| 研究課題/領域番号 |
20K20668
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| 研究機関 | 長崎大学 |
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研究代表者 |
沖田 実 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(保健学科), 教授 (50244091)
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| 研究分担者 |
坂本 淳哉 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(保健学科), 准教授 (20584080)
本田 祐一郎 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(保健学科), 助教 (40736344)
片岡 英樹 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(保健学科), 客員研究員 (50749489)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| キーワード | 拘縮 / 線維化 / 骨格筋電気刺激 / 至適運動条件 / 筋収縮頻度 |
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| 研究実績の概要 |
拘縮の主要病態である骨格筋の線維化の進行抑制効果が認められる骨格筋電気刺激療法（EMS）の至適運動条件は1～10Hzの低周波刺激のみであり（Yoshimura A, Okita M, et al. Connect Tissue Res 58: 487-495, 2017.），50Hz以上の高周波刺激ならびに刺激の強度や時間，頻度など，拘縮の治療戦略として効果的なEMSの至適運動条件は明らかになっていない．そこで，今年度は最近開発されたベルト電極式のEMS（以下，B-SES）を用い，高周波通電における筋収縮頻度の違いが拘縮におよぼす影響を検討した．
拘縮の実験動物モデルは，ラット足関節を最大底屈位で2週間ギプスで不動化することで作製し，この過程で週6日の頻度でB-SES介入を行った．B-SESの刺激条件として周波数は50Hzの高周波，刺激強度は足関節最大底屈筋力の60％を出力できる4.7mAとし，刺激サイクル，刺激時間の異なる以下の2群を設定した．具体的には，2秒収縮，6秒休止の1:3サイクルで20分間/日の刺激を行うB-SES①群，2秒収縮，2秒休止の1:1サイクルで15分間/日の刺激を行うB-SES②群を設定した．なお，1回の介入による筋収縮頻度はB-SES①群が150回，B-SES②が225回となる．
結果，筋収縮頻度が高いB-SES②群の条件でのみ足関節背屈方向の可動域制限の進行抑制効果が認められた．また，ヒラメ筋を検索材料にIL-1βやTGF-β1，αSMAといった線維化関連分子の遺伝子発現の検索を行ったところ，すべて共通してB-SES②群の条件でのみ発現が抑制され，線維化の発生を示唆するコラーゲン含有量の結果もB-SES②群の条件でのみ有意に低値であった．
つまり，B-SESの至適運動条件の一つが筋収縮頻度であることが明らかとなり，現在は刺激強度や日内介入頻度など，他の条件についても検討を進めている．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
コロナ禍の影響を受け，交付内定通知が7月下旬と遅れ，今年度の実質の研究期間は8カ月程度と非常に短かった．しかし，この短期間で骨格筋電気刺激療法を拘縮の予防戦略として活用する場合の至適運動条件の一つが筋収縮頻度であることが明らかとなった．つまり，十分な成果があがっており，本研究課題はおおむね順調に進展していると考えている．
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| 今後の研究の推進方策 |
骨格筋電気刺激療法を拘縮の予防戦略として活用する場合の至適運動条件として，刺激強度と日内介入頻度が現在の検討課題となっている．ただ，拘縮の発生メカニズムを基盤に考えると，いずれも大きいほど効果的と仮説でき，筋疲労を考慮することでこれらの条件の上限値が明らかになると考えている．そこで，令和3年度はこの点に関する動物実験研究を進める．
加えて，令和3年度は「拘縮の臨床病態評価手法の開発に関する研究」も計画しており，すでに研究分担者の片岡は勤務先である医療機関で臨床研究フィールドの調整を済ませている．そこで，障害高齢者において拘縮の発生頻度が高い長内転筋を被験筋とし，超音波画像の撮像を行い，エコー輝度とエラストグラフィーモードを組み合わせた拘縮の臨床病態評価手法の開発を進める．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ禍の影響を受け，交付内定通知が7月下旬と遅れ，今年度の実質の研究期間は8カ月程度と非常に短かった．そのため，申請時に計画していた令和2年度の研究内容のすべてが実施できず，実施できなかった研究内容は令和3年度に計画している．
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