足の怪我のメカニズム

足裏への感覚刺激によるバランス改善について

足裏には多くの感覚器があり姿勢やバランスを維持する働きがあると考えられています。この働きをうまく利用するために足裏への感覚刺激などが行われたりすることがあります。そこでこれらのメカニズムや効果についてご紹介していきたいと思います。

 

ポイント

  • 足裏の感覚器が姿勢やバランスの制御に関わっており、足裏の感覚低下はバランスの乱れにつながると考えられています。
  • 多少の足裏の感覚低下だけで著しくバランスが乱れるわけでもないようで、麻痺するなど大きな感覚の喪失を伴わないと著しいバランスの乱れは生じにくい傾向にあるようです。
  • マッサージや裸足でのトレーニングなど足裏への感覚刺激はコスパがいいものが多いので取り入れる価値は大いにありますが、高額商品には注意が必要かもしれません。

 

概要

足には多くの感覚器があり、これらのフィードバックなどが姿勢維持や動きを制御するのに役に立っていると考えられています1・2

(Viseux 2020より引用)

 

足裏の神経の働きの変化

足裏の神経は状況や姿勢によって反応が変わってくるようです。

  • 床の材質によって足首周りの筋肉の反応が変わってくることが報告されています
  • 歩行時に足を踏み出す時に神経の働きが促進されていることが報告されています
  • 座っている時や立っている時、重心の変化などで足の筋紡錘の働きが変わっていることが報告されています

この姿勢だからこういう反応というよりも、その時々の不安定な状況から身を守るために反応した結果という考え方もできるかと思います。

 

足裏からの感覚入力が乏しい事例

足裏からの感覚入力が極端に低下してしまうことが怪我などに関連していることがあります。

 

糖尿病のケース

糖尿病に伴う神経障害により足の感覚が低下していると、姿勢制御がうまくできずにバランスを崩しやすい傾向にあります

足裏の感覚が完全に麻痺するなど深刻な症状も起こり得ます。

糖尿病の足

 

捻挫のケース

捻挫を繰り返している人は足裏の感覚が鈍っている傾向にあるようで、これがバランスの低下に関係している可能性があります。

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前十字靭帯損傷のケース

前十字靭帯を断裂した人の足裏の感覚も鈍い傾向にあるようです。

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足裏の感覚低下によるバランスの変化

実際に足裏の感覚低下を再現した実験の結果は、とても興味深いものになっています。

  • 足の血流を15〜30分制限することで足裏の感覚が低下していきバランスが悪くなることが報告されています
  • 足に麻酔を注射して感覚を鈍らせることでバランスが悪くなりやすいことが報告されています
  • 足を冷やして感覚を鈍くしてもわずかしか姿勢は悪くならず、むしろ良くなることもあるようです

 

足裏からの感覚入力の多少の低下が直ちにバランス悪化や怪我につながるというほど単純なわけでもなく、複数の姿勢制御システムによって補完されていることや、極度の感覚の喪失を伴わないと明らかなバランスの悪化が生じにくいのではないか?と考えられます。

 

足裏への感覚刺激による改善効果?

実際の人間や現場では様々な要因が複雑に絡み合っているため、科学的根拠通り治療や介入の効果が期待できるわけではありません。

しかし、科学的にはどのような結果が出ているのかを知っておいて損することはないでしょう。

 

足裏のマッサージ

足裏をマッサージで刺激することでわずかにバランスが改善することもあるようです。

(Wikstrom et al 2017より引用)

ただし、それぞれの方法で大きな違いはみられなかったようで、足裏のマッサージはイボ付きのボールを踏むことやブラシで足裏を刺激することと同程度の効果がみられたようです10

イボ付きサンダルを数分間履くことで多少のバランス改善効果があるようです11。ただ、長期的な効果はわかりません。

 

電気刺激

糖尿病のケースにおいて電気刺激によって足裏の感覚を改善したという報告もあるようです12。足裏の感覚入力が改善したことは報告されていますが、バランスの改善は報告されていないようです。

足裏への電気刺激

製品によっては電気刺激で糖尿病の人のバランスを改善させることもできるようですが、企業から資金提供を受けた研究結果だったりするので多少なりともバイアスがかかっているかもしれません13

 

裸足

足裏を刺激するために裸足でトレーニングするという方法もあるかと思います。

  • 裸足になってバランストレーニングをしたからといって、シューズを履いてバランストレーニングしている時と比べてバランス改善に大きな違いはないという報告があります14
  • ただし運動神経の発達が著しい6〜10歳においては日常的に裸足になっている人達のほうが日常的にシューズを履いている人達よりもバランスが良いという報告があります15。ただ、年齢がそれよりも上になるとその効果が薄れるとか。

このようにただ裸足になるだけで大きな効果を得られるとは限らないようですが、意図的に足の指を使って足の指の筋肉を鍛えるなどするならば、もしかしたら結果が変わってくるかもしれません。

 

5本指シューズ

5本指シューズも足にいい刺激を与えるというような話があります。

5本指シューズ

  • 5本指のシューズのほうが一般的なシューズに比べて足の指の筋肉が鍛えられることが報告されています16・17
  • 5本指シューズでバランスが改善されるかどうか?については文献を見つけることができませんでした。

このように5本指シューズは足の指を鍛える効果を期待できそうですが、足裏への刺激を促進してバランスを改善する効果については不明です。

 

ちなみに裸足や5本指シューズには怪我に関する議論もあります。

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まとめ

足裏への感覚刺激によって姿勢や動きが改善されたりすることがあります。絶大な効果を期待して取り組むというよりも、コスパが悪くないから取り入れてみるぐらいのほうがちょうどいいのかもしれません。

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. Viseux FJF. The sensory role of the sole of the foot: Review and update on clinical perspectives. Neurophysiol Clin. 2020;50(1):55-68.
  2. Viseux F, Lemaire A, Barbier F, Charpentier P, Leteneur S, Villeneuve P. How can the stimulation of plantar cutaneous receptors improve postural control? Review and clinical commentary. Neurophysiol Clin. 2019;49(3):263-268.
  3. Mohapatra S, Kukkar KK, Aruin AS. Support surface related changes in feedforward and feedback control of standing posture. Journal of Electromyography and Kinesiology. 2014;24(1):144-152.
  4. Mouchnino L, Fontan A, Tandonnet C, et al. Facilitation of cutaneous inputs during the planning phase of gait initiation. Journal of Neurophysiology. 2015;114(1):301-308.
  5. Knellwolf TP, Burton AR, Hammam E, Macefield VG. Firing properties of muscle spindles supplying the intrinsic foot muscles of humans in unloaded and freestanding conditions. Journal of Neurophysiology. 2018;121(1):74-84.
  6. Herrera-Rangel A, Aranda-Moreno C, Mantilla-Ochoa T, Zainos-Saucedo L, Jáuregui-Renaud K. The Influence of Peripheral Neuropathy, Gender, and Obesity on the Postural Stability of Patients with Type 2 Diabetes Mellitus. Journal of Diabetes Research.
  7. Wang T-Y, Lin S-I. Sensitivity of plantar cutaneous sensation and postural stability. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2008;23(4):493-499. doi:10.1016/j.clinbiomech.2007.11.014
  8. Meyer PF, Oddsson LIE, De Luca CJ. The role of plantar cutaneous sensation in unperturbed stance. Exp Brain Res. 2004;156(4):505-512. doi:10.1007/s00221-003-1804-y
  9. Hoch MC, Russell DM. Plantar cooling does not affect standing balance: A systematic review and meta-analysis. Gait Posture. 2016;43:1-8. doi:10.1016/j.gaitpost.2015.10.011
  10. Wikstrom EA, Song K, Lea A, Brown N. Comparative Effectiveness of Plantar-Massage Techniques on Postural Control in Those With Chronic Ankle Instability. J Athl Train. 2017;52(7):629-635. doi:10.4085/1062-6050-52.4.02
  11. Palluel E, Nougier V, Olivier I. Do spike insoles enhance postural stability and plantar-surface cutaneous sensitivity in the elderly? Age (Dordr). 2008;30(1):53-61. doi:10.1007/s11357-008-9047-2
  12. Thakral G, Kim PJ, LaFontaine J, Menzies R, Najafi B, Lavery LA. Electrical stimulation as an adjunctive treatment of painful and sensory diabetic neuropathy. J Diabetes Sci Technol. 2013;7(5):1202-1209.
  13. Najafi B, Crews RT, Wrobel JS. A novel plantar stimulation technology for improving protective sensation and postural control in patients with diabetic peripheral neuropathy: a double-blinded, randomized study. Gerontology. 2013;59(5):473-480. doi:10.1159/000352072
  14. Zech A, Meining S, Hötting K, Liebl D, Mattes K, Hollander K. Effects of barefoot and footwear conditions on learning of a dynamic balance task: a randomized controlled study. Eur J Appl Physiol. 2018;118(12):2699-2706. doi:10.1007/s00421-018-3997-6
  15. Zech A, Venter R, de Villiers JE, Sehner S, Wegscheider K, Hollander K. Motor Skills of Children and Adolescents Are Influenced by Growing up Barefoot or Shod. Front Pediatr. 2018;6:115. doi:10.3389/fped.2018.00115
  16. Smith BS, Burton B, Johnson D, Kendrick S, Meyer E, Yuan W. Effects of wearing athletic shoes, five-toed shoes, and standing barefoot on balance performance in young adults. Int J Sports Phys Ther. 2015;10(1):69-74.
  17. Johnson AW, Myrer JW, Mitchell UH, Hunter I, Ridge ST. The Effects of a Transition to Minimalist Shoe Running on Intrinsic Foot Muscle Size. Int J Sports Med. 2016;37(2):154-158. doi:10.1055/s-0035-1559685

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