平成 27 年度研究助成報告書

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不活動に伴う筋痛への予防的介入－不活動前に実施するトレッドミル運動が与える影響－方法

1. 不活動モデルラットの作製と実験群
実験には 8 週齢 Wistar 系雄性ラットを用いた。イソフルラン麻酔下でラットの両側後肢をアンダーテープで足関節底屈位及び膝関節伸展位に保持し，その上から平賀慎一郎 (PT)1,2），肥田朋子 (PT)1），堀紀代美 (PT)2），

ギプス（プラスランギプス, アルケア株式会社, 東京）を

中川達貴 (PT)1,2），尾﨑紀之 (MD)2）

巻き，ラット両側下肢の不活動モデルとした。不活動期間は 4 週間とし，循環障害を防ぐためギプスは週 2 回取りかえた。実験は，ギブス固定をせずに通常飼育された

1)名古屋学院大学リハビリテーション学部

ものを Control (CON) 群，ギプス固定されたラットを

2）金沢大学大学院医薬保健学総合研究科機能解剖学

Inactivity (INA) 群，ギプス固定前に 20 m/min の高強度のトレッドミ ル 運動を行うものを High-Intensity
Exercise (HIE) + INA 群，10 m/min の低強度のトレ

キーワード：筋痛，トレッドミル運動，予防的介入

ッ ド ミ ル 運 動 を 行 う も の を Low-Intensity Exercise(LIE) + INA 群とした。
本研究は，金沢大学動物取扱規定に基づき金沢大学の動物実験委員会の承認を得て行われた (承認番緒言

号 AP-143273)。

身体の不活動は筋骨格系障害を含む多くの慢性疾患の発生・増強因子であり，健康状態や生命予後に影

2. トレッドミル運動のプロトコル1)。特に，高齢者

トレッドミル運動は，他の疼痛モデルや不活動モデル

では骨折などの外傷や中枢神経疾患後に臥床期間がにおける皮膚の痛みを軽減することが知られている。筋長くなることがあり，このような身体の不活動状態は筋痛痛の軽減に最適な運動強度を検討するため，HIE +を惹き起こす 2)。また筋痛は運動機能を低下させ 3)，そINA 群では無酸素性作業閾値(Anaerobic Threshold:れが身体の不活動を助長させる悪循環を辿り，日常生AT) 付近である 20 m/min，LIE + INA 群では 10活動作の制限や生活の質の低下を招く。その身体の不m/min に設定し，1 日あたり 40 分間のトレッドミル運動活動に伴う筋痛を緩和する治療法の確立が求められる。

をギプス固定前に 5 日間実施した。その後，HIE + INA

筆者らは，神経の発達や生存・分化に関わる神経成長群と LIE + INA 群は，INA 群と同様に 4 週間ギプス固因子（Nerve growth factor: NGF）が身体の不活動に定された。INA 群は稼働しないトレッドミル装置内に同伴う筋痛発生時に増加することを明らかにしてきたが 4)，時間留置した。

響するため世界的に問題視されている

このような病態における筋痛の有効的な治療法は未だ確立されていない。NGF そのものを標的として治療薬の3. 疼痛評価開発をすると，痛みに対する作用だけでなく，組織損傷筋性疼痛の評価には，筋機械痛覚閾値を測定するこの治癒など NGF の生理的な作用まで阻害するため頭とができる 2.6mm 以上の太い径のプロ−ブを装着した痛や感覚異常の副作用も懸念される。そのため，不活動

Randall-Sellito 装置 (Ugo Basile, Comerio, Italy)をに伴う筋痛の治療法には薬理的副作用のない理学療法用いた 7)。プローブの先端を腓腹筋にあて，徐々に加圧の 役 割 が 重 要 と 考 え ら れ る 。 世 界 保 健 機 関 （ Worldし，ラットが後肢を引っ込めたときの値を筋機械痛覚閾

Health Organization: WHO）はウォーキングなどの運値とした。不活動前から不活動 28 日目まで週 1 回測定

動を定期的に行うことを推奨しており 5)，不活動に伴う二し，筋損傷の誘発や過度な刺激を与えないようカットオフ

次障害への予防的介入の重要性もうかがえる。実際，ト値を 200 g に設定し，週１回評価を行った。

レッドミル運動を用いた全身運動が様々な疼痛モデルの痛みを軽減することが報告されている 6)。そこで，我々

4. Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay (ELISA)

は不活動前のトレッドミル運動が，不活動後に生じる筋実験開始 28 日目において，ラットの腓腹筋を採取し機械痛覚過敏を抑制できるか，さらに不活動モデルのて 液 体 窒 素 で 急 速 凍 結 さ せ ， ELISA kit (Emax®

筋機械痛覚過敏に関わる NGF 蛋白質量に影響するか

ImmunoAssay System, プロメガ株式会社, 東京) をについて，検証することを目的とした。

用い，プロトコルに従って NGF 蛋白質量を測定した。

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筋機械痛覚閾値 (g)160120
CON 群

* *80

INA 群
HIE+INA 群
LIE+INA 群

400
不活動前

不活動 28 日目

図 1 不活動前に実施するトレッドミル運動が筋痛に与える影響
Randall-Sellito 装置で測定された各群の筋機械痛覚閾値を示す．
不活動 28 日目，CON（通常飼育）群と比較して INA（ギプス固定）群では筋機械痛覚閾値が有意に低下したものの，HIE+INA（高強度のトレッドミル運動+ギプス固定）群及び LIE+INA（低強度のトレッドミル運動+ギプス固定）群ではその閾値の低下が抑制された．
＊: p<0.05 不活動 28 日目の INA 群との比較．

統計処理

ドミル運動を用いた研究では「病態時の痛みを軽減する」

筋機械痛覚閾値の群間比較には繰り返しのある二元という治療的観点からの介入が報告されているが 6)，本

配置分散分析法を用い，Tukey 法により多重比較を行研究では「痛みの発生を抑制する」予防的観点からの介なった。NGF 蛋白質の比較には Steel-Dwass 法を用入効果を示すことができた。さらに，不活動前に行うトレいた。すべてのデータは平均値±標準誤差で表し，有意ッドミ ル運動は，不活動に伴い腓腹筋内で増加する水準は 5%とした。

NGF 蛋白質を減少させた。これは不活動前に行うトレッドミル運動が，NGF の増加を抑制することで筋痛に対し結果
不活動前に測定した筋機械痛覚閾値の基準値は，すべての群で有意差を認めなかった。一方，不活動 28 日目では，CON 群と比較して INA 群の筋機械痛覚閾値が有意に低値を示した (p<0.05, 図 1)。不活動前にトレッドミル運動を行なった HIE + INA 群と LIE + INA 群
では，CON 群と比較して筋機械痛覚閾値は低値を示したものの，INA 群と比較すると筋機械痛覚閾値は有意に高値を示した (p<0.05)。
不活動 28 日目の腓腹筋内の NGF 蛋白質量は，て抑制的に働くことを示している。
今後は不活動モデルで生じる筋機械痛覚過敏の発生・維持機構の詳細な検討を進めると共に，トレッドミル
運動によって変化する分子の解析を行い，不活動後の筋性疼痛に対する運動療法の有効性の確立とメカニズムの解明に繋げたいと考えている。
文献

1） Handschin C, Spiegelman BM.: The role ofexercise and PGC1α in inflammation andINA 群では CON 群と比較して増加しており，HIE +chronic disease. Nature 2008; 454. 463-469.

INA 群と LIE + INA 群では INA 群と比較して減少し

2） 平賀慎一郎，肥田朋子，他：関節を不動化したラットていた。の脊髄後根神経節における神経成長因子の変化 −筋の一次知覚神経における検討−．第 50 回日本理考察
不活動前に行ったトレッドミル運動は，不活動後に発生する筋機械痛覚過敏を軽減させた。高強度と低強度のトレッドミル運動では，筋機械痛覚過敏を抑制する効果は同程度であった。この結果より，不活動に陥る前に短期間実施するトレッドミル運動（40 分/日，5 日間）は運動強度にかかわらず，筋機械痛覚過敏に対して長期的な抑制効果を生み出すことが考えられた。これまでトレッ学療法学術大会．O−0625，2015.
3） Graven-Nielsen T, Lund H, et al.: Inhibition ofmaximal

voluntarycontraction

force

byexperimantal muscle pain. Muscle Nerve 2002;
26. 708-712.
4） Hiraga S, Koeda T, et al.: NGF increased in
ske le tal muscle has a ro le in muscularmechanical hyperalgesia in inactivity model.

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3International Association for the Study of Pain(IASP), Japan, 2016.
5） World Health Organization. Physical activity.
http://www.who.int/mediacentre/fac
tsheets/fs385/en/. 2016.
6） Morimoto A, Winaga H, et al.: Treadmill
running and static stretching improve longlasting hyperalgesia, joint limitation, andmuscle atrophy induced by cast immobilizationin rats. Neurosci Lett 2013; 534. 295-300.
7） Takahashi K, Taguchi T, et al.: Influence ofsurface anesthesia on the pressure pain
threshold measured with different-sized probes.
Somatosens Mot Res 2005; 22. 299-305.