【目的】我々は，女子柔道選手を対象に一過性の柔道トレーニングにより発現するオーバーリーチングの症候を筋損傷及び免疫機能から検討した．また，我々はトレーニングにより発現するオーバーリーチングの回復に対する光治療の応用の可能性を検討した．
【方法】本対象は社会人女子柔道選手9名であった．対象者は一過性のトレーニングとして2時間30分の柔道のトレーニングを実施した．調査項目は身体組成値，血液生化学検査値，好中球機能，抗酸化機能であった．また，我々は一過性のトレーニング前後にこれらを測定した．
【結果及び考察】対象者により実施された一過性のトレーニングは筋損傷とストレス・炎症反応の亢進，免疫機能の一部低下，Reactive oxygen species産生の亢進をもたらしていた．光治療と運動に関連する先行研究はこれらのオーバーリーチングの症候の回復に光治療が有効となる可能性を示唆していた．
Objective: We examined the symptoms of over-reaching caused by transient judo training in the female judoists from the muscle damage and the immune functions. We examined the possibility of the application of the phototherapy to recovering the over-reaching by transient training from the results of previous studies on phototherapy and exercise.
Methods: The subjects of this study were nine of the adult female judoists. The subjects conducted the judo training of 2 hours 30 minutes as transient training. The investigation items were the body compositions, blood biochemistries, neutrophil functions, antioxidant functions. We measured these items before and after the training.
Results and discussion: The transient training carried out by our subjects resulted in muscle damage, increased stress and inflammatory response, partly reduced immune function, increased the reactive oxygen species production. Previous studies related to phototherapy and exercise suggested that the phototherapy may be effective for recovery of these symptoms related to over-reaching after the training.
柔道は格闘技及びコンタクトスポーツに分類され，対戦相手と直接接しながら激しい筋力発揮させることから身体各部位の関節等に対する負担も大きく，畳への転倒も頻繁であるという競技特性を持つ．このことから，柔道実施に伴うスポーツ傷害発生の危険率は他の競技スポーツに比べ高いことが報告されている1)．一方，柔道選手を対象にした様々な先行研究は，一過性の柔道のトレーニングが脱水や電解質の消失，エネルギー源の消耗，腎機能の低下，筋組織の変性や損傷，またこれに伴うストレス反応や炎症反応の亢進をもたらすことを明らかにしている2,3)．したがって，柔道は活動そのものが高強度かつ激しく，傷害が起こり易いスポーツ競技であり，選手にとって試合に向けて健康やコンディションを適切に管理，維持することは非常に難しいと考えられる．
女性アスリートは男性アスリートとは異なった体力や生理学的機能を有し，運動に対する生理学的変化や身体的疲労の発現状況も特有のものが存在すると考えられる4-7)．一方，柔道は男女がほぼ同じルールに則り，性差が考慮されることなく実施されるが，女子柔道は国際スポーツとして認知された歴史が1992年のバルセロナ五輪と新しく，前述した柔道の競技特性や性差の存在が明らかでありながら，女子柔道選手を対象にしたスポーツ医科学領域の先行研究は少ない．これまでの報告によれば，男女大学柔道選手が同期間，同トレーニングメニューによる強化合宿を行った場合，男子では観察されなかった好中球機能の破綻（機能の低下）が女子で合宿後に観察されている8)．また，男女柔道選手が試合に向けほぼ同程度の減量を行った場合，男子では減量終了時に精神的疲労が出現するのに対して，女子では減量開始前に精神的ストレスが高まる傾向が観察されている9)．さらに，同様の減量に関する先行研究では，同程度の減量を行った男女柔道選手で，減量後の身体疲労の出現状況に性差がみられることが報告されている10)．すなわち，これらの先行研究結果は，女子柔道選手においては競技を行うことによる身体的負担を客観的に把握すると共に，女性の特性を考慮した健康管理方法やコンディショニング方法を検証，確立していく必要性があることを示唆している．
そこで，本研究では社会人女子柔道選手を対象に，通常トレーニング期の一過性トレーニングによる身体的疲労の出現状況を身体組成値，血液生化学検査値，免疫機能から検討した．また，これを元に一過性トレーニング後のリコンディショニング方法の一つとして光治療の応用の可能性を先行研究結果から検討した．
本対象者は，実業団柔道部に所属する女子選手9名である．また，本対象者のほぼ全員が全日本柔道連盟の強化選手に指定され，国内競技会だけでなく世界選手権を初めとする国際大会でも活躍する選手達であった．
本対象者の平均年齢は24.1 ± 3.4歳，平均身長164.4 ± 5.4 cm，平均体重72.8 ± 14.3 kg，平均体脂肪率27.3 ± 8.6%，平均除脂肪量51.9 ± 3.6 kgであった（Table 1）．また，本対象者は週3日会社で勤務しながら週6日間トレーニングし，1日休養という週間スケジュールで活動していた．また，各曜日によって時間的に若干の違いはあるが，土曜日を除くトレーニング実施日には基本的にトレーニング（ランニング，ウエイトトレーニング等，実施時間：40分～120分）と，180分間の柔道に関するトレーニングを実施していた．
| Height (cm) | 164.4 ± 5.4 |
| Body weight before the training (kg) | 72.8 ± 14.3 |
| Body weight after the training (kg) | 71.5 ± 14.2** |
| Relative body fat (%) | 27.3 ± 8.6 |
| Lean body mass (kg) | 51.9 ± 3.6 |
Values are the mean ± standard deviation.
**: p < 0.01, significant difference from the value before the training.
調査当日には対象者に通常実施しているものとほぼ同様の2時間30分間の柔道に関するトレーニングメニューを施行させ，その前後に以下に示す調査項目を測定した．また，調査日に施行したトレーニングメニューはストレッチ等で構成されたウオーミングアップ：20分，立技打込み（投技の型を習得する為の反復練習）：30分，休憩：5分，立技乱取（投技主体の試合形式の練習）：65分（乱取り間の休息25秒），休憩：5分，寝技乱取（寝技主体の試合形式の練習）：25分であった．なお，トレーニング後のクーリングダウンはトレーニング直後の測定終了後に各自でストレッチ等を行った．
なお，本調査は弘前大学医学部倫理委員会の承認を受けると同時に，事前に全対象者に調査の目的と内容を説明し，調査への参加，協力の同意を得て実施した．
2.2 身体組成値身体組成値は身長を測定した後，体重，体脂肪率，除脂肪体重をインピーダンス法を用いた体内脂肪計（TBF-110：（株）タニタ，東京）で測定した．
2.3 血液生化学検査採血は朝食後約1時間のトレーニング開始直前（トレーニング前）とトレーニング直後（トレーニング後）に実施した．また，採取した末梢血のうち2 mlはそのまま血球成分の分析に用い，残り9 mlは3,000回/秒で10分間遠心分離し血清を分離，抽出した後，血清成分の分析に用いた．
血液生化学検査値はそれぞれ白血球数，好中球数，免疫グロブリン（IgG, IgA, IgM），補体（C3, C4）は免疫状況を把握する目的で測定した．また，筋逸脱酵素値（ALT, AST, LDH, CK）は筋組織の変性・損傷状況を把握する目的で測定した．さらに，抗酸化機能を把握する目的で血清superoxide dismutase（SOD）活性も測定した．
なお，血球成分の測定はシスメックス社の自動血球測定装置（System XE-2100 and SE-9000, Kobe, Japan）を用いた．また，各血清成分はそれぞれAST，ALT，LDH，CK：JSCC標準化対応法，IgG，IgA，IgM，C3，C4：TIA（免疫比濁法），SOD活性はNBT還元法を用い測定した．さらに，トレーニング後のこれらの値はトレーニング前後の体重及びHct，Hbの変化より脱水に影響されていることが明らかとなったことから，トレーニング前後のHct及びHbを用いたPlasma volume法による脱水補正を行なった11)．なお，本結果で用いた全ての血液生化学検査は，三菱メディエンス（株）に委託，実施した．
2.4 好中球活性酸素種（reactive oxygen species: ROS）産生能及び貪食能（phagocytic activity: PA）の測定方法好中球のROS産生能及びPAは，FAC-Scan（Becton Dickinson, San Jose, USA）を用いたTwo-color法により測定した．ROS産生能は蛍光指示剤Hydroethidine（HE: 44.4 μM, Polysciences Inc, USA）を用い，貪食能は蛍光色素Fluorescein isothiocyanate（FITC: Sigma Chemical Co., St. Louis, USA）で標識したオプソニン化ザイモザン（FITC-OZ, Sigma Chemical Co., St. Louis, USA）を用い測定した．ROS産生能の測定は全血200 μlにHE22 μlを加え，37°Cで5分間インキュベートした．貪食能測定はこのうち100 μlにFITC-OZ25 μlを加え，37°Cで35分間インキュベートした．インキュベーション終了後，両サンプルはLyse and Fix（IMMUNOTECH, Marseille, France）により溶血処理した．その後アジ化ナトリウム加PBSにて遠心洗浄後，フローサイトメーターにより測定した．貪食能測定用サンプルについては，測定直前にトリパンブルー30 μl（0.25 mg/ml，pH 4.5, Sigma Chemical Co., St. Louis, USA）を添加し，好中球表面に付着しているだけのFITC-OZの蛍光を除した12,13)．
最終的にFACS scanにより上記2種類のサンプルの好中球1個あたりの平均蛍光強度（Fluorscence intensity: FI）を検出した．さらに，これと好中球1万個中の蛍光陽性細胞率（%）を乗じて累積蛍光強度（Cumulative Fluorescence Intensity: CFI）を算出した．すなわち，本研究ではこれにより得られた総ROS産生量，総PA量をROS産生能とPAとして評価した．
2.5 統計解析及び分析方法結果は，すべて平均値±標準偏差で示した．一方，各調査項目のトレーニング前後の平均値の違いは，すべて ウィルコクソンの符号順位検定を用い統計学的検討を行なった．また，トレーニング前後の平均値の差は，p < 0.05をもって統計学的に有意差ありとした．
Table 1にトレーニング前後の体重の変化を示している．体重はトレーニング後約1 kg有意に低下した（p < 0.01）．
Table 2は筋逸脱酵素値のトレーニング前後の変化を示している．全ての血清酵素値はトレーニング後有意に上昇した（全てp < 0.01）．
| Before the training | After the traininga | Change ratio (%) | |
|---|---|---|---|
| AST (IU/l) | 24.1 ± 6.0 | 28.3 ± 8.1** | 16.3 ± 6.7 |
| ALT (IU/l) | 16.0 ± 4.7 | 17.8 ± 5.2** | 11.0 ± 4.6 |
| LDH (IU/l) | 217.0 ± 41.2 | 265.7 ± 57.7** | 21.9 ± 9.9 |
| CK (IU/l) | 267.4 ± 118.5 | 332.1 ± 142.8** | 24.4 ± 6.2 |
Values are the mean ± standard deviation.
a: Values after the training were adjusted for dehydration by plasma volume.
**: p < 0.01, Significant difference from the value before the training.
Table 3は白血球数・好中球数のトレーニング前後の変化を示している．好中球数が，トレーニング後有意に上昇した（全てp < 0.05）．
| Before the training | After the traininga | Change ratio (%) | |
|---|---|---|---|
| Leukocyte counts (/μl) | 5,033.3 ± 1,140.2 | 5,774.3 ± 844.5 | 18.0 ± 23.8 |
| Neutrophil counts (/μl) | 2,811.2 ± 960.6 | 3,739.4 ± 761.7* | 43.9 ± 50.4 |
Values are the mean ± standard deviation.
a: Values after the training were adjusted for dehydration by plasma volume.
*: p < 0.05, Significant difference from the value before the training.
Table 4は免疫グロブリン，補体のトレーニング前後の変化を示している．IgG，IgA，IgM，C4の有意な上昇がトレーニング後に観察された（p < 0.01, p < 0.05, p < 0.01, p < 0.01）．
| Before the training | After the traininga | Change ratio (%) | |
|---|---|---|---|
| IgG (mg/dl) | 1,012.0 ± 113.3 | 1,045.8 ± 130.8** | 3.2 ± 2.5 |
| IgA (mg/dl) | 175.7 ± 66.3 | 180.4 ± 65.1* | 3.2 ± 3.4 |
| IgM (mg/dl) | 154.8 ± 65.4 | 160.4 ± 67.3** | 4.1 ± 3.6 |
| C3 (mg/dl) | 92.1 ± 13.6 | 94.4 ± 13.7 | 2.5 ± 3.2 |
| C4 (mg/dl) | 19.1 ± 5.0 | 20.2 ± 5.0** | 6.3 ± 4.8 |
Values are the mean ± standard deviation.
a: Values after the training were adjusted for dehydration by plasma volume.
*: p < 0.05, **: p < 0.01, Significant difference from the value before the training.
Table 5は好中球機能と血清SOD活性のトレーニング前後の変化を示している．トレーニング後の総PAに有意な低下が観察された（p < 0.05）．
| Before the training | After the training | Change ratio (%) | |
|---|---|---|---|
| Total ROS production (CFI) | 533 ± 324 | 599 ± 532 | 19.2 ± 64.8 |
| Total PA (CFI) | 679,536 ± 131,485 | 575,305 ± 95,007* | −13.8 ± 14.9 |
| Serum SOD activity (%) | 10.5 ± 1.4 | 10.1 ± 1.5 | −0.4 ± 1.7 |
Values are the mean ± standard deviation.
ROS: reactive oxygen species in neutrophils.
PA: phagocytic activity in neutrophils.
CFI: cumulative fluorescence intensity.
SOD: superoxide dismutase.
*: p < 0.05, Significant difference from the value before the training.
運動実施に伴う激しい筋活動が筋組織を変性，損傷，あるいは筋膜の透過性を亢進させ，筋中に存在した筋逸脱酵素が血中に湧出することが報告されている14,15)．また，この特性により筋逸脱酵素値を測定することがアスリートの筋組織の変性や損傷，筋疲労の蓄積状況を把握するための有効な指標となることが示されている14,15)．すなわち，本結果で筋逸脱酵素値の全てがトレーニング後に有意に上昇したことは，本研究で対象者が実施した2時間30分の柔道を主体とするトレーニングが，対象者の筋組織を変性，損傷させていたことを示していた．
白血球数や好中球と運動に関する先行研究は，一過性の運動によりこれらが上昇し，その上昇は運動強度に依存することを報告している16)．また，これは運動により生じた筋組織の変性や損傷に対する炎症反応であり，幾つかの炎症性サイトカインの関与により上昇することが明らかにされている17)．さらに，これらの上昇が炎症反応によるものだけでなく，運動そのものが各種ストレスホルモンを刺激することによってもたらされるストレス反応の一つであることも報告されている18)．一方，免疫グロブリンや補体は運動により上昇あるいは低下，変化しないという報告がみられ，必ずしも一致した見解は得られていない19-21)．一方，これらが後述する体内で生じる異物の殺菌処理過程においてオプソニン化物質として作用することが先行研究によって明らかとなっている22)．すなわち，本結果でみられた好中球数，IgG，IgA，IgM，C4のトレーニング後の有意な上昇は，本対象者でトレーニング実施に伴い筋組織が変性，損傷することにより，これを抗原としてオプソニン化や炎症反応が亢進すると共にストレス反応が亢進していたことを示唆していた．
好中球は免疫グロブリンや補体が体内に侵入あるいは体内で発生した異物に接着（オプソニン化）したものを効率良く貪食，殺菌処理するという免疫機能を有している22)．またその際，好中球はオプソニン化された異物を活性酸素種産生することにより処理する．一方，好中球が自ら産生するROS で体内に侵入あるいは体内で生じた異物に対して殺菌能を発揮する．その反面，ROS が過剰に生成された場合，これが正常な細胞までも傷つけ酸化的組織傷害をもたらす可能性が報告されている23,24)．また，血中に存在するSODはROSに対するスカベンジャー機能を有し体内で過剰に産生されたROSに反応し消去する25)．本結果ではトレーニング後に総PAの有意な低下が観察され，我々の研究グループの過去の研究結果と一致したものであった3,26,27)．これはトレーニングによる身体的ストレスや疲労の出現が身体機能を全般的に低下させ，これにより免疫機能の一部であるPAも低下していた可能性がある．一方，本結果ではROS産生量に有意な変化はみられなかったものの，トレーニング後の総ROS産生量の上昇率は19.2 ± 64.8%上昇していた．この結果はトレーニング後の本対象者の体内でROSの産生が亢進し，酸化的組織障害が発現していた可能性を否定できない．
以上の結果より，実業団柔道部に所属する女子柔道選手の一過性トレーニング後の身体的疲労の出現状況（オーバーリーチングの症候）として筋組織の変性・損傷，ストレス・炎症反応の亢進，免疫機能の一部低下と酸化的組織障害の亢進が発現する可能性が示唆された．
一方，これらの結果を踏まえた場合，本対象者に対して光治療がトレーニング後のリコンディショニングに有効となる可能性があると考えられた．LLLT及びLEDTと運動の関連を調査した先行研究は，これらの照射が運動前後の試行に関わらず，運動中の筋機能の向上や運動後に発現する筋の変性や損傷，疲労の抑制，回復に有効となる可能性を示している28)．また，これらの研究は光治療における筋パフォーマンス向上・疲労遅延および再生のメカニズムとして，LLLTやLEDTの照射よる生体内でミトコンドリア機能の改善（クレアチンshuttleの変化など）や，酸化作用の抑制（ROS放出の抑制），炎症反応の抑制（COX1，COX2のmRNA発現変化），細胞再生機能の亢進（サテライト細胞の再生）などによるものと考えている28)．さらに，これに関する生体内機序としてLLLT及びLEDTがミトコンドリア膜電位や呼吸鎖の酵素活性を亢進すると共にジャイアントミトコンドリアの構造変化をもたらし，ミトコンドリアから細胞への呼吸鎖促進とATP供給能を高める可能性が考えられている28)．これに加え，これらの反応が運動由来で産生されるRNS（reactive nitrogen species）を減少させるATPを促進的に再合成する可能性があることも示している28)．さらに，LLLTやLEDTの照射が同由来のROS及びRNSによるCa2+放出と筋小胞体の変異を調節，あるいは収縮タンパク質の構造変化やROSによるNa+K+ポンプ活動の低下を抑制する可能性が指摘されている28)．またこれにより，光治療が筋疲労後のROS，RNS産生を抑制すると共に筋ダメージの改善に効果的に働く可能性を示唆している．すなわち，これらのことはLLLT及びLEDTが運動由来で産生されるROSやRNSを抑制すると期待されている．したがって，これらの先行研究結果から，本結果で観察されたようなオーバーリーチングの発現を抱える全てのアスリートのリコンディショニング方法の一つとして光治療が有益なものとなる可能性を示していると考えられた．さらに，これを一過性のトレーニング前後で積極的に活用することが，長期的な身体的疲労の蓄積によってもたらされるオーバートレーニング症候群の予防の一助となる可能性が考えられた．
本研究に関する利益相反はない．
