膝OAで膝伸展制限があると何が起きる？―等尺性大腿四頭筋運動中の膝蓋下脂肪体（IFP）の硬さと血行動態の変化

膝OA（変形性膝関節症）では、**膝蓋下脂肪体（infrapatellar fat pad: IFP）**の炎症・線維化が疼痛の一因とされています。
過去の研究で、IFPの硬さやヘモグロビン動態（血流反応）がOA患者では低下し、局所的な低酸素（hypoxia）状態が線維化を助長する可能性が示唆されていました。

しかし、その「低酸素化を引き起こす要因」は明確でなく、
ある研究で 膝関節伸展制限（ROM制限） がIFPの微小循環反応にどのように影響するかを検証されました。

🧪 研究デザイン

• 対象：50歳以上の女性膝OA患者29名
  • 伸展制限群（ROM < 0°）：16例
  • 非制限群（ROM > 0°）：13例
• 除外：K-L Grade IV、手術歴、外傷・神経疾患あり
• 測定項目：
  1. IFP硬さ（SWE：シアーウェーブエラストグラフィ）
  2. ヘモグロビン動態（NIRS：近赤外分光法）
     • 酸素化Hb（O₂Hb）
     • 脱酸素Hb（HHb）
     • 総Hb（cHb）
     • 酸素飽和指数（TOI）
• 運動課題：
  長座位・膝屈曲20°で50％最大強度の等尺性大腿四頭筋運動（IQE）
  10秒×10セット（各3秒休息）

📊 主な結果

➡ 伸展制限のある膝では、IQEによるIFPの機械的変形と酸素化反応が起きにくい。

🧠 考察

① 伸展制限がIFPの機械的刺激を阻害

膝蓋下脂肪体は、膝伸展時に膝蓋腱・大腿骨・脛骨により圧縮→解放を繰り返す構造。
この圧力変化が**毛細血管の拍動（血流刺激）**を生み出す。

伸展制限があると、膝伸展位の力学的圧縮が不足し、
→ IFP内部の血流拍動が乏しい
→ 慢性的な局所低酸素
→ **線維化（fibrosis）**へ進行するリスク。

② IQEによる「反応性充血」が生じる条件

非制限群では、IQE中に一時的なO₂Hb・cHb低下（圧迫による虚血）→運動後に上昇（再灌流）。
この反応は健常な微小循環応答を反映。

一方、伸展制限群ではこの変化がみられず、
IFPの循環反応が抑制されている＝線維化や硬化の進行状態が示唆される。

③ 臨床的意義

• 膝OAの伸展制限そのものがIFPの低酸素化要因
• IFP線維化→膝伸展痛・伸展制限を悪化させる「悪循環」
• したがって、可動域制限の改善＝IFP酸素化促進・線維化予防の第一歩

💪 臨床応用：理学療法の実践ポイント

💡 重要ポイント：
「膝伸展可動域を確保した状態での大腿四頭筋収縮」こそが、
IFPの“酸素化ポンプ作用”を引き出す。

⚠️ 研究の限界

• 対象は女性のみ → 性差不明
• 負荷設定（50%最大IQE）は個体差あり
• K-L重症度別の層別解析なし
• 横断研究のため因果関係は推定段階

🩺 まとめ

TAKA

理学療法士/ビール

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理学療法士として臨床に携わりながら、リハビリ・運動学・生理学を中心に学びを整理し発信しています。心理学や自己啓発、読書からの気づきも取り入れ、専門職だけでなく一般の方にも役立つ知識を届けることを目指しています。