体幹機能と疼痛の関連性：痛覚修飾への介入としての体幹トレーニングの科学的知見と限界
はじめに
慢性疼痛は、単なる末梢組織の損傷だけでなく、中枢神経系の変化や心理社会的要因など、複雑な要因が絡み合って生じることが知られています。特に筋骨格系疼痛において、体幹機能不全が疼痛の発症や慢性化に関与する可能性が指摘されており、体幹トレーニングが疼痛管理の介入として広く実施されています。しかし、その効果のメカニズムは筋力強化や運動制御の改善だけでなく、痛覚システムへの影響、すなわち痛覚修飾にも関連している可能性が近年注目されています。
本稿では、体幹機能と疼痛の関連性に関する神経科学的知見を踏まえ、体幹トレーニングが痛覚修飾に与える影響について、既存の科学的根拠と、特にその効果の限界や臨床応用における留意点に焦点を当てて考察します。
体幹機能不全と疼痛の神経科学的関連性
体幹、特に深層筋の機能不全は、局所的な安定性の低下だけでなく、運動制御戦略の異常や感覚入力の変化を引き起こす可能性があります。こうした変化が、痛覚の処理に関わる中枢神経系に影響を及ぼすという複数の研究報告があります。
例えば、慢性腰痛患者における体幹深層筋の機能障害は、一次運動野や一次体性感覚野における体性感覚マップの再編成と関連することが示唆されています。また、不適切な運動パターンや代償動作の継続は、中枢性感作を引き起こし、疼痛閾値の低下や痛覚過敏を招く一因となる可能性が動物実験や神経画像研究で示されています。さらに、体幹の不安定性は、下降性疼痛抑制系の機能低下と関連する可能性も指摘されており、侵害刺激に対する脳の応答性が亢進し、痛みをより強く、長く感じる状態につながるというメカニズムが考えられています。
体幹トレーニングによる痛覚修飾効果のメカニズムに関する考察
体幹トレーニングが疼痛を軽減させるメカニズムは多岐にわたると考えられていますが、痛覚修飾の観点からは以下のような可能性が挙げられます。
- 生体力学的ストレスの軽減: 体幹筋の筋力、持久力、協調性の向上は、関節や軟部組織にかかる不適切な負荷やストレスを軽減し、末梢からの侵害入力を抑制することで痛みを和らげる可能性があります。これは痛覚修飾というよりは、疼痛原因そのものへの介入とも言えますが、結果として痛覚システムの過剰な反応を抑制する効果が期待できます。
- 運動に伴う内因性鎮痛系の賦活化: 一般的に、適度な運動はエンドルフィンなどの内因性オピオイドや、エンドカンナビノイドシステムを賦活化させ、非特異的な鎮痛効果をもたらすことが知られています。体幹トレーニングも全身運動の一種として、このようなメカニズムを介して痛みを軽減させる可能性があります。
- 体性感覚入力の変化と中枢神経系の再編成: 適切な体幹トレーニングによって、体幹筋からの固有受容感覚入力や運動指令パターンが正常化されることは、中枢神経系における体性感覚処理や運動制御ネットワークに変化をもたらし、異常な痛覚処理経路の修正に寄与する可能性が示唆されています。例えば、体幹トレーニングによる運動イメージの向上や注意の再配分が、痛覚処理に影響を与える可能性も考えられています。
- 心理社会的因子への影響: 運動能力や自己効力感の向上は、運動恐怖や破局思考といった疼痛に関連する心理社会的因子を軽減させ、結果として疼痛体験全体を改善させる可能性があります。痛覚システムそのものへの直接的な影響ではないかもしれませんが、疼痛体験は感覚・認知・情動の複合体であるため、間接的に痛覚の感じ方に影響を与えます。
体幹トレーニングによる痛覚修飾効果の科学的エビデンスと限界
体幹トレーニングが慢性疼痛に有効であるというエビデンスは蓄積されつつありますが、その効果が具体的にどの程度、痛覚修飾メカニズムを介しているのかを直接的に示したヒトでの研究は限定的であるのが現状です。
示唆される効果
- 慢性腰痛患者を対象とした一部の研究では、体幹トレーニングを含む運動療法が疼痛閾値の向上や痛覚関連脳活動の変化と関連することが示唆されています。特に、運動恐怖を伴う患者に対しては、段階的な運動負荷による体幹トレーニングが、運動回避行動の軽減や痛覚への破局的思考の減少を通じて、疼痛軽減に寄与する可能性が報告されています。
- 動物モデルを用いた研究では、特定の体幹関連筋（例：多裂筋）の機能回復が、脊髄後角における痛覚関連神経伝達物質の変化と関連することが示されており、局所的な機能回復が中枢性の痛覚処理に影響を与える可能性が基礎研究レベルで示唆されています。
効果の限界と過大評価の可能性
- メカニズムの不明確さ: 体幹トレーニングによる疼痛軽減が、筋力・機能改善、運動による全身性の鎮痛効果、心理的影響など、複数のメカニズムのうち、具体的にどの程度痛覚修飾に依るのかを明確に区別した臨床研究は少ないです。痛覚過敏が著しい患者に対して、筋力強化のみに焦点を当てたトレーニングが直接的な痛覚抑制効果を持つとは限りません。
- エビデンスレベルのばらつき: 体幹トレーニングの慢性疼痛に対する有効性を示す臨床研究は多数ありますが、研究デザインの質や対象とする疼痛の種類によってエビデンスレベルは様々です。特に、痛覚修飾という特定のメカニズムに焦点を当てた介入効果を検証した質の高いRCTはまだ十分ではありません。
- 個体差と適応性の限界: 痛覚修飾系の機能は、個々の患者の遺伝的背景、疼痛の期間、心理社会的状態、既存の疾患などによって大きく異なります。体幹トレーニングが全ての人に一律に痛覚を修飾する効果を持つとは限りません。特に、神経障害性疼痛や広範な中枢性感作を持つ患者においては、体幹トレーニング単独での痛覚修飾効果は限定的である可能性が考えられます。
- トレーニング内容の特異性: どのような種類（スタビライゼーション、モビリティ、モーターコントロールなど）、強度、頻度、期間の体幹トレーニングが痛覚修飾に最も効果的であるかについての科学的コンセンサスは得られていません。不適切な負荷やフォームは、かえって疼痛を増悪させるリスクも伴います。
臨床応用における留意点と限界
体幹トレーニングを慢性疼痛管理に用いる理学療法士は、その効果に痛覚修飾の可能性を考慮しつつも、その限界を理解しておく必要があります。
- 適切な評価: 疼痛患者の評価において、筋骨格系の機能評価に加えて、痛覚過敏（触刺激痛、アロディニアなど）の有無、中枢性感作の兆候、心理社会的因子（運動恐怖、破局思考、抑うつ、不安など）を適切に評価することが重要です。これらの因子は痛覚修飾系の機能や、体幹トレーニングによる効果に影響を与える可能性があります。
- 介入の個別化と段階付け: 全ての慢性疼痛患者に同じ体幹トレーニングプロトコルを適用するべきではありません。痛覚過敏が強い急性増悪期や、中枢性感作が顕著な場合は、まず痛覚を刺激しない、あるいは痛覚閾値を高めるような、より低負荷で感覚・認知に焦点を当てたアプローチ（例：運動イメージ、ミラーセラピー、注意の方向転換など）から開始し、痛みの反応を見ながら徐々に体幹の機能的な運動へと進める配慮が必要です。
- 運動恐怖への対応: 体幹を動かすことに対する恐怖や不安が強い患者には、痛みを誘発しない範囲での丁寧な動作指導や、成功体験を積み重ねるためのスモールステップでの運動設定が有効です。運動遂行能力だけでなく、痛みを伴わない安全な動きを学習させることが、中枢性の痛覚過敏の軽減につながる可能性があります。
- 患者教育: 疼痛のメカニズム、特に中枢性感作や痛覚修飾の概念について、患者が理解しやすい言葉で説明することは、運動への主体的な取り組みを促し、トレーニング効果を高める上で重要です。体幹トレーニングが単なる筋トレではなく、脳や神経系を再学習させるプロセスであることを伝える視点が有用です。
- 多角的アプローチの必要性: 体幹トレーニングは慢性疼痛管理の一つの重要なツールですが、痛覚修飾に対する効果には限界があります。薬物療法、心理療法（認知行動療法など）、他の運動療法、徒手療法などと組み合わせた、多職種連携による包括的なアプローチが最も効果的である場合が多いことを認識しておく必要があります。
結論
体幹機能不全は慢性疼痛と関連し、そのメカニズムの一部に痛覚システムの異常が関与している可能性が神経科学研究から示唆されています。体幹トレーニングは、筋機能や運動制御の改善に加え、運動による全身性鎮痛、体性感覚入力の変化、心理社会的因子の改善などを通じて、痛覚修飾にも寄与する可能性が考えられます。
しかし、体幹トレーニングによる痛覚修飾効果を直接的に示すヒトでの強力なエビデンスは依然として限定的であり、全ての慢性疼痛患者に一律に有効であるわけではありません。特に、中枢性感作が強い、あるいは特定の神経機構の異常が主体の疼痛に対しては、体幹トレーニング単独での効果には限界があると考えられます。
臨床においては、患者の痛みの性質や痛覚過敏の程度、心理社会的因子を詳細に評価し、痛覚システムへの影響を考慮した個別化された体幹トレーニングプログラムを作成することが重要です。その際には、運動の質や負荷設定に十分配慮し、運動恐怖への対応や患者教育も同時に行う必要があります。体幹トレーニングは慢性疼痛管理における有用な介入手段ですが、その効果には限界があることを理解し、他の治療法と組み合わせた包括的なアプローチの中で位置づける視点が不可欠です。今後のさらなる研究により、体幹トレーニングによる痛覚修飾メカニズムや、最も効果的な介入方法に関する知見が深まることが期待されます。