[P-KS-51-1] 微弱電流刺激が伸張性収縮後の骨格筋の機能回復に及ぼす影響
Keywords:微弱電流刺激, 筋損傷, 興奮・収縮連関
【目的】
伸張性収縮（eccentric contraction：ECC）は，他の様式の収縮と比べ筋損傷が高い頻度で生じ，そのため，収縮によって低下した筋力の回復に長時間を要する。ECCによって損傷が起こる器官としては，筋小胞体（sacroplasmic reticulum：SR）あるいは筋原線維があげられ，これらではタンパクの分解が生ずることが報告されている。鎮痛や組織修復促進などを目的として，医療現場で用いられている微弱電流刺激は，筋疲労の回復にも効果があるとされているが，これを実証した研究はなされていない。そこで本研究では，微弱電流刺激処置により，ECC後の低下した張力が迅速に回復するか否か，また，回復が早まるとすれば，筋細胞内のどの器官に作用するのかについて，検討することを目的とした。
【方法】
実験には，Wistar系雄性ラット30匹を用いた。これらをECC負荷（eccentric：E）群（n=20）と無負荷（sedentary：Sed）群（n=10）に分け，E群には前脛骨筋にECCを負荷した。収縮を負荷した脚を刺激脚，負荷しなかった脚を安静脚とした。E群を，微弱電流刺激処置を施す群（E+treatment：ET）群（n=10）と施さない群（E+non-treatment：EN）群（n=10）に細分し，ET群の刺激脚には，ECC負荷直後から3日後にかけて，1日1回（計4回），1回20分間の微弱電流刺激処置を施した。Sed群については，左脚にのみ微弱電流刺激処置を行った。これらの処置を行った後に，前脛骨筋を摘出し，等尺性収縮力を測定した。また，SR Ca2+-ATPase活性，SR Ca2+放出・取り込み速度，ミオシンATPase活性およびCa2+濃度調節タンパク（ジヒロドピリジン受容体，ジャンクトフィリン1，リアノジン受容体1，SR Ca2+-ATPase）量の分析を行った。
【結果】
等尺性収縮力，SR Ca2+放出・取り込み速度，リアノジン受容体1量およびミオシンATPase活性については，EN群では，安静脚と比較し刺激脚において低値が認められた。一方，ET群では両脚間に有意な差異は認められなかった。総カルパイン活性（安静脚＜刺激脚），ジャンクトフィリン1量（安静脚＞刺激脚）については，ECCによる主効果が認められた。また，SR Ca2+-ATPase活性，SR Ca2+-ATPase量およびジヒドロピリジン受容体量については，EN群とET群との間および安静脚と刺激脚との間に，有意な差異は認められなかった。
【結論】
本研究で得られた重要な知見は，ECC負荷後，微弱電流刺激処置を3日間施すことによって，等尺性収縮力，ミオシンATPase活性およびSR Ca2+放出速度に低下がみられなかったことである。本研究の結果は，微弱電流刺激処置によって，筋疲労の回復が促進されること，また，その促進作用は筋原線維およびSRの機能の低下が抑制されるためであることを示唆するものである。
伸張性収縮（eccentric contraction：ECC）は，他の様式の収縮と比べ筋損傷が高い頻度で生じ，そのため，収縮によって低下した筋力の回復に長時間を要する。ECCによって損傷が起こる器官としては，筋小胞体（sacroplasmic reticulum：SR）あるいは筋原線維があげられ，これらではタンパクの分解が生ずることが報告されている。鎮痛や組織修復促進などを目的として，医療現場で用いられている微弱電流刺激は，筋疲労の回復にも効果があるとされているが，これを実証した研究はなされていない。そこで本研究では，微弱電流刺激処置により，ECC後の低下した張力が迅速に回復するか否か，また，回復が早まるとすれば，筋細胞内のどの器官に作用するのかについて，検討することを目的とした。
【方法】
実験には，Wistar系雄性ラット30匹を用いた。これらをECC負荷（eccentric：E）群（n=20）と無負荷（sedentary：Sed）群（n=10）に分け，E群には前脛骨筋にECCを負荷した。収縮を負荷した脚を刺激脚，負荷しなかった脚を安静脚とした。E群を，微弱電流刺激処置を施す群（E+treatment：ET）群（n=10）と施さない群（E+non-treatment：EN）群（n=10）に細分し，ET群の刺激脚には，ECC負荷直後から3日後にかけて，1日1回（計4回），1回20分間の微弱電流刺激処置を施した。Sed群については，左脚にのみ微弱電流刺激処置を行った。これらの処置を行った後に，前脛骨筋を摘出し，等尺性収縮力を測定した。また，SR Ca2+-ATPase活性，SR Ca2+放出・取り込み速度，ミオシンATPase活性およびCa2+濃度調節タンパク（ジヒロドピリジン受容体，ジャンクトフィリン1，リアノジン受容体1，SR Ca2+-ATPase）量の分析を行った。
【結果】
等尺性収縮力，SR Ca2+放出・取り込み速度，リアノジン受容体1量およびミオシンATPase活性については，EN群では，安静脚と比較し刺激脚において低値が認められた。一方，ET群では両脚間に有意な差異は認められなかった。総カルパイン活性（安静脚＜刺激脚），ジャンクトフィリン1量（安静脚＞刺激脚）については，ECCによる主効果が認められた。また，SR Ca2+-ATPase活性，SR Ca2+-ATPase量およびジヒドロピリジン受容体量については，EN群とET群との間および安静脚と刺激脚との間に，有意な差異は認められなかった。
【結論】
本研究で得られた重要な知見は，ECC負荷後，微弱電流刺激処置を3日間施すことによって，等尺性収縮力，ミオシンATPase活性およびSR Ca2+放出速度に低下がみられなかったことである。本研究の結果は，微弱電流刺激処置によって，筋疲労の回復が促進されること，また，その促進作用は筋原線維およびSRの機能の低下が抑制されるためであることを示唆するものである。