膝関節角度に依存した大腿四頭筋のサルコメア長を実測する新たな試み

本研究の目的は、膝関節角度と大腿四頭筋のサルコメア長の関係を明らかにすることであった。大腿四頭筋を構成する筋の中で唯一深層部に位置する中間広筋のサルコメア長に関しては、先行研究で一致した見解が得られていなかったため、本研究では中間広筋に焦点を当てた．屍体 (死亡時年齢：74歳）の左右の膝関節をそれぞれ15°と90°に屈曲させて固定した。固定が完了した後、大腿部の皮膚、皮下組織、筋膜および表層部に位置する大腿直筋と外側広筋を丁寧に取り除き、中間広筋を剖出した。中間広筋の筋組織を長さ変化が起こらないように特製の鉗子で摘出した。その後、前固定と後固定、組織染色等を施し、電子顕微鏡画像を撮影した。電子顕微鏡画像から画像解析ソフトを使用してサルコメア長を計測したところ、屈曲15°では2.72 μm、屈曲90°では3.46 μmであった。一般健常成人男性5名において、膝関節屈曲15°と90°で等尺性最大膝伸展筋力を発揮した際の筋束長の変化率 (安静時－筋力発揮時) を算出した。その結果、屈曲15°では-21%、屈曲90°では-25%であった。筋力発揮時のサルコメア長と筋束長の変化率が同一であると仮定して、筋力発揮時のサルコメア長を推定した。等尺性最大膝伸展筋力発揮時の中間広筋のサルコメア長は、屈曲15°で2.15 μm、屈曲90°で2.60 μmと算出された。これをサルコメア長－力関係に当てはめると、中間広筋は屈曲90°で張力発揮の至適長となり、膝関節が比較的屈曲したところで発揮張力が大きいことが示唆された。また、新たに2体の屍体で測定を行ったところ、屈曲15°のサルコメア長が1.91 μm (81歳) と1.41 μm (91歳) であり、先述の2.72 μm (74歳) と合わせて考えると、加齢に伴って、安静時サルコメア長が短くなることが示唆された。

本研究の目的は、膝関節角度と大腿四頭筋のサルコメア長の関係を明らかにすることであった。大腿四頭筋を構成する筋の中で唯一深層部に位置する中間広筋のサルコメア長に関しては、先行研究で一致した見解が得られていなかったため、本研究では中間広筋に焦点を当てた．屍体 (死亡時年齢：74歳）の左右の膝関節をそれぞれ15°と90°に屈曲させて固定した。固定が完了した後、大腿部の皮膚、皮下組織、筋膜および表層部に位置する大腿直筋と外側広筋を丁寧に取り除き、中間広筋を剖出した。中間広筋の筋組織を長さ変化が起こらないように特製の鉗子で摘出した。その後、前固定と後固定、組織染色等を施し、電子顕微鏡画像を撮影した。電子顕微鏡画像から画像解析ソフトを使用してサルコメア長を計測したところ、屈曲15°では2.72 μm、屈曲90°では3.46 μmであった。一般健常成人男性5名において、膝関節屈曲15°と90°で等尺性最大膝伸展筋力を発揮した際の筋束長の変化率 (安静時－筋力発揮時) を算出した。その結果、屈曲15°では-21%、屈曲90°では-25%であった。筋力発揮時のサルコメア長と筋束長の変化率が同一であると仮定して、筋力発揮時のサルコメア長を推定した。等尺性最大膝伸展筋力発揮時の中間広筋のサルコメア長は、屈曲15°で2.15 μm、屈曲90°で2.60 μmと算出された。これをサルコメア長－力関係に当てはめると、中間広筋は屈曲90°で張力発揮の至適長となり、膝関節が比較的屈曲したところで発揮張力が大きいことが示唆された。また、新たに2体の屍体で測定を行ったところ、屈曲15°のサルコメア長が1.91 μm (81歳) と1.41 μm (91歳) であり、先述の2.72 μm (74歳) と合わせて考えると、加齢に伴って、安静時サルコメア長が短くなることが示唆された。