MCTシリーズ

RIPとは、局所的虚血プレコンディショニング（Regional Ischemic Preconditioning）と遠隔虚血プレコンディショニング（Remote Ischemic Preconditioning）のことです。
虚血とは血管の血流を一時的に止めることです。ある血管の血流を一時的に止めて開放すると、そのあとその血管自体の血流が良くなるというのが、「局所的虚血プレコンディショニング」です。治療現場では、心臓の冠動脈バイパス手術などで、明らかな有用性が認められています。バイパス手術を行う前に、治療する血管自体を圧迫して血流を一時的に止めて開放すると、そのあとその血管の血流が改善して、手術後の経過が良くなります。

そして、ある血管の血流を一時的に止めて開放すると、その血管だけでなく、それ以外の体の血管の血流が改善することが発見されました。これが「遠隔虚血プレコンディショニング」です。
1993年にPrzyklenk et al.が、遠隔虚血プレコンディショニングの最初の研究で、犬の心筋梗塞の大きさを著しく減少させることを示しました。
この心筋梗塞は心臓の3本の冠動脈のうちの1本が詰まったことで発生していたのですが、その研究では、別の正常の冠動脈の血流を一時的に止めて開放したところ、心筋梗塞が改善したのです。
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さらに1997年、Birnbaum et al.はウサギの実験により、脚の血流を一時的に止めて開放すると、心臓の血管の血流が良くなることを証明しました。
そして、人間においても一時的に腕・脚の血流を止めて開放すると、別の腕・脚の血管の障害が改善することがわかりました。また、腕の血流を一時的に止めると、冠動脈バイパス手術と小児の心臓手術で、心臓の手術による筋肉のダメージを減少させることが示されました。
そして最近、心筋梗塞の患者さんに対して、搬送中の救急車の中で、5分間4～5セットの片腕のRIPを行ったところ、心臓カテーテル手術後の心筋梗塞の再発が51％減少し、死亡率が61％減少した、という報告がありました。

これらの研究報告から、以下のことが言えます。
①5分以内のRIPは安全である。
②RIPで心筋梗塞などの血流の悪いところの血流が改善する。

このようにRIPの研究は進みましたが、そのメカニズムはいまだ確定されるまでには至っていません。なぜそこまで研究が進まないかということに関しては、なかなか研究費が下りないということが理由という意見もあります。RIPが効果のあるものとして広まったら、困る方が多く見られるからです。このあたりの話はここまでにしておきましょう。
それでも、アデノシンやブラジキニンのような物質が一時的な虚血によって作られ、体全体に放出され、別の離れた臓器などに良い働きをするという理論があります。この他に、エリスロポエチンや、KATPチャンネルの活性化、一酸化窒素、デルタ1オピオイド、遊離基などの物質も作られて、同じ働きをすると考えられています。

もう一つの理論はRIPが「神経」を通じて作用するという説です。Gho et al.は、薬剤で神経を遮断すると、RIPが無効になることを報告しました。すなわち神経がつながっていなければ、RIPが働かないということです。他の研究もこの神経経路説を肯定しています。
ふく田整形外科の関連施設では、多くの方にMCTを使ってRIPを行っています。これによって、外傷は治療期間が明らかに短縮されました。この外傷に対するRIPの効果は、ほぼ全員の患者さんに見られています。
その次に多い効果は冷え症の改善です。これは全身の血流が改善した効果と言えます。
初期の大腿骨頭壊死の患者さんも改善しました。
この他にも個人差はありますが、血流改善によると考えられるいろいろな効果が見られています。
我々は、RIPを「血管のリハビリ」「血管のストレッチ」「血管のトレーニング」と考えています。

MCトレーニング専用カフを脚部または腕部につけ、一定圧で加圧。
スクワット等の運動を行うことにより、1～2分で筋肉は無酸素状態となり、 効果的に速筋に負荷をかけることができます。
短時間（2～3分）で 筋肉を限界まで追い込むことが可能です。
代謝アップでダイエット効果も期待されるだけでなく、他のリハビリ効果も高めます。

筋力トレーニングにおいては、筋肉内のすべての筋線維が同時に活動するわけではありません。状況に応じて活動する筋線維の数や種類は異なります。弱い負荷のトレーニングでは、初めに小さい神経の遅筋線維が活動し、それが疲労して活動しなくなってから、大きい神経の速筋線維が活動を始めます。初めから速筋線維を活動させるためには、強い負荷（最大筋力の65％以上）を必要とします。これをサイズの原理といいます。
Henneman E. Relation between size of neurons and their susceptibility to discharge. Science126 : 1345–1347, 1957.

ただ、速筋線維は無酸素状態でも活動できますが、遅筋線維は酸素を必要とします。したがって筋肉内が低酸素状態であれば、遅筋線維の活動は少なく、速筋線維の活動が多くなります。

そこで、筋肉内の血流を制限すると、初めは遅筋線維が活動しますが、血液中の酸素が供給されないので、筋肉内は短時間で低酸素（または無酸素）状態に陥ります。その結果、酸素を必要とする遅筋線維の活動が少なくなり、代わりに酸素を必要としない速筋線維の活動が始まります。

筋肉内の低酸素状態にして行う筋力トレーニングとしては、加圧トレーニングとスロートレーニング（low-intensity resistance exercise with relatively slow movement and tonic force generation:LST）があり、それぞれその有効性が報告されています。
Takarada Y, Sato Y, and Ishii N. Effects of resistance exercise combined with vascular occlusion on muscle function in athletes. Eur J Appl Physiol 86: 308–314, 2002.CrossRefMedlineWeb of Science 29. Michiya Tanimoto, Naokata Ishii. Effects of low-intensity resistance exercise with slow movement and tonic force generation on muscular function in young men. Journal of Applied Physiology Published 1 April 2006 Vol.100 no.4,1150-1157.

我々は、腕・脚の筋肉を幅広く外部から直接圧迫しながらトレーニングを行う、新しい方法を考案しました。筋肉を幅広く圧迫すると、筋肉内の圧力が高くなり、筋肉内の毛細血管の血流が制限されます。こうして、早期で確実に筋肉内を低酸素状態にすることができます。

この筋力トレーニングを実施するには、腕・脚に幅広くカフを巻いて圧迫しなければなりません。しかし腕・脚は、太さが一定な円柱とは違って、部位により太さが異なります。したがって幅の広い1枚のカフを巻いて圧迫すると、太い部分に締め付け力が集中して、均等な強さで圧迫することはできませんでした。 そこで、幅の狭い複数のカフを、平行に連ねて巻く方法を考案しました。この複数のカフは均等の圧力になるようにチューブで連結されています（マルチカフ）。このマルチカフによって、部位によって異なる腕・脚の太さに対応して均等な強さで圧迫することが可能となり、これを用いたトレーニングをMC（Multi Cuff/マルチカフ）トレーニングと名付けました。

加圧トレーニングやスロートレーニングでは速い動きをすると、血流が発生して低酸素状態が維持されません。しかし、ＭＣトレーニングでは、装置による圧力調整で、速い動きの運動でも低酸素状態を維持することができるので、速い動きに適した速筋も鍛えることができるようになりました。

表は、トレーニング種目を脚のスクワットとして、各トレーニングの時間を比較したものです。

加圧トレーニングは、1往復2秒以上、30回まで3セット、インターバル15秒とすると、これに要する時間は最大3分30秒です。ただし加圧トレーニングの場合、ベルトで圧迫してから3分程度経過してから運動を始めます。したがって合計6分30秒です。

スロートレーニングは、1往復6秒、8回まで3セット、インターバル60秒とすると、これに要する時間は最大4分28秒です。

MCトレーニングは1往復2秒以下、30回まで3セット、インターバル5秒が基本であり、これに要する時間は最大3分10秒です。実際は1往復1～1.5秒なので、これよりかなり短くなります。

MCトレーニングは他の2つのトレーニングと比較して、短時間で行うことができます。

MCトレーニングでは、マルチカフで220mmHg程度まで圧迫します。この圧では筋肉だけでなく、腕・脚全体の血流を制限しますが、腕・脚全体の血流が止まることはありません。トレーニング時間が3分10秒なので、たとえ血流が止まっていても医学的に危険はないと言えます。整形外科の手術では1時間以上も血流を止めています。またトレーニング中は、ほとんど動いているので、血栓などが発生する心配はありません。

表は、上記のスクワットのMCトレーニング直後の血中乳酸の変化です。MCトレーニング後、血中乳酸の増加がみられます。このことは、MCトレーニングで速筋が活動したことを証明しています。