Key words: 安静臥床 / 起立性低血圧 / 循環血液量減少 / 運動療法 / 急性期リハビリテーション治療要旨Jpn J Rehabil Med 2019;56: 特集 集中治療室から開始する急性期リハビリテーション ø 安静臥床が及ぼす全身への影響と離床や運動負荷の効果につ

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1 Key words: 安静臥床 / 起立性低血圧 / 循環血液量減少 / 運動療法 / 急性期リハビリテーション治療要旨Jpn J Rehabil Med 2019;56: 特集 集中治療室から開始する急性期リハビリテーション ø 安静臥床が及ぼす全身への影響と離床や運動負荷の効果について The Negative Effect of Bed Rest and Immobility, the Positive Effect of Anti-gravity Posture and Exercise for Human Health *ø 佐藤知香 *ù 梅本安則 *ù 田島文博 Chika Sato Yasunori Umemoto Fumihiro Tajima 安静臥床の弊害は 70 年以上前から認識されており, その影響は筋骨格系, 循環器系, 呼吸器系など全身に及ぶことがわかっている. また, 超急性期治療領域においてもその弊害が注目されている. 本稿では安静臥床の弊害について, 筋量や筋力低下, 関節拘縮, 循環血液量減少や心機能低下による起立性低血圧, 最大酸素摂取量の低下, 肺活量低下などをそれぞれの報告を挙げ説明する. 後半は, 離床や運動負荷による治療効果を紹介する. なぜリハビリテーション治療を提供すべきなのか, 考える一助となれば幸いである. 安静臥床が及ぼす全身への影響 þ 年以上も前からベッド上安静臥床の弊害は認 識されている ø). ベッド上臥床は宇宙空間への滞 在と類似した生理的影響を与える.øĀý 年代以降 の宇宙時代の幕開けとともに, 宇宙空間で過ごし たときのヒトの生理機能に及ぼす影響のシミュ レーションとして, 地上での安静臥床による基礎研 究が行われるようになった.øĀýý 年に The Dallas Bed Rest and Training Study が行われ,ù 日間 の安静臥床が健常若年者の最大酸素摂取量を ùÿ% 低下させることが報告された ù). 安静臥床の *1 女川町地域医療センター診療部 *2 和歌山県立医科大学リハビリテーション医学講座 連絡先 宮城県牡鹿郡女川町鷲神浜字堀切山 51-6 女川町地域医療センター診療部佐藤知香 chikasat@jadecom.jp DOI: /jjrmc 状態で心臓への負担が少ない環境に適応した結果, 全身の血液量は減少し ú), 心筋は萎縮してしまう û). 上記に加え, 安静や臥床といった身体の不活動状態は筋骨格系, 循環器系, 呼吸器系, 消化器系, 泌尿器系, 精神神経系など全身に悪影響を及ぼす. 以下に, 安静臥床が各臓器機能に及ぼす影響を概説する. ø. 筋骨格系 ø) 筋量減少, 筋力低下平均 ýþ 歳の健常者の ø 日間安静で筋蛋白合成率が. þþ から. üø へと低下し, 約 ý.ú% の筋肉量減少が生じ ü), 疾病保有者では øþ.þ% の筋肉量減少がみられたことが報告されている ý). 日本人では, 平均 þý 歳の骨粗鬆症性脊椎圧迫骨折患者の ú 週間の床上安静で, 全身の筋肉量が ü% 有意に減少したと報告されている þ).müller ÿ) のギプス固定による研究によると,ø 日の安静で ø~û% の筋力低下が起こり,ú~ü 週間で約 ü % に低下する 842 Jpn J Rehabil Med Vol. 56 No

2 1 安静臥床が及ぼす全身への影響と離床や運動負荷の効果について 図 ø head-up tilt で起こる神経系 内分泌系の反応 ( 文献 øù より改変 ) といわれている. ù) 骨密度減少上記の骨粗鬆症性脊椎圧迫骨折患者の報告の中で,ú 週間の安静臥床により骨盤の骨密度が þ.ú% の有意な減少を認めたとしている. さらに,ù 週ほどの安静臥床では ú ~ü % の骨密度減少をきたすという報告もある Ā). 不動による骨密度減少は, 骨吸収亢進により生じるとされる. 低栄養状態やステロイド治療など, 骨量減少の誘発要因がある患者は骨密度の減少が進行しやすい. ú) 関節拘縮ラットの膝関節固定実験で, 約 ù 週間で関節包の厚さが減少し, 疎性結合織が密性結合織に変化し, 滑膜表層と脂肪織の萎縮や線維増生が起こると報告されている ø ). また, ラットの足関節ギプス固定実験では, 皮膚や腓腹筋 ヒラメ筋といった付着筋が関節可動域へ関与することがわかっている øø). ù. 循環器系 ø) 循環血液量の低下 ( 血圧調節システムの機能低下を含む ) 起立時の血圧を維持するシステムは図 ø øù) のと おりである. まず, 立位時に血液が重力によって下肢へ移動することで静脈還流量が減少する. その結果心拍出量が減少すると, 調節システムが機能しない限り, 血圧が低下する. 血圧の低下は, 頚動脈洞と大動脈弓の圧受容体により感知され, 圧受容体からのシグナルが脳幹の循環調節中枢に作用し, 交感神経活動が亢進することで, 心拍数と末梢動脈抵抗が上昇し, 心拍出量を維持することで血圧は維持される. また, 抗利尿ホルモンが分泌され循環血液量が増加し, 血圧維持に働く. 反対に立位から臥位になると, 下肢から約 þ ml の血液が胸腔内に移動し, 一時的に心拍出量が増加する. 血圧を一定に保つよう圧受容体が作用し末梢血管抵抗を低下させる. この状態を人体は心肺容量受容器を介して体液量の過剰状態と判断し, 抗利尿ホルモンの分泌低下やレニン活性の低下, 腎交感神経活動の低下および心房ナトリウム利尿ホルモンの分泌増加により排尿量の増加などを介して体液量の減少, 循環血液量の減少をきたす.Greenleaf の総説 øú) では, 臥床 ùû 時間後には血漿量の ü ø % の減少がみられ,ù 日後には øü% もの減少がみられることを示している. また, 心臓自体の変化も重要である.Perhonen ら û) は,ý 週間のベッド上臥床が, 健常男性の左心 Jpn J Rehabil Med Vol. 56 No

3 佐藤知香 他 室容量 平均心室壁厚を有意に減少させ, 左心室拡張末期容量においては ù 週間の臥床で有意に減少することを報告した. つまり, 臥床により循環血液量, 体液量が減少することや, 心臓への負荷が低下することによる心臓の廃用性変化が起立性低血圧の重要な要因となっていることが推察される. ù) 最大酸素摂取量低下最大酸素摂取量は, 持久力の指標であり, 心拍出量, 末梢での動静脈酸素分圧較差などで規定される. 最大酸素摂取量は, 臥床安静で ø 日あたり約.Ā% 低下することが知られている øû). ú) 静脈血栓深部静脈血栓症, 静脈血栓塞栓症のリスクが安静臥床により高まり, これらは肺血栓塞栓症を引き起こす原因となり得る. 静脈還流の要素となる筋ポンプが臥床していると機能しにくいこと, 臥床で血液量が減少するため血液粘稠性が亢進することなどが, 安静臥床による静脈血栓形成リスクの上昇の原因とも考えられる øü). ú. 呼吸器系 臥床により腹部臓器に押し上げられ横隔膜は û cm ほど挙上し, 機能的残気量 (functional residual capacity:frc) を øü~ù % 減少させる. FRC は安静時の呼気終末に肺の中に残っている肺気量で, ガス交換に大きく関与する.FRC の減少は, 肺内シャントの増加や換気血流比の不均衡をもたらし, 酸素運搬能の低下をもたらす øý). 健常成人において, 肺活量, 最大吸気口腔内圧, 最大呼気口腔内圧, 最大咳嗽流速の項目は, 端座位 > ûü ギャッジアップ座位 > 仰臥位の順に高値であり øþ), 努力性肺活量, 一秒量も座位で仰臥位より有意に高い øÿ). 座位では腹部臓器が下がり肺底部が解放され, 胸郭拡張性と横隔膜の運動自由度が高まり, 臥床よりも換気に有利となる øā). また, 臥位では下側となった肺領域がうっ血, 肺胞圧迫, 分泌物貯留しやすくなり, 下側肺障害を招きやすくなる. 貯留した分泌物が排出されなければ, そこから細菌が増殖し, 沈下性肺炎を起こす原因となる ù ). û. 消化器系 不動は腸管内の食物通過時間を延長させ, 便秘の原因となる. 特に, 高齢者ではその傾向が強い ùø). 健常人の安静臥床で, 腸管の運動が低下し, 腹部の張りや痛みの訴えが増えたことが報告されている ùù). ü. 泌尿器系 不動による骨量減少と骨吸収の亢進により高カルシウム血症, 高カルシウム尿症が生じ, 尿路結石が生じやすくなる ù ). ý. 精神神経系 健常若年男性の ù 日間の安静臥床実験では, 安静臥床前と比較して, 活力が減り混乱が増えるという結果 ùú) だった. また, 術後せん妄の発症について, 手術当日の床上安静の苦痛が有意に関与しているとの報告 ùû) もあるように, 安静臥床の精神機能への悪影響もいわれている. þ. 超急性期治療における安静臥床 クリティカルケア領域で重症病態の発症後に進展する, 全身性の衰弱する神経 筋の合併症である ICU-acuired weakness(icu-aw) という概念が注目されている.ICU-AW は重症疾患に伴うその後の機能予後や quality of life(qol) へ直接関与するとされ, 早期診断と予防 危険因子の除去が重要である.Appleton らのシステマティックレビューによると ICU-AW の発生率は Ā~ÿý% と報告によりばらつきがあり ( 中央値 ûþ%) ùü), 特に高 844 Jpn J Rehabil Med Vol. 56 No

4 1 安静臥床が及ぼす全身への影響と離床や運動負荷の効果について 率となるのが敗血症患者で ý ~ø % の発生率と報告されている ùý).icu-aw の出現は, 人工呼吸器の離脱困難,ICU 病院滞在日数の延長や機能障害を残し日常生活に支障をきたす.ICU-AW の危険因子として重要とされる ü つのうちの ø つが不動化である ùþ). 離床や運動負荷の効果 安静臥床による弊害を防ぐためには, 安静にしない ( 運動する ) ことと, 臥床しない ( 起立する ) こと, つまりは地球上でヒトが生きていくうえであたり前の環境をつくることが必要である ùÿ). ø. 筋骨格系 最大筋力の ù ~ú % の筋収縮を続ければ筋力は維持され,ú % 以上の筋収縮を行えば筋力は増加する ÿ) とされるため, 早期から筋力訓練を開始し継続することは重要である. 筋力低下後も, 最大収縮を ø 日 ø 回行うことで, 最大筋力の þü% までは週 øù% 程度の増加率で筋力は増していく ÿ). また, 低栄養状態の患者の血清アルブミン値が改善すると, 運動療法による Barthel Index(BI) の改善が顕著である ùā) という報告もある. 蛋白合成低下が筋量低下の原因となっており, その改善のためには運動時の十分な蛋白質や必須アミノ酸の投与の併用が有用と考えられる. 関節拘縮の予防のためには関節可動域訓練である. 四肢麻痺の足関節可動域訓練を, 片足は ø 分を ø 日 ù 回, 週 ü 回で行い, 対側は可動域訓練をしなかった場合,ý カ月後に足関節背屈の可動域が訓練肢で ù 増加し, 非訓練肢で ù 減少したと報告されている ú ). ù. 循環器系 運動療法によって最高酸素摂取量は øü~ùü% 増加する. 冠動脈疾患およびこれに基づく慢性心不 全においては, 運動療法単独で心不全増悪による入院を減らし, 総死亡, 心臓死を減らして生命予後を改善する úø). ú. 呼吸器系 肺癌患者における報告では, 開胸術後呼吸器合併症の発症率は呼吸理学療法による介入群 ú. %, 非介入群 û.ù% で有意差を認めた úù). また,ùûù 名の肺全摘患者の多変量解析では, 術後呼吸器合併症の危険因子の ø つとして術前からの呼吸リハビリテーション治療の非実施が挙げられた úú). しかし, 従来から呼吸理学療法として実施されてきた排痰法や呼吸練習単独では呼吸器合併症の予防や改善効果に対する十分なエビデンスは認められないとの報告もある úû). ただ, 早期に離床しないことは腹部術後の呼吸器合併症を ú 倍に増加させ, 入院期間を有意に延長させるという報告がある úü) ことから, 呼吸理学療法を含めた早期からの運動療法は周術期の呼吸器合併症に対して有用と考えられる. û. 超急性期治療での離床や運動負荷の効果 Schweickert ら úý) は鎮静および人工呼吸器管理下の ICU 患者 ø û 名を早期離床やベッドサイドからの積極的運動療法群 ( 鎮静中断, 四肢自動他動運動,ADL トレーニング ) とコントロール群 ( 標準的ケア ) とに割り付け, 退院時の ADL や独歩可能な患者の割合を主要アウトカムとする randomized controlled trial(rct) を行った. 積極的運動療法群では,ICU 退室時の ADL に差は認められなかったものの, 退院時の機能的評価が有意に改善し (BI þü 点 vs üü 点 ), 機能的に自立している患者の割合が有意に増加した (üā% vs úü%). また, 一定レベルの運動能力の回復に要した時間の短縮, 非人工呼吸日数の延長, せん妄期間の短縮も認めた. Jpn J Rehabil Med Vol. 56 No

5 佐藤知香 他 治療上離床不可能な場合や運動が制限される場 合も, ベッドサイドで早期からサイクルエルゴメー ター運動を行うことで, 退院時の運動能力の回復 や大腿四頭筋筋力を高めたと報告されている úþ). おわりに 安静臥床の弊害を説明し, 離床や運動負荷の効 果を紹介した. 安静臥床が及ぼす悪影響は明らか なものであり, 離床や運動負荷は不動による悪影 響を防ぐのみならず, 最終的に到達する身体機能 を高め, 到達期間を短縮させる. 離床や運動負荷 が重要な一治療として認識され, あらゆる患者に 正しく提供されるよう, リハビリテーション医療に 携わるすべてのスタッフが努力しなければならな い. 文献 ø) Dock W:The evil sequelae of complete bed rest. JAMA øāûû;øùü:ø ÿú-ø ÿü ù) Saltin B, Blomqvist G, Mitchell JH, Johnson RL Jr, Wildenthal K, Chapman CB:Response to exercise after bed rest and after training:a longitudinal study of adaptive changes in oxygen transport and body composition. Circulation øāýÿ;úÿ(ü Suppl): ø-þÿ ú) Taylor HL, Erickson L, Henschel A, Keys A:The effect of bed rest on the blood volume of normal young men. Am J Physiol øāûü;øûû:ùùþ-ùúù û) Perhonen MA, Franco F, Lane LD, Buckey JC, Blomqvist CG, Zerwekh JE, Peshock RM, Weatherall PT, Levine BD:Cardiac atrophy after bed rest and spaceflight. J Appl Physiol(øĀÿü)ù ø;āø: ýûü-ýüú ü) Kortebein P, Ferrando A, Lombedia J, Wolfe R, Evans WJ:Effect of ø days of bed rest on skeletal muscle in healthy older adults. JAMA ù þ;ùāþ: øþþù-øþþû ý) Puthucheary ZA, Rawal J, McPhail M, Connolly B, Ratnayake G, Chan P, Hopkinson NS, Phadke R, Dew T, Sidhu PS, Velloso C, Seymour J, Agley CC, Selby A, Limb M, Edwards LM, Smith K, Rowlerson A, Rennie MJ, Moxham J, Harridge SD, Hart N, Montgomery HE:Acute skeletal muscle wasting in critical illness. JAMA ù øú;úø :øüāø-øý þ) 長町顕弘, 遠藤哲, 日比野直仁, 阿達啓介, 宮武慎 :ú 週間の床上安静を負荷した骨粗鬆症性脊椎圧迫骨折患者の骨密度, 筋肉量, 脂肪量の変化. 中部 日本整形外科災害外科学会雑誌 ù û;ûþ:ø ü-ø ý ÿ) Müller EA:Influence of training and of inactivity on muscle strength. Arch Phys Med Rehabil øāþ ; üø:ûûā-ûýù Ā) Donaldson CL, Hulley SB, Vogel JM, Hattner RS, Bayers JH, McMillan DE:Effect of prolonged bed rest on bone mineral. Metabolism øāþ ;øā:ø þøø ÿû ø ) 佃正博 : 関節構成体による拘縮の病理と病態. 拘縮の予防と治療 ( 奈良勲, 浜村明徳編 ). 第 ù 版. 医学書院, 東京,ù ÿ;pp ùú-úþ øø) 岡本眞須美, 沖田実, 加須屋茜, 中野治郎, 鍬塚幸子, 西田まどか, 友利幸之介, 吉村俊朗 : 不動期間の延長に伴うラット足関節可動域の制限因子の変化 軟部組織 ( 皮膚 筋 ) と関節構成体由来の制限因子について. 理学療法学 ù û;úø:úý-ûù øù) Rowell LB:Human Cardiovascular Control. Oxford University Press, Oxford, øāāú:pp øøÿ-øù øú) Greenleaf JE:Physiological responses to prolonged bed rest and fluid immersion in humans. J Appl Physiol øāÿû;üþ:ýøā-ýúú øû) Convertino VA:Cardiovascular consequences of bed rest:effect on maximal oxygen uptake. Med Sci Sports Exerc øāāþ;ùā:øāø-øāý øü) 園田茂 : 不動 廃用症候群.Jpn J Rehabil Med ù øü;üù:ùýü-ùþø øý) 宇都宮明美 : 体位と呼吸管理. 人工呼吸 ù ø ;ùþ: ýû-ýþ øþ) 山科吉弘, 田平一行, 増田崇, 井出宏, 長瀬有希, 玉村悠介 : 姿勢が咳の最大流量 (Cough Peak Flow) に与える影響. バイオフィリアリハビリテーション研究 ù øø;þ:ø-ü øÿ) Vilke GM, Chan TC, Neuman T, Clausen JL: Spirometry in normal subjects in sitting, prone, and supine positions. Respir Care ù ;ûü:û þ-ûø øā) 星孝 : 慢性臥床例の呼吸機能と理学療法. 理学療法の歩み ù øü;ùý:ù -ùÿ ù ) Teasell R, Dittmer DK:Complications of immobilization and bed rest. Part ù:other complications. Can Fam Physician øāāú;úā:øûû -øûûý ùø) Simrén M:Physical activity and the gastrointestinal tract. Eur J Gastroenterol Hepatol ù ù;øû: ø üú-ø üý ùù) Iovino P, Chiarioni G, Bilancio G, Cirillo M, Mekjavic IB, Pisot R, Ciacci C:New onset of constipation during long-term physical inactivity:a proof-ofconcept study on the immobility-induced bowel changes. PLoS One ù øú;ÿ:eþùý ÿ ùú) Ishizaki Y, Ishizaki T, Fukuoka H, Kim CS, Fujita M, Maegawa Y, Fujioka H, Katsura T, Suzuki Y, Gunji A:Changes in mood status and neurotic levels during a ù -day bed rest. Acta Astronaut ù ù;ü : ûüú-ûüā ùû) 山口留美, 小岡亜希子, 陶山啓子 : 術後せん妄の誘発因子に対する高齢患者の反応. 老年看護学 ù ÿ; øú:øú-ùù ùü) Appleton RT, Kinsella J, Quasim T:The incidence 846 Jpn J Rehabil Med Vol. 56 No

6 1 安静臥床が及ぼす全身への影響と離床や運動負荷の効果について of intensive care unit-acquired weakness syndromes:a systematic review. J Intensive Care Soc ù øü;øý:øùý-øúý ùý) 小松由佳 : クリティカルケア領域における早期リハビリテーション. 杏林医会誌 ù øý;ûþ:ùā-úü ùþ) Schefold JC, Bierbrauer J, Weber-Carstens S: Intensive care unit-acquired weakness(icuaw) and muscle wasting in critically ill patients with severe sepsis and septic shock. J Cachexia Sarcopenia Muscle ù ø ;ø:øûþ-øüþ ùÿ) 後藤正樹, 幸田剣, 田島文博 : 廃用症候群を治すには 現状と問題点. 総合リハビリテーション ù Ā;úþ:ùĀü-ùĀĀ ùā) 稲川利光 : 廃用症候群のリハビリテーション 栄養状態と ADL の関係などについて.Jpn J Rehabil Med ù ÿ;ûý(suppl):sùúý ú ) Harvey LA, Herbert RD, Glinsky J, Moseley AM, Bowden J:Effects of ý months of regular passive movements on ankle joint mobility in people with spinal cord injury:a randomized controlled trial. Spinal Cord ù Ā;ûþ:ýù-ýý úø) 循環器病の診断と治療に関するガイドライン (ù øø 年度合同研究班報告 ) 研究会 : 心血管疾患におけるリハビリテーションに関するガイドライン (ù øù 年改訂版 ).ù øù;pp þ-øù úù) 中村拓人, 水口且久, 河合直樹, 塚本彰, 原拓央, 野澤寛, 大村健二, 斉藤裕, 糸川秀人 : 当 院における周術期呼吸リハビリテーションの有効性と課題. みんなの理学療法 ù Ā;ùø:øþ-ù úú) Algar FJ, Alvarez A, Salvatierra A, Baamonde C, Aranda JL, López-Pujol FJ:Predicting pulmonary complications after pneumonectomy for lung cancer. Eur J Cardiothorac Surg ù ú;ùú:ù ø-ù ÿ úû) Andrews J, Sathe NA, Krishnaswami S, McPheeters ML:Nonpharmacologic Airway Clearance Techniques in Hospitalized Patients:A Systematic Review. Respir Care ù øú;üÿ:ùøý -ùøÿý úü) Haines KJ, Skinner EH, Berney S:Association of postoperative pulmonary complications with delayed mobilisation following major abdominal surgery:an observational cohort study. Physiotherapy ù øú;āā:øøā-øùü úý) Schweickert WD, Pohlman MC, Pohlman AS, Nigos C, Pawlik AJ, Esbrook CL, Spears L, Miller M, Franczyk M, Deprizio D, Schmidt GA, Bowman A, Barr R, McCallister KE, Hall JB, Kress JP:Early physical and occupational therapy in mechanically ventilated, critically ill patients:a randomised controlled trial. Lancet ù Ā;ùþù:øÿþû-øÿÿù úþ) Burtin C, Clerckx B, Robbeets C, Ferdinande P, Langer D, Troosters T, Hermans G, Decramer M, Gosselink R:Early exercise in critically ill patients enhances short-term functional recovery. Crit Care Med ù Ā;úþ:ùûĀĀ-ùü ü Jpn J Rehabil Med Vol. 56 No

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