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【2024年最新版】皮膚受容器が筋活動・深部感覚に与える影響とは？リハビリに役立つ効果的アプローチ法を解説！

2024.10.06

論文を読む前に

丸山さん（新人療法士）:
「金子先生、今日は皮膚受容器と下肢の筋活動、運動覚、関節覚との関係について教えていただきたいです。特に、リハビリテーションにおける応用を理解したいと思っています。」

金子先生（リハビリテーション医）:
「いい質問ですね、丸山さん。皮膚受容器は、身体の運動や位置感覚を感知する上で非常に重要です。これらの受容器は、運動覚や関節覚と密接に関連しており、特に下肢の筋活動にも大きな影響を与えます。まず、皮膚受容器がどのように機能するのか、そのメカニズムを説明しましょう。」

1. 皮膚受容器の基本と機能

金子先生:
「皮膚受容器には、触覚、圧覚、温度、痛覚などを感知する多くのタイプがあります。これらの受容器は、身体の表面に分布しており、外部の刺激を感知することで神経信号を発生させます。この信号は脊髄を経由して脳に送られ、運動やバランスの調整に役立ちます。」

丸山さん:
「受容器は外部の情報を感知する役割を果たしているのですね。それがどのように筋活動に影響するのでしょうか？」

2. 皮膚受容器と下肢の筋活動

金子先生:
「下肢の筋活動において、皮膚受容器は特に重要な役割を果たします。例えば、歩行中に足が地面に接触する際、皮膚受容器が触覚情報を受け取り、それに基づいて下肢の筋肉が収縮したり緩んだりすることで、バランスを保つことができます。これを『フィードバック制御』と呼びます。」

丸山さん:
「フィードバック制御とは、受容器からの情報をもとに筋活動を調整するメカニズムですね。それが正しく機能しないとどうなるのでしょうか？」

金子先生:
「そうです。フィードバック制御がうまく機能しない場合、例えば感覚情報が欠如したり、受容器の機能が低下したりすると、筋肉の活動パターンが乱れ、バランスが悪くなることがあります。特に、脳卒中後の患者では、感覚情報が減少し、運動機能に影響を与えることがあります。」

3. 運動覚と関節覚との関係

金子先生:
「次に、運動覚と関節覚の関係について説明します。運動覚は身体の動きの感覚であり、関節覚は関節の位置や動きの感覚を指します。これらは皮膚受容器から得られる情報と、筋肉や関節内の受容器から得られる情報が統合されて形成されます。」

丸山さん:
「運動覚と関節覚も皮膚受容器と密接に関連しているのですね。具体的には、どのようにしてこれらの覚覚が筋活動に影響を与えるのでしょうか？」

金子先生:
「運動覚と関節覚は、運動中に自分の身体がどのように動いているかを把握するために重要です。例えば、足を上げる動作では、皮膚受容器が足の位置を感知し、同時に筋肉の動きや関節の位置を把握することで、正しい筋活動が行われます。もし皮膚受容器からの情報が不足すると、関節の位置が不明確になり、結果的に適切な筋活動ができなくなります。」

4. 臨床的応用とリハビリテーションへの影響

金子先生:
「これらの知識をリハビリテーションにどのように応用するかが重要です。例えば、皮膚受容器からの感覚刺激を強化するために、特定のテクニックを用いることができます。足底刺激や圧力センサーを使ったトレーニングは、筋活動を正常化し、バランスや歩行の改善に寄与します。」

丸山さん:
「なるほど、感覚刺激を通じて皮膚受容器を活性化することで、リハビリテーション効果を高めることができるのですね。」

金子先生:
「その通りです。さらに、運動覚や関節覚を意識的に鍛えることも重要です。関節の可動域を広げたり、筋力トレーニングを行ったりすることで、運動覚を高め、筋活動の効率を向上させることが可能です。」

丸山さん:
「ありがとうございます。皮膚受容器、運動覚、関節覚の相互作用を理解することで、より効果的なリハビリテーションを行えることがわかりました。」

金子先生:
「この知識を実際の臨床に活かし、患者さんのリハビリテーションに貢献してください。感覚情報の重要性を理解することで、より良いケアを提供できるようになりますよ。」

丸山さん:
「はい、頑張ります！ありがとうございました。」

このように、皮膚受容器と下肢の筋活動、運動覚、関節覚との関係を理解することは、リハビリテーションにおいて非常に重要です。適切なアプローチを通じて、患者の機能を最大限に引き出す手助けをしましょう。

皮膚受容器について復習

皮膚受容器と下肢の筋活動や感覚との関係に関する専門的知識を以下にいくつか示します。

画像引用元：Nature

1. 皮膚受容器の種類

皮膚にはさまざまな受容器が存在し、圧覚受容器（メカノレセプター）、温度受容器、痛覚受容器などが含まれます。これらはそれぞれ異なる情報を脳に伝達し、運動やバランスの制御に寄与します。

2. 関節覚と皮膚受容器

関節の位置や動きの感覚（関節覚）は、主に関節内の受容器や筋紡錘によって提供されますが、皮膚受容器もその情報を補完する役割を果たします。皮膚への圧力や伸展が関節の位置認識に寄与することがあります。

3. 皮膚感覚と反射的筋活動

皮膚受容器からの情報は、脊髄反射を介して筋活動を調整することが知られています。たとえば、足底の皮膚刺激によって、反射的に下肢の筋肉が収縮し、バランスを保つことができます。

4. 皮膚感覚の再学習

脳卒中や外傷後のリハビリにおいて、皮膚感覚の再学習は重要です。触覚や圧覚の刺激を通じて、下肢の動作を改善し、機能的な動作の回復に寄与します。

5. 皮膚受容器と歩行

皮膚受容器からの情報は歩行中のバランス維持に重要です。特に足底の圧覚受容器は、足の接地状態を感知し、重心の調整に寄与します。

6. 皮膚の感覚フィードバック

下肢の運動中に皮膚受容器から得られるフィードバックは、運動の調整や制御に不可欠です。たとえば、歩行時に足が滑る感覚があると、身体は自動的にバランスを取る動作を行います。

7. 皮膚受容器と情動の関係

皮膚受容器は、情動の変化とも関連しています。ストレスや不安が高まると、筋緊張が増し、運動のパフォーマンスに悪影響を与えることがあります。

8. 環境要因の影響

温度や湿度などの環境要因が皮膚受容器の感度に影響を与えることがあります。これにより、運動時の皮膚からの感覚情報が変化し、下肢の運動制御に影響を及ぼすことがあります。

9. 年齢による変化

加齢に伴い、皮膚受容器の機能は低下することがあります。これにより、運動覚や関節覚の認識が鈍くなり、転倒リスクが増加する可能性があります。

10. 皮膚受容器の神経機構

皮膚受容器からの信号は、脊髄を経由して大脳皮質に伝達されます。この神経機構により、皮膚からの情報が運動の調整に利用されることが理解されています。

これらの知識をもとに、皮膚受容器の役割やその重要性を理解し、リハビリテーションにおける適切なアプローチを検討することが重要です。

論文内容

皮膚受容器　構造と機能

図：皮膚と皮膚受容器　Shaffer SW (2007)より引用

・無毛部の皮膚にはマイスナー小体（MC）、メルケル細胞、パチニ小体、ルフィニ終末がある。

・これらの４受容器は環境面の情報を脳に送る。

・皮膚受容器は一般的には固有受容器とは考えられていないが、関節覚や運動覚の補助を担っていると言われている。

・例えば足底の皮膚受容器は荷重の部位や力の感覚に関わっている。

・下肢筋活動に皮膚受容器が関わっているとの報告もある。これは同側もしくは対側の皮膚刺激により大腿四頭筋の興奮性や神経反応が増加するとの報告だった。これは皮膚受容器からγ運動ニューロンやα運動ニューロンへの影響を示唆するものである。

加齢変化

・PC数は加齢に伴い減少し、構造的変容も認められた。PCは振動刺激に反応するが、若年では２５０Hzで反応するのに対し、老年ではより高周波数でないと反応しなくなった。

・マイスナー小体も構造的変容を示し、数や横断面積の減少がみられた。それに付随して皮膚刺激に対する反応も老年になると低くなった。

・足底皮膚を調べた近年の論文では（１３名、２２歳～５０歳）、マイクロニューログラフィーにて膝窩にある脛骨神経を調べると、足底にある７０％の皮膚受容器は速い速度の機械変化を受容できる感覚器であることがわかった。この部位に関する加齢変化はまだ十分に研究されていない。

明日への臨床アイデア

皮膚受容器は一般に固有受容器としては分類されませんが、関節覚や運動覚の補助を担う役割があることは、リハビリテーションにおける臨床的な応用にとって重要です。以下に、具体的な臨床応用の例を示します。

1. 足底の皮膚受容器を活用した荷重感覚の強化

臨床応用例: 足底感覚トレーニング

目的: 患者が荷重の部位や力の感覚を把握し、下肢の筋活動を調整できるようにする。
方法:
- 足底刺激: 異なるテクスチャーや硬さのマットを用意し、患者に裸足で歩かせます。この際、足底の皮膚受容器を刺激することで、感覚のフィードバックを強化します。
- バランスボード: バランスボードや不安定な面上での立位訓練を行い、皮膚受容器を介した動的な荷重感覚を促進します。
効果: 皮膚受容器からの情報が増加し、関節覚や運動覚が補完されることで、筋活動が調整され、バランス能力が向上します。

2. 下肢筋活動の向上に向けた皮膚刺激の応用

臨床応用例: 皮膚刺激を用いた筋活動の活性化

目的: 同側または対側の皮膚刺激により、大腿四頭筋の興奮性や神経反応を増加させる。
方法:
- テーピング: 下肢に特定の部位を支持するようにテーピングを行い、皮膚受容器からの刺激を意図的に強化します。
- 感覚刺激: 同側または対側の下肢に軽い圧力を加えることで、皮膚受容器を活性化させ、その反応として大腿四頭筋を収縮させるトレーニングを行います。
効果: 皮膚受容器からの刺激がγ運動ニューロンやα運動ニューロンに伝わり、下肢の筋活動が増加します。これにより、動作の安定性や機能的な運動能力が向上することが期待されます。

3. リハビリテーションにおける多感覚アプローチの導入

臨床応用例: 多感覚刺激トレーニング

目的: 患者の感覚統合を改善し、運動機能の向上を図る。
方法:
- 視覚、聴覚、触覚の統合: 視覚的なターゲット（色の異なるマーカーなど）を用意し、それに対する下肢の反応を促す訓練を行います。音声フィードバックを用いて、運動のタイミングを指示することも有効です。
- 体重移動訓練: 荷重移動を行いながら、皮膚受容器からの情報を統合的に用います。例えば、前後の動きや左右の動きを意識しながら、身体の各部位に意識を集中させます。
効果: 感覚統合の促進により、患者はより複雑な動作をスムーズに行うことができるようになり、日常生活の機能が改善される可能性があります。

まとめ

皮膚受容器は、固有受容器としては分類されませんが、関節覚や運動覚の補助として重要な役割を果たしています。具体的なトレーニング方法を通じて、下肢の筋活動を改善し、リハビリテーションの効果を高めることができます。皮膚受容器からの情報を効果的に活用することで、患者の機能的な運動能力を向上させることが期待されます。

新人療法士が皮膚受容器を通して治療介入する際のポイント

新人療法士が皮膚受容器を通してリハビリ治療に介入する際のポイントを以下に示します。

1. 評価の実施

患者の皮膚感覚の状態を評価し、どの皮膚受容器が影響を与えているかを確認します。具体的には、触覚、圧覚、痛覚、温度感覚の評価を行います。

2. 適切な刺激の選択

皮膚受容器への刺激方法（軽い圧、振動、温熱など）を選択し、患者の状態に応じたアプローチを実施します。個々の受容器の反応に基づいて刺激を調整します。

3. 刺激部位の特定

足底や下肢の特定の部位に焦点を当て、感覚フィードバックを強化します。特に、荷重時の圧覚受容器への刺激が重要です。

4. 動作の一貫性

皮膚刺激を行いながら、運動や動作を同時に行います。たとえば、歩行や立位保持の訓練時に、皮膚への刺激を組み合わせることで、感覚の強化を図ります。

5. バランスの強化

立位や歩行の際に皮膚感覚を活用し、バランスを保つためのトレーニングを行います。皮膚受容器からの情報が体幹や下肢の筋活動を調整します。

6. 感覚フィードバックの活用

患者に皮膚受容器からのフィードバックを意識させ、動作の感覚を理解させることで、自己調整能力を向上させます。

7. 心理的サポート

患者が不安や恐怖を感じないように、安心感を提供し、感覚刺激に対する反応をポジティブに捉えられるようサポートします。

8. 逐次的な介入

皮膚受容器への刺激は、徐々に強度や複雑さを増していくことが望ましいです。最初は軽い刺激から始め、徐々に強度を増すことで、患者が適応できるようにします。

9. リハビリプランの調整

患者の反応に基づいてリハビリテーションプランを柔軟に調整し、必要に応じて刺激の内容や方法を見直します。

10. 継続的なモニタリング

皮膚刺激が下肢の筋活動や運動覚にどのような影響を与えているかを継続的に評価し、効果的な介入を維持します。特に、患者のフィードバックを重視します。

11.選択的な皮膚刺激の活用

足底の特定のエリアに対して、異なる種類の触覚刺激（圧力、振動、温度など）を用いることで、皮膚受容器からの感覚フィードバックを最大化します。これにより、関節覚や運動覚の向上を促進し、下肢の筋活動の効率を高めることが可能です。

12.運動と皮膚刺激の組み合わせ

下肢の特定の運動を行う際に、同時に皮膚受容器を刺激することで、筋活動の調整を行います。例えば、歩行訓練中に足底を意識的にマッサージしたり、異なるテクスチャーの道具を用いることで、運動覚を向上させるアプローチが考えられます。

13.神経生理学的知識の応用

皮膚受容器からの信号がγ運動ニューロンやα運動ニューロンに与える影響を理解し、リハビリテーションプログラムに取り入れます。特に、協調運動やバランス訓練の際に、皮膚刺激を調整して筋活動を最適化することが重要です。

14.感覚統合の強化

多感覚刺激を使用し、視覚、前庭感覚、そして皮膚感覚を統合する訓練を行います。これにより、患者の立位バランスや歩行能力を改善し、より機能的な運動を促進します。

15.患者教育の強化

皮膚受容器の重要性やその働きについて患者に教育し、自身で意識的に皮膚刺激を利用できるようにすることが効果的です。自宅での自己管理として、足底のケアや特定の運動を行うことを促すことで、リハビリ効果を持続させることが期待されます。

これらのポイントを実施することで、皮膚受容器を通じたリハビリ治療の効果を最大限に引き出し、患者の機能回復に貢献できます。

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執筆監修　金子唯史

1981 ：長崎市生まれ
2003 ：国家資格取得後(作業療法士)、高知県の近森リハビリテーション病院　入職
2005 ：順天堂大学医学部附属順天堂医院　入職
2012～2014：イギリス(マンチェスター2回,ウェールズ1回)にてボバース上級講習会修了
2015 ：約10年間勤務した順天堂医院を退職
2015 ：都内文京区に自費リハビリ施設 ニューロリハビリ研究所「STROKE LAB」設立　
　　　  脳卒中/脳梗塞、パーキンソン病などの神経疾患の方々のリハビリをサポート
2017： YouTube　「STROKE LAB公式チャンネル」「脳リハ.com」開設　現在計 9万人超え
2022～：株式会社STROKE LAB代表取締役に就任

【著書,翻訳書】
近代ボバース概念:ガイアブックス (2011) 
エビデンスに基づく脳卒中後の上肢と手のリハビリテーション:ガイアブックス (2014)
エビデンスに基づく高齢者の作業療法:ガイアブックス (2014)
新 近代ボバース概念:ガイアブックス (2017) 
脳卒中の動作分析:医学書院 (2018)
脳卒中の機能回復:医学書院 (2023)
脳の機能解剖とリハビリテーション:医学書院 (2024)