化の変 化は血 流 量 と骨格筋
酸素消 費
量の相 対
的 な関係
の変
化 を示す
。
健常者
を対 象
と した 漸増 負 荷 運 動の高 負 荷 時に おい て，
局 所 的 な筋の酸 素 代 謝 は非 線形 的に変
化す
ると されており
7），
本 研 究 はこれ らの先行
研究
と 同様
の結 果 となっ た が，
健 常 者 と比 較 して早 期に非 線 形 と なっ てい る こ とが明ら か と なっ た。
2
型 糖 尿 病に おける活 動 筋へ の酸 素 供給は 酸素 消費 と 比 較 して 遅 延 し4），
これ に は，
最 大一
回拍 出 量の低 下や漸 増負
荷運動に対 する 心拍
数の 反応の低 下 などひ機 能が関 与 することの他1），
毛 細 血 管の拡 張 能 力 が影 響 す る と考 え られている8）。 これ らの先 行 研 究より，
2
型糖
尿 病 患 者 特 有の筋 血 流 量は骨 格 筋の酸 素 化に影響を与え てい るこ とは 明 らかであ る。 ま た，
脱 酸 素 化Hb
は，
運 動 単 位の動 員や 筋 線 維タ イブ組 成の影 響 も受 けるものと考 えら れ る9）10 ）。 本 研 究 結 果で は，
2
型 糖 尿 病 患 者の脱 酸 素 化Hb
の増 加は40％HRR
以降で鈍 化してお り，
健 常 者では60％HRR 以降で鈍 化 し ている。
両 群 と も平 均VT
は40
％以 下であっ たこ とか ら，
脱 酸素
化の鈍 化に は運 動 単 位の動 員や筋 線 維タイプ組 成が影 響す
る嫌 気性
エ ネルギー
供 給にお ける差 異 が 影 響 して い るものと考
えられるD本研 究
に より
，
漸増負荷
運動
時におい て，
2
型 糖 尿 病 患 者に おけ
る骨格
筋の脱 酸 素 化が早 期に鈍 化 することが 示 され2
型 糖 尿 病 患 者の低運動 耐 容 能に は 心機 能だけで な く，
末 梢の 骨 格筋 機 能も影 響し ている こ と が 示 唆 さ れ た。
文 献1
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