ギプス固定後の再荷重によるラットヒラメ筋の筋線維損傷に対する温熱負荷の影響

理

学療 法学　 第

36

巻

第

2

弓

』

33

〜

40

頁 （

2009

年

）

研 究 論 文

ギ

プ

ス

固

定 後

の

再 荷 重

に

よ

る

ラ

ッ

ト

ヒ

ラ

メ

筋

の

　　　

筋線 維損 傷

に

対 す

る

温

熱

負

荷

の

影 響

＊

坂

野 裕 洋

1＞＃

沖

田

　

実

2 ）

　

鈴 木

重

行

3）

　

井

上

貴 行

3

）

吉

田

奈 央

4）

小 林 山 依

5 ）

高 浪 美 香

5）

林

綾 子

6 ）

要 旨

【

ii

的

】

本

研

究

では

，

ラ ッ ト

後 肢

の ギ プス 固

定

モ デ ル

を

川い て

，

再

荷

重

前

の 温

熱 負 荷

が

再 荷 重

に よ る

筋 線

維 損

傷 に 及ぼす

影 響

を

検

討 した

。

【

方 法 】

ラッ

1・

43

_{匹 を 対 照 群 と 両 側 足 関 節 を}

4

_{週 間 ギ}プ ス固 定 し た 後 に 再 荷 重 を

行 う

再 荷 重 群

，

再

荷

重の

2

日 前 に 温 熱

負 荷

を

行 う

温

熱

群 に

分 け

，

再 荷

重

開

始 か ら

O

，

1

，

311

目 に

採

取

し たヒ ラ メ

_筋

を

材 料

に

，

_壊

死

線

維

の発 生

頻 度

．

筋 線 維 横 断 面積

の

分 布 状 況

，

な ら びに

熱

ショ ッ ク タ ン パ ク

質 （

Heat

　shock 　

_pr

〔〕

tein

；以 下

，

　

Hsp

_）

70

_{含 有}

量 を

_{検 索}

し た

。

_【

_{結 果 】}

全て の

検 索 時 期

で

対 照

群に比 べ

_{再 荷 重 群}

と

温 熱 群

は

壊 死 線 維

の

増 加

と

筋 線 維 横 断 面積

の

減 少 を認

めた。

ま

た

，

3H

目

の

再 荷 重 群

は

温 熱

群

や

他

の

検 索 時 期

と 比べ

_{壊 死 線 維}

の

有 意

な

増 加

を

認

め た

。

Hsp70

含 有

量は

0

日 凵の み温

熱 群

が 再

荷 重 群

よ

り有 意

に

高 値

を 示 した

。

_【

結 論

】

再 荷 重 前

に

行 う

温

熱 負 荷

は， ギプ ス固

定 後

の 再

荷

重 によっ て 生 じ る

筋

線

維 損 傷

の

発 生 を軽 減 す

る 可

能 性

が

あ り

，

これ は 冉

荷 重 時

の

骨 格 筋 内

に お け る

Hsp70

含 有

量：が

影

響

し てい る と 推 察 さ れ た

。

キ

ー

ワ

ー

ド

　

温

熱 負 荷

，

筋

線

維 損 傷

，

熱

ショ ッ ク タンパ ク

質

70

は じ め に

　 骨 折

などの

治 療

で は

，

患

部の

安

静

保 護

を 目

的

に ギプス 固

定

が 用い ら れ る

。

しか し

，

長

期 間

の ギプス 固

定

は 関

節

拘

縮 や

廃

用

性 筋 萎

縮 とい っ た二次 的

障 害

を

惹起

し

，

これ ＊

　

Effccしs　 of 　Heat　Stress　on 　MuscLe　Fibers　Damagc　m 　Rckoadlng

　 aftc［

・

Immobiiized　Raz　Soleus　玉luscle

1）星 城 大 学 リハ ビリテ

ー

ション学 部

　 〔〒 476

−

8588 愛 知 県東 海 市 富 貫ノ台 2 」

1

目 172　

it

，

_lr地〕

　 Yasiihiro　BarLno

，

　RPT

、

　MS ；Di、

．

isio

］

10f 　Ph_］

，

sical　Therapy

．

　FHc

：

ul

’

ty

　 of　Careand 　RehabMtalon

，

　S巳ijc｝h　しniversit ｝

・

2） 長 崎 ノく学 入学 院 医 歯 薬 総 合 研 究 科

　 N

’

rinoru 　Okita

，

　RPT

，

　PhD：　しniL　ol　Physica［and 　Occupationa［

　 Ther三LPy

，

　Nagasaki　UILiv巳rsity 　G「adL馴te 　SchooL　of　BioniedicaL

　 Sciences

3）名占屋 大学大学 院医学系研究科

　 Shigeyuki

　

Suzuki

，

　

RPT

．

　

PhD

．

　

Takayuki

　

Ineue

，

　

RPT

，

　

MS ：Pr｛〕gmrrL 　 i［LI

’

hysic

・

ad

　

an〔10〔／ciコpationnl

　

Thcrapy

．

　

Gradua／e

　

SchooL〔）l

　

HealLh

　 Sclcmccs

．

　Nagf〕ya 　Universiしy

4）　長

．

崎 記念病 院 リハ ビ リテ

ー

シ

ョ

ン部

　 Nao 　Yoshida

、

　RPT

：

Dcpartmcnt of　RchubTlitati

（

1

’

i

，

　Nagasaki

　 ICeinorial　Ilospita］

5｝さくら病 院リ

ハ

ビ リテ

ー

ション科

　 Yl］i　 K（，bayashi

，

　RPT

，

　Mika　Talcanami

、

　 RPT： Departnient〔｝f

　 Rehabnitation

，

　Sakura　ITospitaL

6） 神 崎 中 央 病 院 リハ ビ リ テ

ー

ション科

　 Ayak〔〕IIayashi

，

　

RPT：Departlnenτef

　

Rc，habiLitati〔，IL

，

　

KulLzal［ic

・

hll⊂〕u

　 H⊂〕spiuil ＃

　

E

・

mail：bannoCil

，

seijoh

−

u

．

ac

．

jp

　 　 （受 ｛

・

1

日 　2007 年 5 月 17日　 受 理囗　2UO8ff 　1／月 22　H） らは

社 会 復 帰

を 遅

延

さ せ る

要 因

に

も成 り得

る。その た め

，

理 学 療 法

で は

患 部

の

状 態 を考 慮

しつ つ

，

早 期

か ら

関 節

可 動 域 訓 練 や

筋

力 増 強 訓 練， 荷 重

・

歩

行

訓 練 を 実 施 し

，

二

次

的

障

害

を

予

防 す る 必

要

が あ る

。

た だ

，

訓

練 後

に

熱 感

や 腫 脹

，

痛 み な どの急 性 炎 症 症 状 を 呈 す る 症 例 も認 め ら れ

，

これ らの症 状 が 理

学 療 法

の妨 げ と な る 場 合 が ある

。

こ の こ と に

関 連

して い る と

思

わ れ る

動 物 実 験

と して

，

St

．

Pierre

らv は ］

0

口間

の

後 肢 懸

垂に よっ て ラ ッ

1・

ヒ ラ メ

筋

に

廃 用性 筋 萎 縮

を

惹 起

さ せ た

後

に

，

再 荷

重 を

行 う

だ

け

で

筋 線 維 損 傷

の

発 生 を 認

め た と

報 告

してい る。

ま

た

，

Wanek

ら

2〕は

10

週 間ラ ッ ト

後 肢 を

ギプス 固

定

し た

後

に 再

荷 重

を

行 う

と

_，

ヒラメ

_筋

に

筋 線 維 損 傷

が

発 生

し たと

報

告

し てい る

。

そ し て， 我 々の

先 行

研

究

3〕_で

_も

_，

_ラ ッ ト

後 肢

の

4

週 問

の ギ プス 固

定 後

に

再 荷 重 を行 う と

，

ヒ ラメ 筋 に 筋

線

維 損 傷の 発 生 が 認め られた

。

したがっ て_， 廃 用 性

筋

萎 縮 を 杲 し た 骨 格 筋 は 極め て脆 弱であ り

，

動 物 実 験 の

知 見 を 参 考

に

す

る と

，

削述

し た よ

うな 訓 練 後

に

急 性 炎

症 症 状 を

7，

す

る症 例で は

，

骨 格

筋の

・

部

に

筋

線

維 損 傷

が 発 生 してい る口

_∫

_{能 性}

_が

_{推 察}

_{さ れ る}

。

_{し か し}

，

_その

_{効 果}

的 な 劃 坊 方 法 につ いて は 確 、ン：さ れ ていない

。

　

一

方

，

近 年の先 行 研 究 を 概 観 する と

，

プ レコ ンデ ィ シ ョ ニ ン グとし て

骨 格 筋

に

温 熱 負 荷

を

行 う

と

筋 線 維 損 傷

の

34

理

学療法学 　第

36

巻

第

2

号

発 生 が

軽 減

で き る

可 能 性

が

示 唆

さ れ て い る

。

Garranlone

ら4） は

，

ラ ッ ト

腓 腹 筋

の虚 血

一

再 潅

流に よ っ て ミ

ト

コ ン

ド

リアが

損 傷

を

受 け

，

筋 線 維 損 傷

が

発

生

す

る

が

，

虚

lll

［

．

一

再 潅 流

の

12

時 問前

に

温 熱 を 負 荷 す

る こと で

，

ミ トコン ド リァ の

損 傷

が

抑 制

さ れ

，

結 果 的 に

筋 線 維

損

傷の発 生 が 軽

減

し た と 報 告 し てい る

。

ま た， 三 ヒら 5） はラ ッ ト

後

肢

骨 格

筋

に

対

して遠 心 性

収

縮 運

動

を

多

用

す

る 下 り坂 走 行 を 負 荷 す る と 筋 線 緯 損 傷の指 標 と な る 血

漿

ク レ アチ ンキ

ナ

ー

ゼ

活 性

やヒ ラ メ

筋

と

長 指 伸 筋

にお

け

る

β

一

グ ル コ ルニ タ

ー

ゼ

活 性

が 上

昇 す

るが

，

．

ドり坂 走 行

の

24

時 問 前

に

温 熱

を

負 荷 す

る こ とで

，

こ れ らの上

昇

が

抑

え

ら れ た と

報 告

し てい る

。

そ し て

，

こ の

効 果

に

関

わ るメ カニ _ズム と し ては

，

温 熱

負 荷

によっ て

誘 導

さ れ 6切

_，

細

胞の ス トレス

_抵

抗

性

を

高

め る

作

用 を もつ 8

−

10 ）

，

熱 シ ョ

ック タン パ ク

質 （

Heat

　shock 　_pro匸ain ；以 下

，

　

Hsp

）

70

が

関 与

してい る とい わ れて い る4）5｝11）

。

し た がっ て

，

こ

れ ら

の

知 見 を 参 考

に

す

る と

，

廃 川 性 筋 萎 縮 を 呈

し た

骨 格

筋

に

お

い て

も プ

レコ ンディ ショ ニ ン

グ

と

し

て

温 熱 負 荷 を

行 う

と

，

その

後

に

起

こ る

筋 線 維 損 傷

の

発

生 を

軽 減

で きる

可 能 性

が

推 察

さ れ る

、

，

し か し，

廃 用 性 筋 萎 縮

に

対 す

る

温

熱 負 荷

の

影 響

に

関

し て は

，

筋 萎 縮

の

進 行 抑 制 効 果

12丿_や 回

復 促

進

効 果

］3＞につ いて の

_{報 告}

が 主 で あ り

，

我

々 の 知 る 限

り

で は，

廃

用

性

筋萎

縮

発

生

後

の

再

荷

重 に よっ て

起

こ る

筋 線 維 損

傷に対 す る 温 熱

負 荷

の

影 響

につ いて

検

討

し た

報 告

は

な

い _。

_そ

こ で

本 研 究

で は

，

我

々

_{が 先 行 研 究}

3）で

報 告

し た

4

週 間

の ラッ

ト後 肢

のギ プス

固定

モ デ ル を

用

い て

，

再 荷 重 前

の

温 熱 負 荷

によっ て再

荷 重 後

の

筋 線 維 損 傷

を軽 減

で き る か

を検 討

し た。

対 象

と

方 法

実 験 　

1

　

今

回の

実

験で用いる 温

熱 負 荷 方 法

が

直 腸

温 と

筋

温に

与

える

影 響

を

確 認 す

る 目

的

で実

験

1

を

行

っ た

。

な お

，

実

験

1

，

な

ら び に

後 述 す

る

実 験

2

と

も

に

星 城 大 学 研 究 倫 理 委

員 会

に

実 験 計 画 書

を

提 出

し

，

承 認 を受 け

た

後 （

承 認 番

号

：

2007DOOOI

_）

に星

城 大 学

が

定

め る

動 物 実 験 指 針

に

準

じ

て

実 施

し た。

1

．

実 験 動 物

と

温 熱 負 荷 方 法

　 実

験

動 物

に は

8

週

齢

の

Wistar

系 雄 性

ラ ッ ト

5

匹

（

平

均 体

重 ；

260

．

8

±

4

．

9g

_）

を

用

い

，

各

ラ ッ

1・

に は

腹 腔 内

に ペ ン トバ ル ビ タ

ー

ルナ ト リウム

（

50mg

／ml

）

を 投 与 し

_，

麻 酔 を 行 っ た

。

そ して

，

Naito

ら 1z） の 報 告 を 参 考 に 約

41

℃ に

設 定

し た

恒 温 槽 内

（

ヤマ _ト

_{科 学 株 式 会 社}

，

Incubator

　

IS600

_）

に

60

分 間 各

ラ ッ ト を

挿 入

し

，

全

身 温

熱

負 荷

を

行

っ た

。

2

．

直 腸 温 と筋 温の測

定

方 法

　 直 腸 温

プロ

ー

ブ

を 各

ラッ トの

肛

門 よ り 約

3Cm

挿 入 し

留 置

した

，

，

ま た

，

ニ

ー

_ドルプロ

ー

_{ブ を}

．

_{ド腿 後 面}

の rll

央 部

に

挿

入 し

，

脛 骨

の

直

トで

留 置

し た。 そ して

，

温 熱 負 荷

の

開 始 前

30

分 間

と

負 荷 中

の

60

分 間

，

な ら びに

終 了 後

30

分 間

の

直 腸 温

と

下 腿

r

頭 筋

の

筋 温

を

高 精 度 熱

冠

対 温 度計

（

UNIQUE

　

MEDICAL

社

，

　

PTW −

301

） を 用

いて

，

2

分

30

秒

間 隔で測

定

し た

。

実 験 　

2

　

4

週 間の ラ ッ ト後 肢のギ プス 固 定モ デル を 用い て

，

再

荷

重

前

の

温 熱 負 荷

が

再 荷

重

後

の

筋 線 維 損 傷

の

発

生

を 軽 減

で

き

るか

を検 討 す

る

日的

で以 下の

実 験 を行

っ た

。

1

．

実 験 動 物

　 実 験 動 物

は

8

週 齢

の

Wistar

系 雄 性

ラッ _ト

43

_匹

（

平 均

体

重 ；

206

．

9

± 16

．

3g

_）

で

，

これ ら を 無

作 為

に

無

処 置の 対 照 群

i5

匹と実 験 群

28

匹 に 振

り

分 け た

。

実 験 祥の

_各

ラ ッ トは

後

述

す

る

方

法

で ギ プス

_固

_定

を

行

い

，

4

週

間

のギ プ ス 同

定

終

了 後

に ギ ブス を 除 去 し

，

再

荷

重 を

開

始

す

る 群

（

以

ド

，

再 荷 重 群

；n

＝

14

）

と

再 荷 重 を 開 始 す

る

2Ll

前

に

温 熱 負 荷 を 行 う群

（

以 ド

，

温 熱 群

； n

＝14

）

に

無 作

為

に

振 り分

けた

。

2．

足 関節

のギ プス固

定 方 法

　 実 験 群

の

各

ラッ _{ト は}

，

ペ ン トバ ル ビ タ

ー

ルナ ト リ ウム

（

50

　mg ／mD の腹

腔

内

投 与

によっ て 麻

酔

を

行

い ， 両 側 足

関

節

を

最

大

底 屈

位

の状

態

で

前

足

部

か ら

膝 関

節

上

部

ま で ギ プス

包 帯

にて間

定

し

，

ヒラ メ

筋

を 弛 緩

位

で

不 動 化

し た

。

そ

の

際

，

足 指

は

浮 腫

の

発

生

を確 認 す

る た め に

露 出 さ

せ

，

ギ

プス の

緩 み

や

浮 腫

の

発

生 を

確 認

し た

際

には

適 宜 巻 き換

え を行

い

，

荏

週

間

継 続

してギプス 固

定

を

行

っ た

。

な お

，

ギ プス固

定 後 も

ラッ ト は

前 肢

に て

飼 育

ケ

ー

ジ

内

の移

動

は 可

能

で，

水 と餌

は

自由

に

摂 取

さ せ た

。

3

．

温 熱

負

荷

方

法

　

本

研

究 で は， ギ プス固

定

が 終

了

し 再

荷

重 を

開

始

す

る

時

点

で

後

肢

骨 格 筋

内 に

Hsp70

を 誘

導

さ せてお

け

ば

再 荷

重

後

の

筋 線 維 損 傷

の発 生 を

軽 減

で き るの で は ない か と

_考

え た。

そ

して

，

こ の

点

に

関 す

る

先 行 研 究

と して

伊 藤

ら 1

’

D　15） は

，

ヒ トの血

巾 内

の

Hsp70

含 有 量

は

温 熱 負 荷 後

2R

目

が

最

も

高値

で

あ

る と

報 告

し てい る。 そこ で

，

本研 究

で は こ の

報 告 を参 考

と し

，

ギ

ブ

ス

固 定 期 間 終 了

の

2

日

前

に

温 熱

負 荷 を行 う

こ と と した

、

、

　

温

熱

群の

各

ラ ッ ト は

，

4

週

間

の ギ ブス 固

定 期

間

終

∫の

2

日

前

にペ ン トバ ル ビ タ

ー

ル ナ ト

リ

ウ ム （

50mg

／ml

）

の 腹 腔 内 投 与に よっ て麻

酔

を 行い

，

両 側 足 関

_節

の ギ プス を 除 去 し た

。

そ して

，

実 験

1

と 同 様 の方 法で約

41

℃ に 設

定

し た

恒 温 槽 内

に

60

分 問

ラッ ト を

挿

入 し_，

全 身

温

熱 負

荷

を

行

っ た

，

：

温 熱 負 荷 後

は

前述

し た

方 法

で

再 度

ギ ブス 固

定

を

行

い

，

飼

育

し た

。一

方

，

麻 酔

による成

長不 良

な どの

影

響 を

考

慮 し，

対 照

群

，

再

荷

重 群 に も

同 様

に

麻 酔

を

行

い

，

再

荷

重

群

は 温 熱 群 と 同 時 問 ギ プスを 除 去 し， その

後

は 再

度

ギ プス

固 定

を

行

っ た

。

ギ プス固定 後の再 荷重 に よ るラ ッ ト ヒラ メ筋の筋 線 維 損 傷に対 する混 熱 負 荷の影 響

35

4

．

試

料

採 取

　 検 索 時 期

は

，

4

週

問

の ギプ ス 固

定 終

了

直 後

の

0

日 目

（

各

群

5

匹

）

と 再

荷 重

開

始

か ら

1

目 目

（

各

群

5

匹

）

， な ら び に

3

日 目 （

対

照

群

5

匹

，

各 実 験

群

4

匹 ） と し た

。

そ し て

，

各 検 索

時 期 に は ラッ トの

腹

腔 内 にペ ン トバ ル ビタ

ー

ルナ ト リ ウム （

50mg

〆ml

）

を 投

与

し， 麻

酔

ドにて

両 側

ヒ ラ メ

筋

を

採 取

し

，

以 下の

検 索

に

供

し た

。

5

．

生 化 学 的

検 索

　 細 切 り

し た

左 側

ヒ ラ メ

筋

は

適 量

の

Tris

　

buffer

（

10mM

Tris

，

10

　mM 　

NaCl

，

0

．

l

　InM 　

EDTA

，

　

_pH

　

7．

6

）

を

加 え

ホ モ ジュ

ネ

ー

ト し_，

4

℃に

設 定

した冷

却 遠 心

分 離

機

を 用

い

，

遠

心

加 速 度

12

，

000g

の

条 件

で

15

分 問 遠 心 分

離

を

行

い

，

上

清

を 回 収 し

，

筋 抽 出

液

と し た

。

そ して

，

BCA

Protein

　

Assay

　

Kit

_（

PIERCE

_{社 ）}

_を

_用

い て

筋 抽 出 液 内

の タンパ ク

質 濃 度

を

測 定

し た

後

，

各 筋 抽 出 液

に

2

−

mer

−

captoethanol

含 有

Tris

　

buffer

_（

10mM

　

Tris

，

　

IO

　mM

NaCl

，

0

．

l

　 mM 　

EDTA

，

15

　mM 　

2−

mercaptoethanol

，

pH7

，

6

）を適 量 加 え

タンパ _ク

_{質 濃 度 を}

2

_μ

_g

　

f

_μ

1

に

調 整

し

，

これ を

Western

　

blot

_法

の

試 料

と し た

。

次

に，

試 料

と

等

量

の

SDS

　sample 　

bu

［’

fer

_{を加 え}

，

80

℃

で

5

分

問

熱 処

理 し た

後

，

12

．

5

％

濃 度

の

SDS

ポ リア ク リル ア ミ ド ゲル の

_各

レ

ー

ンに

20

μ

1

の

試料

お よ び

分 子

量マ

ー

カ

ー

をロ

ー

ド し

，

120V

の

_定

電

圧で

2

時 間

，

電 気 泳 動

を

行

っ た。

竃 気 泳 動

後

は

，

ニ トロセ ル ロ

ー

ス

膜

へ

40V

の

定

竃 圧で

70

分 間

，

転 写 を 行

い

，

転 写 後

のニ

_ト

ロ セ ルロ

ー

ス

膜 は

5

％

ス

キ

ム ミ ル ク に よる

非 特 異 反 応

のブロ ッ _キン グ

を 室 温

で ユ

時 問

行

っ た

。

そ して

，一

一

次 抗 体

に 抗 マ ウス

Hsp70

モ ノクロ ナ

ー

尹レ

抗

体

（

Stressgen

社

）

を 用 い _，

4

℃

の

_{冷 蔵庫}

内

で

一

_晩

_反

_応

_{さ せ}

_，

_洗

滌

後

eth

　r

．

次 抗 体

にペ ル オ キシタ

ー

ゼ

標

識 抗マ ウス

IgG

を 用い

，

室 温で

2

峙 間

反 応 さ せ

，

洗

滌

し た。 その

後

は

，

ECL

　system

（

Amersham

　

Bioscience

社 〉

を

用

い

，

化 学 発 光

さ せ

，

X

線

フ ィル ム に

感

光

，

現 像

し

，

Hsp70

のバ ン ド

画像

を

得

た

。

　

定 量 解 析

と

し

て

，

Hsp70

のバ ン

ド画 像

はス

キ

ャナ

ー

に てコ ン ピュ

ー

タ

ー

に

取 り込

み

，

画

像 解 析

ソ フ ト ウェ ア

（

Scion

　

Image

）

を 用い

，

その

濃 度

を

計 測

し た

。

そ して_，

各 検 索 時期

の対 照

群

の

平 均 値

を

100

％ と し

，

そ れ に 対 す る 相 対

値 （

％

）

を 求 め た

。

6

，

組

織 病 理 学 的

検 索

　 右

側ヒラ メ

筋

は その中

央

部

で二分

割

し

，

ト ラ ガン トガ ム に 包 埋 後

_，

ドライアイスで冷 却 し た イソペ ンタン液 内 で 急 速 凍 結 した

，

，

そ して ， ク リ オ ス タッ ト を 用い て

8

μm

厚

の

横 断 切 片 を 作 成

し

，

組 織 病

理

学 的 観 察

の

た

め

Hematoxytin

−

eosin

（

以下

，

　

II

＆

E

） 染 色

を

施

し

，

光 学

顕

微

鏡で検 鏡 し た

。

ま た

，

以 下の 定 量

解

析 を 行

う

た め

H

＆

E

染 色 像 は

，

顕 微 鏡 用 デ ジ タル カメ ラ

_（

OLYMPUS

社

，

CAMEDIA

　

C−

5060

　

Wide

　

Zoem

）

にて 20

倍

の

拡 大

像

で全

視

野 に至る ま で

撮 影

を

行

い

，

その

撮 影 画像

をパ ソ 　 　 　 　図

1

　壊 死 線 維の定 義 　 今 回 検 索 対 象 と した 壊 死 線 維 とは

，

筋 細 胞 内に貪 食 細 胞の浸 潤 が 認 め ら れ る もの （図

la

の黒矢印）

，

あ るい は 筋線維の染 色 性が著し く低 ド し

，

筋細 胞 が 消 化 さ れ た 壊 死 像 と 判 断 さ れ る も の

_（

_図

1b

の

白矢 印

）の み と し た

．

なお

，

スケ

ー

ル は

50

_μIn を 示 す

．

コ ン

_（

SollY

社

，

　

VAIO

　

VGN

−

TX90PS

_）

に

取 り込

んだ。

1

） 壊 死 線 維 数

の

計 測 方 法

　 今 同 検 索 対 象

と

し

た

壊 死 線 維

は

図

1

の ご と

く

で

，一

試

料 内

の全

視 野

に おい て

確 認

で

き

る全て の

筋 線 維

の総

数

と

壊

死

線 維

の

数 を計 測

し，

筋 線 維

の

総 数

に

対 す

る

壊

死

線 維

の

割 合 を求

め

，

これ

を壊

死

線 維

の

発 生 頻 度 と

し

た

、

2

_{） 筋 線 維 横}

断 面

積

の

_計

測

方

法

　

一

試

料

あ た

り数 枚

の

画

像 （

画 像 面 積

： ユ

8mm2

；

L5Xl

．

2m

皿

）

を 無 作

為

に選 び

，

そ れ らに

含

ま れる全て の

筋 線 維

の

横 断 面 積 を 画 像 解 析

ソ フ

｝

・

ウェ ア

（

Scion

Image

）

に て

計 測 し

，

そ

の

分 布 状 況 を 各 群

で

比 較 し

た、、 なお

，

計測

した

筋 線 維

は

・

試 料 あ

た

り

200

本 以上 で ある

。

7，

統 計 処 理

　Ilsp70

含 有 量

の

統 計 処

理 に は

，

各 検 索 時 期

で

対 照 群

，

再 荷 重 群

，

温 熱 群の

3

群 間 及 び

，

各

群 内で

O

，L3

日 目 の

_各検

索 時 期

に おい て

有 意 差

が

存

在 す

る か ど

う

か を

Kruskal

−

Wallis

検

定に よっ て判 定 し

，

有

意 差 を 認 め た

場

合 はノ ンバ ラ メ ト リック

法

の

Steel

−

Dwass

によ る

多

重 比

較 検 定

を

行

い

，

_{各 群 聞 及}

び

各 検 索 時 期

の

有 意 差

を

判 定

し た。 また

，

壊 死 線 維

の

発

生

頻 度

につ い て は

各 検 索 時 期

に お

け

る

各 群 間 及

び

，

各 群 内

にお

け

る

各 検 索 時 期

に

有 意 差

が 存 在 す

る

か

ど

う

か

を

／

検 定

で

判 定

し

た

。

な お

，

全

て の

統 計 千法

と

も有 意 水 準

は

5

％

未満

と し た

。

結

果

ユ

，

直 腸 温 と

筋

温

　

温 熱 負

荷 前

の

_直

腸 温 は

平

均で

36

．

6

℃

，

筋

温 は

35

．

3

℃

で あっ た

。

温

熱 負 荷

を

開

始 す る と 両 温

度

と も上 昇 し

，

50

分 以 降 に は

・

to

．

0

℃ 以 上 と な り

，

60

分 後 に は 直 腸 温 が 40

_，

₇

℃ _， 筋 温 が 40

_，

₅

℃ まで達 した

。

温 熱 負 荷 終

r

後は両

温 度 と も緩

や か に 下

降

し た が

，

直 腸 温

は

約

12

分 間

，

筋

温

は

約

2

分

間

，

40

．

0

℃以 上 の

温 度

を

維 持

し ていた。

2

．

Hsp70

含 有 量 （図

2

）

　

0

凵

　

日

　

1

ま

，

　再 宿

f

重 群

カミ

₅₉

．

₂ ±



10

，

1_％

，



_童昼

_{熱 君}

_羊

fJa

’

127

，

2

士

48

．

6

_％で

あ り

，

温

熱 群

は

再 荷

重

群

よ り

有 意

に

高

36

理

学療

法

学　 第

36

巻

第

2

号

（％ 180160 　 J40

遠

／2°

ε

1°° も 80 §



₆₀₄₀ 群 重群 群

　　

20

　

W醐 。

望

1。，法 槻 紳 纏 瑚 嚇 畷 騨 蜘 。、

妬

H、，7。 　 　 　 　O日 目 　　 　　 　1日 目 　　 　　 　3日 目

　 　 　 　 　

図

2

　

ヒラ メ筋 内の

Hsp

　

70

_{含 有 量} 　 図 内の棒グ ラフは各検 索 時 期の対 照 群の平 均 値 を

10e

％ と し

，

そ れ に 対 す る 再荷 重群

，

温 熱群の相 対

．

値 （％）を 示 し て お り

，

グ ラ フ 下 に

IS

“ICsLern　

blOL

_法に よっ て得ら れ た

Hsp70

の バ ン ド画像 を示 し てい る

．

な お

，

図 内の

．

i

’

は 冉荷重群と 熱

刺

激

群

の

有意差

を

，

＃は

各

群 間

内

に おける0「

i

目との有

意

差を示 す

．

群 　 　表1　壊 死 線 維 数の比 較

OHP

　 　 　 　

lH

日　 　 　 　

3

日 日

値

を

示

し た

。一

方

，

ユ日 目 は

再 荷

重 群 が

101

，

9

±

37

．

1

％

，

温 熱 群

が

109

．

4

±

37

．

9

_％

で

あ り

，

有 意 差

を

認

め な かっ た

。

同 様

に

3H

目におい て も

，

再 荷

重

群

は

110

，

2

±

24

，

6

％

，

温 熱 群

は

73．

4

±

42

，

3

_％

で

あ り

，

有 意 差 を 認

め

な か

っ た。

ま

た

，

温 熱 群

は

各検 索 時 期

で

有 意 差 を 認

め

な

かっ た が

，

再

荷

車 群 は

3

日 日 が

0

日 目よ り

有 意

に

高 値

を 示 した

。

3

．

　

夛

丙

理 序

テ

見

　

0

目

H

と

1

目

日

は

，

再 荷

重

群

，

温 熱

群 と

も

に

筋 細 胞

の

小 径 化

を

認

め

，

細

胞

浸 潤

を

認

め る

壊

死

線 維

が

散

見 さ れ

，

両

群 と

も

ほ ぼ

同 様

の

所 見

であっ た

。一

方

，

3

日目は

再 荷

重 群

に

筋 細 胞

の

円 形 化 が 顕 著

に

認

め

ら

れ

，

壊 死 線 維

や

間

質

にお

け

る

単 核 細 胞

の

増 加

，

問 質

の

拡 大

を

認

め た。 これ 対 照 祥 冉 荷重 群 温 熱 群 56〆14051 （

o

．

4％ ） n

＝

5200

，

・

’

8C｝

72

＊ （2

．

5％ ） n

＝

5 　 　 　 　＊

226

／

8473

〔2

．

7％） 　n

＝

5 27〆14780　　　　95／12416 〔

02

％ ）　 　 　 （

o

．

8

％ ） n

＝

5

　 　 　 　 n

＝

5

222！17709 ＊

　　790

_〆11703 ＊

’

＃

’

§ 〔1

．

3％）　　　　　（6

_，

₈

％） 　 n

＝

5　 　 　 　 n

＝

1

162〆16877 ＊

　　

361／

9962

＊

1．

1

．

（1

．

0％ ）　 　 （3

，

6％ ） 　P

＝

5　 　 　 　 n

二

4 　 　 　 　（壊死線 維 総 数／筋 線 維総 数 ） 表は各検 索 時 期にお ける各群の壊死線 維の発生頻 度 （％ ） を示 してい る

．

な お

，

表 内の ＊は対 照 群との有 意 差

、

†は再 荷 重 群 との有 意 差

，

＃は各 群 内にお ける0日目との有 意 差

，

§は各 群 内に おける1日 目との有 意 差 をが す

．

に

対

し

，3

目 目の温

熱 群

は

0

日 同

，1

目 冂の

所

見 と

変

化 を 認 め ず

，

再 荷 重 群 と は 明 ら か に 異 なっ てい た （図

3

）

。

　

次 に

，

壊

死

線 維

の 発 生

頻 度

を 比

較

す る と

0

日

目

，

1

日

凵

，

3

凵

囗

と も に

対 照 群

に 比べ

_{再 荷}

並

群

，

温 熱 群

の

2

群

は

有 意

に

高値

で

あ

っ た

．

再 荷

重

群

と

温 熱

群 を 比

較 す

る と

OH

目

と

1

凵

目

に は

有 意 差 を認

め

な か

っ

た が

，3H

目

は

再 荷 重 群

が

温 熱 群

よ

りも有 意

に

高 値 を示

し たtt

ま

た

，

温

熱 群

で は

_各

検 索

時 期で

有 意差

を 認め な かっ た が

，

再 荷 重

群

は

3

凵 目 が

OL

［目，

IH1

」 よ り

有 意

に

高

値

を 示 し た

俵

1）

D

4

．

筋 線 維 横 断

面

積

の

分 布 状 況 （

図

4

）

　

0

日目 と

1H

目は

，

対 照

群に比べ

_{再 荷 重 群}

，

_{温 熱 群}

は と

も

に

左 方

に

変 位 し

，

筋 線 維 横 断面 積

の

縮 小

は

明 ら

か で

あ

っ た。

一

方

，

3

日

囗

におい て は

，

温 熱 僻

が

最 も左 方

に

0

潤

日 口

3

潤

蠶

対照 群

再荷 蠶 群

温 熱群

　 　 　 図3H ＆E染 色像

　

図 は

．

各

群の再荷重OH 目 と3日 目における代 表的 なII＆E染色像で

，

ス ケ

ー

ルは50_μm を示 す

．

再 荷 重 0日

H

は 再 荷 重 群

，

温 熱 群 と も対照 群 に 比べ 筋 絹胞の小径化 が認め ら れ た

．一

方

，

再荷 重

3H

囗 は 再 荷 重 群 に おい て 筋 細 胞の 円 形 化 が 顕 拷

：

で

，

細 胞 浸 潤 を 認 め る 壊 死 線 維 （白 矢 印 ） が多 く認め ら れ

，

問質

（

図 中の

_筋

細 胞と筋 細 胞の 問）の拡 大や間

質

に おける

単 核

細 胞 〔図 巾で は

Hematoxylin

に よっ て青 紫 色に染 色 ）の増 加 も認 め ら れた

．

し か し

，

呼荷 重

3

［

1

口 の 温熱 群 で はこ のような 所 見の発生 は軽 度であっ た

．

ギプ ス固定 後の再荷 重に よ る ラッ トヒラメ筋の筋 線 維損傷に対す る 温熱 負荷の影 響

37

r％ノ 252 θ 1510P

丿

　 　’

、

、

　 ！

．

〉

、

・

　　　 　

　

「

　

、

　 　丶 　

「

　　　　　　　t 　

「

　　　 　　　　 　 1 　

’

　 　　　 　　 」

　

i

　’

／

’

ノ 0日 目

　 ∠　 　 　 　

丶

o 　 Ci　 　 　 ∫5θθ　 　h

卩

oθ0　 　 　4

・

ラびσ 　 　6

’

θoθ　 　 　7

／

ラocl （％ ノ 2グ 2ρ 1510 　 　 5 　 　 ピノ rμ仞

1

ノ 、 L 読

、

岬　

、

、

、

、

、 1日 目

．

対照群 　 佛 ノ 2

「

テ 20 ∫5lo ：再 荷 重群

一

　温熱 群 3日 目 　

かヤ

ノ．

　　＼

r

〜

　

x

、

1　

、

　 　 　 　 丶 　 　 　 丶 ρ000　　 0　 　　ヱ5θθ　300σ　　4500　　6000　　7

．

500　　ρ000　　0　　　ヱ5θ0　　3000　　4500　　b

’

OOO　　Z50θ　　90σク 　 　 5 　 　 　 　、

！

へ

丶

　 　 　

tlt

　 　 　 　

．

．

ノ 　 　 　

”1

　 　 0rffnt 丿　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　rμmV

　 　 　 　

図4

　

筋 線

維

横 断 面 積の分 布 状 況 　 図は各 検 索 時 期における各群の筋 線 維 横 断 面 積の分 布 状 況を示しており

，

点 線は対 照 群

，

波 線は 冉荷 重 群

，

実 線は温 熱群であ る

．

再 荷重OH 囗 と1日目は

，

対 照 群に 比べ

ll

_∫荷甦 群

，

温熱 群は と もに左方に変 位し

，

筋 線 維 横 断 面積の縮 小は明ら かであっ た

．一

方

，

再 荷 電

3

日 目で は

，

温 熱 祥 が 最 も左 方に位 置 し

，

訂荷 重 群 は対 照 群 と湿 熱群の 間に位 置 してい _た

，

位 置 し

，

再 荷 重 群 は 対 照 群 と 温 熱 群の 間 に 位 置 し

，

特 に

4000

　

一

　

600

  _{μ m2}

_付

近の

_{分 布}

が

多 く認

め ら れ た

。

そ して

，

対 照

群 と

温 熱

群 は

一

峰 性

の

分 布

で

あ

っ た が

，

冉 荷 重

群 は

2500

μm2

付

近 と

4500

μni2

イ

・

1

近に ピ

ー

ク を

持

つ

一

1

_{峰 性}

の

分 布

で

あ

っ た．

考

察

1

．

温 熱 負 荷

と

Hsp70

含 有 量

につ いて

　

今

回の

実 験

で は

，

NaitO

ら12〕の

報 告 を 参 考

に

約

41

℃

に

設 定

し た

恒

温

槽 内

に

60

分

間

，

ラッ _{ト を}

挿

_入

_す

_{る 方}

_法

で 温 熱

負 荷

を

行

っ た

。

実 験

1

の結 果， 平

常

時 に 比べ

直

腸 湿で は

約

4

℃

，

ド腿 ≦ 頭 筋の

筋

温で は

約

5

℃ 増 加

し

，

ど

ち

らの

温 度

と

も 約

41

℃

ま

で

達

し た、

ま

た

，

渡 部 ら

⊥a ｝ は

直 腸 温

に上

昇

がみ ら れ

な

い

局 所

へ の

温 熱 負 荷 方 法

で

も

，

骨 格 筋 自体 を

40

〜

4

⊥℃

ま

で

加 温 す

る ことで

Ilsp70

の

誘 導 を 確 認

し て お

り

，

今

回の

実 験

で

も骨 格 筋

の

加 温 状

態

はこ の

条 件 を

十 分 に

満

た してい る

と

思 わ れ る

。

そ して

，

実 際 にヒラメ

筋 内

の

HSp70

含 有 鼠 を 比 較 し た 実 験

2

の結 果 を み る と，

O

日 日の温 熱 詳 で は 対 照 佯 と 同

等

の

含

有 量 で あ り

，

再

荷 重 群

よ り

有 意

に

高

値

を 示 し た

．

廃

用

性

筋萎

縮 を 呈 し た 骨 格 筋で は

，

正 常 筋 と 比べ

Hsp70

含 有 量 は

低

下

す

る L2）⊥3）

。

つ ま

_り

，

4

_{週 間}

の ギ プス

固 定

に よっ て 廃

川 性 筋 萎 縮

の

発

生 が

考

え ら れる

温 熱 群

の ヒラ メ

筋

がiE

常 筋

で ある

対

照 群の ヒラ メ

筋

と 同

等

の

含 有

量であ

り

，

同

様

に

廃 用 性 筋 萎 縮

の

発

生 が

考 え

ら れ る

再 荷

重

群

の ヒ ラ メ

筋

よ

り含 有

量が多い とい

_う

ことは

，

今

回

行

っ た

温 熱 負 荷

に よ っ て ヒラ メ筋 内に

Hsp70

が 誘

導

さ れ たこ と を

示

し てい る と 思 わ れ，

再 荷

重

開 始 時

に お け るヒ ラ メ

筋

内の状

態

が 温 熱

群

と再

荷

重

群

で は 異 なっ てい た と

推

測 さ れ る

、

、

　

一

方

，

再 荷 重 群

の

Hsp70

含 有 量

に関 して は

3H

目 が

0

凵

日

よ

り有 意

に

高値

を

示

し

，

同様

の

結 果

は ラッ ト

後 肢

を

5

日

間 無 荷

重 状 態 と し

，

その

後

再

荷

重 を

行

っ た

Goto13

〕 らの

報

告で も認 め ら れてい る

．

tt し た がっ て

，

再

荷

重 時の 仲 張 負 荷 な ど が ヒ ラ メ筋 に 対 して ス トレ ス と な り

，

HSp70

が

誘 導

さ れ たの では ない か と

思

わ れ る

。

2

，

ギプス

固定

に よ る

廃 用 性 筋 萎 縮

の

発

生

状 況

につ い て

　

先 行 研 究

17｝で は ラッ

ト足 関 節 を 底 屈 位 と

し

，

ヒラメ

筋 を弛 緩 位

の

状 態

で

ギ

プス 固

定 す

る と

廃 用 性 筋 萎 縮

の

発

生

は顕 著である と報 告 さ れ ている

。

そ して

，

今 回の

実 験

で

も

同

様

の

方 法

で

4

週 間 ギ プス 固

定

を

行

っ た が， ギプ ス 固

定 終

r

直後

の

OH

目 は 再

荷

重

群

，

温 熱 群 と

も

に

筋 細 胞

の 小

径 化

を

認

め

，

これ ら

2

群の

_筋

_線

_{維 横 断 面 積}

の

分 布 状

況

は

対

照 群 に比べ左

方

に 変

位

してい た

。

し た がっ て

，

再

荷

重 群 と

温

熱 群は

4

週

間

のギ プス

固 定

に よっ て ヒ ラ メ

筋

に

廃 用 性 筋 萎 縮 が 惹 起 され た と

い

え

るc

3，

肉二

_{荷 重 前}

_の

_{温 熱 負 荷}

_{が 町}

_{荷 重}

_{に よ る}

_{筋 線 維 損 傷}

_{に 及}

　

ぼ

す 影 響

につ _{い て}

　

我

々は

先 行 研 究

3〕 に おい て

，

今

rnl

と 同

様

に

4

週 間の ギ プス 固 定 後 に 再 荷 重 を

行

い

，

1

週 後の ヒ ラ メ筋 に お け る 壊 死 線

維

の 発 生 頻 度 を 検

討

し た

。

その

結 果

， 再

荷

重 を

行

う

だ

け

で

壊

死

線

維

の発

生

を

認

め

，

これ は 廃 用

性 筋 萎

縮 の惹 起 によ る 筋 線 維の脆 弱 化

，

な ら びに再

荷

重 時の

伸 張

ス トレ スな ど が

原 因

と な

り

，

筋 線 維 損 傷

を

招

い た と

推 察

した

、

、

そこ で

本

研

究

で は

，

ギ プス

固 定

が

終 了 す

る

2

日

前

に温

熱 負 荷

を 行

う

こ とで

，

再 荷

重

後

の

筋 線 維 損 傷

の発 生 を

軽 減

で

き

るのか を

検 討

し た．

　

その

結

果

，

ギ プス固

定

を

_行

っ た再

荷

重

祥

と温

熱

群 で は 全て の

_{検 索}

時 期で

対

照群に比べ

_有

意 な

壊

死

線

維の増 加 を

認

め た

。

し か し， その 程 度 に は 差 が あ

り

，

3

円 目の

冉 荷

重 群

で は

0

日 目

，

1

日 目と比 して

壊

死

線 維

の

有 意

な

増 加

を 認め

，

温

熱 群

と 比

較

し て

も有 意

に

高 値

を 示し た

。

つ ま

り

，

再 荷 重

か ら

3

凵

日

の

再 荷 市 群

は

筋 細 胞 壊 死

が

顕 著

で

，

これ は 再

荷

重 時の

仲 張

ス トレ スな ど に よっ て筋 線

維 損 傷

が

惹 起

さ れ たこと が 原 因で

あ

る と

思

わ れ る

、

，

そ して

，

　

一

38

理 学 療 法 学 　 第

36

巻 第

27i

般 にい わ れてい る 組

織 損 傷

後の細 胞

壊

死の時

間 経

過 か ら 考 え る と

，

本

研 究で定

義

し た

壊

死

線 維 （

図

1

）

は

筋

線

維

損 傷

が 生 じ た

1

〜

3

日

後

に

認

め ら れ る

も

ので

あ り

，

紅 織

修 復 過 程

と して は

炎 痒 期

に

あ

た る。

実 際

．

3

日

IJ

の

再 荷

重 群

の

病 理 所 見

をみ る と

，

問 質

にお

け

る

単 核 細 胞

の

増 加

を認

め

た

が

，

これ は

貪 食細 胞 を主 体

と し た

炎 症

に

関 わ

る

細 胞

の

集 積 と考 え

ら れ る。

ま

た

，

間 質

の

拡 大

や

筋 細 胞

の 円 形

化

とい っ た所 見 につ い て は

，

炎

症 過 程で生 じ る 浮 腫 が 影 響 し てい る と 推 測 さ れ，

本

研

究

で は 間

接

的

指 標

で は あ る が

筋

線維横

断 面

積

の分

布

状

況

の 比

較

を 通 して

浮

腫

の 発 生 状 況 を

検

討 し た

。

その結 果

，

再 荷 重 群の筋 線 維 横 断

面 積

の

分 布 状 況

は

温 熱 群

よ

り右 方

に

位 置

し

，

特

に

4000

〜

₆₀₀₀

μrn2

付

近の

分 布

が

増 加

し て い た こ とか ら

，

再 荷

重 群

に は

浮 腫

が

発

生し てい る可

能 性

が

高

い とい

え

る

。

以

上

の こ

と

か ら

，

再 荷 重 か ら

3

目

目

の

再 荷 重 群

は

，

他

の

検

索 時 期 よ り も

筋 線

維 損 傷 が 顕 著であ る と 推 測 で き る

。

　

一

方

，

3H

目の温

熱

群の

_{結 果}

を み る と

，

同 群の

0

日

lj，

1

日 冂 と比 し て

壊

死

線

維

の 発 生 頻 度 に

有 意 差

を

認

め な か っ た

。

ま た

，

病

理

所

見におい て も

3

日

IJ

の再 荷 重 群に認 め ら

れ

た よ

う な 炎 症

を

疑

わ せ る よ

う な所 見

は

得

ら れ

ず

，

各 検 索 時 期

で

大

差 な か っ た

。

さ ら に

，

3

日 目の

温 熱

群の

筋 線 維 横 断 面 積

の

分 布 状 況 も

同 群の

O

日

目

，

1

日

目

と

同

様

で

あ り

，

再 荷 重 群

よ

りも左 方

に

位 置 し

てい たこ と か ら

浮 腫

の

発 生

は

少 な

い と

考 え ら

れ る

。

以

ヒの よ

う

に

，

再 荷

重

か ら

3

目 囗の

温 熱 群

は 再

荷 重 群

と 比 し て

筋 線 維 損 傷

が 軽 度 で あ る こ と は 明

白

で あ り， こ れ は， 再

荷 重

2

日

前

に 温 熱

負

荷 を 行っ たこ とで

，

再 荷

重

開 始

時

の ヒラ メ

筋 内

に

Hsp70

が

誘 導 さ

れ た

結 果

，

再 荷 重 後

の

_{筋 線 維 損 傷}

の

発

生 が

軽 減

さ れ た 可

能 性

を

示

唆 してい る と 思 わ れ る

。

4

．

Hsp70

の

誘 導

に よる

筋 線 維 損 傷

の

軽 減

メカニ _ズム に 　 つ い て

　 致 死 的

なス トレ ス

を受

けた

細 胞

は

，

その タ ンパ _ク

_質構

造

が

破 壊

さ れ，

疎 水性 領 域

が

分

子 よ

り露 出

し

，

そ れ 同

士

が

結 含 す

るこ

と

で

凝 集

が

起

こ

り変 性 す

る

。

し

か し

，

　

一

旦

非

致

死

的

な 温 熱

負

荷 に よっ て

Hsp70

が

誘 導

さ れ た 細 胞 で は， その

後

に

致

死 的 なス トレス に

暴

露 さ れ て も 正

常

な タンパ ク

質構 造 を あ

る

程 度 維 持 す

るこ

と

が 可

能

で

，

これ を

Hsp70

の交

差

耐 性 と

呼

ん でい る8〕9，

。

そ して

，

今 回の

結 果

か

ら廃 用 性 萎 縮 筋

に

お

い て

も

，

温 熱 負 荷

に よっ て

Hsp70

を

誘 導 す

るこ とが 可

能

で

あ

り

_，

再 荷

重

前

に

温 熱 負

荷 を 行

う

こ とに よっ て

，

再 荷 重

後

に起こ る筋 線

維 損

傷の 発生 を 軽 減で きる こ とが 示 唆 さ れた

。

た だ

，

Koh

ら18｝ は

骨 格 筋

の

遠 心 性 収 縮

や

過 度

な 運

動

に よっ て

惹 起

さ れ る

筋 線 維 損 傷

で は

，

small 　

Hsp

と よ ば れ る α

B

ク リス タ リ ンや

Hsp25

が 絹 胞 骨 格や筋 細 胞 膜へ _{保 護 的}に関

与

する と指 摘 してお

り

，

今

圃の温 熱 群の結

果

に も 少 な か ら

ず 影

響

し てい る可

能 性

が

あ

るた め

，

今 後検 討

すべ

き

課 題 と

考

え る

。

5

．

本研 究

の

_{意 義}

と

限 界

につ い て

　 廃 用 性 筋 萎 縮

を 呈 した 理

学 療 法

の

対 象 症 例

は

多 く

，

こ の よ

うな 症 例

の ID に は

理 学 療 法 を施 行

した

後

に

急 性 炎症

症 状 を呈 す

る

者 も見 受

け

ら

れ る。 そ し て，

動 物 実 験

では

あ

る が

，

先 行 研 究

1

−

3）や

本 研 究

の

結 果

か ら

，

廃

用

性 筋

萎

縮 を 呈 し た 骨

格 筋

は 脆

弱

で あ ると推 測 さ れ

，

前 述 し た よ

う

な 症 例 で は， 骨

格 筋

の

．・

部

に

筋 線 維 損 傷

が 発 生 し て いる 可

能 性

が

高

い

。

つ ま

り

，

こ のよ

う

な

筋

線維

損 傷

の発 生 を

予

防 す るこ と は

，

廃 用 性 筋

萎

縮に対 す る 理 学

療 法

を

効 果 的

に

行 う

上で重

要

と

考

える。

　 本 研 究

で は

，

4

週

問

のギ プス 固

定

に よっ て

廃 用 性 筋 萎

縮

を

惹 起

さ せ た ヒ ラ メ

筋

に

対

し

，

再 荷 重

を

行 う前

に

温 熱

負荷 を行

っ

た

。

そ

の

結 果

，

再 荷 重

に よっ て

起

こる

筋 線 維

損 傷の発 生 を 軽

減

で き るこ とが 示

唆

さ れ た

。

温 熱 療

法

は

従 来

か ら

痛

み や

筋 緊 張

の緩

和

，

末 梢

循

環

の改

善

な ど19）） を 目

的

に

行

わ れ る が

，

今

回の

結 果

は

，

温 熱

療

法

の

新

た な 適 応の可 能 性 を 示 し た 基 礎デ

ー

タ の

一

つ で あ る と 思 わ れ る。 し か し

，

本 研 究

は

動 物 実 験

で

あ り

，

今 後 臨 床

へ

応 用

して い

く

に は

温 熱

負

荷

の

方 法

や

頻 度

な ど

，

多

く

の

課 題

に つ _いて

検 副

し てい

_く

必

要

が ある。 結 論

　今

回， ブレコ ンディ シ ョ ニ ング と し ての

温 熱 負

荷

が ギ プス固

定 後

の再

荷 重

に よっ て 生 じ る ラッ トヒラ メ 筋の

筋

線

維

損 傷

に及 ぼ す

影 響

を

検

討 し たc

，

その

結 果

，

再

荷

重 を

開 始 す

る

2H

前

に

行

っ た

温 熱 負 荷

に よっ て

，

ヒ_ラメ

_筋

に は

Ilsp70

の

誘 導

が

認

め ら れ た

。

ま た

，

温 熱 負 荷

を

行

っ たヒ ラ メ

筋

で は円二

_荷

_{重 か ら}

_3H

_冖

_の

_{壊 死 線 維}

_の

_発

_{生 が}

_軽

度

で

あ

っ た。

以

上の

結 果

か ら

，

再 荷 重 前

の

温 熱 負 荷 は再

荷 重

に よっ て

生

じる

筋 線 維 損 傷

の

発

生

を軽 減 す

る 可

能 性

が

あ

り

，

こ の メ カニ _ズム に は

，

骨 格 筋 内

の

Hsp70

含 有

量

が

影 響

し てい る

と推 察

さ れ た

。

文 　 　献

ユ）

S

匚

Pierre

　

BA

，

　

Tidball

　

JG

；

Differential

　

response

　

of

　 macrophage 　subpopulations 　lo　soleus 　muscle 　reloadlng

　 af［er　ral　

hindlimb

suspellsion 　

．

J



Appl

　

Physi

〔｝

177Q

_）1 　

290

−

297

，

1994

．

2）WaIlek　Lj

，

　Srlow　MH ：Activity

．

irlduced　fiber　regenera

．

　 tion　in　rat 　soleus 　muscle

．

　Anat　Rec　258：176

−

185

，

2000

．

3）井上 貴 行

，

沖山　実

・

他 ：_{不 動 終}了 後の ラ ッ トヒ ラ メ筋に

　 対 する間 歇 的 伸 張運動が関 節 可 動域 と筋 線 維に お よ ぼす 影 　 響

．

　理 学 療 法ゴ_き

340

_）；ユ

・

9

．

2007

，

’

t）

Garramone

　

RR

　

Jr，

　

Winters

　

RM

，

　et 　al

．

：

Reduction

　of　skele

−

　 tal　muscle 　injury　through　stress　conditionillg 　using 　the

　 heaし

一

shock 　response

．

　Plast　Reconstr　Surg　

93

；1242

−

1247

，

　 1994

．

5）三 上 俊 夫

，

太 田 成 夫 ：運 動 前の 身体川 温 は 運動 時の骨 格 筋 　 損 傷 を抑 制 する か 否か

一

熱 シ ョ ッ ク タ ン パ ク質 70

ギプス固 定 後の再 荷 電 に よる ラッ トヒ ラメ筋の筋 線 維 損 傷に対 する温 熱 負 荷の影 響

39

　 　⊥45

−

152

，

2003

．

6〕

Gerner

　

EW

，

　

Schneider

　

MJ

：

Induced

　thermal 　resistance

　 　

ill

　HeLa 　cells

．

　

Nature

　

256

：

50e

−

502

，

1975

．

7

）

Welch

　

WJ

，

　Feramicso



JR

：

Nuclear

　and

　

nucleo ！ar　

local

−

　 　

ization

　of　the　

72

．

000

　

dalton

　

heat

　shock 　pr〔＞tcin　

in

　

heat

−

　 　shocked 　nlamrnaliau ce］ls

，

　

J

　Biol　

Chem

　259：

4501

−

4513

，

　 　

1984

．

8

） 簑田清次 ：熱 ショ ック 蛋白と ア ポ ト

ー

シス

，

医学のあ ゆ み

　 　

187

　（

5

）：

377

−

381

，

　

1998

．

9

） 内 藤 久 十

，

小 倉 裕 司 ：スポ

ー

ツ とス ト レスタンパ ク質

．

臨

　 　床 病 理レビ

ュー

137

：⊥

17

−

123

，

2006

．

10

）

Hu 、ter　MM

，

　Sievers　RE

，

　et

．

　al

．

；Heal

・

shock 　proteirl　induc

−

　 　tion　in　 rat　hearts

．

　

A

　 direct　cor 〔clation 　betwecn 　thc

　 　alllQuTlt　of　

heat

−

shock 　prutein　induced　and　the　

degree

　of

　 　myocardial 　_pretection

．

　Circulatior189：

355

．

．

360

，

1994

．

11）

1

．

epore 　

DA

，

　

Hurlcy

　

RM

，

　et　al

．

：

Prior

　

hcat

　stress　

improves

　 　survival 　of　

ischemic

−

reperfused 　ske ⊥etal　muscle 　

in

　vivo

．

　 　

Muscle

　

Nerve

　23：1847

−

1855

，

2000

．

12）

Nailo

　

H

，

　

Powers

　

SK

，

　etα

1

：

Hcat

　s1ress　a1しelluales 　skele

−

　 　tal　musclc 　a 匚rophy 　

in

　

hindlirnb

−

unweightcd 　rats

，

　

J

　

Appl

　 　Physiol　88：359

−

363

，

2000

．

13〕

Goto

　

K

，

　Ilonda



M

，

　 et 　 al： Heat　Stress　Facilitates　the

　 　Recovery 　〔〕fAtrophicd 

Soleus



Muscle



in

Rat

，

　

Jap



J

　 　

Physiol

　

54

：

285293

，

2004

．

14

）伊 藤 要子 ：

IISP

が病 気 を 治す

，

ビジネス利：

、

東 京

，

2005

．

　 　PP44

−

79

，

15

）

Youko

⊥

，

　

Tazawa

　

K

，

　et　al

．

：

Induction

　of　

Hsp70

　

ill

　

lym

−

　 　phocytes　

by

　whole 　

body

　

far

−

infrared

　

hypertheria

，

　

Jpn

　

J

　 　

Hyperthemic

　

Oncol

　

21

  ：

209

．

22e

，

2005

，

16

）渡 部由香

，

吉

川紗 智

・

他 ：_{温 熱}

_負

_{荷 方 法}の _違い が ラッ トヒ 　 　ラ メ筋の廃 用性 筋 萎縮の進行 抑 制に お よ ぼす 影 響

一

一

温水 浴

　 　

と電 気 熱プ レ

ー

トの比 較

一．

理 学 療 法 学 33（7）：

355362

，

　 　20G6

．

17） 佐 伯 　 彩

，

沖

m

　 実

・

他 ：弛 緩 位 な らびに伸 張 位で の固 定

　 　

が ラ ッ トヒラメ筋に お よ ぼす 影 響

．

理 学療 法 学

27

（

3

｝： 　 　

63

−

68

，

2000

．

18）

KDh

　

TJ

：

Do

　smalL 　

heat

　shDck 　_prot諭 1s　_protect　skele τaL

　 　muscle 　

from

　

illjury

？

Exerc

　

Sport

　

Sci

　

Rav

　

30

：

117

−

12

⊥

．

　 　2002

．

L9〕 神 沢 信 行

，

岩 田 由 明 ：温 熱療法

．

理 学 療 法ハ ン ド ブッ ク

　 　 第

2

版

．

細山

多 穂

，

柳 沢

　

健 （編 ）

，

協

同 医

書

，

東 泉

，

　 　1995

，

pp1085

−

1105

．

･tO

va\asta\

ng36gij27f

<Abstract>

Effects

of

Heat

Stress

on

Muscle

Fibers

Damage

in

Reloading

after

Immobilized

Rat

Soleus

Muscle

Yasuhiro

BANNO,

RPT.

MS

Division

of

Physical

Therapy,

Facudy

of

Care

and

Rehabilitaion,

Seijoh

Universdy

Ai[inoru

OKITA,

RPT,

PhD

Unit'

of

Physiaal

and

Occtrpational

Thermpy,

Na.crasaki

University

Graduate

School

of

Biomedicat

Sciences

Shigeyuki

SUZUKI,

RPT,

PhD,

Takayuki

INOIJE,

RPT,

MS

Pragram

in

Physical

and

Occupational

71herqpy,

Graduate

Sehool

of

Health

Sciences,

IVdgoova

Uitiversity

Nao

YOSHIDA,

RPT

Dqpantment

of'Rehabilitation,

IVlrzgasaki

Memorial

Hbspitat

Yui

KOBAYASHI,

RPT,

Mika

TAKANAMI,

RPT

Department

of

Rehabilitation,

Sahara

Hospital

Avako

HAYASHI.

RPT

Department

of'Rehabilitation,

Kttnzahichuou

HbspitaJ

Background:

The

purpese of the present study was to

deterrnine

whether

heat

stress

is

_preventive

for

muscle

fiber

injury

indLLced

by

rcloading after

imrnobiLization

in

rat soleus muscle,

Methods:

Fortv-three

male

8-week-old

Wistar

rats were used,

Rats

were

divided

randomlv

into

t

v

control

(C,

n=15>,

immobilized

followed

by

normal recovery

(TR,

n==14),and

immobitized

followed

by

heat

stress

before

retoading

(III,

n=l4)

groups.

Bilateral

ankles oi each raL

in

the

IR

and

IH

groups

were

fixed

in

full

planter

fiexion

with a plaster cast

for

4

weeks,

Immediately

afLer

4

weeks of

immobilization,

reloading was allowed

for

rais

in

the

IR

group.

Rats

in

the

IH

_group

werc

first

exposed

to

heat

stress

(41

'C

for

60

rnin)

in

an

incubator

under anesthesia

2

days

before

reloading.

At

O,

1

and

3

days

after reloading.

both

soleus muscles

in

all groups were excised Emd weighed.

Frozen

sections of zhese muscles were stained with

hematoxylin-eosin,

the number of necrotic muscle

fibers

was counted, and rnuscle

fiber

diameters

were measured.

Moreover,

IIsp70

contents

in

muscte

tissue were measured

by

using lhe

Western

biot

method.

Results:

Immediately

after remobilization,

Heat

sheck

_protein

{Hsp)

70

levels

were significantly

increased

in

IH

groups compared wjth

IR

_groups,

Muscle

fiber

atrophy was seen

in

IR

and

IH

groups.

In

3

days

after reloadin.o,

the

number of necrotic muscle

fibers

was significanzly

increased

in

IR compared with IH .vreups.

Conclusions:

The

present

findings

suggest

that

heat

stress prior ro reloading

induces

expression

of

Hsp70

and

[eads

to

_protective

effect against soleus muscle

injury

induced

by

reloading after

immobilizat.ion.