[O-0425] 運動による疼痛緩和（exercise-induced hypoalgesia：EIH）効果の検証
―異なる有酸素運動による効果の比較―
キーワード：疼痛緩和, 有酸素運動, exercise-induced hypoalgesia（EIH）
【はじめに，目的】疼痛に対する理学療法の有効性に関して1990年代より系統的な取りまとめが各国でなされ，その中でも運動は強く推奨されている。そのエビデンスは，近年の運動による疼痛緩和（exercise-induced hypoalgesia：EIH）に関する報告で示されているが，いずれも高強度・長時間の運動による効果であり（Julie 2010），疼痛患者に処方することは難しい。また，疼痛に対する理学療法を想定すれば低負荷の有酸素運動が適するが，歩行やランニング，自転車運動など有酸素運動の方法による効果の違いは明らかにされていない。一方，これまで我々は3METs程度の歩行，自転車エルゴメーターによる下肢運動，クランクエルゴメーターによる上肢運動の低負荷有酸素運動により広汎なEIHが得られる可能性について報告した（山形2013）。しかし，個人の運動耐性能により身体へ負荷される運動強度は異なることから，運動強度を統一したうえで運動方法の違いによるEIH効果を厳密に比較するまでには至っていない。そこで本研究では，個々の運動耐性能をもとに運動強度を統一し，歩行，下肢運動，上肢運動といった運動方法の違いによるEIH効果について比較検討した。
【方法】対象は，健常成人45名（男性22名，女性23名，年齢21.4±0.7歳）とし，全身運動群，下肢運動群，上肢運動群の3群（各群15名）に無作為に振り分けた。全身運動群はトレッドミル（STM-1250，日本光電）による歩行，下肢運動群は自転車エルゴメーター（Ergociser EC-1200，キャットアイ）による下肢ペダリング運動，上肢運動群はクランクエルゴメーター（881E，Monark）による上肢ペダリング運動を各20分間行わせた。また，運動強度は予測最大心拍数を算出し，Karvonen法を用いて40％heart rate reserve（HRR）に設定した。評価項目は，圧痛閾値，心拍変動，および主観的運動強度の指標であるBorg scaleとした。圧痛閾値はデジタルプッシュプルゲージ（RX-20，AIKOH）を用い，僧帽筋，上腕二頭筋，前脛骨筋にて運動前（pre），運動終了直後（post 0）および15分後（post 15）に測定し，pre値で除した変化率を測定値とした。心拍変動は携帯型心拍変動記録装置（AC-301A，GMS）にて心電図を実験中経時的に記録し，心拍数，および心電図R-R間隔の周波数解析から低周波数成分（LF：0.04～0.15 Hz），高周波数成分（HF：0.15～0.40 Hz，副交感神経活動指標）とLF/HF比（LF/HF，交感神経活動指標）を算出し，圧痛閾値の測定に対応した時点のそれぞれ前1分間の平均値を測定値とした。統計学的解析は，経時的変化にはFriedman検定およびTukey-typeの多重比較検定，群間比較にはKruskal-Wallis検定およびDunn’s法による多重比較検定を用い，いずれも有意水準は5％とした。
【結果】圧痛閾値は，3群とも全ての測定部位にてpreに比べpost 0で上昇し，全身運動群では全ての測定部位，下肢運動群では上腕二頭筋と前脛骨筋，上肢運動群では前脛骨筋でpost 15においても上昇を示した。また，全身運動群は他群に比べ僧帽筋のpost 15で高値を示した。心拍変動は，3群ともpreに比べ運動中にHFが減衰，心拍数とLF/HFが増大し，群間に差はなかった。またBorg scaleも群間に差はなかった。
【考察】すべての運動方法で，運動中の心拍数，自律神経活動，主観的疲労感は同程度であったことから，個々に負荷された運動強度は同一であった。運動方法にかかわらず非運動部を含め広汎な痛覚感受性の低下，およびその持続効果を認め，さらにその効果は全身運動で最も顕著であった。有酸素運動に関する先行研究では，60％HRR以上の高強度負荷によりEIHが生じ，さらに30分～2時間の負荷でその効果は大きいとされている（Kodesh 2014， Naugle 2014， Hoffman 2004）。しかし今回，低負荷・短時間の運動であっても，その方法にかかわらずEIHが生じた。さらに，歩行のようなより広範部の運動の方がEIH効果は大きかったことから，有酸素運動のEIHは全身性の運動で効果が増大する可能性が示唆された。
【理学療法学研究としての意義】有酸素運動は低負荷であっても疼痛を緩和させ，特に，誰もが簡便かつ安全に行える歩行のような全身性の運動がより大きなEIH効果をもたらす可能性が示されたことは，疼痛マネジメントとしての運動療法を確立する一助となる意義深い結果である。
【方法】対象は，健常成人45名（男性22名，女性23名，年齢21.4±0.7歳）とし，全身運動群，下肢運動群，上肢運動群の3群（各群15名）に無作為に振り分けた。全身運動群はトレッドミル（STM-1250，日本光電）による歩行，下肢運動群は自転車エルゴメーター（Ergociser EC-1200，キャットアイ）による下肢ペダリング運動，上肢運動群はクランクエルゴメーター（881E，Monark）による上肢ペダリング運動を各20分間行わせた。また，運動強度は予測最大心拍数を算出し，Karvonen法を用いて40％heart rate reserve（HRR）に設定した。評価項目は，圧痛閾値，心拍変動，および主観的運動強度の指標であるBorg scaleとした。圧痛閾値はデジタルプッシュプルゲージ（RX-20，AIKOH）を用い，僧帽筋，上腕二頭筋，前脛骨筋にて運動前（pre），運動終了直後（post 0）および15分後（post 15）に測定し，pre値で除した変化率を測定値とした。心拍変動は携帯型心拍変動記録装置（AC-301A，GMS）にて心電図を実験中経時的に記録し，心拍数，および心電図R-R間隔の周波数解析から低周波数成分（LF：0.04～0.15 Hz），高周波数成分（HF：0.15～0.40 Hz，副交感神経活動指標）とLF/HF比（LF/HF，交感神経活動指標）を算出し，圧痛閾値の測定に対応した時点のそれぞれ前1分間の平均値を測定値とした。統計学的解析は，経時的変化にはFriedman検定およびTukey-typeの多重比較検定，群間比較にはKruskal-Wallis検定およびDunn’s法による多重比較検定を用い，いずれも有意水準は5％とした。
【結果】圧痛閾値は，3群とも全ての測定部位にてpreに比べpost 0で上昇し，全身運動群では全ての測定部位，下肢運動群では上腕二頭筋と前脛骨筋，上肢運動群では前脛骨筋でpost 15においても上昇を示した。また，全身運動群は他群に比べ僧帽筋のpost 15で高値を示した。心拍変動は，3群ともpreに比べ運動中にHFが減衰，心拍数とLF/HFが増大し，群間に差はなかった。またBorg scaleも群間に差はなかった。
【考察】すべての運動方法で，運動中の心拍数，自律神経活動，主観的疲労感は同程度であったことから，個々に負荷された運動強度は同一であった。運動方法にかかわらず非運動部を含め広汎な痛覚感受性の低下，およびその持続効果を認め，さらにその効果は全身運動で最も顕著であった。有酸素運動に関する先行研究では，60％HRR以上の高強度負荷によりEIHが生じ，さらに30分～2時間の負荷でその効果は大きいとされている（Kodesh 2014， Naugle 2014， Hoffman 2004）。しかし今回，低負荷・短時間の運動であっても，その方法にかかわらずEIHが生じた。さらに，歩行のようなより広範部の運動の方がEIH効果は大きかったことから，有酸素運動のEIHは全身性の運動で効果が増大する可能性が示唆された。
【理学療法学研究としての意義】有酸素運動は低負荷であっても疼痛を緩和させ，特に，誰もが簡便かつ安全に行える歩行のような全身性の運動がより大きなEIH効果をもたらす可能性が示されたことは，疼痛マネジメントとしての運動療法を確立する一助となる意義深い結果である。