整形外科リハで骨・軟骨・腱・靱帯再生に最適な力学負荷量は？

この記事の要点

日本語タイトル：整形外科リハで骨・軟骨・腱・靱帯再生に最適な力学負荷量は？
英語タイトル：Mechanotransduction and its impact on regenerative medicine in orthopedic rehabilitation (Review).

ここで取り上げる内容は、整形外科のリハビリテーション（けがや手術のあとに行う機能回復のための治療）で、日常的によく問題になるテーマです。
専門的な医学用語も出てきますが、できるだけかみくだいて、普段の診察室でお話しするような言葉で説明していきます。

研究の背景・目的

骨・軟骨・腱・靱帯といった組織が治っていくときには、「じっと安静にしているかどうか」よりも、「どのくらいの強さの力を、どのようにかけるか」が大きく関わると考えられています。
ここでいう力は、体重がかかることによる圧迫の力や、引っ張られる力などの「力学的な刺激」のことです。
このような力学的な刺激が、再生医療（Regenerative medicine：失われた組織を再び作り直そうとする医療）やリハビリテーションの結果に、どのように影響するかが、この研究の大きなテーマになっています。

調査の方法（対象など）

この研究では、「メカノトランスダクション（Mechanotransduction：細胞が力学的な刺激を感じ取り、それを電気的・化学的な信号に変えて反応する仕組み）」という現象に注目しています。
骨・軟骨・腱・靱帯について、メカノトランスダクションに関するこれまでの研究をまとめた総説（Review：複数の研究結果を整理してまとめた論文）として行われました。
細胞や組織を試験管や培養皿の中で調べる「in vitro（イン・ビトロ：試験管内での実験）」の研究と、動物や人の体の中で調べる「in vivo（イン・ビボ：生体内での実験）」の研究の両方について、どのような力学的な刺激条件を与えたときに、組織がどのように反応したかを整理しています。

研究の結果

研究の結果として、いくつかのポイントが示されています。
まず、「低強度パルス超音波（LIPUS：Low-Intensity Pulsed Ultrasound、弱い強さの超音波を断続的にあてる治療機器）」や、「中等度の負荷での歩行」、そして「適度な圧縮（押しつぶすような力）や牽引（引っ張る力）の刺激」が、骨が新しく作られること（骨形成）や、組織の土台となる物質（マトリックス）の産生を促しやすいとされています。
一方で、負荷が強すぎる、いわゆる「過負荷」の状態になると、組織を作るよりも分解する反応が優位になったり、炎症（体が傷や刺激に反応して赤く腫れたりする反応）が起こりやすくなることも示されています。

結論：今回の研究でわかったこと

この総説から、「メカノトランスダクション（力学的な刺激を細胞が感じ取って反応する仕組み）」が、骨・軟骨・腱・靱帯の再生において重要な鍵になっていると考えられます。
そのため、けがや手術のあとには、できるだけ早い時期から、「どのくらいの重さや回数で、どのような運動をするか」といった荷重や運動の量を、感覚だけでなく数値として設計していく視点が大切だとまとめられています。

実際の診察ではどう考えるか

診察やリハビリの場面では、「完全に動かさずに安静にする」ことをできるだけ避ける方向で考えます。
そのうえで、「生理的範囲内の中等度荷重（Physiological range：体にとって無理のない、日常生活でかかる程度の範囲の負荷）」を、できるだけ早い段階から、時間や回数、重さなどを数値で示しながら処方していくことが重要とされています。
同時に、痛みや腫れ（腫脹）の状態をこまめに確認しながら、負荷の量を段階的に増減させていく、という考え方が大切だと述べられています。