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ハイヒールの長期装着は下腿三頭筋の短縮を引き起こす？
若い女性が履くハイヒールですが外反拇趾をはじめさまざまな有痛性疾患の原因となることがこれまでにも明らかにされております．
理学療法士・作業療法士の視点で考えるとハイヒールを履いている時って常時足関節が底屈位になりますので下腿三頭筋の短縮が起きないのかといった問題があります．
今回はハイヒールの長期装着は下腿三頭筋の短縮を引き起こすかどうかを明らかにした研究論文をご紹介させていただきます．
今回ご紹介する論文
J Theor Biol. 2015 Jan 21;365:301-10. doi: 10.1016/j.jtbi.2014.10.036. Epub 2014 Nov 7.
On high heels and short muscles: a multiscale model for sarcomere loss in the gastrocnemius muscle
Alexander M Zöllner 1, Jacquelynn M Pok 1, Emily J McWalter 2, Garry E Gold 3, Ellen Kuhl 4
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PMID: 25451524 PMCID: PMC4262722 DOI: 10.1016/j.jtbi.2014.10.036
今回ご紹介する論文は2015年に掲載された論文です．
研究の目的
High heels are a major source of chronic lower limb pain. Yet, more than one third of all women compromise health for looks and wear high heels on a daily basis. Changing from flat footwear to high heels induces chronic muscle shortening associated with discomfort, fatigue, reduced shock absorption, and increased injury risk. However, the long-term effects of high-heeled footwear on the musculoskeletal kinematics of the lower extremities remain poorly understood. Here we create a multiscale computational model for chronic muscle adaptation to characterize the acute and chronic effects of global muscle shortening on local sarcomere lengths.
ハイヒールは慢性的な下肢痛の主な原因となっております．
しかしながら女性の3分の1以上が外観のために健康を犠牲にし，ハイヒールを日常的に履いています．
フラットシューズからハイヒールへの履き替えは，不快感，疲労，衝撃吸収力の低下，傷害リスクの上昇を伴う慢性的な筋肉の短縮を誘発します．
しかしハイヒールが下肢の筋骨格系運動学に及ぼす長期的な影響については，まだ十分に明らかにされておりません．
この研究では慢性的な筋適応のためのマルチスケール計算モデルを作成し，全体的なな筋短縮が局所的なサルコメア長に及ぼす急性および慢性的な影響を特徴付けることを目的としております．
研究の結果
We perform a case study of a healthy female subject and show that raising the heel by 13cm shortens the gastrocnemius muscle by 5% while the Achilles tendon remains virtually unaffected. Our computational simulation indicates that muscle shortening displays significant regional variations with extreme values of 22% in the central gastrocnemius. Our model suggests that the muscle gradually adjusts to its new functional length by a chronic loss of sarcomeres in series. Sarcomere loss varies significantly across the muscle with an average loss of 9%, virtually no loss at the proximal and distal ends, and a maximum loss of 39% in the central region.
健常女性を対象として，踵部を13cm上げると腓腹筋が5％短縮する一方で，アキレス腱はほとんど影響を受けないことを示しました．
計算機シミュレーションの結果，筋短縮は局所的に大きく変化し，腓腹筋の中央部では22%という極端な値を示すことが明らかとなりました．
このモデルは筋が慢性的にサルコメアを減少させながら徐々に新しい機能的な長さに適応していくことを示唆しております．
サルコメアの減少は平均9％，近位端と遠位端ではほとんど減少せず，中央部では最大39％と，筋全体に大きく変化しました．
研究の考察
These changes reposition the remaining sarcomeres back into their optimal operating regime. Computational modeling of chronic muscle shortening provides a valuable tool to shape our understanding of the underlying mechanisms of muscle adaptation. Our study could open new avenues in orthopedic surgery and enhance treatment for patients with muscle contracture caused by other conditions than high heel wear such as paralysis, muscular atrophy, and muscular dystrophy.
このような変化によって残存するサルコメアは最適な動作体制に戻されます．
慢性的な筋短縮の計算機によるモデリングは，筋の適応の基本的なメカニズムについての理解を深めるための貴重なツールとなります．
今回の研究は整形外科手術に新しい道を開き，麻痺，筋萎縮，筋ジストロフィーなど，ハイヒール着用以外の原因で筋収縮を起こした症例の治療に寄与する可能性があります．
今回はハイヒールの長期装着は下腿三頭筋の短縮を引き起こすかどうかを明らかにした研究論文をご紹介させていただきました．
予想通り，筋短縮が起こるといった結果ですが腓腹筋の中央部での短縮が著しいというのがポイントですね．
こういった結果をふまえて理学療法士・作業療法士がどのように介入を行うかといったところがポイントになりそうですね．
