前十字靭帯損傷

前十字靭帯断裂後は脳への刺激に対する反応が悪い？

前十字靭帯断裂後に筋力発揮が低下することがありますが、その理由のひとつに脳神経の働きが低下しているという説があります。まだまだ研究で解明されていないことも多いですが、数ある説のひとつとしてご紹介したいと思います。

脳

ポイント

  • 前十字靭帯損傷後は筋力発揮がしにくい傾向にあります。
  • 前十字靭帯断裂後は脳からの刺激に反応が鈍くなる傾向にあるようです。
  • 脳からの刺激への反応と筋力には関係性がみられたそうです。

 

前十字靭帯断裂後の筋力発揮の低下

前十字靭帯断裂後は筋力発揮がしにくいと言われています。

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筋力発揮は身体の状態に関係していることから、筋力を回復させることは大事なことです。

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そして、前十字靭帯断裂後の筋力発揮の低下には様々な説が唱えられています。

 

前十字靭帯断裂後の脳からの刺激への反応

前十字靭帯断裂後は脳からの刺激に反応しにくくなることがあるようです。

（Lesley et al 2020より引用）

  • 大腿四頭筋に力を入れている時に脳に刺激を与えることで筋肉に反応が出るのですが、前十字靭帯損傷をしたグループはより大きな刺激が必要だったそうです１〜４。
  • そして興味深いことに、この脳への刺激と筋力に関係性がみられたことが報告されています１。
  • その一方で前十字靭帯断裂をした脚はむしろ神経の興奮度が高まっていたという研究報告もあるようです５。

このように前十字靭帯断裂後は脳や神経の影響によって筋肉が反応しにくいのではないか？と考えられています。

 

脳神経が小さくなっている？

筋肉が反応にくくなる理由のひとつとして、脳神経の構造的な変化によるものという考えかがあります。

（Lepley et al 2020より引用）

  • MRIの計測によると前十字靭帯断裂した側の皮質脊髄路（corticospinal tract）と呼ばれる神経の一部分が小さくなっていたようです３。
  • 脳の白質（white matter）に何らかの構造的な変化が生じている可能性があるようです（smaller anisotropy and higher mean diffusivity）３。

神経組織が小さくなっていることから、筋肉が反応しにくいのではないか？という説につながるわけです。

まだまだ研究数も少なく強い根拠があるわけではありませんが、興味深い仮説ではあるかと思います。

 

脳神経は運動習慣で変化していく？

なぜ脳からの刺激に反応が小さくなったのか？という理由についてですが、痛みを避けるように脚を動かしていないことによって神経組織が変化したのではないか？という仮説があります。

膝の痛み

 

そして怪我によって脳神経が小さくなり反応も悪くなるのならば、いい刺激を与えれば逆の反応も起こるのではないか？と思います。

仮に脳神経の組織が変化していたとしても、リハビリなどで身体を動かし運動をすることで脳神経の状態も変化することから７、諦める理由にはならないのではないか？と個人的には考えています。

ただ、脳神経に対してどのようにアプローチしていけばいいのか？まだまだ解明されていないことも多くあります。

 

まとめ

前十字靭帯断裂後には筋力発揮がしにくいことがありますが、その理由のひとつに脳からの刺激に対する反応が低下しているという説があり、これが筋力回復を妨げている可能性があります。

最後まで読んでいただき、ありがとうございました。

 

＜参考文献＞

  1. Bodkin SG, Norte GE, Hart JM. Corticospinal excitability can discriminate quadriceps strength indicative of knee function after ACL-reconstruction. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports. 2019;29(5):716-724.
  2. Lepley AS, Grooms DR, Burland JP, Davi SM, Kinsella-Shaw JM, Lepley LK. Quadriceps muscle function following anterior cruciate ligament reconstruction: systemic differences in neural and morphological characteristics. Exp Brain Res. 2019;237(5):1267-1278.
  3. Lepley AS, Ly MT, Grooms DR, Kinsella-Shaw JM, Lepley LK. Corticospinal tract structure and excitability in patients with anterior cruciate ligament reconstruction: A DTI and TMS study. NeuroImage: Clinical. 2020;25:102157.
  4. Ward SH, Pearce A, Bennell KL, Pietrosimone B, Bryant AL. Quadriceps cortical adaptations in individuals with an anterior cruciate ligament injury. Knee. 2016;23(4):582-587.
  5. Héroux ME, Tremblay F. Corticomotor excitability associated with unilateral knee dysfunction secondary to anterior cruciate ligament injury. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2006;14(9):823-833.
  6. Rice DA, McNair PJ, Lewis GN, Dalbeth N. Quadriceps arthrogenic muscle inhibition: the effects of experimental knee joint effusion on motor cortex excitability. Arthritis Res Ther. 2014;16(6).
  7. Bajaj S, Butler AJ, Drake D, Dhamala M. Functional organization and restoration of the brain motor-execution network after stroke and rehabilitation. Front Hum Neurosci. 2015;9.

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