短期筋不活動に伴う示指外転出力レベルと機能低下の特性(1部 筋機能)
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概要
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Although a large number of studies have been conducted into negative influences on motor function after long-term muscle disuse, little is known about the effect of short-term muscle disuse and its mechanism. Moreover, the aspect of functional decrease during short-term muscle disuse may be different at high and low levels of muscle output. Knowledge of this will be useful for the development of appropriate exercise prescriptions and health-welfare devices that can prevent creeping functional decrease. This study examined the influence of seven days of immobilization on motor function at high-and low-level contraction force with abduction of the index finger. Healthy subjects (12 males, mean 25.9 years) participated in the present study. Their left hands were immobilized with plaster casts. Changes in the cross-sectional area (CSA) of the first dorsal interosseous (FDI) were evaluated with a magnetic resonance imaging system. Subjects performed maximum voluntary contraction (MVC) with isometric abduction of the index finger and they were regulated at the constant force levels of 500g, 1000g, 1500g, and 2000g. Standard deviation of the force trajectory (F-S.D.) was calculated at each force level as an index of stability of the force regulation. EMG activities were recorded with surface electrodes placed over the FDI. The root mean square (RMS) of the EMG amplitude was calculated at each force level and was normalized with the amplitude of supramaximum M-wave in order to compare the degree of change by muscle immobilization. Twitch force evoked by supramaximum electrical stimulation at rest was measured to consider factors of the peripheral neuromuscular system. Twitch force at MVC was measured by the twitch interpolation method to consider central factors. Firing rate of motor units at super 80% MVC was then measured. These measurements were taken before and after the immobilization and again in the recovery period. The CSA of the FDI showed no significant changes by short-term immobilization. In contrast, MVC force and muscle activity (RMS) were lost after short-term immobilization. The decline of twitch force at rest suggests that several troubles occurred in neuromuscular function. In addition, the increased twitch force at MVC and the decreased firing rate suggest that the central drive was reduced by short-term immobilization. In the recovery period, these values almost returned to those before immobilization. Therefore, both the peripheral factor and central factor affect the decline of high-level contraction force during short-term disuse before muscular atrophy. The fluctuation (F-S.D.) during force regulation at the same force in the low level increased after immobilization. This result shows that it became more difficult to regulate constant force levels after short-term disuse. The RMS at the same force level also increased after immobilization. In the recovery period, these values almost returned to those before immobilization. Therefore, the decline of neuromuscular efficiency affects the functional decrease of low-level contraction force during short-term disuse.
- バイオメカニズム学会の論文
- 2004-08-25
著者
-
増田 正
東京医科歯科大学
-
増田 正
東京医科歯科大学大学院疾患生命科学研究部
-
横井 孝志
産業技術総合研究所
-
横井 孝志
産業技術総合研
-
金子 文成
産業技術総合研究所人間福祉医工学研究部門
-
木塚 朝博
筑波大学体育科学系
-
横井 孝志
独立行政法人産業技術総合研究所人間福祉医工学研究部門
-
山田 洋
東海大学体育学部
-
関 和彦
生理学研究所認知行動発達
-
木塚 朝博
生命工学工業技術研究所
-
金子 公宏
明治大学理工学部
-
金子 文成
札幌医科大学保健医療学部基礎理学療法学講座
-
金子 文成
産業技術総合研
-
山田 洋
産業技術総合研究所
-
木塚 朝博
筑波大学大学院人間総合科学研究科
-
木塚 朝博
工業技術院生命工学工業技術研究所
-
関 和彦
生理学研究所
-
金子 公宏
明治大学商学部
-
木塚 朝博
筑波大学
-
山田 洋
東海大学 体育学部
-
増田 正
東京医歯大 大学院疾患生命科学研究部
-
金子 公宏
明治大学
-
山田 洋
東海大学
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