理 学 療 法 学 第29巻 第4号 123
〜
127頁 （2002年） 報 告足 関節 底 屈
・
背 屈
に
よ
る
対 側
ヒ
ラ
メ
筋
運
動
ニ ュ
ー
ロン
興
奮 性
への
促 通 効 果
＊稲
田剛 久
1）船 越 浩 志
2＞東
登
志夫
3）榊
原淳
4）大 城 昌 平
4）船 瀬 広
三3） 要 旨 本研 究で は，
足 関 節の底 屈・
背 屈，
及びその収 縮 強 度の違い によ る対 側ヒ ラ メ筋 脊 髄運動ニ ュー
ロ ン興 奮 性 に 対 す る 促 通 効 果 を 健 常 成 人8
名に おい て H 反射 法 を用い て検 討した。 その結 果，
ヒ ラ メ筋運動ニ ュー
ロ ン興 奮 性は底 屈・
背 屈と も に促通 さ れ ， その効果は収 縮 強 度が増 大 する と大 き く な り，
ま た背 屈より も底 屈の 方が 顕著で あっ た。
こ れ らの結 果 は，
収 縮 遠 隔筋の筋 紡 錘 活 動に よ る筋 感 覚 入 力が対 側ヒラメ筋 運 動ニ ュー
ロ ン興 密性に影 響を及ぼ し た もの と考え ら れ る。
ま た，
抗 重 力 筋 で あ る 足 関 節底屈筋 群の特 性 を 考 え れ ば， 底 屈・
背 屈によ る促 通 量の違い は，
主に収 縮 筋の筋 紡 錘の量に よ るもの と推 察さ れ た。 キー
ワー
ド 遠 隔 筋 収 縮，
促 通 手 技，
H 反 射 は じ め に 理 学 療 法 に おい て，
中枢 性 麻 痒の 自然回復の促 進，
運 動 機 能の 強 化・
向上 をは か る手 段 とし てFaciLitation
techniques （促 通 手 技 ）が用い ら れ るこ と は多い。
促通 手 技は，
Sherrington
以 来の反 射の概 念に よ る神 経生 理 学 を 基 盤と して考 えら れ て きており，
脊 髄 運 動ニ ュー
ロ ン の興奮 性に対 するシナプス入 力の空 間 的，
あるい は時 間 的加 重の原 理 を巧み に利用するこ とで，
筋 活 動の 促 通 や 抑 制 を 可 能 に し よ う と す る もので あ る］）。 例えば，
臨 床の 場 で 簡 便 な 腱反 射 増 強 法 と し て知 ら れ てい るJendrassik
手 技は，
下肢の腱反射を 測定する際に，
同時 に一
ヒ肢の筋を収縮 さ せ る もの で，
最 も 簡単に実 施で き る 促 通 手 技 とし て広 く用い られて い る。 この よ う な 被 験筋と直 接，
協同 あ るい は拮 抗関係に な い筋の収縮 に よ る促通 効 果， い わゆ る 遠 隔筋 促通効果に ．Facititation of the ContraLaterat Soteus Motoneuron Excitability
Induced by Ankte FlexiDn
O か た かべ医 院 リハ ビリ テ
ー
ショ ン科（〒852
−
8132畏 崎 県 長 崎市扇 町2−
22＞Takehisa Inada
，
PT：Katakabe CliTlic2）
菊地病 院 リハ ビ リ テ
ー
ション 部Hiroshi Funakoshi
，
PT：Kikuchi HospitaI3｝
長 崎 大 学 医 学 部 保 健 学 科
Toshio Higashi
．
OT．
Kozo Funase，
PhD：Schoo］of Health Sciences，
Nagasaki University
4 ）
長 崎 大 学 医 学 部 附 属 病 院
Atsushi Sakakibara
．
OT，
Sheuhei Ohgi．
PTr University HQspitatAttauhed to School of Medicine
．
Nagasaki University（受 付日 200！年5月 19日 ／受理 日 2002年3月 16日） おいて は
，
上肢や顎 関節の随 意運動に伴 う下肢のH
反 射の亢進や下肢の随 意 運 動に伴 う 上 肢の H 反 射の亢 進 な ど が報 告され て い る 2−
7）。 し か し，
被 験 筋に対 して，
どの筋 を遠 隔 筋 と して収 縮 させ る かにつ い ては，
多 様 な 組 み 合わ せ条件が考 えられ，
こ れ ら の条 件を系 統 的に扱 っ た報 告は少ない。
最近，
我々 は 上 肢遠隔筋 収 縮に よ る 下 肢 筋H
反 射，
また下 肢 遠 隔 筋 収 縮に よ る 上肢 筋H
反射へ の 促 逓 効 果 につ いて，
それぞれの遠 隔 筋 収 縮 側や収縮強 度の違い か ら検 討した 8）。 また、
経 頭 蓋 的 磁 気 刺激法に よっ て第1 背側 骨 間筋より導 出し た運 動 誘 発 電 位に よっ て検 査 され る皮 質運動野錐 体 路ニュー
ロ ン興 密 性に対 する下 肢 遠 隔 筋 収 縮 に よ る 促 通 効 果 を 収 縮 側の違い か ら検討 した 9）。 本 研 究では，
赭 抗 関 係に あ る 足関節屈 筋 と伸 筋の 遠 隔 筋 収 縮に よ る対 側ヒ ラメ筋H 反 射へ の促 通 効 果を検証 する こ とを］1［的とし，
先 行 研 究に おける結 果と 併 せて，
遠 隔筋収 縮 に よ る 運動ニ ュー
ロ ン興奮 性へ の促 通 効 果 を 系統 的 に検討 し た。
対 象 被 験 者は健 常 成人8名 （男 性7名，
女性 1名，
平均年 齡25．
8
±59
歳 ）で あっ た。 被 験 者は神 経 学 的 病 歴がな く，
実 験 前に十 分 な研 究に関 する説 明 を行い同 意 を得た 者であっ た。Japanese Physical Therapy Association
NII-Electronic Library Service Japanese Physioal Therapy Assooiation
124 理 学 療 法 学 第29巻 第4号 方 法 図
1
に実 験シス テム図 を 示 す。 実 験 肢位は，
被験 者 に 股関節屈曲70〜80°，
膝 関 節 屈曲約70°
，
足関 節 底 屈 約10°
で，
安 楽な 座位を とら せ，
両 側下腿は固定 装 具に て固定し た。 実 験は， まず 左固定 装具に設 置した ス トレ ンゲー
ジを用い て，
各被 験 者の底屈・
背屈 そ れ ぞ れ に おい て最 大 随 意収縮 （maximum voluntary COntractiOn ；
MVC ） 時の筋 力 値 を 測 定 した。 そ して
，
オシロス コー
プ にモ ニ ター
し た 反 応 線 を 目標 線 に合 わせ る こ とで MVC の 10，
20，
30，
50％ の持 続 的な 随 意 収 縮を保 持 させ，
その際の右 ヒラメ筋の H 反 射 を 測 定 した。 尚，
予め被 験 者に は，
遠 隔筋 収縮の練 習 を 行わ せ，
指示 さ れ た筋以外は収 縮させ ない ように指示 し， 実験 中 は で き る だ け リラ ック ス し た 状態を維 持 するように指 示 した。 ヒラメ筋H 反 射の導 出は， 右 脛 骨 神 経 を 膝窩部に て 持 続 時 間1ms
の 矩 形 波で3
秒 毎に電 気 刺 激し （日本 光 電 社 製 電 気 刺 激 装 置SEN720
及 び 同 ア イソ レー
ター
SS102J
），
右 ヒ ラ メ筋 筋 腹 部に約 2cm 間 隔で 添 付し た 表 面 電 極 より周 波 数 帯 域5Hz〜
3KHz で 筋 電 位 を 増 幅 し （NEC メ デ ィ カ ル シ ス テ ム ズ製7Sl2 ）， 各筋 力 収 縮 強 度 条 件に おい て ユ6
発 を 記 録 し た。H
反射の記 録は 足 関節 底屈・
背 屈の 開 始後，
H 反 射 が 安定し たこ と を確認 し た後 開 始 した。 刺 激 強 度は，
小 さ なM 波 が 観 察で き る M 波 閾 値 直 上 （最 大 H 反 射 付 近 ）と し，
条 件 間に お け る刺 激の 定 常 性を確 保す る た め に，
M 波の 大 き さ を モニ ター
で随 時確認し な が ら条件間で ほ ぼ同じ大 きさ に なる ように適 宜調 節 し た。 こ の際の ヒ ラ メ筋 試 験H 反 射の大 き さは最 大M 波の 20〜
50％ で あっ た。 導 出し た筋 電 位は オン ライン で A／D 変 換し，
コ ン ピュー
ター
に取 り込 み16
回 加 算 平 均 した。 また，
すべ てのM
波 とH
反射を もう1台の コ ン ピュー
ター
に オンラ イ ンで 取 り 込 み，
その振 幅を自動 計 測し た。A
／D
変 換の サ ンプ リ ン グ レー
ト は ユOKHz であっ た。 実 験は，
底 屈・
背 屈の 遠隔筋 収 縮 強 度 条 件 を無 作 為に 実 施し， 安 静 時の H 反 射振幅を 基準に そ れ ぞ れの デー
タ を 比 較・
検討 し た。
統 計 処理 は，
各 被 験 者における16発の H 反 射の 振 幅 値 を そ れ ぞ れの被 験 者で安 静 時のH
反 射 振 幅に対 する 相 対 値で表し，
底 屈・
背 屈 収 縮 条 件そ れ ぞ れ に，
被 験 者 と遠 隔 筋 収 縮 強 度を2要 因と し た2元 配 世 分 散 分 析 法に よっ て，
被 験 者と遠 隔 筋 収 縮 強 度の交 互 作 用 が 有 意でな い こ と を 確 認 し た 上 で，
全 被 験 者 全 試 行のH
反 射の振 幅 値に対 する 遠 隔筋収縮強 度と底 屈・
背 屈 収縮条 件を2
要 因と し た2元 配 置 分 散 分 析 法に よっ て解 析し た。 結 果 図2に，
実験で記 録さ れ た安 静 時 及び各 実験条 件下に おける ヒラメ筋H 反 射の 16回 加 算 平 均 波 形の典 型 例 を 示 した。
各 条 件 下に おい て M 波 振 幅はほ とん ど変 化 し てい ない の に対し て、 対側足 関節底 屈・
背瓶に よっ て対 側 ヒ ラ メ筋H
反射振 幅は安 静 時に 比較し て増 大し てい た。
ま た底 屈・
背 屈と もに収縮 強度の 増 加に伴い H 反 射 振 幅は増 大 した。 表1に，
全 被 験 者，
全 試 行での 足 関節 底屈・
背屈 に お け る 対 側 ヒラ メ筋 H 反 射 振 幅の平 均 値の 変 化 を 示 し た。
安 静 時に 比較 して ヒ ラ メ筋 H 反 射 振 幅は遠 隔 筋 収 縮 強 度の増 加に伴っ て有 意に増 大し た （F3．
lo．
16＝5．
684，
p＜ 0，
001）。 また，
底屈に よ る H 反射 振1隔の増 大は背屈に よ右 側
（
H
反
射 誘 発 側 ）
左
側
（足
関節 底
屈
・
背 屈 側 ）
オ シロスコー
プ團
レンゲー
ジ 図 1 実 験シ ス テム図 A ： ヒラ メ筋H 反射 導出 の 実 験 シ ス テム B ：足 関 節 底 屈・
背 屈 時 に お け る 筋 出 力 提 示 システム N工 工一
Eleotronio Library足 関 節 底 屈
・
背 屈によ る対側 ヒ ラ メ筋 運 動ニ ュー
ロ ン興奮性へ の促通効果 125 安 静 時H
反 射 M 波底
屈
10
％ ％10
屈
背
（9
＞Σ
雰
）遡
繼
20
％30
％20
％30
％50
％50
％」
lmV
10msec
図2 安 静 時 及 び 各 収 縮 強 度にお ける底 屈・
背 屈 時の ヒ ラ メ筋H反射の加算平均波 形 （加 算阿数は各々16回 ）．
る 増 大に比べ 有 意 に 大 き か っ た （Ft．
］Oi6＝
103．
286．
p〈O．
OOOI
）。 交 互 作 用 はなか っ た （F3．
】。16≡O．
914，
p＝
0．
433
＞。
考 察 表1 安 静 時H 反射振幅に対 する各 遠 隔 筋 収 縮 強 度における底 屈・
背 屈 時の ヒラ メ筋H 反射振幅 平 均 値の 変 化 収縮 条件 10％ 収縮 強度 （％MVC） 20％ 30％ 50％ H 反 射は，
筋 紡 錘 1次終 末か ら 発するIa
線 維 を 経 皮 的に電 気 刺 激 する ことによっ て，
その筋 紡 錘を含む筋を 支配する脊 髄 運 動ニ ュー
ロ ンプー
ル に含 まれ る運 動ニ ュー
ロ ン を 単シナ プス性に 興奮させ，
その遠 心 性 信 号を筋 電 図 と して 捉 え たもの である。 し た がっ て，
H 反 射の振 幅は プー
ル 内で反射 性に 発火興奮 する 運動ニ ュー
ロ ン数 の増 減に依 存し た変 化を 示 し，
その変 化 は 脊 髄 運 動ニ ュー
ロ ン興 奮 性の変 化を示 すこ とに な る 。 運動ニ ュー
ロ ン に は一
ヒ位 中枢か らの下行 性入力や 末 梢か ら の感 覚 性入 力，
髄 節 内 経路 か らの入力が収 斂し て お り，
これ らの影 響を受け て変 化 する。
H
反射の持つ こ のよう な特 性 を利 用して，
ヒ トの 脊 髄反射 機構 や 随 意 運 動 中 に お け る 同機 構の動 態の解 析 などに広 く用い ら れて い る10−
13）。
本 研 究で は，
足 関 節 底 屈・
背 屈に よ る対 側ヒ ラ メ筋 運 動ニ ュー
ロ ン興 奮 性へ の促 通 効 果が観 察され，
その効 果は底 屈 時 に おい て より顕 著なもの であっ た。 H 反射振幅を 用い て条 件問の比較 検 討 を行 う場 合，
刺 激の定 常 性が確 保 され ていた か どうか が重 要で あ る。
た とえH 反 射 振 幅に条 件 間での違 いが 認 め ら れ た と し て も，
刺 激 条 件が変 化し て い れ ば 同等に比 較 す ること はで きない か らである。 そこ で本 研 究では，
刺激強 度を わず かに M 波が観 察で き るM 波 閾 値 直上 （最 大H
反射付近 ） と し，
条 件 間における刺激 の定 常性 を確保 す る た め に，
屈 屈 底 背 ll9．
4 ±24．
7 125．
7 ±35．
9．
129．
5 ±：
30．
0 131．
0 ± 3亅．
3 107．
3 ±21、
6 109，
3 ± 18．
O llO．
1 ± 215 113，
6± 26．
7 対 照を 】00％ と し て百 分 率 表示，
〔mean ± SD〕 M 波の大き さ をモ ニ ター
で随 時 確 認しな がら条 件 問で ほ ぼ同じ大 きさにな る ように 適 宜 調 節 し た。
したがっ て，
本 研 究の 結 果 示 され た，
遠 隔 筋 収縮条 件 （底屈・
背屈） 及び遠隔筋 収 縮 強 度に おける ヒ ラ メ筋H 反射振幅の変 化 量 の違い は，
試 験H
反 射の刺 激 強 度に依 存 し た もの で は ない と考える。 遠 隔 筋 促 通の機 序 につ い て は，
当 初腱 反射で の促 通 効 果 が 示 され たこ と か ら，
被 験 筋に おける筋 紡錘 の感 受 性 の増 強に よ るもの と解 釈 され，
ン系活 動の亢進が主た る 原 因とされ て きた が，
H 反 射に も同 様の促通 が 見 ら れ る こ と2冒
7），
局所麻酔に よ るγ運動 神 経の選 択 的ブロ ッ ク を行っ た直後 に おい て もH
反射の促通 が認め られ た こ と14−
17），
下 肢の虚 血1に よ り筋紡錘 か らの求 心 性入力 を ブロ ッ ク して もH 反 射の促通 は継続 す るこ とIs）などか ら， その機 序は y系を介し た促通効 果のみで は 説 明 で き ない こ とが近 年 明ら かに なっ て きて い る。 し か し な が ら一
方で，
負 荷 運 動 を 行 う収 縮 筋 群を支 配 する神 経を ブロ ックすると， 被験 筋の運 動ニ ュー
ロ ン興 奮 性へ の促通 効 果 が見ら れない こ と19）や，
収 縮 筋に含 まれ る筋 紡錘の 数 量が よ り促 通 効 果に優 位 に影 響を及ぼ して い る こJapanese Physical Therapy Association
NII-Electronic Library Service Japanese Physioal Therapy Assooiation
］26 理学 療法学 第29巻第4号 と20）か ら
，
その機 序に は収 縮 筋の筋 紡 錘 活 動に よ る筋 感覚入力の存 在が 必 要 で あ るこ と が 伺 え る。
足関 節底屈 筋 群が筋 紡 錘を多 く含む抗 重 力 筋である こ と21）22）を 考 慮 すれば， 本 研 究で示さ れ た底屈時に お け る対 側ヒラ メ筋 反射へ の促通効 果が背 屈 時よ り も 顕著であっ た こ と は，
収 縮 筋に含ま れる筋 紡 錘の量が影 響してい る もの と 考 え られる。 そ うで あるな らば，
底 屈・
背 屈の収 縮 強 度 の 増 大に伴 う促通効果も筋 紡 錘か らの入力 増 大に伴 う も の で あ るこ とが 推察で き る。
ま た，
脳．
【r
【L管障害 等に お け る中 枢 性 麻 痺におい ては，
下 肢で は伸 筋 （抗 重 力 筋 ）よ り も屈 筋における麻 痺が強い とい っ た臨 床 像 を示 すこ と か ら23），
伸 筋で は屈筋に比べ皮 質 脊 髄 路の投 射が 強い 可能 性が指摘 さ れ てい る24）。
し た が っ て，
この ような 要因 も今回の結 果に影 響してい る 可 能性が考え ら れる。 とこ ろ で，
本 研 究と同 様に拮 抗 関係にある屈 筋と伸 筋 を 収 縮 させ た場 合の ヒラメ筋H 反 射へ の遠隔筋 促 通 効 果につ い て は富田 ら に よ る報告が あ る4 ）。 こ の報告は，
異 な る3段 階の収 縮力で，
右側の股関 節・
膝 関 節・
足関 節を そ れ ぞ れ屈 曲・
伸 展さ せ た計 18種 類の等 尺 性 収 縮 を 行 わせた 場 合の対 側ヒ ラメ筋H
反 射 振 幅の 変 化 を検 討 し，
足 関節 底 屈 及 び膝 関 節 伸 展 条 件の一
部にのみ促通 効 果 が 観 察 さ れ た と 報 告 して いる。
し た がっ て，
その結 果は底屈・
背 屈の両 方に おい て促 通が認め ら れ た我々 の 結 呆とは若 干 異 なる結 果を示し てい る。 し か し，
こ の背 屈 時の促 通 効 果の違い につ い て は， 我々 が個々 の条 件に おいて そ れ ぞ れ128
発の波 形 を対象に統 計 処理 を してい るの に対し，
冨 田 らの報 告におい て は加 算して得ら れ た 7例の デー
タ の み を 対 象としてい るた め，
その平 均 値に おいて背 屈 条 件ではH
反 射 振 幅の 増 大 が 認め ら ながら も統 計的有 意 差が検出 されな かっ た もの と思わ れ る。
本 実 験 で は， 遠 隔 筋 収 縮 と し ての足 関節底屈・
背 屈に よ る対側 ヒラ メ筋運動ニ ュー
ロ ンへ の促通効 果を観 察し た わけである が，
同 様に H 反 射を用い た我々 の 先 行 研 究8）に おける結 果，
す なわち上肢 筋 収 縮に よる下 肢 筋 運 動ニ ュー
ロ ンへ の促通効果，
及び下肢 筋 収 縮に よ る 上 肢 筋運動ニ ュー
ロ ンへ の促逓効果 を考え 合 わ せ る と， 脊 髄運動ニュー
ロ ン興奮 性に対 する遠隔筋 収縮の効果に お いては，
収 縮 を 行う遠 隔 筋 が 被 験筋に対して対側であ る か同側で あるかに よる促 通 効 果 量の違い，
ある いは含 有 筋 紡 錘 量の違い に依 存 すると思われ る促通効果 量の違い が観 察で きる。一
方， 経 皮 的 磁 気 刺 激 法 を用いた皮質運 動野 興奮 性に対す る 遠 隔 筋収縮の効 果を検 証し た我々の 先 行 研 究 に おい ては9），
運 動 野錐 体路ニ ュー
ロ ンの興 奮 性に対 して，
遠 隔 筋 収 縮が同 側であっ て も対 側であっ て もその促 通 効 果 量に違い はない こ と が観 察 され た。 つ ま り，
脊 髄レベ ル で は遠 隔 筋 収 縮に よ る筋 感 覚入力 量の違 い や ラ テ ラ リ ティー
に依 存し た促通効果の差 異が 認 め ら れ る が，
大 脳 皮 質レベ ル で は筋 感 覚入力 増 大に よ る促通 効果 に その よ うな依 存 性は認め ら れず，
筋 感 覚入力が 両 側性に統合 さ れ てい るこ と が 伺 わ れ る。
今 後は，
さら に様々な 遠 隔 筋 収 縮 条 件で の実 験 を行い，
より系 統 的な 研究 を 行い， 理学 療 法に お け る促通手 技 効 果の総合的 な評 価・
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Modulntionof presynnptie inhibitionand disynaptic reciprocal Ia inhibitionduring voluntary movement in spasticity. Brain124:826-837,2001.<Abstract>
Facilitation
of the
ExcitabilityContralateral
Soleus Motoneuron
Induced
by
Ankle
FlexionTakehisa
INADA,
RPT
Kbtahabe Clinic
Hiroshi
FUNAKOSHL
RPT
Kihuchi Hospital
Toshio
HIGASHI,
OT,
Kozo
FUNASE, PhDSchool ofHealth
Seiences,
Nagasalei
University
Atsushi
SAKAKIBARA,
OT,
Shouhei
OHGL
RPTUniversily
Hospital
Attached
toSchool
of Mledicine,IVdgasahi University
We
investigated
here
theeffect ofboth
theintensityplantaranddorsi
flexor
muscle contractions on the contralateral soleus motoneuron excitability, Majour findingsin the present study were, 1}the soleus motoneuron excitability was significantly increased with an increase in intensityof the
remote rnuscle contractions, and
2)
the effect of plantarfiexioninduced
a significantly moreincrease
inthe motoneuron excitability than dorsifiexion.
