足首の捻挫や骨折をして、「怪我をした側だけ力が出にくい」「固定によって筋肉が落ちてしまった」という状態が続いてしまう患者さんが多くいらっしゃいます。
こういった患者さんは、スポーツをしている方の場合、ひたすら筋トレをして、怪我をしていない方の足の感覚に戻そうと頑張ります。
身体の運動機能の低下＝筋肉が落ちている、だから筋トレをしよう、という考えの患者さんが非常に多く、この記事を読んで下さっている皆さんも同じ考えの方がほとんどかと思います。
しかし、患者さんによっては筋肉は十分にあるのに、運動機能は落ちてしまっているという方も多くいらっしゃいます。
こういった患者さんは筋力ではなく、筋出力が低下している可能性が高いです。
この記事では、筋力と筋出力の違いと足関節の怪我によって低下してしまった筋出力を、最速で戻す方法を詳しく解説します。
筋力低下と筋出力低下の違い
まず、筋力低下と筋出力低下の違いについて解説していきます。
筋力とは、筋断面積(筋肉量)と比例する力のことをいいます。
例えば、100の筋肉量があれば100の筋力、50の筋肉量であれば50の筋力を出せるというもので、皆さんが想像する筋肉の有無は「筋力」を指している場合がほとんどかと思います。
筋出力とは、動きの中で実際に発揮される力のことをいいます。
筋出力は、必ずしも筋肉量と比例しません。
100の筋肉量があっても筋出力は50という場合があり、これが筋出力低下という状態になります。
「筋肉が最近落ちていて力が出ないんだよ〜」という患者さんが多くいらっしゃいますが、筋肉は落ちておらず、筋出力が落ちてしまっている場合があります。
そもそも筋肉はどうやって動くの？
筋出力低下の要因について解説する前に、そもそもどのように筋肉が動いているのかを解説します。
身体を動かす時、筋肉が動こうとしている訳ではなく、脳からの指令によって運動が起こります。
身体の筋肉には、自分の意思で動かす腹筋や上腕二頭筋などの骨格筋と、自分の意思では動かせず、勝手に動く消化の筋肉や心臓の筋肉などの平滑筋の大きく分けて２種類あります。
その中でも今回は、自分の意思で動かす骨格筋を動かすメカニズムについて解説します。
まず、脳の一次運動野という場所から指令が起こり、そこから背骨の間を通る神経のルートを通り、筋肉に伝わることで、運動が起こります。
筋肉を動かすというのは、脳の一次運動野からスタートしますが、人間の運動は、脳から筋肉への一方通行になってしまうと、うまくいかないことがたくさんあります。
例えば、テーブルに置いてあるコップの水を飲む時、脳から筋肉への指令のみであれば、距離感が分からずコップを倒してしまう、コップを掴めたとしても力が弱くてコップを落として割れてしまう、または力が強すぎてコップを割ってしまうということが起こります。
日常で毎回こんな事が起きていれば大変なことになりますが、人間が器用にテーブルの上にあるコップの水を飲めるのは、脳から筋肉への一方通行ではなく、コップまでの距離感やコップの硬さ、コップの重さなどの知覚(感覚)情報を得ながら無意識に微調整を行うことで、コップの水を飲むという動作を難なくこなすことができます。
これを知覚運動ループといいます。
感覚というのも種類が様々で、触られた押された温かい冷たい痛いなどの皮膚覚、目を瞑っていても自分の手足がどこにあってどんな運動をしているかが分かる位置覚や運動覚、身体に伝わる振動を感じる振動覚など、これらを総称して体性感覚といいます。
感覚情報も脳で処理されます。
まず、皮膚にある感覚を察知するセンサーが、体性感覚情報をキャッチします。
この情報が皮膚のセンサーから背骨の神経のケーブルによって脳まで運ばれます。
この情報が脳内で最初に到着するのが一次体性感覚野です。
一次体性感覚野には、身体図式(ホムンクルス)という、身体の部位に対応するように脳の中に部位ごとに専用の領域が配分されており、手を触ると手専用の脳内の領域で処理されるという仕組みがあります。
感覚が敏感な舌や唇、細かい動きが必要な手足が大きい領域を占めています。
一次体性感覚野に送られた情報は、上頭頂小葉という場所で、他の部位の体性感覚と統合されます。
これによって無意識に自分の身体がどうなっているか分かる「身体図式」が作られます。
上頭頂小葉で整理された体性感覚の情報と、視覚や平衡感覚などの他の感覚が、下頭頂小葉という場所で統合されます。
これによって、例えば、視覚情報と触覚情報を統合することで、物体の大きさや形、位置などを正確な把握できるようになります。
下頭頂小葉の働きによって、日常生活での複雑な動作を円滑に実行することができます。
下頭頂小葉で統合した情報を元に、補足運動野という場所で、動作の順番を決めたり、どのように運動するかをプログラムしたり、運動イメージを作ります。
運動を実行する前には、必ず運動イメージが作られています。
スポーツ選手の脳は、実際には運動をしていなくても、運動をしている時と同じような脳の活動を起こしているという研究結果があり、補足運動野の機能によって複数の動作を連鎖的に行う動き(スポーツやピアノ演奏など)をスムーズに行うことができます。
この情報が筋肉を動かすためのスタートである一次運動野に送られることで、コップを取る動作に適した運動が行われます。
非常に専門的で難しい解説になってしまいましたが、運動は感覚情報によって調節されることで成り立っているということをご理解いただければ大丈夫です。
筋肉を動かす仕組みを知っていただいた上で、なぜ筋出力低下が起こるのかを解説していきます。
筋出力が低下してしまう理由
足首を怪我をした後、久々に足を動かした時に、力が入りにくい、もちろん固定期間が長かったり、痛みが強かったことによって筋肉自体が落ちてしまっている場合もありますが、筋肉の太さに左右差が無いのに、症状を訴える患者さんがいらっしゃいます。
この状態が筋出力低下です。
筋出力低下を引き起こすのは、「AMI(関節原性筋抑制)」が原因といわれています。
簡単にいうと、損傷した関節を保護するために筋出力を低下させる反応のことをいいます。
怪我をした時に防御性収縮という、身体を固めてこれ以上損傷を起こさないようにするという反応がありますが、AMIは筋出力を抑えることによって、関節の損傷が増えないようにするという目的で起こり、これ自体はどちらも生理反応として起こるべくして起こります。
AMIが起こるのは、関節を守るための作用なので、作用が起こること自体は問題無いですが、AMIの状態が長引いてしまうことが1番の問題です。
ここからは、なぜAMIが長引いてしまうのか、筋出力低下を引き起こす要因について解説します。
AMIを引き起こす腫脹
AMIを引き起こす最大の要因は腫脹(はれ)です。
『腫脹は発赤、疼痛、構造的損傷のような要因がない場合でさえ、重大なAMIを引き起こすことが数々の研究から明らかになっている』という論文があり、他の論文では、大腿四頭筋に対して20~60mLの液体を注入して、擬似的に腫脹を作る事で、大腿四頭筋の筋出力が30%~40%減少したという研究があります。
また、逆に急性的に損傷した膝関節から150mLの滑液を吸入して、強制的に腫れを緩和させることで、筋出力が改善したという研究があります。
筋出力が下がっている時によくいわれるのが、「まだ痛みがあるから、その痛みのせいで力が出ないのではないか」という説ですが、これも論文があり、これは膝関節のAMIに関する論文ですが、半月板の手術をした後、3~4日はAMIと痛みは共に存在しているが、術後10~15日になると痛みは完全に消失していたが筋出力は30%~50%減っていた、というものがあります。
よって、痛み＝筋出力低下であるというのは幻想で、AMIによる筋出力低下と痛みを取るというのは、全く別で考えなければいけません。
ここからは、腫脹によってAMIが起こる原理について解説していきます。
神経伝達を邪魔する仕組みができる
筋肉を動かす仕組みとして、背骨の神経から末梢神経(運動神経)にシナプスといって、延長コードのように情報伝達がされています。
足関節を怪我して、腫脹が起こることで、その間に抑制性介在ニューロンという邪魔者が生まれて、これを介して情報伝達することで、情報の出力を落とします。
抑制性介在ニューロンを挟んで、足首からの感覚情報が脳に送られるのを抑制したり、逆に脳から筋肉に対しての運動指令も抑制することで、関節をこれ以上損傷させないように制御しています。
「使えない筋肉」が増える
筋肉は、例えば上腕二頭筋であれば、いくつもの筋肉の繊維が集まって出来ていて、その繊維も筋原繊維という更に細い構造から出来ています。
最も細い構造がそうめんの麺1本だとすると、筋肉の繊維はそうめんが集まった1束で、それが何食分も集まって上腕二頭筋ができているイメージです。
１つの神経に対して、いくつもの筋肉の繊維を支配しており、例えば、神経Aが支配できる筋肉の繊維が100だとすると、AMIによって抑制性介在ニューロンが存在すると、50しか支配できなくなってしまうことで、筋出力低下が起こります。
こういった状況の時に多くの場合、「筋トレをすれば万事解決！」となってしまいがちですが、使える筋肉が減少している状態で筋トレを行なっても、少ない筋肉をすぐに枯渇させてしまうだけなので、効率的とはいえません。
また、AMIの患者さんは筋トレの負荷が強いほど、枯渇スピードが上がるため、以前よりも疲労感を感じやすくなるのが特徴です。
ここまで解説した神経の伝達を邪魔する仕組みと使えない筋肉が増えるのは、腫脹があることで起こります。
腫脹と聞くと、「痛めてからずっと腫れている訳じゃないし、時間が経てば腫れは治るから、AMIも治るのでは？」と、鋭い方は考えるかと思いますが、AMIは何もしなければ一生続いてしまうものではなく、AMIの時間の経過による改善に関する論文はいくつもあり、何も処置をしなくても、最長2年間筋出力低下の状態が続き、これ以降は自然に改善します。
また、腫脹は2年間続くということはありません。
腫脹以外にもAMIを引き起こし、長引かせてしまう要因があります。
スポーツをしている方、学生スポーツの方であれば尚更、2年間も筋出力が低下した状態で競技を続けるのは非常に酷だと思います。
AMIを最速で改善するには、長引かせてしまう要因に対して対処することが大切です。
ここからは、AMIを長引かせてしまう要因について解説していきます。
AMIを長引かせる脳の情報伝達の仕組み
AMIを長引かせるのは、脳と背骨の神経の情報伝達の仕組みが関係します。
腫脹によってのAMIは、怪我をした足関節の筋肉やその付近のシナプスなど末梢の問題によって起こっていましたが、AMIを長引かせてしまう要因は脳などの中枢の問題によって起こります。
背骨の神経に伝わる情報は、一次運動野の情報を元に出力が決まりますが、一次運動野も一次体性感覚野→上頭頂小葉→下頭頂小葉→補足運動野と、情報が整理、統合されることで背中の神経へと出力されると解説しました。
背中の神経からの出力が低下すると筋出力が低下して、本来の筋力よりも弱い力になりますが、背中の神経の出力が低下するのは、その前の感覚情報を整理、統合する段階に原因がある場合があります。
足首を怪我して、動かすと痛かったり、患部を固定することで、『学習性の不使用』という、できるだけ動かさないようにしようといった運動のメカニズムになります。
まず、私たちが運動する時、感覚情報のインプットと脳からの運動器に対するアウトプットの指令によって身体を動かしていて、感覚情報が伝わる一次体性感覚野には、身体図式(ホムンクルス)という、身体の部位に対応するように脳の中に部位ごとに専用の領域が配分されていると解説しました。
この領域の広さは、感覚情報のインプットや運動指令のアウトプットの量によって常に書き換えられているため、学習性の不使用や長期固定によって身体図式(ホムンクルス)の足関節の領域が縮小します。
これが、固定を外して痛みがなくなった時に感じる動かしにくさの正体です。
学習性の不使用によって脳内の足関節の領域が減ることで、背骨の神経に伝わるまでの一次体性感覚野→上頭頂小葉→下頭頂小葉→補足運動野→一次運動野へのルートの情報出力が減り、これに比例して背骨の神経への出力が低下します。
これによって、腫脹が治って末梢の問題である抑制性介在ニューロンが無くなっても、筋出力低下が治らないということが起こります。
最速で筋出力を戻すには？
ここまでの解説では、筋出力低下のメカニズムについて解説してきましたが、この章では最速で筋出力を戻す方法について解説していきます。
まず、筋腹出力低下を引き起こす要因として、腫脹によって発生する抑制性介在ニューロンによる末梢的な要因と、学習性の不使用による中枢的な問題の大きく分けて２つありました。
末梢に対する治療法
末梢的な要因に対する治療に関しては、抑制性介在ニューロンに対してアイシング、超音波、電気刺激、振動刺激、テーピング、経頭蓋磁気刺激の中で1番効果的な治療法はどれかを検証した論文があります。
結論、抑制性介在ニューロンに対してはアイシングが効果的です。
アイシングを行うことで、抑制性介在ニューロンの効果を減少させる効果が認められて、さらに、神経によって使えなかった筋肉も使えるようにしてくれるという作用があります。
また、運動療法とアイシングを組み合わせることで、より効果的であるという研究結果があります。
しかし、勘違いしてしまいがちなのは、アイシングをする目的です。
アイシングの炎症を抑えるためというのが世間一般的な用途ですが、炎症を抑えるためにアイシングという考え方は非常に古いです。
炎症は悪いものではなく、炎症が起こることで、異物を排除したりウイルスと戦う免疫細胞や身体を修復するための物質などが集まって、怪我をした場所を治そうとするのが炎症の仕組みです。
運動療法と組み合わせるとなると、多くの場合、運動療法をしてからアイシングという流れですが、今回のアイシングの目的は抑制性介在ニューロンの効果を減少させて、運動単位の動員数を増やして、より出力を出しやすい状態にすることが目的であるため、アイシングを先に行なってから運動を行うことで、より効率的に運動療法を行うことができます。
中枢に対する治療法
次に学習性の不使用による中枢的な問題に対しての治療法です。
学習性の不使用による1番の問題は、脳内の足関節の領域が狭くなってしまうことです。
これを防ぐには、固定中や痛くて動かせない状況であっても、脳内の足関節の領域を使う必要があります。
脳内の足関節の領域は実際に動かさなくても、イメージトレーニングによって同じ領域を使うことができます。
なので、動かせない状況が続いてしまった時は、運動のイメージを行うことで、動かしている時と同じ脳の活動ができるため、固定などを外して動かした際にスムーズに動かせるようになります。
しかし、この運動のイメージには注意点があります。
例えば体操の日本代表の選手に自分の演技ビデオを見せると、補足運動野が働きます。
しかし、体操をしたことがない人に同じ映像を見せても、視覚情報として脳が処理するだけで、運動をした時に働く脳の領域は働かないという研究があります。
この研究から、運動イメージは動きを鮮明にイメージできる、本人がやったことがある動作であることが大切です。
また、最新の治療法では、VRを使用して、仮想空間の中で損傷している側の足を映し出して、動いているような映像を流します。
これによって、実際の足は動いていなくても、脳内の足関節の領域を動かすことができるという治療法があります。
また、足関節の怪我に対して固定を行うことが一般的ですが、学習性の不使用を助長してまで、そもそも固定が必要なのかをまとめた記事もあるので、こちらも併せてご覧ください。
詳しくはこちら→足関節捻挫を固定するメリットデメリット
このように、筋出力低下を引き起こす末梢に対する治療法と、それを長引かせる中枢に対する治療法を組み合わせることで、足関節の怪我から最速で筋出力を戻すことができます。
まとめ
筋力と筋出力の違いと足関節の怪我によって低下してしまった筋出力を、最速で戻す方法についてご理解いただけましたでしょうか？
筋力低下と筋出力低下を見極めるのは非常に難しいですが、筋肉自体の周経を測って、左右差が無いのに怪我をした側の足だけ力が入りにくいというのは、筋出力低下である指標となります。
それだけでは確証できませんが、アイシングをして運動を行うことで改善すれば、逆説的にAMIが起こっていたと断定できるため、力が入りにくい＝筋力低下だから筋トレとならずに、別の視点として知っていただくことが大切です。
また、中枢的な問題に関しては、AMIや筋出力低下に対してだけではなく、足関節の機能的な問題や捻挫を繰り返す要因にもなるので、どんな方でも必ず取り入れましょう。
当院で治療を受けた患者様の声
スポーツ障害が改善しました！
ランニングが趣味のため、定期的にメンテナンスも兼ねて見ていただいています。本当に効果的な対処をしてくださり信頼しています。
東京都｜erika m｜20代｜女性
足の指の付け根の痛みが改善しました！
トレーニング中に足の指の間を痛めてしまい。歩くのもとても痛い状態でした。体重を乗せるだけで痛みがありとても走れる状態ではなかったです。海外でサッカーをしている為早期改善をしたかったのですが中々改善せず悩んでいました。オフ期間中に一時帰国した際に友人の紹介で治療をしてもらいました。治療を始めてからどの動作をするにも痛みが和らぎ、通院当初より断然楽になってきました。今ではトレーニングも再開してサッカーも普通にプレーしています。横須賀えびの治療院の良かったところは、足の状態以外にもサッカーのパフォーマンスに関係する身体の予備知識を教えてくれるところです。怪我をして中々改善しないアスリートや体のどこかが気になる人には是非お勧めしたい治療院です！
オーストラリア｜君島克佳｜20代｜男性
足首の痛みが改善しました！
日常生活では特に寝起きが痛く歩くのも困難でした。正直良くなるまでにかなり時間がかかると思っていました。
治療を行ってもらい、徐々に寝起きの痛みがなくなり、歩行時の痛みが改善されていきました。少しずつ動けるようになって、ランニングも可能になりました。
海外でサッカーを行っているのですが、普通は安静にしながら治療を受けると思いますが、横須賀えびの治療院では動かしながら治療を受けることができました。
海老野先生が非常に親身に話を聞いてくれるので安心して治療を受けることができました。
アスリートなど運動を行っている人で早期回復したい方には是非お勧めしたいです！
オーストラリア｜川崎凌｜25歳｜男性
横須賀えびの治療院院長の海老野です
最後までお読みいただきありがとうございます。
専門学校入学と同時に治療業界で修行を始め13年が経ち、これまでに２万５千人以上の患者様の治療を行ってきました。
これまで数多くの病院を巡り、治療を行ってきたけれど中々改善できずにネットで色々調べてこのページに辿り着いた方もたくさんいらっしゃると思います。
ネットにはたくさんの情報が掲載されており、実施に何が正しいのかわからなくなってしまう方が非常に多いです。
痛みに対しての理解を深めることが、今あなたの体に起きている体の痛みを改善するための大きな助けになります。
1日でも早く痛みを改善できるように一緒に頑張っていきましょう！
