「筋長・張力・動き」が骨格筋に及ぼす影響

• 研究課題/領域番号: 11680016
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 体育学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 小堀 かおる 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助手 (10209190)
• 研究期間 (年度): 1999 – 2000
• 研究課題ステータス: 完了 (2000年度)
• 配分額: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円); 2000年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 1999年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
• キーワード: 骨格筋 / 萎縮 / 筋の長さ / 関節可動域 / 収縮特性 / 筋長 / 固定 / マウス

研究概要

骨格筋の成長・機能向上に影響をもつ刺激因子を、筋収縮に含まれる筋長・張力・動きといった因子に拡大しで捉え、それぞれが筋機能に及ぼす影響について検討した。ABS樹脂にてマウス片脚に下腿ヒラメ筋を対象としてギプスを施し以下の条件で運動を制限した。すなわち、筋長域制限運動群としては、1)下腿筋が伸張域(足関節角度30゜〜120゜)でのみ可動する伸張域運動群:EL、2)下腿筋が短縮域(同120゜〜180゜)でのみ可動する短縮域運動群:ES、筋長固定運動群として、3)下腿筋を伸張位(足関節角度60゜)に固定して等尺性活動を行わせる伸張固定群:IL、4)下腿筋を短縮位(同170°)に固定して等尺性活動を行わせる短縮固定群:IS。3〜6週間のギプス期間後、下腿部皮膚および周囲筋群を切開しヒラメ筋を露出させた。実体顕微鏡下で関節角度を変化させ、ヒラメ筋の近位および遠位端腱部および筋線維走行部の長さ変化を調べた。生体内配置での筋形態記録後、両脚よりヒラメ筋を摘出し、Ringer液中でPt電極による直接電場刺激法により等尺性単収縮を誘発し、収縮特性を記録した。筋表面に金粉をふりかけ筋長測定のための位置マーカーとした。
ギプス処置筋は対照筋より有意に萎縮し、その程度は固定ギプス筋群、短縮位処置筋群で大きかった。筋長域制限運動群、筋長固定群とも、短縮位処置により静止張力が増大した。この静止張力増大は、筋の中枢側〜中央部における弾性低下によると推察される。運動ギプス筋では最大張力立ち上がりがコントロール筋より増大し、筋の収縮活性度が上昇している可能性が示唆された。規格化された筋の長さ-張力関係は、伸張位ギプス群において長い筋長域で張力増幅が認められたほか、すべての群でコントロール筋と同様であった。