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MRIの導入で軟骨成分〝プロテオグリカン〟の状態が分かりひざ関節症の早期発見が可能

整形外科
千葉大学大学院医学研究院総合医科学講座特任教授/東千葉メディカルセンターリハビリテーション科部長 渡辺 淳也

軟骨の弾力を維持するプロテオグリカンが画像で分析でき関節症の早期発見を実現

[わたなべ・あつや]

1996年、千葉大学医学部卒業。同大学医学部附属病院整形外科勤務などを経て、2005年、同大学大学院医学研究院修了。帝京大学ちば総合医療センター先進画像診断センター長などを経て、2014年、千葉大学大学院医学研究院総合医科学講座特任准教授と東千葉メディカルセンター整形外科副部長。2016年より現職。日本整形外科学会専門医、日本整形外科学会リウマチ認定医。

初期の変形性ひざ関節症では、ひざの痛みやこわばりなどの違和感が起こります。「正座すると痛い」「朝起きたときにひざが痛い」「動きだしのときに痛みや違和感を覚える」という人は、変形性ひざ関節症の可能性があります。

変形性ひざ関節症は、原因が分からないまま放置していると、徐々に症状が進行します。末期になると変形が目立ち、ひざをピンと伸ばすことが困難になります。さらに、安静時でも激しい痛みに襲われ、生活の質が著しく低下するおそれもあります。

変形性ひざ関節症は、早期発見・早期治療がなによりも大切です。以前の画像診断はレントゲン検査が中心でしたが、現在はMRI(磁気共鳴断層撮影装置)検査の発達によって、関節内の状態をより詳細に調べることが可能になりました。

MRI検査の進歩による恩恵の1つが、糖とたんぱく質が結びついた「プロテオグリカン」という関節軟骨を構成する成分を分析できるようになったことです。ひざ関節などの関節軟骨の構成成分は、水分が約65~80%、コラーゲンが15~20%、プロテオグリカンが3~5%といわれています。プロテオグリカンは近年、関節軟骨の弾力を維持する物質として脚光を浴びています。

プロテオグリカンは、乾燥剤として知られるシリカゲルのように水分を吸収する働きがある物質です。関節軟骨内のプロテオグリカンはコラーゲンの内部に存在し、水分を引き寄せることでコラーゲンの保水力を維持し、弾力性のある関節軟骨を保っているのです。

コラーゲンというスポンジの中に、プロテオグリカンというシリカゲルが入っているとたとえてみましょう。スポンジは水を吸収しますが、一定の量を超えると吸い取ることができません。関節軟骨内のコラーゲンも同様で、関節軟骨がスムーズに動く適量の水分を蓄えるようになっています。プロテオグリカンは、シリカゲルのように水を吸い寄せて関節軟骨内の水分量を保ち、バランスを調整してくれる物質なのです。

関節軟骨を構成するプロテオグリカンは、年を重ねるごとに減少していきます。プロテオグリカンが減ったり衰えたりすることによって、ひざ関節にかかる衝撃を和らげることが難しくなります。そのため、変形性ひざ関節症の発症リスクが高まり、進行も速くなってしまうのです。

ひざの関節軟骨のすり減りを抑え、変形性ひざ関節症を予防・改善するカギは、プロテオグリカンを増やすことです。プロテオグリカンは、運動習慣を変えることで増やすことができます。プロテオグリカンが増加すれば、関節軟骨を改善させることも十分に可能なのです。

渡辺式ソフト屈伸と10分ウォーキングでプロテオグリカンが増加しひざ痛も軽快

渡辺式「ソフト屈伸」と「10分ウォーキング」のやり方

私は、プロテオグリカンを増やすため、渡辺式「ソフト屈伸」と「10分ウォーキング」という運動を変形性ひざ関節症の患者さんにすすめています。実際に2つの運動を患者さんに試してもらったところ、ひざ痛の改善だけでなく、プロテオグリカンが増加していることもMRIの画像で確認しています。

ソフト屈伸は、足を肩幅に開いて立った姿勢でひざを適度に曲げて伸ばすことを繰り返す運動です。いちばんのポイントは、ひざ関節に過度な負担がかからないようにゆっくりと無理のない軽い動きで屈伸することです。

プロテオグリカンは、大きな負荷がかかると壊れやすくなります。また、ひざを動かさないことでもプロテオグリカンは減ってしまいます。動かさないでいるとひざ周辺の血流が悪化し、関節軟骨に栄養や酸素を送る関節液が不足するという悪循環に陥り、プロテオグリカンが減少してしまうのです。

スポンジに水を含ませるように優しく、ゆっくり、無理なくひざ関節の曲げ伸ばしを繰り返すことで、ひざ関節周辺の血流がよくなり、関節軟骨に関節液が十分に行き届くようになります。屈伸によって関節軟骨が関節液を吸い込んだり、再び放出したりする働きを「スポンジ機能」と呼んでいます。この働きを促すのが、ソフト屈伸です。

ただし、ひざの角度を90度より深く曲げることは禁物です。ひざを曲げすぎると負荷が大きくなってしまうため、腰を少し落とすくらいにとどめるようにしましょう。

変形性ひざ関節症の予防・改善とともに、運動の習慣を身につけるために実践していただきたいのが、1日30分のウォーキングです。しかし、ひざに痛みのある患者さんが1度に30分も歩きつづけるというのは困難かもしれません。そこでおすすめなのが、30分を3分割し、1回10分、1日3回の「10分ウォーキング」です。

ウォーキングを行うさいは「太ももを高く上げるように意識する」「大またで歩く」「両腕は自然に振る」という3つのポイントを意識してください。太ももを大きく動かしたり大またで歩いたりすることで、ひざ周辺の筋肉が強化されて血液の循環も促進します。また、両腕を振ることで全身の筋肉を使いながら歩くことになり、肥満の予防・改善につながります。

10分ウォーキングの注意点は、決して無理をしないことです。運動の習慣を身につけるというと「続けなければならない」と思い込んでしまいがちですが、1日3回のウォーキングが難しい場合は2回あるいは1回でもかまいません。

前日に行ったウォーキングによって、翌朝起きたときに痛みが強くなっているようなら、回数を減らしたり休んだりするようにしてください。自分なりに判断基準を設けて、無理のない範囲内で習慣化するようにしましょう。炎症があってひざの患部が腫れているようであれば、主治医に診てもらうことも大切です。

ソフト屈伸と10分ウォーキングを習慣化した結果、2週間から3ヵ月間でひざ周辺の筋肉が強化され、関節軟骨も再生してひざ痛の改善を実感する患者さんは少なくありません。次に、10分ウォーキングによってひざの痛みが改善した患者さんの例をご紹介しましょう。

10分ウォーキングとストレッチでひざ痛が改善しテニスをしても痛みの再発なし

MRI画像で青色に変化している領域は、プロテオグリカンが多く変性の少ない正常な軟骨組織。赤く変化している領域はプロテオグリカンが減少して変性を伴った病的軟骨組織で、Aさんのひざの関節軟骨が減少していることが分かる

● ひざ痛が10分ウォーキングとストレッチで改善したAさん(60代・女性)
Aさんは、左ひざの痛みを訴えていました。そこで、MRI検査を行うと、左ひざの内側にプロテオグリカンの減少を伴う関節軟骨の変性が認められました。Aさんのひざ関節のMRI画像で右側の青色に変化している領域は、プロテオグリカンが多くて変性の少ない正常な軟骨組織です。一方、左側の赤色に変化している領域は、プロテオグリカンが減少していて変性を伴った病的軟骨組織です。

私は、Aさんがテニス以外はほとんど運動をしていなかったのが痛みの原因の1つになっていると考え、1日3回、1回10分のウォーキングを行うようにアドバイスしました。さらに、ひざの可動域(動かすことができる範囲)が少し狭くなっていたため、理学療法士の指導のもとでストレッチも行ってもらいました。

Aさんは、ウォーキングとストレッチを開始して1ヵ月がたつ頃から、ひざの痛みが軽くなったのを実感。3ヵ月がたった頃には下肢の筋力もついてきたといいます。Aさんは現在もテニスを楽しんでいますが、ひざに痛みを感じることはないそうです。

MRI検査を受けてプロテオグリカンの量を調べることで、変形性ひざ関節症の早期発見・早期治療が可能です。ひざ痛に悩んでいたり、違和感を覚えていたりする人は、一度MRI検査を受けてみることをおすすめします。
 

この記事は「健康365」2019年7月号に掲載されています。