理 学 療 法 学
第
3
]巻 第5
号
304
〜
31
]頁 (2004年)報 告
持
続 的伸 張
運
動
と
間歇 的
伸 張
運
動
が
拘縮
と
筋線維
に
お
よ ぼ
す影響
関
節
固
定
法
と
後 肢 懸垂
法
を組
み
合
わ せ た
ラ
ット
の
実験
モ
デ
ル
に よ る
検 討
*一
西 田 ま
ど
か
1>岡 本
眞
須 美
4 )沖
田
実
2)中 野 治 郎
5)吉 村
俊
朗
5)福
田
幸
子
3)友
利
幸之介
6) 要旨
本研
究で は,
関節 固定 法
と後肢 懸 垂 法 を 組
み合
わせた
ラ ッ トの実験
モデル を用いて,
持続
的fl11
張 運 動
と問歇 的 伸 張 運 動
が拘 縮
と筋 線 維
に お よ ぼ す影 響
を検 討
し た。
Wistar
系 雄
ラ ッ トユ7
匹 を対 照 群
3
匹と実 験
ne
14
匹 に分
け ,実 験 群
は 両 側 足関 節
を最
大底 屈 位
で圃 定
し た 上で後 肢 懸 垂 法 を
2
週 聞 行
った
。ま
た,
実
験 群
は 閻定
のみの群 (固 定
群,
4
匹)
.
閹定 期 間 中
に麻 酔
下で毎
H30
分 問,
ヒラメ筋 に 持 続 的fl11
張 運 動 を実 施 す
る群
〔持 続 群
,
6
匹)
,
同 様
に間 歇 的 伸 張
運動 を実 施
す る 群 〔間 歇 群,
4
匹 ) に分
け,
実験 終 了後
は足 関 節 背 屈 角 度
とヒラメ筋
の組 織 病
理学
的変
化 を検索
し た。
足関節 背 屈 角 度
は持続 群
,
問 歇 群
が固定群
よ り有 意 に 高 値 を 示 し た が,
こ の2
群の ヒ ラ メ筋
には著
しい筋 線 維 損 傷
の発
生が認め ら れ た。
よっ て,
持
続
・
間 歇 的 伸 張 運 動
とも
に本 実験
モデル の拘 縮
の進 行 抑 制
に効
果的
で あ る が,
ヒラメ筋
に対
しては悪 影 響
をお よ ぼす
こ とが示唆
さ れた。
キー
ワー
ド持
続 的伸
張 運動
,
間歇 的
f
申張 運 動
,
筋 線 維
は じ め に臨
床
で は,
意 識 混 濁状 態
や重 度 障 害
な どに よ り臥床
状態
が余 儀 な く
さ れ る ケー
スも少
なく
ない。
そ して,
この ような
ケー
ス の多 く
は自
発 的 に 閲 節 運 動 を行 う
こと が困
難 な た め,
関 節 な ら びに骨格
筋 は不 動
状態
と なり
,
結 果
的
に拘 縮
と筋 萎 縮 が 発
生す
る。そ
のた
め,
理 学 療 法 と
し *Effects of G}ntiml 〔川s and Tn匸ermittent Stretchlng Exercises om
Joint
Contracture and Muscle Fiber kl a Rat Experimenral Modelwi匸h
Joint
Immobiiizati〔m C〔川 1bined with Hindlimb Suspensleul〕長 崎 百 合 野 病 院 リハ ビリテ
ー
ショ ン科Mad(,ka Nishida
.
RPT :Department of Rchabi]itation.
NagasakiYurino Hospital
2)星 城大 学 リハ ビ リ テ
ー
ション学 部 理学 療 法学 専 攻〔〒476
−
8588 愛知 県 東 海1]∫富 貴 ノ台2JH172 番地>Min{}ru Okita
,
RPT.
PhD:FacLdしン 〔,f Care and RehabilitaしioTI,
Se正
joh
University3:1 虹がE病 院 リハ ビリ テ
ー
ション科Sac liko Fukuda
,
RPT:Department I}f Rchξ瓦bili匸atiol1,
NEjlga⊂〕kaHospital
4〕長 崎 北 病 院 総 合リハ ビリ テ
ー
ション 部Masuml Okamf)to
,
RPT:DepartmenL 〔〕f Rehnbilitat[on.
NagasakiKITA H〔}spital
5〕長崎 大 学 医学 部 保 健学科
Jiro Nakano
、
RPT,
T【}shiro Yoshi[nura.
MD・
Scheol of HealthScienccs
,
Nagasaki U[1iversi 匸y6}神 奈 川 県 立 保 健 福 祉 大 学 リ
ハ
ビ リ テー
ショ ン学 部 作 業療 法学 専攻 Ko”osuke Temori,
OTR.
Sch【}ol (,f RehabilitaLic川,
KanagawaUni丶
・
ersiLy {}f Ilumtm Service〔受付口 2003‘」
・
8 月30日.
受 理1.
[ 2004年4月3日) ては,
可及 的早 期
か ら徒 予
や機器 を
用いて関 節口∫動 域 を確 保
しつ つ,
骨 格 筋
の伸 張 を 促
し,
拘
縮 と 筋萎
縮の発 生・
進 行 を 予 防 す ること が 車 要であ る。
一
方
,
こ れま
で我
々は,
上記
の ような 臥床
に よっ て起
こる拘 縮
を動 物 実験
で シュ ミ レー
シ ョ ンす
る に は,
関 節 固定 法
や後
肢懸 垂 法
といっ た 廃 用 症候
群の代 表 的 な実 験
モデルを単 独
で行 う
より も
こ の両 者 を組
み合
わ せた方 法
が より適
して おり
,
特
に,
拘 縮
の発 生は顕 著 に 認 め られ る ことを報 告
し た 1)。ま
た, この実 験モ デル マ ウスを用
いて,
持 続 的伸 張
運動
の実施
時 間の違いによる拘 縮
の進
行 抑 制 効 果 を 検 討 し た結 果
,
実 施 時 間
10
分
で は効
果は認
め ら れな
いも
の の,
20
分
,30
分 と実 施 時
間を
延長 す
る と効
果を
認め,
特
に30
分 が 最 も 効 果 的であっ たD。
し か し,
こ の報 告
D で は筋 線 維
に 対 す る持 続 的
f
申張 運
動
の影 響
は明
ら か に でき
て お ら ず,
検
討課
題 と なっ てい た。加 え
て,
日 常の 臨 床で.
.
般 的 に 行 わ れてい る伸 張 運動
は,
大別 す
る と持 続
的伸 張
運 動 と間 歇
的伸 張 運 動
であ
るが,
PrenticeL
”) に よれ ば,
持
続 的 伸 張 運 動 よ り間 歇 的
伸 張
運動
が筋 線 維 損 傷
を 惹起
し や すい と 報 告 してお り,
伸 張 運動
の方 法
の違
い に よっ て も筋 線
維 に 対 す る影響
は異
なる可能 性
があ
る、そこ で
本研
究で は,
関節
固定
法と後 肢 懸 垂 法 を 組み合a ;
持 続 的 伸 張 運 動
b
:問歇
自勺イ
申
張 運 動 リウ ム (40mg
!kg
)
を投 与
し,麻 酔 を 行
っ た後
,
両 側
足 関節
を最 大 底 屈 位
と し,
前足 部
か ら 下 腿 ド部
ま
で ギプ
ス シー
ネ を あて,
非 伸
縮性
の テー
プ で 固定
した。次
に,
各
ラ ッ トには背
側骨
盤部
に サル カンを取 り付 け た 皮 製
の ジ ャ ケ ッ トを着 用
さ せ,
飼 育
ケー
ジのL
端 に張
っ た 針金
に サルカンを接 続 す
ることで後 肢
を懸
乖,
無荷
重 状 態 と し た。
そ して,
この実 験 処 置
によ る飼 育 期 間
は,
以下
の報 告 を参 考
に2
週 間
と し た。
す
な わ ち,Thomason
らo に よ れば
,
ラッ トヒラメ筋
の筋 湿
重 量 は後 肢 懸
垂 を開
始 して か ら2
週 後 ま で 急激
に減 少
し,
開始 前
の約
50
%
にな
る と報 告 し
て いる。 そ し て,
この報
告
4)で は ラ ッ ト ヒラ メ筋
の タ ン パ ク合 成 速 度
は後 肢 懸
垂直 後
に半 減
し,
そ
の後
一
定
に保
た れ るのに 対 し, タ ンパ ク分 解 速 度
は後
肢 懸 垂 後 徐
々に増 加
し,
2
週後
に ピー
ク と な り,
総
タン パ ク質
の損 失
の程 度 も
タ ンパ ク分 解
速度
の推
移 と 同 期 し,
2
週後
に ピー
クと
な ること
が示
さ れてい る。 つま り
,
後 肢 懸
垂に よる ラッ トヒ ラメ筋
の筋 萎 縮
の状 況 を検 索 す
る に は,2
週 問
の実 験 期 問 が最 も好 適
であ
る と考
え ら れ,
本
実 験の飼
育
期
間 に決 定
した
ttな お
,
上記
の実 験 処 置 後 は,
すべ ての ラッ トと も前
肢 に て飼 育
ケー
ジ内 を移 動
でき
,
水
と餌
は自由
に摂 取
さ せ た。
ま た,
飼 育 期 間 巾 に 足 関節 を
固定
していた テー
プが緩
ん だ場 合
や浮 腫
の発 生 が認
め ら れ た 場合
には適 宜 巻 き
換 え を行
っ た。 図1
運動方法
わ せ たラ ッ トの実 験モ デル を 用いて,
持 続 的 伸 張
運動
と問 歇 的仲 張 運 動
が拘 縮
と筋線 維
に お よ ぼす 影 響
を 明 ら か に す るこ とを 目 的 と した。
材 料 と方 法
1
.
実 験 動 物
実 験
動 物
に は,8
週齢
のWistar
系 雄
ラット
17
匹
を用
い.
これ ら を無 作 為
に対 照群
3
匹と実 験 群
14
匹 に振 り
分 け た
/
t実 験 群
の各
ラット
に対
.
しては,
後 述 す
る方 法
に て両 側 足 関節 を最 大 底 屈 位
の状 態
で固定
し,
ヒ ラ メ筋
を弛
緩位
で不
動 化 す る と と も に,
後
肢 を懸 垂
,
無荷 重状 態
とし
た。そ
して,
実 験
群 は さ ら に,D
固定
の みの群
(以 下,
固定 群
; n≡
4
),
2
)固 定
期間 中
に ヒラ メ筋
に持 続
的伸
張
運動 を実 施 す
る群 (
以 下,
持 続
群 ; ll=
6
)
,
3
>固 定 期 間 中
にヒ ラメ筋
に 聞歇
的伸 張
運動 を実 施 す
る群 (
以下.
問歇
群.
; n=
4
)に振 り分 け た。
な お
,
今 囘
の実験
はす
べて,
長 崎
大学
医 学 部 附 属動 物
実 験 施 設
を使 用
し,
長崎
大学
が 定 め る 動物 実 験 指 針
ll丿 に基
づいて実 施
した。
2
.
足 関 節 固 定 法
と後 肢 懸
垂法
実 験
群の各
ラ ッ トの腹 腔 内 にペ ン トバ ル ビ ター
ルナ ト3
.
運動
方法
持 続
群,
間歇
群の各
ラッ トの腹 腔 内
にペ ン トバ ル ビター
ルナ ト リ ウム(
40
mg,
ikg) を投 与 し
,
麻 酔
を行
っ た後
,
足 関節
固定 と後 肢 懸 重 を解 除 した
。そ し
て,
後 述 す
る方 法
で足 関 節 背 屈 角 度 を 測 定 し,
持 続群
に対
して は,
非 仲 縮 性
のテー
プを用
い て両 側
足関節
を その 日の最
大背
屈 位 に 保 持 し,
ヒ ラメ筋
に持 続 的 伸 張 運 動
を実 施
し た〔
図
1
−
a)
.
ワ∫
,
間
歇 群 に 対 して は, ア ン ク ル ス ト レッ チャー
(酒 井 医 療 製
) を 用い,
角
速
度10
ツ秒
で 足 関節
の底 背
屈 運動 を行
い,
ヒ ラ メ筋
に間歇 的 伸 張
運 動 を 実 施 し た(
図1−b
)。
Stauber
ら5) によ れ ば,
ill常
な ラッ1・
ヒラメ筋
に対 し
ユ3
秒 間
に10
同
のサ イクルで5
セ ッ ト,
隔 日 に2
週 間 間歇 的 伸 張 運 動 を行 う
と筋 湿 重
量 や筋 線 維 直 径
の増
加 が 認 め ら れ る が,
同期
問,
1
・・
iJ頻 度
で5
秒 間
に10
回のサ イク ル で5
セッ ト間歇 的 伸
張
運動
を行 う と
,小 径
の筋 線 維
が多 数 出
現 し,
筋 線 維 損 傷
が 惹 起 さ れ た と 樶告
してい る。
つ まり
,
こ の報
告5〕 を 参 考 に す る と,
間 歇 的仲 張
運動
では角 速 度
が遅
い方
が筋 線 維
肥 大 効 果 を 得 や すいと推 測
さ れ る。
ま た,
友
利 らc} によ れ ば,
2
週 間の後肢 懸 垂
の過 程
でマ ウ ス ヒ ラ メ筋に20
秒 間 に 1回の サ イク ル で20
分 間 間歇 的 仲 張
運動
を 実 施 す る と筋 線 維 萎 縮
の進 行
が抑
制
さ れ た と 報 告 してい る。
そ して,
沖
田7)は,
後 述 す
306
理 学 療 法 学 第31
巻 第5
号 る方 法
で正常 な
ラ ッ ト足 関節
の背
屈角
度 を 測 定 す る と ユ60
°
と な
る が,2
週
間足
関節 を
最大
底
屈 位
で ギ プス固 定
す
ると約
105
°
に な る と報
告 して いる。
つ まり
,
今
回の 実 験モ デル も 足関 節
を最
大底 屈 位
で固 定
し てい る た め,
背 屈 角 度 も
IOO°
程 度 ま
で は減 少 す
ること
が 予想
さ れ る。
そこで,
背 屈 角 度 が100
°
の場
合 を 想定
し,
友 利
らの報
告
6)に準
じ,
20
秒 間
に1
回
のサイ
クル とな
る角 速 度
10
ツ秒 を今 回
の間 歇 的 伸 張 運 動
の角 速 度
に決 定
し た。
な お,今
回の実
験モ デル に おいては,
固 定 期 間
の延 長
に伴
っ て 日々,
足 関 節 背 屈 角 度
が減 少 す
る ことが 予 想 され
る。そ
のため,
間歇 的 伸 張
運動
の方 法 を
サ イク ル で規定
す ると
その際
の実 施 角 速 度
を 日々変
更 す る 必 要 が あ る。
し か し,
使
用す
るアン クル ス トレッチャー
では角 速 度
を詳細
に制 御 す
る こと は困難
iな ため,
今
回の実験
で は角 速 度 を
一
定 と す
る方 法
で 間歇 的 伸 張
運動 を 実 施
す るこ と と し た。
次
に,
各
々の伸 張 運 動
は2
週 間
の飼 育 期 間 中
,
毎
日30
分 間 実 施 し
,
運 動 実 施 後
は,
前 述
の方 法
に よっ て両 側 足関 節
を固
定
す
る と と も に後 肢 懸
垂法
を行
い,
飼 育
し た。 ま た,
伸 張 運 動
を実 施 す
る前
に は後 述 す
る方 法
で足
関節 背 屈 角 度
を測 定
し,
関節
可動 域 制
限の有 無 を確
認 し た。
そ し て, 関節
可動 域 制
限 が 発生
した後
は,
その 日の最 大 背
屈角 度
まで伸 張
運動
を 実施
し,
ヒ ラ メ筋
に強 制 的
な伸 張
を加
え ない よう努
め た。
な お,
麻 酔
に よる成 長 不
良 な ど
の影響 を考 慮
し,
対
照群 と
固定 群
にも
上記 と
III
亅様
に 麻 酔の み を 行っ た。
ラメ筋 は,
直 ちに電子
天秤
で筋 湿
重 量 を測 定
し,
その後
,筋
をそ
の中央 部
で2
分 割 し
,
ト ラガ ン トゴ ムに包 埋
した。
包
埋 した試 料
は,
液体 窒
素 で 冷 却 し た イソペ ンタン液 内
で急 速 凍
結 し,
ク リ オス タッ トを用
いて,
6
μm厚
の横
断 切 片
を作 製
し た。そ し
て,
病 理 組 織 学 的 観 察
のた
めHematoxylin
−
eosin(
以 下,H
&E
)
染色
とvanGieson
染
色 を施
し,光 学
顕微
鏡 で検
鏡 し た。
6.
定 量 解 析
筋 線維
の定 量 解 析 と
しては,
まず
顕微
鏡 用デジタ ル カ メ ラ (FUJI
FILM
HC
−
300Z
)
に て各
試料
のH
&E
染 色像
を
100
倍
の拡 大 像
で全 視 野
に至
るま
で順 次
パ ソ コ ン(
Appte
Power
MacintQsh
8500f180
)
に 取 り込 み,
取 り込
み順
に番
号 を付
け, フ ァイルし た。
そ して,
画像 解 析
を
行 う
上 での無 作 為 化
を畷
る た め,
乱 数表 を用
いて,
8
つ の
画 像
ファイルを 選択
し, これに含 ま
れ るす
べ ての筋
線 維
の直 径 を 画像 解 析
ソ フ ト ウェ ア(
NIH
Image
Ver
1
.
62
)
で計
測 し た。
ま た,
病
理所 見
の出現 頻 度
を 比較 す
る た め,
直 径 を計 測 し
た筋線 維
の総 数
に対 す
る中心 核 線
維
と壊 死 線維
の割 合 を算 出 した
。な
お,
中心 核 線維 と
は,
筋核
が筋
細 胞内
に存
在 す る もので,
これ は一
度 壊 死 に 至 っ た筋 線 維
が再
生 して いる状 況
を示 す 所 見
であ
る9)。ま
た,
壊
死線 維
は,
筋細 胞 内
に貪 食 細 胞
の浸 潤
が認
め られ るも
の,あ
るい は筋線 維
の染 色 性
が著
しく低
下 し,
筋
細胞
が消
化 さ れ た壊
死像
と判 断
さ れ る もの のみ を検索 対 象
と し た9}。
4
.
足 関 節 背 屈 角 度
の測 定
足
関節 背
屈角 度
の 測定
は, 中 田 ら D やOkita
ら8)の報 告
に準
じ, 二人の検
者
で行
っ た.
ま た,
デー
タの再現
性
をで きる限り
一
定
にす
る目的
で,
測 定
に際
し て の各 検
者
の役 割 は 常
に同
一
と
した
。具 体 的 な測 定 方 法
は,まず
麻 酔
下 でラ ッ トを側 臥 位
に し た後
に検 者
の一
人 が 徒手
に て 股・
膝 関 節 を9
ぴ屈 曲 位に固 定 し,
後
肢筋
群に筋 収
縮 が惹 起
さ れな
い こ と を確 認
し た。そ し
て,
そ
の検 者 が 強
制 的 な力
を加 え
ない よう
に注 意
し な が ら母指
で足 関 節 を他 動 的
に背 屈
させ ,抵 抗 を感
じ た角
度
を最
大背 屈 角 度
と し た。
背
屈
角
度
の測
定
に際
して は,
基本 軸
を膝 関節 裂 隙
中 央 と 腓骨 外 果
を結
ぶ線
,
移 動 軸
を腓 骨 外 果
と第
5
中足
骨
頭 を結
ぶ線
と し,
も う
一
人
の検 者
が腓 骨 外 果
に分 度 器
の中 心 を 合 わ せ,
最
大背 屈 角 度
を5
り
単 位
で読
み とっ た。
な お,
測 定 は3
回 行い,
その最
大値
をデー
タ に採
用し た。5.
検 索 方 法
2
週 間の 実 験 期 問 終 了 後 は,
各
ラ ッ トの腹 腔 内にペ ン トバ ル ビ ター
ル ナ ト リ ウム(
40mg
/kg
)
を投 与
し,
麻
酔 を行
っ た。
そ し て,
ま ず 体 重 と 両 側 足関節
の背 屈 角 度
を
測定
し,
次
いで 左 側ヒ ラメ筋 を 摘 出 し た。
摘 出 し たヒ7
.
統 計処 理
今
回の実験
では,
各 群
の足 関節 背 屈 角度
,
筋 湿 重 量
,
筋 湿
重 量 を体 重
で除
した相 対重 量 比
,
筋 線 維 直径
,
な ら
び に中心 核 線 維
と壊
死線 維
の割合
につ い て 統 計 処 理 を 行 っ た。
す な わ ち,
足関 節 背屈 角度
,
筋 湿
重量
,
相 対 重 量
比,
筋 線 維 直 径
につ いて は,
群 間
で有 意 差
が存 在 す
るか どう
か を一
亢 配 置 分 散 分 析 (
以 下,ANOVA
)
に よっ て確
か めた 後
,
ANOVA
に て有 意 差 を
認 め た場
合 は多
重 比 較 検 定 にFisher
のPLSD
法 を 適 用 し,
各
群問
の有 意
差 を判 定
した。一
方
,
中心 核 線 維
と壊 死 線 維
の割合
につ い て は,
各 群 間
でf
検 定 を 行
い,
有 意 差 を 判 定
し た.
なお,
すべ ての統
計手
法とも危 険率
5
%未 満
を もっ て有
意 差 と
し た。結
果
1
.
足
関節 背
屈角 度 (
表
ユ)
実 験 終 了 時
の対 照 群
の足
関節 背
屈角 度
は,
すべ て の ラ ッ トとも
・
定
で,
ば らつ きは 認め ら れ ず,
その値
は160
自
であ
った
。一
方
,
固定 群
,
持 続 群
,
間 歇 群の 足 関節 背 屈 角 度
の平 均 値
は,
そ
れ ぞ れ70
.
6
土4
.
2
°
,
95
.
4
±8
.
ge
,
88
.
1
±7
.
5
°
であ り
,
こ の3
群 す
べて対 照 群よ り 有表 1 体重
,
足 関節 背 屈 角 度,
ヒラメ筋の筋 湿重 量相対
重 量 比,
な ら びに筋 線 維 直 径の比 較 群 体 重(
9) 足関節背
屈 角 度 (°
)筋 湿 重量 (mg )
相対 重量 比
(
mg /g)
筋線 維 直 径 (μ m ) 対照群
(
n=
3
) 固 定 群 (n=
4) 持 続 群 (n=
6) 間歇 群 (n=
4
)328
,
0
±6.
1 (n=
3
)222
.
7
±7
.
Oa
(
n=
4
)
225,
6±118a (n=
6)228
.
5
±14
.
Oa
(n;
4
) 160.
0±0.
0 (n=
6) 70.
6±42a (n=
8)954
±8
.
9a
・
b (n=
12
) 88.
1±7.
5a.
b.
c (n=
8)138
.
3
±7
、
0
(n=
3
) 66.
7±5.
9a
(n=
’
4)79
,
8
±8.
8a (n=
6
) 103.
8
±17
.
9a
・
b・
【’(n
=
4)
0.
42±0.
02 (n=
3)0
.
30
±O
.
03a
(n=
4
) 0.
36±0.
04b (n=
6)0
.
46
±0
.
11b・
⊂
’
(n=
4
) 42.
5±9
.
8
(n=
3
.
342
) 36.
5±12.
2a (n=
4β65)30
.
3
±15
.
5a
・
b (n=
8
.
057
)30
,
4
±17
.
7a
・
b (n=
4,
105)
平 均±標 準 偏 差.
a ;対 照 群との有意 差 (p<0
.
05
).
b ;固 定群との有 意差 (p
<0
.
05
).
c ;持 続 群 との有意 差 (p<0.
05).
% 20 15 105
0020
4
60
対 照 群 80 100 μ m μm,
間 歇
群 が30
.
4
±17
,
7
μm であ
った
。
そ し
て,
対 照
群
に比
べ 固定 群
,
持 続 群
,
間 歇 群
の3
群
は有
意 に低 値
で, こ の3
群 を 比 較 す
ると持 続 群
と間 歇 群
には有 意
差 を認
め な かっ た が,
こ の2
群 は 固定 群
よ り有 意
に低 値
であ
っ た(
表
1
)
。・
方
,
筋 線 維 直 径 分
布
を み る と 固定 群
,
持 続 群
,
間歇
群
の3
群
は対
照群
より も左 方
に位 置
し,
筋 線 維 直
径 が 縮 小 し てい ること
は明
ら か であ
った
。ま た
,
対 照 群
と固 定
群
は 上記
の平 均 値 付
近 に 頂 点 を もつ1
峰 性の分布
であった
が,
持 続 群
は15
μm付 近
と50
μm付 近
に,
間 歇
群 は10
μm付 近 と
45
μm付 近
に頂 点 を持
つ2
峰性
の分 布
で あ っ た(
図2
)
。
図2筋線維直径
分布
意
に低 値
であ
っ た。ま
た.
こ の3
群
を 比較 す
る と固
定
群
に 比べ持 続群
,
間歇 群
は有 意
に高 値
であ
っ た が,
持 続
群 と間歇
群の間
に は有
意 差 を認
め なか っ た。2
.
筋 湿 重 量
と相 対
重 量 比(
表
1
)
各
群
の筋 湿 重 量
の平 均 値
は,
対 照 群
が138
,
3
±7
.
Omg
,
固
定
群 が66
.
7
±5
.
9mg
,
持 続 群 が
79.
8
±8.
8
mg,
間 歇
群 が
103
.
8
±17
.
9mg
であ
っ た。
そ し て,対
照群
に比
べ固定 群
,
持 続 群
,
間 歇 群
の3
群
は有 意
に低 値
で, この3
群 を 比 較 す る と 問歇 群
は固定群
,
持 続 群
より有 意
に高
値
であっ た が,
固 定
群 と持 続 群
に は有 意 差 を認
めな
かっ た。次 に
,
各
群 の 相 対重 量
比の平 均 値
は,
対 照 群
が0.
42
±0
.
02
,
固定
群 が0
.
30
±0
.
03
,
持 続 群 が0,
36
±0.
04,
間 歇 群
が0,
46
±0.
11
であ
っ た。そ し
て,
固 定
群 は対 照
群に比べ有 意 に 低 値 で あっ た が,
持 続 群
と間歇 群
は対 照
群
と有
意 差 を 認 め な かっ た。
ま
た,
持 続
群は固 定
群 よ り,
間 歇
群 は 固定 群
,
持 続 群
より有 意
に高 値
であ
っ た。3
.
筋 線 維 直 径
各
群の 筋線 維 直 径
の平 均 値
は,
対 照 群
が42
.
5
±9
.
8
μm,
固 定 群 が36
,
5
±12
.
2
μm,
持 続
群 が30
.
3
±15
,
5
4
.
病
理組 織 学 的変 化
H
&E
染 色 像 を観 察 す
る と,
固 定 群
,
持 続 群
,
間 歇 群
の3
群
に は対
照群
に は ほと
ん ど存 在 しな
い中 心 核 線 維
や壊
死 線 維 を 認 め,
間質
の拡 大 も 認 め られた。
そ して,
こ の病 理 所 見
の状 況
は固 定
群 より持 続
群,
間 歇群
が著
しく
, この2
群
に おい て は巾 心 核
を有 す
る小 径
の筋
線維
が多
数
認
め ら れた(
図3
)
。
ま
た,
vanGieson
染
色像
で 間質
の状 況
を観 察 す
る と,
持 続 群
,
間 歇 群
に は赤 紫 色
に染 色 さ
れ た結 合 組 織
の増
加 に 加 え,
染 色 性 が ほ と ん ど 認 め ら れな
い箇 所
が数 多 く存 在 し
てい た(
図
4
)
。
次
に,
各 群
の病 理 所 見
の出現 頻 度
を 比較 す
る と,
中
心核 線 維
の割 合
は 間 歇群
が最 も多 く
,次
い で持 続 群
,
固 定
群,
対 照
群の順 で,各
々 の群
間 に有 意 差
が認
められ
た。一
方
,
壊 死 線 維
の割
合 は持 続 群
が最 も多 く
,
次
い で間 歇
群
, 固定 群
,
対 照 群
の川
頁
で各
々の群 間
に有 意
差 が認
め ら れ た(
表
2
)
。
考
察
こ れ
ま
での先 行 研 究
7)8)10}11〕におい て,
拘 縮の実 験 モ デル には関節
固定 法
が多 く
川い ら れて い る が,
この方
法
で は 固定 後 も荷 重 歩行
が可 能
であ り,
荷 重刺 激
が拘 縮
の発 生
・
進 行
に少
な か らず 影 響
し ている冂f
能 性
があ
る。308
理 学療 法学 第31
巻 第5号 図3H
&E
染色像 A は対 照 群,
B
は 固定 群.
C
は持 紕 群,
D
は 問歇 群のH&E 染 色像で,
ス ケー
ルは50μln である.
固定 群,
持 続 群,
間 歇 群 に は 中心 核 線 維 (矢 印 )や 壊 死 線 維 (矢 頭 ),
小 径 線維 (2重 矢印 況 は 固定群 よ り持続 群,
閊 歇 群 が 著 しい.
を認め,
問質の拡 大 も認め ら れ る そ して、
こ の病 理 所 見の状 現 に,
沖
出7)は ラッ ト足 関 節 を 最 大 底 屈 位で2
週間
ギ プス固定
し た だ けの モ デ ル の足 関 節 背 屈 角 度
は約
io5
’
であっ た と報 告
している。 し か し,
今
回の 周定
群の そ れ は約
71
“
であ り
,
足
関節
固定 法
と後
肢懸 乖 法
を 組 み合
わ せた
モデル の方
が 足 関節
周定 法
を単
独 で行
っ たモ デ ル よ り も拘 縮の発 生 は 昔 しい とい える。
固 定 群の ヒラメ
筋
の変 化
をみ る と,
筋 湿 重 量
,
相 対 重
量 比,
な ら び に筋 線 維 直 径 す
べ て の平均 値
が対
照群
より
有 意
に低 値
であ り
,
筋 線 維 直
径 分布
も対 照
群 より
左方
に位 置
し ていた。
し た がっ て,
固 定
群 に は明
ら かな廃 用 性
筋 萎 縮
の発 生
が認
め ら れ た とい え る。
し か し,
固 定
群の病
理所 見
の出 現 頻 度 を み る と,
中
心核 線 維
と壊 死 線 維
の割 合
は とも
に対
照群
よ り有 意 に 増 加 してい た。
先行 研 究
11一
ユ3, におい て,
足 関 節
固定 法
や後
肢 懸 重 法 を単
独で行
っ た 際の ラッ ト やマ ウ スの ヒラメ筋の病
理 組織 学 的 変化
と しては,
筋 線 維
が萎 縮
,
円形 化
し, 問 質の拡 大 を認
め る が,
筋線 維
の壊
死や冉 生を疑
わせ るよう
な 所 見 は 認 め ら れ ない と し た報 告
が ほとん ど である。
つ ま り,
今
回の 足関 節 固 定 法
と後 肢 懸 垂 法 を紅
み合
わ せたモデルは, そ れ らを単独
で行
っ た モ デ ル より もヒ ラメ筋
の筋 線維 壊
死 が惹 起
さ れ やす
い と考
え ら れ る。
た だ,
こ の モ デ ル にお
い てこ の よ う な 変化
が 起こ る メ カニ ズム につ いて は不
明 であ り
,
今 後 検 討 しな け
れば な
ら ない点 と
思 わ れ る。
次
に,
固定 群
,
持 続 群
,
間歇 群
の3
群で足関節 背 屈 角
度
を 比 較 す ると,
持 続 群,
間 歇 群
は固 定群
より有意
に高
値
を 示 した。
す な わ ち,
こ の結 果
は持 続 的伸 張 運 動
,
間
歇 的伸 張
運動
とも
に拘 縮
の進 行抑 制
に効
果 的 で あ ることを示 唆 し
てい る。一
方
,
こ の3
群
でヒラメ筋
の変 化
を 比較 す
ると
,
筋
湿重
量 は 固 定 群 と持続
群に有 意 差
を 認めな いが,
間 歇 群は この2
群 よ り有 意に高 値であっ たttただ,
筋 湿 重 量
は体
重の影 響 を受
け る た め,
これを除 外 した相
対 重 量
比 で 比較
す る と持 続 群,
間 歇 群 と もに固定群
よ り有 意
に高値
であっ た。一
・
般に,
相 対 重 量 比は筋 内
の タ ン パ ク質 量 と相
関 す る と さ れ,
廃 用性 萎 縮 筋
では 正常 筋
よりも
タン パ ク質量
が減 少
してい るた め相 対
重 量比も低
ド して い る とい わ れ てい る IP。
ま た,
廃 用 性萎
縮筋
の筋
線維
の大 き
さは正 常 筋
よ りも
縮 小 して お り,
相 対
重 量 比 の低
下 と筋 線 維 直 径
の縮 小
は相
関 関係
に あ る と考
え ら れ講
図4val1 Gicson
染
色 像A
は 対 照群,
B
は 固定 群,
C
は持 続 群,
D は間 歇 群の vall GiesDn染色像で.
スケー
ルは50μm で あ る.
閾定群,
持続群,
間歇 群の閊 質の 状 況を み る と,
赤紫
色に染 色さ れ た結 合 組 織の増 殖 〔矢 印冫に加え,
染色性が ほ と ん ど 認 め ら れ ない 箇 所 (矢 頭) が 数 多 く存 在し ている.
表2 病 理 所 見の比較 群 (筋 線 維 総 数) 中心 核 線 維 (%) 壊死線 維 (%) 対 照 群 (n=
3
.
342
:3 固 定 群〔n;
4,
365:1
手寺尉己群(ll=
8,
D57) 間 歇 群 (n=
4,
105〕6
(0
.
⊥8
%)61U
.
40
%::a 239〔2.
97%〕a.
b2401
:5
.
85
%)a.
b.
c 1(O.
03
%〕 ⊥0
〔0
.
23
%,a 2941:3.
65% 〕u・
b 48〔:1,
17% )/
L・
b・
c a ;対 照 群との有 意 差 (p <0
.
05
).
b ;固定 群との有 意 差 (p<0.
Ol!.
〔』
;持続 群 との有 意 差 (p<0
.
01).
る。
その た め,
相
対重 量
比の結 果
か ら推 測 す
る と,
持 続
群
と間 歇
群の筋 線
維直
径 は 固 定 群のそ れ よ り高値
に なると考 え
られ
るが
,
実 際
に は持 続 群
,
問歇 群
の平 均
筋線維
直 径 は 周 定 群 よ り も有 意 に低 値
であっ た。
そこ で,
筋 線
維 直 径
の大 き さ を詳
細に検 討す
るため筋 線 維 直 径
分布
を 比 較 し た ところ,
固定 群
は35
μm付 近
に頂 点
を持
つ1
峰
性の分 布であっ た が,
持 続 群は15
μm付 近
と50
μm刊
近 に,
間 歇
群 は 10μm付 近
と45
μm付 近
に頂点
を 持つ2
峰 性の分布
で あっ た。
つま り
,
固定 群
には約
10
%程 度
し か 存 在 しない20
μrn 以下の小 径
の筋 線 維
が,
持 続
群では約
32
%
,
間 歇 群
で は約
39
%存 在
し,
この こ と が 固定 群
の平均 筋 線 維 直 径
に比
べ持 続 群
と問 歇 群
のそ れ が低 値
で あっ た 要因
と考
え
ら れ る。
Stauber
ら5} に よ れ ば,
正常
なラッ トヒラ メ筋
に対
し5
秒
間に10
同の サ イクルで5
セ ッ ト,
隔 囗に2
週 間 問 歇 的伸
張
運動 を 行 う と小 径
の筋 線 維
が多数 出現 し
,
これ
は筋 線 維 壊
死後
の再 生 して問 も ない 筋 線 維 で,
伸張
運 動 に よっ て筋 線 維 損傷 が 惹 起 さ
れ た結 果
であ る と報 告
して い る。
ま
た,
先 行研 究
にお
いて,
ラ ッ トヒ ラ メ筋
に毒 性
の強
い局所 麻 酔
剤 を 投 与 し.
筋 線 維
の壊
死・
再
生の過 程
を病
理紅 織 学
的 に観 察
し た 報 告9〕で は,筋 線 維 壊 死
は局
所 麻 酔 剤
の投 与 直 後
に起こ り,
24
時 問 目 以降
に は貪 食
細 胞
や分 裂
・
増 殖 し
ている筋 衛 星細 胞 が 増 加 す
る と さ れ て い る。
そ して,
4
〜
5
凵 凵 か ら は巾心 核 を持
つ小 径
の 再 生 線 維 が 確 認 さ れ,
7H 囗に はそれ が より明瞭
と な り,
そ れ 以 降 は急 速
に筋 線 維 径 を増
し,
201
」凵
には中
心核
は 残存
す る もの の,
ほぼ元の大 き さ
に同 復 す
ると さ れて いる。
先 に 述べ た よう
に,
今
回の結 果
で も持 続
群,
間 歇 群 に は 小径
の筋 線 維
が多 数 認
め ら れ,
H
&E
染
色像
の観
察 結
果 に おい て小 径 線 維
の多 く
に中
心核
が存 在
し てい る310
理 学 療 法 学第
31
巻 第5
号
こと から
,
これ らの筋 線 維
の多
く は 再 生線 維
で あ る と考
え ら
れ る。ま
た,
持 続 群
,
間 歇群
の病
理所
見の 出現 頻 度
を み て も,
中 心 核 線 維 と壊
死線 維
の割 合
は とも
に固定 群
や対 照 群
より有 意
に増 加 し
てお り
,
こ の2
群
に は筋 線 維
壊 死
が発
生 してい るこ と は 明 ら か で,
これ は 伸 張 運動
に よっ て筋線維
損 傷
が惹 起
さ れ た た め と推 察 さ
れる。加 え
て,
vanGieson
染 色 像
では,
通 常 間 質
は赤 紫 色
に染 色
され る結 合 組 織
のみ で あ る が,
持 続
群,
間歇
群 に は染 色
性
が ほ と ん ど 認 め ら れ ない箇 所
が数 多 く存 在
し,
こ の所
見
は筋 線 維 損 傷
に よ る浮 腫
の発
生に よ るも
の では ないか と推 測
さ れ る。 つま り
,持 続 群 と
間歇 群
の相
対 重 量 比 が 固定 群
より高 値 を
示 し た 結果
に は,
浮 腫
の発 生による筋
内の水 分 含 有
量増 加
が影響
して い る可 能 性
があ り
,今 後
は乾 燥 重 量 な ど
の検 討 も併
せ て行 う
こと
が 必 要と
思 わ れ る。
次
に,
病 理 所 見
の出現 頻 度 を持 続 群
と間歇 群
で比 較 す
る と,
壊 死 線 維
の割 合
は持 続 群
が,
中心 核 線 維
の割 合
は間 歇 群
が有
意 に多
かっ た。
す
な わ ち,
こ の結 果
か ら持 続
群 と間歇 群
に おい て は筋 線 維 損 傷
が発
生 し た時 期 が異 な
っ てい る の で はな
いか と推 測
さ れる。
つま
り,
壊
死線 維
の割 合
が多
い持 続 群
に は,筋 線
維損
傷
直
後
の筋
線
維
が多
数
存在
してい るの に対
して,
中
心核 線 維
の割 合
が多
い間
歇
群 は,
筋 線 維 損 傷 後
に数
日が経 過
し,
再
生過 程
にあ
る筋 線 維 が 多 数 存 在
し ていると考 え
ら れ る。
し か し,
今
回 の結 果 だ け で は 筋 線 維 損 傷 が 発 生 し た 時 期 を 明確
にす
る こ と はでき
ない た め,
今 後
は筋 線 維
の病 理 組 織 学 的 変化
を経 時 的
に検 索 す
る必 要 が あ
る といえ
よう
。
以上 の こと か ら
,
今
回の足 関 節 固定 法
と後 肢懸
垂法
を組
み合
わ せ たモデルは,
そ れ ら を単 独
で行
っ たモ デ ルより
もヒ ラ メ筋
は筋 線 維 壊 死
が惹 起
されやす
い と考 え
ら れ,
こ の よう な筋 線 維
に対
して持 続 的 伸 張
運動
, 間 歇 的伸 張 運 動
いず
れの方 法
で伸 張
刺
激
を負 荷
して も筋 線 維 壊
死の発 生 は 助 長 さ れる と考
え ら れる。
そ して,
本研 究
の結 論
とし
ては,
持 続 的伸 張 運 動
,
間歇
的伸 張
運動
と もに今
回の実 験
モデルの拘
縮の進 行 抑 制 に 効果
的であるが,
ヒラメ筋
に対
し て は筋 線 維 損傷
の惹 起
といった悪 影 響 を
お よ ぼす
こ とが示 唆
さ れ た。文
献
1
>中 田彩
,
沖田実
・
他:持 続 的伸 張 運 動の実 施 時 間の違 いが関 節 拘 縮の進 行 抑 制 効果にお よ ぼす 影 響.
理 学 療 法 学 29:1−
5,
2002.
2
)Prentice
WE
:Maintaining
andimproving
fiexibility
,
InlRehabilitation
Techniques
in
Sports
Medicine
,
2nd edi−
tion
(
ed.
by
Prentice
WE
),
Mosby
,
St
Louis
,
1994
,
pp164
−
180.
3) 長崎 大学 医学 部 附属 動 物 実 験 施 設:動 物 実 験 施 設 利用の手 引 き
,
1995
.
4
)Thomason
DB
,
Booth
FW
:Atrophy
of the soteus mus−
cle
by
hindlimb
unweighting,
J
Appl Physiol68
:]−
12
,
1990
.
5)Stauber WT
,
MillerGR
,
et α1
.
:Adaptation
Qf rat soleusmuscles to
4wk
ofintermittent
strain,
J
Appl
Physiol
77:58
−
62
,
1994.
6
) 友 利 幸 之 介,
中野 治 郎・
他 :間歇 的 伸 張 運動 と持 続 的 伸 張 運 動によるマ ウ ス ヒラメ筋の廃 用 性 筋 萎 縮の進 行 抑 制 効果につ いて
.
理学 療 法 科 学19
:31
−
35
,
2004
.
7
) 沖田実 :関 節 可 動 域 制 限の病態 生 理
.
理学 療 法 20i6e3
−
61
],
2003
.
8)
Okita
M,
Yoshimura T、
et al.
:Effects of shortduration
stretching on
disuse
muscle atrQphyin
immobilized
ratsoleus muscles
.
J
Jpn
Phys
Ther
Assoc
4
:1−
5,
2001
.
9
) 埜 中征哉
:筋
の再 生.
筋病
理学,
檜 澤一
夫,
埜 中 征哉・
他 (編),
文 光 堂,
東 京,
1989,
pp61−
68,
10) 沖 貞昭,
柴 田大 法・
他 :不動 性 萎 縮 筋にお ける筋性 拘 縮 の発生 と進 行.
運 動・
物 理 療 法9
:38
−
41
,
1998
.
11) 米 本 恭三 :廃 用性 (不 動性 ♪ 筋萎
縮.
筋病
理学.
檜 澤一
夫,
埜 中征 哉
・
他 (編),
文 光 堂,
東京,
1989.
pp381−
388.
12
) 灰 田信 英 : マ ウス ヒラ メ筋の廃 用 性 筋 萎 縮の病 態 な らびに運 動
負
荷 効 果に関 する研 究.
卜全 医 会 誌99
:1050
−
1067
,
1990.
13
) 中野治 郎,
田 崎 洋 光・
他 :廃 用 性 筋萎縮,
な ら び に ジス トロ フ ィ
ー
筋
に対 する運 動負
荷の影 響.
理 学 療 法 探 求3
: 23−
28,
2eOO,
<Abstract>
Effects
ofContinuous
andIntermittent
Stretching
Exercises
onJoint
Contracture
andMuscle
Fiber
in
aRat
Experimental
Model
withJoint
Immobilization
Combined
withHindlimb
Suspension
Madoka
NISHIDA,
RPT
Department
ofRehabilitation,Nagasaki
Ytirino
Hbspital
Minoru
OKITA,
RPT,
PhD
hoculCy
ofCare
andRehabilitation,
Seij'oh
University
Sachiko
FUKUDA,
RPT
Dqpartment
ofRehabilitation,Nijigaoka
Hbspital
Masumi
OKAMOTO,
RPT
Department
ofRehabilitation,Nagasahi
KI7A
Hospitat
Jiro
NAKANO,
RPT,
Toshiro
YOSHIMURA,
MD
School
of'HbalthSciences,
Nagasaki
U}iiversity
Konosuke
TOMORI,
OTR
School
ofRehabilitation.Kttnagawa
Uhiversity
ofHuman
Servtce
The
objective ofthis
study was to examine the effect of continuous andintermittent
stretchingexercises on
joint
contracture and musclefiber
in
a rat experimental model characterizedby
joint
immobilization
combined withhindlimb
suspension.Seventeen
maleWistar
rats weredivided
randomlyinto
control(n:=3)
and experimental(n=14)
groups.Bilateral
ankles of each ratin
theexperimental group were
immobilized
in
fu11
plantar
flexion;
furthermore,
hindtimbs
were suspendedfor
two weeks.Animals
in
the
experimentalgroup
were subjected to threedifferent
exerciseconditions:
immobitization
ofthe
soleus muscle without stretching(I
group, n=:4),continuous stretching ofthe
soleus muscle(CS
group, n=6), andintermittent
stretching oftlte
soleus muscle(IS
group,
n==4).
Ankle
joint
mobilityin
theCS
andIS
groups
was significantly}arger
than
that
ofgroup
I:
however,
musclefiber
damage
in
the
CS
andIS
groups
was remarkable,These
resutts suggestedthat