脳出血モデルラットに運動スキル訓練が与える影響の行動学的解析および中枢神経系の生化学的解析

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抄録

【はじめに、目的】 脳卒中後の運動介入は、中枢神経系の可塑的変化を引き起こし、運動機能の改善を導くことが知られている。さらに、運動の種類により運動機能改善効果及び中枢神経系の可塑的変化に差のあることが報告されている。先行研究では、感覚運動野損傷モデルラットや脳梗塞モデルラットに対する運動スキル訓練は、麻痺側の運動機能回復及び中枢神経系の可塑性促進を及ぼすことが報告されている。しかし、その具体的メカニズムは不明な点が多い。本研究は脳出血モデルラットに運動スキル訓練が与える影響を行動学的に解析し、中枢神経系の生化学的解析を行うことを目的とした。【方法】 実験動物にはWistar系雄性ラット(250~270 g)を用いた。対象を無作為に非運動群(ICH群)と運動スキル訓練群(ICHAT群)の2群に分けた。脳出血モデルは、深麻酔下にて、頭頂部の皮膚を切開し、頭蓋骨表面のbregmaから左外側3.0 mm、前方0.2 mmの位置に小穴をあけ、マイクロインジェクションポンプにつないだカニューレを頭蓋骨表面から6.0 mmの深さまで挿入し、コラゲナーゼ(200ml/U,1.2ul)を注入して作成した。運動スキル訓練群には、全身の協調運動、運動学習が必要な訓練としてアクロバットトレーニングを介入させた。トレーニング内容は、格子台、縄梯子、綱渡り、平行棒、障壁の5課題で各コース長1 m移動させた。介入は、術後4~28日まで、1日4回実施した。ただし、術後4~6日の介入には必要最低限の補助を加えた。運動機能評価(ICH群;n=8,ICHAT群;n=6)には、Motor Deficit Score (MDS)(自発回転, 前肢把握, 角材歩行, 後肢反射を4段階で評価)、後肢の協調性評価として beam walking test(角材歩行中の後肢の使い方を7段階で評価)、 前肢及び後肢の機能評価としてhorizontal ladder test(行動観察により四肢が梯子からの落下した割合と梯子を正確に把握した割合を評価)を経時的に実施した。組織学的評価には、HE染色により組織損失体積と大脳皮質の厚さを解析し、Nissl染色により両側感覚運動野における神経細胞数を解析した。また、免疫組織化学染色により脳出血後14日目と29日目に両側感覚運動野におけるdeltaFosB(持続的な神経活動マーカー)の陽性細胞数を解析した。さらに、ウェスタンブロッティング法により脳出血後14日目に両側感覚運動野におけるsynaptophysin(シナプス前細胞マーカー)とPSD-95(シナプス後細胞マーカー)の解析を行った。【倫理的配慮、説明と同意】 本実験は名古屋大学医学部保健学科動物実験委員会の承認を得て行った(承認番号:22-027)。【結果】 運動機能評価は、MDS、beam walking testでは、ICHAT群はICH群と比較して11,14日目に有意な回復を示し(P<0.05)、horizontal ladder testでは、ICHAT群はICH群と比較して21日目に梯子を正確に把握した割合が有意に高値を示した(P<0.05)。組織学的評価の結果は、組織損失体積と大脳皮質の厚さ、神経細胞数は両群に有意差はなかった。deltaFosB陽性細胞数は、脳出血後14日目に非傷害側感覚運動野でICHAT群はICH群と比較して有意に高値を示した(P<0.05)。生化学的解析から傷害側感覚運動野で、PSD-95では、ICHAT群はICH群より有意に高値を示し、synaptophysinでは、ICHAT群はICH群より高値傾向を示した。【考察】 運動機能評価の結果から、脳出血モデルラットにおける運動スキル訓練は早期に運動機能を回復させることが示された。また、その回復促進効果は、組織学的評価の結果から、傷害側感覚運動野のニューロンに持続的な刺激を与え、シナプスの可塑性を促進させたためと考えられる。【理学療法学研究としての意義】 本研究は運動スキル訓練(運動学習が必要な訓練)が脳卒中後の運動療法として行動学的および組織学的に有効であることを示した。運動スキル訓練の更なる作用機序を解明することで効率的かつ効果的な治療法として理学療法に貢献できると考えられる。

収録刊行物

  • 理学療法学Supplement

    理学療法学Supplement 2011 (0), Aa0909-Aa0909, 2012

    公益社団法人 日本理学療法士協会

詳細情報 詳細情報について

  • CRID
    1390282680549763328
  • NII論文ID
    130004692352
  • DOI
    10.14900/cjpt.2011.0.aa0909.0
  • 本文言語コード
    ja
  • データソース種別
    • JaLC
    • CiNii Articles
  • 抄録ライセンスフラグ
    使用不可

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