妊娠期における運動と腱の適応

妊娠における運動器適応と傷害リスク

妊娠は、筋骨格（MSK）の特性を変化させ、軟部組織損傷のリスクを一時的に高める可能性があるホルモンの変化を特徴としています。妊娠中の MSK 損傷の蔓延自体が広範な問題であることはまだ証明されていませんが、間接的な証拠は、妊娠中に筋力トレーニングや激しい運動の頻度が高まり、結果として MSK 損傷の発生率が増加する可能性を示しています。この証拠を性ホルモンと MSK 損傷リスクとの関連と組み合わせることで、研究領域の潜在的な重要性を認識し、妊娠中の結合組織特性の (前向き) 検査が適切であると信じています。
1女性の妊娠から得られたさまざまな形態学的、機械的、および機能的な腱のデータを提示します。これらのデータは一般的な妊娠集団を代表するものである場合もあれば、高度に個別化されたものである場合もあります。妊娠中および妊娠後のMSK適応と傷害のリスクをより深く理解するには、さらなる研究が必要です。
新しくて注目すべきMSK 適応と妊娠中の傷害リスクに関する文献は少ないため、重要性が増している研究分野に焦点を当てる手段として紹介します。
ユニークな時期における荷重を​​負担する腱の形態的、機械的、機能的適応に関するケーススタディを紹介します。

妊娠による生理学的応答と腱の適応

身体活動（PA）は、有害な妊娠転帰（例、早産、低出生体重、流産、周産期死亡率）の確率を高めることなく、母体の身体的および精神的健康上の豊富な利益を促進します。しかし、妊娠はホルモン変化 によって特徴づけられ、月経周期中と同様に筋骨格系の特性を変化させ 、一時的に怪我のリスクを高める可能性があります。妊娠中および授乳中の靱帯の弛緩に影響を与えることが示されている主要なホルモンは、エストロゲン、プロゲステロン、テストステロン、リラキシン、および性ホルモン結合グロブリン (SHBG) です。これらのホルモンは、出産に備えて骨盤靱帯を柔らかくする働きがありますが、その受容体は末梢靱帯や腱にも見つかっています 。そのため、それらは妊娠中の手根管およびドケルバン腱障害の発生率の増加に関与していると考えられています 。
腱組織における性ホルモン受容体の存在は、これらのホルモンの腱組織に対する直接的な影響を示唆していますが、妊娠に関連した MSK の特性を調べた研究はほとんどありません。ヒトの膝前十字靱帯（ACL）は、男性と男性との間で膝損傷率の違いが知られているため、この点に関して最も詳しく研究されている[ACL: リラキシン 、エストロゲン、プロゲステロン 、テストステロン ]。女性の月経周期全体にわたる性ホルモンのレベルの変動は、排卵前段階でのACL損傷のリスクの増加と関連しています。他のいくつかの末梢関節とともにACLの弛緩の増加は、妊娠の進行とともに起こることが判明しましたが、これらの変化は血清リラキシンレベルと相関していませんでした。しかし、ACL弛緩の減少は妊娠後期と産後の間に見られ、血清エストラジオールレベルの大幅な減少と同時に起こりました。エストロゲンは月経周期にわたって 10 ～ 100 倍変化し 、排卵前期に起こる高いエストロゲン レベルは結合組織の硬さの低下 と損傷率の増加  に関連しています。妊娠末期のエストロゲンレベルは、排卵前段階のエストロゲンレベルより約20倍高くなっています。マイヤーら は、膝の変位が 1.3 mm 増加するごとに、ACL 損傷のリスクが 4 倍に上昇することを示しました。そのため、以前に報告された ACL の弛緩が大きいことは 、妊娠後期における ACL 損傷のリスクの増加を示唆しています。これらの発見とは対照的に、Bey らは、膝蓋腱の硬さと相対的な緊張は、妊娠中および妊娠後に腱の長さが継続的に増加しているにもかかわらず、妊娠中に変化しないことを発見しました。

妊娠中のMSK損傷リスク

妊娠中の運動が身体的、精神的に有益であることに疑問の余地はありませんが、怪我の観点からは運動の安全性が疑問視されています。妊娠ホルモンによる軟組織の特性の変化の結果として生じる MSK 損傷のリスクは、それ自体が広範囲にわたる問題であるとはまだ証明されていませんが、だからといって無視すべきというわけではありません。実際、このテーマに関する文献はほとんどありません。1,469 人の妊娠中の参加者を対象としたある集団ベースの研究では、負傷率は 1,000 運動時間当たりわずか 4.1 人で、負傷の大半は転倒によるものでした。しかし、前週に激しい強度の PA を完了したと報告した女性はわずか 8% であり、当然のことながら、これらの女性は負傷した女性に多く含まれています。より最近の小規模な研究 では、エリートアスリートの 12% が妊娠第 3 期にトレーニングによる MSK 損傷を報告し、12% ( n = 4) が産後の期間に疲労骨折を経験したと報告しています。予想どおり、この証拠は、PA の強度が増すにつれて怪我のリスクが増加することを示唆しています。
妊娠中および産後の MSK 損傷を検査する理論的根拠を裏付ける逸話的および間接的な証拠が数多くあります。まず、妊娠中の運動に関する特定の処方ガイドラインの発行 は、医療専門家とその患者による PA 推奨の認識、受け入れ、促進をサポートします 。これは、出生前期間に PA を採用し、これらの推奨事項に達する妊婦の割合の増加につながるはずです 。
第二に、かつてないほど多くの女性が習慣的な余暇活動に筋力トレーニングを取り入れています (国立保健統計センター )。このような傾向は競技レベルでも明らかであり、米国パワーリフティング女子委員会は、2011 年から 2017 年の間に競技力のある女性パワーリフターの数が 7 倍に増加したと報告しており 、現在では米国ウェイトリフティング選手全員の 48% が女性です 。しかし、女性は軟部組織の損傷に不釣り合いに影響を受けており、これはおそらく女性の参加が大幅に増加した20 年間の筋力トレーニングによる損傷率の増加  に反映されていると考えられます。この点は 3 番目につながります。妊娠中ずっと体力を維持したいと考え、公開されているガイドラインをはるかに超えて PA を行う女性が増えているため、激しい強度の活動が安全で母体と胎児の単位にとってプラスであるという証拠が増えています。
最後に、妊娠中の筋力トレーニングに関する現在のガイドラインは、その安全性に関する質の高い証拠が不足しているため、不足しているか過度に保守的です。そのため、一般的に有酸素運動に焦点を当てている妊婦向けの PA 推奨事項では、このことは十分に取り上げられていません 。多様で、時には矛盾する推奨事項に基づいて 、妊婦の MSK 損傷のリスクを軽減するための政策と実践を知らせるために、安全な負荷レベルに関するさらなる情報が必要です。

超音波組織の特徴は妊娠の進行に応じて変化する

UTC は、組織学を使用して検証されるように、隣接する断面 (2D 画像) 間のピクセル エコー源性の 3 次元安定性を使用して、異なる構造を区別して分類する技術です。タイプ Iエコーは、隣接するスライス間で非常に安定しており、整列した無傷の腱束など、高度に組織化されたコラーゲン構造の反射によって生成されます。II 型エコーは中程度の安定性を持ち、あまり整列していない波形の腱束を表します。タイプ IIIおよびタイプIV のエコーは、連続した横断方向の画像に対して低い安定性を示す小さな実体 (原線維、細胞、液体など) によって生成されます。
タイプ Iエコーは、健康な腱に見られる主なエコータイプであり、時点に関係なく、現在見られるエコータイプの大部分を占めていることは驚くべきことではありません 。しかし、妊娠全体を通じてエコータイプ Iの割合が減少し、同時にエコータイプ IIが増加していることを示しており、分娩直前にピークに達する腱の組織の微妙な変化を示唆しています。これらのパターンは、AT 長さの 10、20、および 30% (遠位挿入に関して) で一貫しており、産後 1 年後には妊娠前の値に戻りました。
エコータイプの比率のこのような変化は、腱の代謝の変化を反映している可能性があります。リラキシンとエストラジオールの両方がマトリックスの分解を増加させるメタロプロテアーゼ (MMP) を誘導するため、妊娠中のホルモンレベルの変化 がここでは特に重要である可能性があります。逆に、エコータイプ I の割合の減少は、無傷で整列したコラーゲン線維束の割合と比較して、非コラーゲン性マトリックス (NCM) の合成が増加した結果である可能性もあります。エコータイプ IIの割合の増加は、不連続または波状の線維および束の存在が増加していることを示しますが、これらの構造がマトリックスの分解または合成の産物である場合はそうではありません。さらなる情報がなければ、このエコータイプの割合の変化が腱の健康に何を意味するのかを結論付けることはできませんが、損傷のリスクに対する潜在的な重要性については、さらなる調査が必要です。

異なる腱部位が妊娠によって異なる影響を受ける

横方向の剛性は筋硬度測定器で取得され、動的剛性法 (振動を使用) によって導出されます。UTC データが取得されたのと同じ場所と膝蓋骨中央で、AT の横方向の剛性を評価しました。どちらの構造でも、妊娠の進行とともに剛性が低下するようです。この傾向は、AT 挿入部 (10%) に近いところで特に顕著ですが、AT 長の 20% (アキレス腱の「中間部分」、AT 挿入部から約 4 cm 近位) では比較的影響を受けませんでした。
プロテオグリカン含有量の部位的な違いが、特性の部位特有の変化に寄与している可能性があります。例えば、アグリカンは、腱が骨への挿入に近づく場所などの線維軟骨組織で見出されます 。その 100 以上のグリコサミノグリカン (GAG) 側鎖は親水性が強いため、これらの組織の圧縮に対するより大きな耐性を提供できます 。エストロゲンとリラキシンはどちらもメタロプロテアーゼ ( MMP ) を誘導する可能性があり、これによりマトリックスの分解が増加し 、組織からのグリコサミノグリカン (GAG)とコラーゲンの重大な損失を引き起こす可能性があります 。GAG 含有量の変化は組織の水和に影響を与え、それが今度は剛性などの組織の特性に影響を与えます 。
リゴッツィらは、マウスのアキレス遠位 3 分の 1 (骨挿入付近) は GAG 消化後にかなり軟化したが、中央および近位 3 分の 1 のアキレス腱は変化していないことを発見した。おそらく、妊娠中のリラキシン/エストラジオールのレベルが高いと、腱挿入部でホルモン関連の腱の分解が増加します。
これは、GAG 含有量が多いため、腱中央よりもその特性に顕著に影響を与える可能性があります。健康な膝蓋骨腱には、アグリカンとバーシカン (最大 23 個の GAG 側鎖を持つ別の大きな凝集タンパク質) の両方が含まれているため 、GAG 枯渇の影響を受ける可能性もあります。
AT 長が 20% の場合、Myoton 変数にはほとんど変化が見られませんでした。この部位は、アキレス腱の「中央部分」および最小断面積 (CSA) の領域にほぼ対応しており、したがって最大の引張応力を受ける部位です。より張力のある腱領域は、デコリンまたはビグリカンの含有量が高くなります（1 つまたは 2 つの GAG 側鎖）が、病状がない限り、顕著な量の大きなプロテオグリカンを示さないはずです。それを念頭に置くと、ここでは GAG 含有量のホルモン関連の変化は最小限である可能性があります。
ミオトンとダイナモメトリーのデータは、異なる腱が妊娠によって異なる影響を受ける可能性を示唆しています
 UTC データは、腱の基礎構造の変化が妊娠期間を通じて起こり、出産前にピークに達し、産後 1 年後にベースライン レベルに戻ることを示唆しています。しかし、これは、筋緊張または引張力と伸びの関係のいずれからであっても、剛性の顕著な差異または変化パターンとは結びついていなかった。引張剛性は一軸荷重 (力と伸びの関係) から導出され、筋硬度測定で得られる横方向の剛性とは異なることに注意する必要がある。

ホルモンと靭帯と腱

靱帯と腱は構造と機能が異なり、一部の結合組織が他の結合組織よりもホルモンの影響を受けやすいと思われる理由を説明できる可能性があります。たとえば、靭帯は基質が増加する傾向があり、これは GAG 含有量が高いことを示しており、ホルモン活性に対する代謝感受性がより高い可能性があります。アキレス腱は体重を支える腱であると考えられていますが、ACLは位置靭帯です。膝蓋腱はその間のどこかに位置します 。したがって、月経周期のホルモンの変動はアキレス腱の硬さには影響しないが 、正常に月経のある女性の膝蓋腱の硬さには影響する ことに注目するのは興味深いことです。逆に、膝蓋腱の引張剛性は以前は妊娠による影響を受けなかったが、末梢関節のACLは妊娠中の女性では弛緩が増加した。なぜ膝蓋腱の硬さが月経周期によって変化するのに妊娠によって変化しないのかは不明であり、したがって調査の余地がある。おそらく、性ホルモンの相互作用は、これらの異なる生理学的状況下では異なります。
結合組織の構造が異なれば、ホルモン受容体の密度/種類も異なり、性ホルモンの影響を不均等に受ける可能性があります。これまでの研究では、異なる結合組織におけるホルモン受容体の発現および/または機能レベルの違いが示されています。たとえば、リラキシン受容体 RXFP1 の発現はラット ACL で最も高く、鼠径靱帯では最も低くなります。RXFP2 ではその逆が見られます。さらに、血清リラキシンレベルは、正常に月経のある女性の膝蓋腱の硬さと負の相関がありますが、アキレス腱の硬さには影響を与えないようです。受容体の密度が異なると、ホルモンに対する感受性と組織の適応反応が増大します。
性ホルモン受容体の発現は性ホルモン自体によって調節できます 。リラキシン受容体アイソフォームはプロゲステロンと高用量エストロゲンによって上方制御され、テストステロンによって下方制御されます 。
これらの関係は、女性の排卵前段階での膝の弛緩の増加と、男性の非接触膝損傷の発生率の低さの両方を説明できる可能性があります。

妊娠と筋腱複合体

筋腱の挙動の違いはランニング中の26週目に認められ、これは伸張-短縮サイクルが妊娠後期に損なわれる可能性があることを示唆しています。
プッシュオフフェーズ中に筋肉がさらに短縮され、腱の反動が減少しました。MTUの長さの変化は保存されており、これは矢状面の足関節または膝関節の運動学に変化がないことによって裏付けられました。AT の特性が妊娠を通じて変化しなかったことを考えると 、MT の動作の変化は、妊娠に伴う身体の重心の前方への移動に伴う筋肉の活性化パターンまたは他の面での運動運動学の変化の結果である可能性があります。妊娠中期から後期におけるMSK機能のこの変化の基礎を解明するには、さらなる研究が必要です。
MTU では機械的特性に変化が見られなかったことを覚えておいてください。この結論は、その特性が妊娠によって影響を受ける可能性がある MTU では異なる可能性があります。