マイクロラーニング
隙間時間に少しずつビデオや記事で学べるマイクロラーニング。クイズに答えてポイントとコインを獲得すれば理解も深まります。
ウェイトを素早く持ち上げればあなたは迅速になるのか?(強さは特異的)パート1/4
高速での力生成能力を発達させるために、ほとんどのコーチたちは、ジャンプスクワットや、オリンピック・ウェイトリフティングバリエーションのような、負荷をかけて素早く動くことを含むバリスティックエクササイズを使用する。 一方、多くの人々は、アスリートを高速でより強くするのは、素早く動く意図によるものだと答えるだろう。 しかしそれが正しいとすると、バリスティックトレーニングは必要が無くなり、全ては単に従来の高負荷レジスタンストレーニングのみを通じて達成することができるかもしれないということになる。 それでは、筋力の増加は速度特化したものであるのか、もしくはそうではないのだろうか? 下記がそれに対する私の考えである。 「速度特化」の筋力増加とは何を意味するのか? 速度特化の筋力増加が起こるために我々は、トレーニングで使用しているものと同様の動作速度における力生成をテストする際に、最大の筋力増加を見る必要がある。 ゆえに、我々が高速においてトレーニングしている場合、高速において筋力をテストした際に最大の筋力増加、そして低速においてテストした際には最小の筋力の増加を見るべきである。 同様に、我々が低速でトレーニングをする場合、我々は低速において筋力をテストした際に最大の筋力の増加、そして高速においてテストした際には最小の筋力の増加を見るべきである。 もちろん我々は実際には、高速のバー速度を使用してトレーニングすることにより、高速におけるより大きな筋力の増加を生み出すことができるかどうかということに最も興味を持っている。 それほど単純なことなのである。 それでは何故、速度の特異性はそれほどまでに複雑なのだろうか? 負荷を動かしている速度を変化させることができる方法は2つ存在することによって、速度の特異性を解明することは途端に複雑になる。 まず、あなたはバーに対し単に負荷を追加することが可能である。あなたが低負荷および高負荷のどちらに対しても最大の努力をしている場合、これは、力・速度関係により、その動作を遅くする。低負荷と同様な素早さで高負荷を動かすことはできない。これは、ただ不可能なのである。 次に、あなたはどのようにレップを行うのかという意図を変えることができる。それを最大の努力で行うのか、もしくは最大下の努力により行うのかを選択することが可能である。 どちらのアプローチを選択するかにより、結果は異なる。これを理解する最善の方法は、あなたがバーベルにかけている力は、重量(重力による力)および慣性(物質を加速するために必要な力)という2つの部分から成っているということを認識することである。 もしあなたが最初の方法をとり、減速するためにバーにプレートを追加した場合、追加のプレートはより重いため、重量は増加するが、重いバーベルを同様に素早く加速することは不可能なため、(その質量はより大きいにもかかわらず)慣性はわずかに減少することとなる。正味の効果は総力の増加である。 2番目の方法をとり、負荷は同じままであるが、減速するために故意に制御したテンポを使用した場合、重量は同様でありながらもバーベルをより低速で加速することを選んだため、慣性は減少することとなる。正味の効果が総力の減少であることは明白である(ベントレーおよびその他、2010年)。 最初の方法においては、力および速度は筋肉の根本的な能力に適合しているが、2番目の方法においては、力は本来得られるものよりも低い。 ここまでは大丈夫だろうか? バーの負荷を変えることは速度特化の筋力増加を生み出すのか? もしバーへの負荷が速度特化の筋力増加を生み出すのであれば、我々は、低い力を伴う(低負荷)トレーニングは、高い力を使用する場合(高負荷)と比較し、より高速においてより大きな筋力の増加を生み出すということを発見するはずである。 基本的に我々は、ストレングストレーニングプログラムの前後に、低速および高速のグループが同じ速度において筋力をテストした際、おおよそこのようなことを発見するはずである: 理論的な速度特化トレーニングの反応! 多くの研究者たちは、50年近くにわたりこの質問を探求する研究をしてきている。 彼らは、1つのグループは低角速度を使用し、他のグループは高角速度を使用するが、両方のグループは最大の努力をするといったような、2つ以上のグループを比較した際、通常、等速性ストレングストレーニング後において速度特化における結果を発見している。 常にではないが(ファーシング&チリベック、2003年)、概して高速トレーニングは、高等速性速度においてテストした際、より大きな筋力増加につながる(モフロイド&ウィップル、1970年、カイオッツォおよびその他、1981年、コイルおよびその他、1981年、ジェンキンスおよびその他、1984年、ガニカ、1986年、トミーおよびその他、1987年、ピーターセンおよびその他、1989年、ベルおよびその他、1989年、ユーイングジュニアおよびその他、1990年)。 異なる負荷を伴うトレーニングの速度特化の効果は、フリーウェイトを使用する際にはより一貫性が低く観察されるものの、やはり明白である。 興味深いことに、被験者が単関節エクササイズを使用した際(カネコおよびその他、1983年、アーガードおよびその他、1994年、1996年、モスおよびその他、1997年、インゲブリグトセンおよびその他、2009年)、多関節エクササイズを使用した際(アルマスバック&ホフ、1996年、マックブライドおよびその他、2002年、モーラ・クストーディオおよびその他、2016年)よりも、より明らかな速度特化のパターンが存在する傾向にある。このようなことが起こる原因はいくつかあるが、その分析は他の記事において行うこととする。 ポイントの要約:はい、より軽い負荷を使用することは、速度特化における筋力増加を引き起こす。 意図を変えることもまた、速度特化の筋力増加を生み出すのか? 意図が速度特化の筋力増加を生み出すかどうかを解明するのは、非常に困難である。 もちろん、高速において測定された際、最大速度においてフリーウェイトを使用しトレーニングを行ったグループは、最大下速度においてトレーニングを行った同様のグループと比較し(ジョーンズおよびその他、1999年、モリッシーおよびその他、1998年、インゲブリグトセンおよびその他、2009年、ゴンザレス・バディロおよびその他、2014年)、より大きな筋力増加を経験する傾向にあるということを示している研究を探すのは容易である。 この方法に伴う問題は、それが意図のみを測定しているのではないということである。それは意図と実際の筋収縮速度の両方を測定している。 それゆえこれを確かにするために、研究者たちは速度を制御することにより意図の影響を隔離した。彼らは速度をゼロにセットすること、つまり等尺性収縮によりこれを行った。 実際には、筋収縮速度は等尺性収縮においてのみほぼ制御することができる。等尺性収縮は、関節角度が変化しない場合においても一部の筋肉の短縮を含んでいる。等尺性収縮においても、収縮する際、筋は短縮するが、腱は伸長するため、総筋腱単位の長さにおける変化はない。ゆえに速度はゼロではなく、筋肉は力生成の増加に伴いより短縮する(ナリチおよびその他、1996年)。 そうであったとしても、最大速度を意図したトレーニングは高速における筋力測定においてより大きな増加につながり、最大速度を意図、および最大下速度を意図した等尺性収縮によるトレーニングは実際に異なる結果を生み出す。(ティリンおよびその他、2012年b、ティリン&フォランド、2014年、バルシャウおよびその他、2016年)。 ポイントの要約:はい、意図もまた、速度特化における筋力増加を生み出すことができる。
なぜ遠心性のトレーニングは筋挫傷を防ぐことに役立つのか? パート2/2
ハムストリングの筋挫傷はいつ起こるのでしょうか? ハムストリングのケガは遊脚期の終期(股関節と膝関節でハムストリングがアクティブに伸張している時)または立脚期の初期(接地でハムストリングが大きな力を吸収している時)に起こるようです。 初期の研究によれば、接地でかかる高い力がケガの原因であるかもしれないと報告されていましたが(Mann, 1980; Mann & Sprague, 1980)、立脚期の早期ではハムストリングは延長されないようであり、(Yu et al. 2008; Chumanov et al. 2011; Nagano et al. 2014)そのため、立脚期で筋挫傷を負うというアイディアを受け入れることは難しいのです。 その後の研究では遊脚期の終期でハムストリングの筋と腱が最長になることが発見されています(Heiderscheit et al. 2005; Thelen et al. 2005a; Thelen et al. 2005b; Yu et al. 2008; Schache et al. 2012; Schache et al. 2013)。この大きい度合いのひずみは高いレベルの筋力に伴っており(Chumanov et al. 2007; Schache et al. 2010; Nagano et al. 2014)、これが大きなエネルギーの吸収につながっています。 重要なことは、ランニングのスピード(特に非常に早い速度)が速くなるにつれてひずみそのものは増加しないということです。事実、ランニングのスピードが速くなってもひずみは増加しないことを報告している研究は数多く存在します(Thelen et al. 2005a; Thelen et al. 2005b; Chumanov et al. 2007; 2011; Schache et al. 2013)。 一方、ランニングのスピードが速くなるにつれ、遠心性の力は大きくなり続けます。そのため、吸収されるべきエネルギーの量が大きく増え続ける原因になります(Chumanov et al. 2007; 2011)。これはランニングのスピードが速くなればなるほど、さらに大きなエネルギーを吸収する必要があることを意味します。 バランスをとってみると、ハムストリング筋挫傷の筋−腱の長さの変化の研究を特に分析すると、ひずみの度合いよりも吸収されるエネルギーが筋挫傷を促す鍵であるようです。 スポーツではどうなるのでしょうか? スポーツの中で、どの筋に挫傷が起こるのかを考えることは、吸収されるエネルギーのモデルがまだ理にかなうものかチェックすることに役立ちます。このために、少なくとも2通りの方法があります:最もよく筋挫傷になりやすい筋群の状況を見ることと、どの筋群が筋挫傷になりやすいのかを考慮することです。 まず初めに、筋挫傷はかなりのモメンタムを生み出し、それを維持する状況でよく起こるようです。ほとんどのハムストリング筋挫傷は高速のランニングに起因し、歴史的にボールをバウンスするようなモデルとして扱われています(Cavagna et al. 1964)。アスリートはそれぞれの地面接地期(グランド・コンタクトフェーズ)で運動エネルギーを吸収してリリースし、摩擦やシステムの不効率な部分によるエネルギーの消費を補うためにのみ使われます。このエネルギーは同じ筋群の受動的な要素、あるいはその他の筋群の近位部から遠位部への優先順位付けによって、蓄積され戻されます(Jacobs & Van Ingen Schenau, 1992; Jacobs et al. 1996)。 これは吸収されたエネルギーモデルが実に理にかなっていることを意味しています。 次に、最も一般的にケガをしやすい筋群は、常に体の1分節から他の分節へエネルギーを伝達することに深く関わっている筋、つまり2関節筋群です。ハムストリングでは、ほとんどの場合大腿二頭筋の長頭がケガをします(Opar et al. 2012)。大腿四頭筋の中では、2関節筋である大腿直筋が最もケガをしやすいものです(Mendiguchia et al. 2013)。 また、これも吸収されたエネルギーモデルが成立していることを意味しています。 遠心性のトレーニングはエネルギー蓄積を高められるのでしょうか? はい、間違いなくそれは可能です。 遠心性のトレーニングはエネルギーを吸収する能力で、筋の構造と受動的な要素を変化させることで、遠心的な筋力が特異的に向上されます(Kay et al. 2016)。それに伴い、遠心的な過負荷のトレーニングは力を生産し吸収する能力やカッティング・方向転換中のインパルス(力積=力x時間)を高めます。それ以上に、遠心的な過負荷のトレーニング後の力とインパルス(力積)は推進期よりも吸収(制動)期でより大きく向上します。 では何がこのエネルギー吸収を向上させているのでしょうか? 最近の研究によると、エネルギー吸収能力の向上は関節可動域の増加と、中程度~強く関与しています (r = 0.59) (Kay et al. 2016)。これは、エネルギー蓄積の増加と筋束の長さの増加には関連性があることを示唆します。ストレス−ひずみ曲線の下の面積がエネルギー蓄積であり、遠心性のトレーニングが筋束長を増加させることから、この関連は予測されるものです。 しかし、エネルギー吸収能力の向上は、計測されている受動的モーメントの頂点とより親密に(r = 0.92)関連しています(Kay et al. 2016)。これは遠心的な力を生産する特異的能力がエネルギー蓄積能力の大きな関与因子であり、遠心性のトレーニングによる特異的な遠心的筋力増加が主要因子であることを示唆しています。 これらの特異的な遠心性筋力強化は、筋の受動的要素(細胞外基質とタイチン)が硬化したため、および神経的制御の変化のためでもあります。これらの変化は筋の伸張に抵抗し、伸張するたびにさらに大きなエネルギーを蓄積します。 このアイディアに沿い、一つの研究はタイチン(受動的な要素の一つ)がエネルギーを吸収し、ひずみにさらされた時に筋の断裂を防ぐ筋内の物質であるかもしれないことを示しています。しかし、この研究は、通常の運動よりも伸張された筋長においてのみ行われているものです(Leonard et al. 2010)。 単に普通のトレーニングを代わりに行ってはなぜいけないのか? 通常の筋力トレーニングはリフティング・持ち上げる(求心性)と下ろす(遠心性)段階から成り立っていることから、特に制御しながらウェイトを下ろしている場合、遠心性トレーニングが必要ないと考えてしまいがちです。 しかし、筋挫傷のエネルギー吸収モデルが正しければ、これは間違っています。 普通の筋力トレーニング(どちらの段階も同じ負荷がかかっている)を行っていれば、遠心性対求心性の筋力比率を増加させることは決してないでしょう。なぜなら、最大能力に対しての同じ負荷を動かすために発揮する力は、求心性の段階と比較して、遠心性の段階でかなり低く、これはともに、慣性と二つの段階の筋力の違いによるものです。 発揮する力が筋力を強化させるため(筋肥大でなくとも)(Schoenfeld et al. 2014)、これは、遠心性対求心性筋力比率が自然に下向きに横滑りしていくことを意味しています。 では、遠心性トレーニングはどのように筋挫傷を防ぐのでしょうか? 最終的に、私のここでの提案は(他にも同じく提案されているかもしれません)求心性や通常の筋力トレーニングを行えば、次第に遠心性対求心性筋力の比率が下がり、減速能力よりも加速能力が向上するでしょう。すると、伸張—短縮サイクルを含むスポーツの運動(例えばスプリント)を始める場合に、安全に吸収できる運動エネルギー以上のエネルギーを蓄積してしまえることを意味しています。 また一方で、遠心性のトレーニングを使えば、自然と遠心性対求心性の筋力比率が増加し、それによって減速能力は加速能力よりも、より大きく向上します。これは、自分が蓄積できる運動エネルギー以上により大きい運動エネルギーを吸収できるということです。そう考えてみると、これがなぜ筋挫傷のリスクを下げるかを理解するのは難しいことではありません。 まとめ 遠心性のトレーニングは遠心性の筋力を特異的に向上し、これには、筋を硬化させる筋の受動的要素を強化することも含まれます。このため筋はより減速能力を高め、エネルギーを吸収できます。このエネルギーを吸収できる高度な能力が、遠心性のトレーニングの筋挫傷リスクを軽減することへとつながるのかもしれません。 参照文献 Askling, C., Karlsson, J., & Thorstensson, A. 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なぜ遠心性のトレーニングは筋挫傷を防ぐことに役立つのか? パート1/2
たくさんの研究が遠心性のトレーニングが筋挫傷のリスクを下げることに役立つことを証明しているにも関わらず、現在研究者たちの間で遠心性のトレーニングが厳密にどう働いているのかに関する明確な意見の一致はありません。 なぜこれが役立つのか、私はこのように考えています。 筋挫傷は本当によくあることなのでしょうか? 筋挫傷は、個人やチームスポーツにおいてよくある問題です。 国際的なハイレベルのアスリート達において、筋のケガは競技中におきるケガのカテゴリーの中でも一番大きく、総合的なケガの41%を占めており、筋のケガのほとんどは筋挫傷です (Edouard et al. 2016)。フットボールにおいては、下肢の筋挫傷はケガの大半を占め、最も発生しやすい場所はハムストリング、大腿四頭筋、股関節内転筋群、およびふくらはぎとなっています。(Hägglund et al. 2013) 。 ある前向きコホート研究の、566,000時間におけるサッカー選手から記録されたデータによると、4,483件のケガが確認されました(Ekstrand et al. 2011)。最もよく起こるケガのタイプは大腿の筋挫傷(ハムストリングか大腿四頭筋)で、全てのケガのうち17%を占めています。これらの大腿の筋挫傷のうち3分の1は大腿四頭筋の筋挫傷で、3分の2はハムストリングの筋挫傷でした。 当然、そのために、ほとんどの筋挫傷の研究は、特にハムストリングに関連したもので行われています。 この点に関して、遠心性のトレーニングは非常に効果的であるようです。 遠心性のトレーニングは本当にハムストリングの筋挫傷を防げるのでしょうか? つい先ごろ、遠心性のトレーニングプログラムがハムストリングの筋挫傷へどのように影響しているか評価するために、系統的レビューが行われました(Goode et al. 2015)。校閲者は遠心性のトレーニングを行ったグループと行わなかったグループの選手を比較しました。そして、それぞれのグループの中でハムストリングの筋挫傷が何件発生したかを調査しました。 二つのグループを比べるにあたって、遠心性トレーニングのグループで実際に遠心性のトレーニングを行った選手達は対照群に比べてハムストリングの筋挫傷を負った件数は少なかったことを発見しました。最終的な結果として、準拠したアスリートがハムストリングの筋挫傷を負う可能性が0.35倍に減りました。 違う言い方をすれば、遠心性のトレーニングを行わなければハムストリングをケガしてしまう確率が3倍も増えるのです! Goode et al. (2015)によるレビューが実際に書かれた当時、関連する研究は4つしかありませんでした(Askling et al. 2003; Gabbe et al. 2006; Engebretsen et al. 2008; Petersen et al. 2011)。それ以来、最低1つの研究が発表され (Van der Horst et al. 2015)この研究結果も似た結果を報告しています。 これは、かなり決定的なことだと、本当に思います。 それでは、もしすでに高い遠心性筋力を持っていれば筋挫傷を負うリスクが少なくなるのでしょうか? まあ、そんなにシンプルではありません。 高い遠心性の筋力は筋挫傷を防げるのでしょうか? 少なくとも等速性検査の場合、求心性と遠心性のハムストリングの筋力は明白なハムストリングの筋挫傷のリスクファクターではないのです(Opar et al. 2012; Freckleton & Pizzari, 2013; Van Dyk et al. 2016)。 より最近の研究では、ノルディックカールエクササイズによる遠心性の膝関節屈曲の筋力は、ハムストリング筋挫傷を予知できるかもしれないと報告されていますが(Opar et al. 2015; Timmins et al. 2015a)、すべての研究は厳密に同じ結果を報告していません(Bourne et al. 2015)。 ノルディックカール(パートナー無しのバリエーション) 同様に、大腿四頭筋においても、求心性や遠心性の膝関節伸展筋力は明白な大腿四頭筋の筋挫傷のリスクファクターではありません(Fousekis et al. 2010)。股関節内転筋の弱化は、鼠径部の筋挫傷のリスクファクターですが(Ryan et al. 2014; Whittaker et al. 2015)、さらに試験が行われるにつれ同じストーリーを校閲者たちが語るか否かは、それほど明確ではないのです。 それでは、もし筋力(遠心性の筋力も)が完璧に信頼できるリスクファクターでないにもかかわらず、遠心性のトレーニングが筋挫傷のリスクを軽減するのであれば、実際何が起こっているのでしょうか? ただ高いレベルの遠心性の筋力を持っていることではなく、遠心性のトレーニングを行うことがリスクを減らすと私は思います。 ただ全体的に強いことも含め、いろんな理由でアスリートは遠心性のフェーズで強さを発揮するかもしれません。しかしそれは、遠心性のトレーニング後の様々な適応をしてきたことを意味するわけではないのです。これらの適応はもちろん遠心性の筋力生産を高めますが、その他の影響もあります。 アスリートが非常に強いため、高いレベルの遠心性筋力を持っていることもあれば、また、遠心性のトレーニングを行ったために高い遠心性の筋力を持つアスリートもいる、というような矛盾する結果を推定するかもしれません。。 実際、Goossens et al. (2015)によると、高い等尺性対遠心性のハムストリング筋力の比率はハムストリングの筋挫傷のリスクを将来的に高める関連性があります。被験者たちが全般的に強かったとしても、これは必ずしも保護的な要因ではありません。そうではなく、鍵となったのは等尺的に筋力を生産できることよりも遠心的に筋力を発揮できることでした。このような比率を獲得するには遠心性のトレーニングに触れることが必要です。 筋挫傷を防ぐために遠心性のトレーニングは役立ちますが、この一部の理由は様々な特異的な変化が遠心性のトレーニングの後に起こるからです。ただ全体的な筋力強化だけではなく、等尺性や求心性の筋力に比べて遠心性に特化した筋力強化が大切です。 これがまとまったところで、筋挫傷がなぜ起こるのかを見てみましょう。 しかし、“筋挫傷”はともかく何を意味しているのでしょうか? “筋挫傷”はともかく何を意味しているのでしょうか? 筋挫傷の原因に関する定理を理解するには、下記のような基本的な工学専門用語への手引きが必要です: ストレスは一単位の面積における力で、この状況では単に加わる力として考えるのが最も簡単でしょう。この力はランニングやジャンプする時の衝撃を吸収する時に、通常床から体にかかります。 ひずみは相対的な長さの変化で、筋束が最初の長さに比べてどのくらいストレッチされているかを意味しています。筋の“挫傷”とは全く別の意味なので、混乱しないようにしましょう。ひずみは通常パーセンテージで考えられており、安静時の長さに比べての延長をパーセンテージが示しています。アクティブなひずみとは筋が力を発揮している時のひずみを意味しており、長さの変化に抵抗しています。 弾性ひずみの吸収されたエネルギーとはストレス−ひずみ曲線の下の面積です。ですから、ストレス(力)やひずみ(長さの変化)が大きければ大きいほど、吸収されるエネルギーも大きくなります。 それではこれらの用語が筋挫傷とどう関係しているのでしょうか? 筋挫傷はなぜ起こるのでしょうか? 筋挫傷はほぼ常に、筋がアクティブな時、伸張しながらの筋収縮中に起こります(Liu et al. 2012)。筋挫傷はアクティブなひずみの度合い(つまり相対的な筋長の変化)あるいは吸収されるエネルギーによって引き起こされるようですが、どちらがより重要な原因であるかはまだ意見がまとまっていません。 いずれにせよ、この二つのコンセプトは深く関連しています。どちらも伸張しながらの筋収縮が特徴であり(Asmussen & Bonde‐Petersen, 1974)、ストレス−ひずみ曲線の下の面積が吸収されるエネルギーです。ちなみに、ストレス−ひずみ曲線の傾度は物質の硬さと呼ばれ、適用された一単位の力による長さの変化を示しています。 ストレス−ひずみの関係は以下に現されています。 ストレス−ひずみの関係 筋挫傷のメカニズムの研究のほとんどは、一つの筋線維ごとに行われており、力は人工的に刺激され、研究の多くは矛盾した結果を報告しています。 ほとんどの研究は、アクティブなひずみが最も重要な要因だと示していますが(Garrett et al. 1987; Lieber & Friden, 1993; Talbot & Morgan, 1998; Brooks & Faulkner, 2001; Butterfield & Herzog, 2006)、他の研究ではアクティブなひずみのみが原因ではないと示しています(Tsuang et al. 2007)。その他、力が重要な要因であったり(McCully & Faulkner, 1986; Warren et al. 1993; Hasselman et al. 1995)、また違う研究では吸収されたエネルギー(マイナスの仕事とも呼ばれる)が最もよく予知する要因だと報告しています(Brooks et al. 1995; Macpherson et al. 1996; Mair et al. 1996)。 これに加え、筋全体のレベルでは、筋の構造が筋挫傷のリスクにとって重要だと思われていますが、正確にどのように筋挫傷のリスクに影響しているかははっきりしていません(Timmins et al. 2016)。例えば、より短くより羽状形の筋束を持つ人は、ハムストリングの筋挫傷のリスクが高いのですが(Silder et al. 2010; Timmins et al. 2015a; Timmins et al. 2015c)、インビトロでの研究は、羽状の筋は紡錘状の筋に比べてよりひずみに耐えられると示しており(Garrett et al. 1988)、より大きいひずみに対する保護的なメカニズムとして、筋の羽状の角度は実際に回旋することを示しています(Azizi & Roberts, 2014)。これらの矛盾している結果を和解することや、メカニズムを理解するのは難しいことです。 厳密な原因がなんであれ、筋挫傷は筋をアクティブに伸張する際に引き起こされ、吸収されたエネルギーあるいはひずみの度合いによって促されることが、研究の全体的な結果から推定できます。 よりハムストリング筋挫傷の研究を入念に見れば、これはより明確になってくるのかもしれません。
ストレングストレーニングは動きのパターンを変えるか? パート3/3
ストレングストレーニングはラテラルカッティングにおける膝の屈曲を増加するか? ドロップジャンプから一旦離れ、ラテラルカティングに話題を移そう。コクランら(2010)は、あらかじめ計画した状況下と突発的な状況下の両方で、30度と60度のサイドステップと30度のクロスオーバーカティングと直線ランを実施する時の膝の動きに対し4つの異なるトレーニングプロトコルを作り、その効果を評価するという野心的な計画を立てたことがわかる。 それでも、膝の最大屈曲に関する唯一の発見は、フリーウェイトトレーニング(マシーンウェイトトレーニング以外)は実際、カッティング動作での膝の屈曲を減少させた、ということである。この結果によって、ストレングストレーニングは、ラテラルカッティング中のケガにつながるような動きのパターンにとって不利であると推測できるが、ひとつの研究のみをもとにこれを評価するのは難しい。 ストレングストレーニングはドロップジャンプにおける膝の外反を低減するか? 予測したように、ストレングストレーニングだけでは、ドロップジャンプにおける膝の外反は低減しないようだ。少なくとも、キューイングをしてもらえない状況やガイドしてくれるコーチがいない場合にはそうである(マッギンら、2006;マッカーディら、2012;近藤&染谷、2016)。理由として、それが気づかないほどの小さな変化だったのか、または純粋に効果がまったくなかったのかは、明らかではない。 同様に、ドロップジャンプに似ている水平ストップジャンプのストレングストレーニング後でも、膝の外反には効果がなかった(ハーマンら、2008)。 一方、適切な動きに関するフィードバックを伴う時(一種の熟考練習)、ストレングストレーニングは、股関節の外転角度の増加に効果的である。また、水平ストップジャンプでは膝の外反に減少傾向が見られる。興味深いことに、フィードバックだけでは効果的ではない(ハーマンら、2009)。 このことは、ストレングストレーニング、ジャンプ練習の両方とも、ドロップジャンプにおける膝の外反などの主要な動きのパターンを改善するという明確な役割を果たす可能性を示している。 よくよく考えてみれば、これは、ストレングストレーニングと比較してなぜプライオメトリックス(フィードバックの有無に関わらず)の方が、一般的にジャンプ動作における動きのパターンを改善する信頼性が高いのかを説明できる(レファートら、2005;スターンス&パワーズ、2014;ナイマン&アームストロング、2015)。本質的に、それらはストレングストレーニングといくつかの動きの練習を統合し、ひとつのエクササイズにしたものである。 ストレングストレーニングは片脚スクワットにおける膝の外反を低減するか? ドーソン&へリントン(2015)のとても上手く構成され、彼ら自身も誇りに思うべき研究では、グラウンドベースでのストレングストレーニング(大臀筋と中臀筋)の効果と片脚スクワットでの膝の外反のための動きのトレーニングの効果を比較した。どちらのトレーニンググループでも前額面の投射角度は約6.5度減少した。そして、股関節の内転角度も約4.0度改善し、グループ間の差はなかった。 このことは、ストレングストレーニングがドロップジャンプでの膝の外反に効果がないようであっても、簡単な股関節のストレングス(四つん這いの股関節伸展や側臥位での股関節外転)でさえ、片脚スクワットでの膝の外反を改善できるかもしれないことを示唆している。 これはまた、股関節と膝の筋力を片脚スクワットでの膝の外反と関連付けたクレイボーンら(2006)の、発見をある程度証明することとなる。しかし、上記の分析に基づき、着地や両脚スクワットに同じことが当てはまると仮定してしまうのは慎重でなければならない。 最後に、これらの所見の裏付けとして、ウィリー&デイヴィス(2011)の片脚スクワットでの股関節の内転角度に関する研究とオルソンら(2011)の片脚ステップダウンでの前額面の投射角度の研究で、同様の結果を報告した。しかし、どちらのケースにおいても、ストレングクトレーニングだけではなく、ストレングスとレーニングと視覚的フィードバックプログラムのコンビネーションを使用した後だった。 ストレングストレーニングはランニングにおける膝の外反を低減するか? 現在まで、研究ではかなり明確に、ストレングストレーニングは持久力が必要なアスリートにとってランニング効率を改善する効果があるとする一方で、ランニング中の膝の外反には何の影響もないとされている(スナイダーら、2009;ウィリー&デイビス、2011;アール&ホック、2011;ファーバーら、2011;シーリンら、2012)。 ここでその謎に取り組み解明しようとは思わないが、ストレングストレーニングは、片脚スクワットでは効果を発揮するのに、なぜランニング中の膝の外反には効果をもたらさないのかは、とても興味のある疑問である。 これら全てをどのようにまとめるか? ストレングストレーニングの動きのパターンへの影響は、いくつかあるが、我々がどの動き(ドロップジャンプ、片脚スクワット、ラテラルカッティング、ランニング)を測定するかによってその効果は異なるようである。 すでに予想されたことかもしれないが、知っての通り、アスリートの関節可動角は、片脚着地や片脚スクワット、両側着地、両側スクワットなど異なるテスト全てにおいて、必ずしも相互に関係するとは限らない(ドノヒューら、2015)。 つまり、ある動き(より柔らかいドロップランディングなど)のストレングストレーニングプログラムの成果として、関節可動角に有益な変化が自動的に起きるかもしれないが、その一方で、他の危険性のある動きのパターン(外反膝など)は、プライオメトリックスや動きのトレーニング、さまざまなフィードバックを利用するなど何らかの方法で取り組む必要があるだろう。 また、ドノヒューらの示唆の通り、“検査するタスクが異なれば、一人ひとりさまざまなケガのリスクの様相を示すようだ。”ということは理解でき、また、ひとつのテストでストレングストレーニングがたとえ膝の屈曲や外反を改善したとしても、同じことが次のテストで起こるとは限らない。動きのパターンのテストを、ひとつだけではなくいくつも実施する必要がある! 結論 イエス、ストレングストレーニングは、動きのパターンを変えると言える。すくなくとも、いくつかの競技運動で関節の最大角度を変えることにより変えられる。しかし、どの動きをテストしているかによって効果は異なる(たとえば、ドロップジャンプ、片脚スクワット、ラテラルカッティング、ランニングなど)。 ストレングストレーニングで、ドロップジャンプでの股関節と膝屈曲の最大角度は増加し衝撃吸収も増加することで、着地をより“柔らかく”できるようだ。ドロップジャンプでもランニングでも膝の外反は低減しないようだが、片脚スクワット中の膝の外反は低減するかもしれない。 参照文献 Arabatzi, F., & Kellis, E. 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ストレングストレーニングは動きのパターンを変えるか? パート2/3
なぜ、ドロップジャンプなのか? ドロップジャンプは、2つの理由からストレングストレーニングが動きのパターンにどのように影響するかを研究するのに役立つ。 まず、固定された高さから着地する動作の難度は常に一定だからである。これ以外のジャンプ方法は、距離やスピード、跳び上がった高さなど(これらは筋力の機能であり、当然ストレングストレーニングによって変化する)の影響を受ける。 ふたつ目に、好ましくない力学のために起こる急性で非接触傷害は、たいてい着地時に発生すると言われている(メイソン−マッケイら、2015)ことから、研究対象の動きに適している。 ドロップジャンプを見てみると、ソフトランディングは有用であると考えられている。 ソフトランディングとは、スティッフランディングに比べるとより深く膝を屈曲し、床反力の垂直成分(VGRF)は比較的少なく、股関節と膝でより大きなエネルギー吸収を行うことができる(デヴィータ&スケリー、1992)。ストレングストレーニングで筋の遠心性収縮によって、エネルギー吸収が本当に向上できるようになるのであれば、ストレングストレーニングがドロップジャンプの着地での膝がより大きく屈曲するようになるのも、もっともらしいように考えられる。 これは重要なことで、着地時の床反力の垂直成分(VGRF)が大きいと前十字靭帯(ACL)損傷のリスクが増加する可能性があるからである(ヤオら、2010;2011)。よって、着地を柔らかくすることは、恐らくACL損傷の予防にいくらか貢献するかもしれない。 外反膝も、ドロップジャンプにおいて好ましくない動きのパターンと考えられる。 股関節の外転と膝の屈曲と伸展の強度が低いと、片脚スクワット時の膝の外反が増加する(クレイボーンら、2006)という研究が一件あったものの、ほとんどのスクワットの動きで膝の筋力と外反との関係性はないという傾向がある。ただ、股関節の筋力と膝の外反との関係性は多少見られる(クロンストレームら、2016)。 実際、足首の背屈の可動性不足と下半身の筋力低下は、スクワットの動作中の膝の外反をより起こしやすくしてしまうようである(ベルら、2013;マロイら、2015;メイソン−マッカイら、2015)。 よって、外反膝はまたACL損傷と膝損傷全般のリスク要因であると考えられるが(ウェイス&ワットマン、2015)、その後の分析でストレングストレーニングをすることによって膝の外反に何らかの変化をもたらすとは考え難いとされた。しかし、もし何らかの影響があるとしたら、それは片脚スクワットである可能性が最も高い(クレイボーンら、2006)。 そこで、ストレングストレーニングがどのように動きのパターンを変えるのか見てみよう! ストレングストレーニングはドロップジャンプにおける膝の屈曲を増加するのか? 標準的なストレングストレーニングは、実際ドロップジャンプにおける膝の屈曲の最大角度を増加するようであるが(マッカーディら2012;近藤&染谷ら、2016)、そのような改善がいつも起こるとは限らない(アラバツィ&ケリース、2012)。 それが起こる際、地に足が着いた時に膝の屈曲が大きければ、より長い時間をかけて関節可動域を使って衝撃を吸収することになるので、トレーニング前に比べて着地が“より柔らかくなる”ということになる。(ポラードら、2010; マッカーディら、2012)。 下記のグラフの通り、マッカーディら(2012)の報告によると、レジスタンストレーニングの経験を4.3年間持つ女性アスリートたちのグループを対象とした、従来のバーベルを使ったエクササイズを使用した研究では、ストレングストレーニングを行ったグループで膝の最大屈曲が増加した。一方、この研究中にレジスタンストレーニングをやめてしまった対照グループは、それと反対の傾向が見られた。 ストレングストレーニングでドロップジャンプにおける膝の屈曲が増加 徒手抵抗を加えた股関節の外転(横臥位で行う股関節外転)と股関節の外旋(横臥位で行うクラム)を手持ち動力測定法で負荷を固定し計測した際、下記のグラフの通りドロップジャンプで測定した全ての時点で膝の屈曲に増加傾向が見られものの、最も差異の大きなポイントにおいて膝の屈曲が最大7.5度増加したことを近藤&染谷(2016)は発見している。 ストレングストレーニングでドロップジャンプにおける膝の屈曲が増加 対照的に、レジスタンストレーニング(オリンピックウェイトリフティング以外)の経験を持つ男性アスリートのグループでは、標準のストレングストレーニング後の20cm、40cm、60cmからのドロップジャンプテストでこれとは異なる傾向があることをアラバツィ&ケリース(2012)は観察している。同様にオリンピックウェイトリフティング後にもこれとは異なる傾向が見られた。 あくまでも参考までだが、レファートら(2005) の報告でも、膝の屈曲が8度増加したとあるが、これはストレングストレーニングのみではなく、いくつかの静的ストレッチとバランスエクササイズもプログラムに組まれていた。膝の総関節モーメントのピーク値を縮小することに加え、おそらくインパルス(力・時間)をより長い時間かけて拡大することで、より柔らかく着地することは衝撃を減少するということを確認した。 最後に、ドロップジャンプとまったく同じではないが良く似たジャンプ(水平ストップジャンプ)では、ハーマンら(2008)は、アマチュアの女性アスリートのグループでの膝屈曲の最大角度に何の変化も見つけることができなかった。しかし、アスリートだったにも関わらず、トレーニングプログラムにはリハビリテーションで使用されるものに似ている弾性抵抗が使われたので、有意な適応が生じるだけの十分な負荷ではない可能性があった。 ストレングストレーニングでドロップジャンプにおける股関節の屈曲が増加するか? ストレングストレーニングは、ドロップジャンプにおいて股関節屈曲の最大角度を増加すると考えられる(アラバツィ&ケリース、2012;マッカーディら、2012;近藤&染谷、2016)が、常にそのような増加が起こるとは限らない(アラバツィ&ケリース、2012)。 このような増加は同様に、トレーニングの前にくらべて着地が“柔らかく”なったと解釈されてきた(ポラードら、2010)。なぜなら地面に着地する時に体幹のROMが大きければ大きいほど、上半身の内的負荷の減速をより長い時間をかけて行うことになるので、力の最大値を小さくできるからである。 マッカーディら(2012)の報告によると、4.3年間のレジスタンストレーニング経験のある女性アスリートのグループを対象に従来のバーベルエクササイズを行った結果、股関節の屈曲が増加した。しかし、この結果は統計学的有意性には達しなかった。下記のグラフの通り、研究期間中に抵抗トレーニングをやめたグループは逆の傾向を示した。 ストレングストレーニングでドロップジャンプにおける股関節の屈曲が増加する 抵抗を加えた股関節の外転(横臥位で行う外転)と股関節の外旋(横臥位で行うクラム)を、手持ち動力測定法で負荷を計測した際、ドロップジャンプでの股関節の屈曲が荷重時に15度増加し、衝撃吸収時に16度増加したことが近藤&染谷(2016)によって分かった。 ストレングストレーニングでドロップジャンプにおける股関節の屈曲が増加する また、アラバツィ&ケリース(2012)によると、ストレングストレーニング後にも関わらず相反する結果がでたことが分かった。何種目かのレジスタンストレーニング(オリンピックウェイトリフティング以外)をした男性アスリートのグループでは、20cm、40cm、60cmからのドロップジャンプテストで異なる結果が出たことによって、またしても解釈が難しくなってしまった。
ストレングストレーニングは動きのパターンを変えるか? パート1/3
優れた動きのパターンは、より優れたアスリートを生み出し、ケガの可能性を低下すると多くの人は信じている。そのようなことから当然、動きのパターンを向上させるために数多くのプログラムが構成されてきた。 当初は、主に張っている筋を伸ばし、弱い筋を特別なエクササイズで強化するという方向性のプログラムだった。 最近では、リスクのある動き(たとえばドロップランディング)を定期的に行う場合、キューイングを用いることで徐々に改善するような、フィードバックを伴った運動実践の効果について多くのリサーチが行われている。 しかし、一歩引いて見てみると、標準的な既成のストレングストレーニングプログラムと言われているものが結局、どのくらいみなさんの動きのパターンを変えるというのだろうか? 専門家の介入やストレッチ、フォームローラー、特別なエクササイズ、キューイングさえなかったとしたらどうだろうか? 調べてみよう! “動きのパターン”とは何を意味するのか? “動きのパターン”という表現は、だれもがすぐに認識する概念のひとつだが、記憶として残るような明確な定義まで提示する人はだれもいなかった。 残念ながら、今すぐ(または近日中に)私はこの問題を解決しようとしているのではない。 そうは言っても、動きそのものは、ひとつの関節の回旋角度によって構成され、その関節の回旋量(関節可動域やROMと呼ばれる)は、ストレングストレーニングプログラムを行うことによって変わってくる。 動きの中で関節のROMが変わってくるのであれば、動きのパターンもまた変化するはずである。 では、この論稿の目的として、実用本位のストレングストレーニング後、さまざまなスポーツでの動きにおける関節の最大ROMが変わるかどうかについて調べていこう。今回は、下半身の動きとして股関節と膝関節に限ってみる(なぜなら、私が最も精通している分野なので)。 “ストレングストレーニング”とは何を意味するのか? 少し我慢して読んでほしい。我々は皆ストレングストレーニングが何であるか知っているが、文献は幾らか複雑である。 トレーニングプログラム後の動きのパターンの変化を評価した研究のほとんどは、ケガを予防する方法を探し求めるために行われてきたものである。その結果、何でもかんでも取り入れてしまった。 このように何でも取り込むトレーニングプログラムでは結局、ストレングストレーニング(内的キューイングの有無にかかわらず)やバランス、プライオメトリックス、コアの安定化、静的ストレッチなど、研究者が思いつく限りの、何らかのケガの予防効果を生みだすためのテーマパークのようになってしまう。 これは、もちろん十分理解できる。なぜなら、効果のある何かを探す必要があるからである。 しかし、ストレングストレーニングが動きのパターンをどのように変化させるのか調べてみたいと思うのであれば、この種のプログラムを調査した研究は役に立たない。なぜなら、その他の介入が我々に、木を見て森を見ない状況を作り出してしまうからである。 誤解のないように言うと、私が言う“ストレングストレーニング”プログラムと動きのパターンへの効果とは、だれもがジムへ行って自分でできるいわゆるストレングストレーニングのことを意味する。それ以外のなにものでもない。 それにしても、ストレングストレーングがケガのリスクを減らすことができるというエビデンスはあるだろうか? ストレングストレーニングはケガのリスクを減らすことができるのか? 広く調査されてきたわけではないものの、数少ない研究ではあるが、 標準的ストレングストレーニングプログラム(他のトレーニングなどを行わない)は、確かに全般的なケガの発生を減少できたとしている。 読者のみなさんのほとんどが、この総論を読むずっと前に、思い出すことができるが、ヘイナら(1982)は、高校生のアスリートたちを対象に、ウェイトトレーニングを行っているアスリートとそうでないアスリートを比較して症例対照研究を行った。ウェイトトレーニングを行っているアスリートの方が、そうでないアスリートに比べ負傷率が低かった(26.2 vs. 72.4%)。 説得力のある一方で、この結果のフォローアップは行われなかった。 それからずいぶん時間が経過して、レンハードら(1996)が、大学のサッカー男子チームのケガの状況を4年間にわたって記録した。最初の2年間は選手のだれもストレングストレーニングをしなかった。3年目と4年目では、選手全員がストレングストレーニングを年間通して行った。負傷の発生は、全1,000出場に対して15.2件から8.0件に減少した。 またこれもかなり説得力がありながら、この発見も深く追究されることはなかった。 ずっと最近になって、似たような研究があるのを見つけた。ゾイダら(2016)は、ユースサッカーのエリート選手(13-14歳)に対して12週間のストレングストレーニングの効果を評価した。ストレングストレーニングを行わなかったグループでは、13件の負傷があった。その数は、ストレングストレーニングを行ったグループの負傷数4件よりも多いものであった。 これを前提に、ドロップジャンプの関節可動角度におけるストレングストレーニングの効果を見てみよう。
スクワットで内側広筋のアクティベーションを強調することはできるのか? パート2/2
スクワットにおいてROMは内側広筋にどのように作用するのか? 全体的に見て、スクワットでの内側広筋と外側広筋のアクティベーションレベルは、少なくともエクササイズの全ROM(可動域)に渡り計測した場合、非常に似ています(Signorile et al. 1994; Wilk et al. 1996; Ninos et al. 1997; Mirzabeigi et al. 1999; Escamilla et al. 2001a; Andersen et al. 2006)。 しかし、内側広筋と外側広筋のアクティベーションレベルは、エクササイズのROM全体の各パートでも似ているのでしょうか? そのようです。 内側広筋と外側広筋のアクティベーションは、膝関節角度の変化に伴い互いに一致して変化するように見えます。例えば、バーベルバックスクワット中の大腿直筋、外側広筋、内側広筋のそれぞれが各々のピークEMG振幅に達する点は、89-95度の間の同じ膝関節角度になるときなのです(Escamilla et al. 2001a)。 そしてその他の関節角度における各大腿四頭筋のアクティベーションの間には、ほとんど差がないようです。例えば、Andersen et al. (2006) は、バーベルバックスクワット中に膝関節角度10度から100度の間を10度間隔で内側広筋及び外側広筋のEMG振幅を計測し、そして各関節角度における両者の比率を計算しました。比率は膝関節角度の増加では変化せず、およそ1:1のままでした。これは、内側広筋を外側広筋よりアクティベートされた状態にするスクワットの膝関節角度はないことを表しています。 同様に、Ninos et al. (1997) は、バーベルバックスクワットでは異なる膝関節角度に渡り内側広筋のアクティベーションが外側広筋と全く同じような反応を示し、やはりボトムポジションでピークアクティベーションに達することを示しました。 下の図で、膝関節屈曲角度の変化に伴う内側広筋と外側広筋の平行した変化を見ることができます: つまり、内側広筋はスクワットにおいて外側広筋と根本的に違うことは全くしておらず、ボトムポジションでその他の大腿四頭筋よりも相対的により重要であるということは決してないのです。 これは、膝伸展において、膝関節角度が内側広筋の優位なアクティベーションにどのように影響するかを調べ、何も効果がなかったとする詳細な研究によって支持されています(De Ruiter et al. 2008)。 従って、内側広筋がスクワット中のボトムポジションにおける筋力のために特別重要であるという可能性は低そうです。 そもそも内側広筋は優位にアクティベートされることができるのか?(パート1) 私が先に説明したように、理学療法の研究者たちは、しばしば内側広筋を外側広筋のアクティベーションよりもより大きく増加させることができるエクササイズやテクニックを特定しようと試みてきました。 これは、膝蓋骨のトラッキング不良が膝前面痛のバイオメカニクス的一因であることが明らかにされ、内側広筋と外側広筋が膝蓋骨を異なる方向に引っ張ると思われることから、これらの筋肉のバランスが膝蓋骨のトラッキング不良を左右するかもしれないからです。また、内側広筋の選択的筋委縮は、歴史的に膝前面痛に苦しむ人々において見られてきたため、内側広筋を鍛えることが問題を解決するだろうと考えられてきました。 二つの分野の新しい調査がこのセオリーに水を差しました。 第一に、非活動性筋萎縮は膝の痛みを持つ人々の内側広筋だけではなく、大腿四頭筋の全てに渡り見られました(Giles et al. 2013; 2015)。 次に、外側広筋と内側広筋は実際神経支配の大部分を共有しているようです(Laine et al. 2015)。これは内側広筋を外側広筋と別々にアクティベートさせることを難しくさせるだけでなく、実際現実的には不可能なのです! 実際に、たくさんの異なるエクササイズを調べてきた研究者たちは、膝関節伸展動作を含むエクササイズにおいて内側広筋のアクティベーションを外側広筋のアクティベーションよりも大きく増加させることは、スタンスの幅、股関節の角度、あるいは足の角度をどう変えるかに関わらず、非常に難しいと結論づけました(e.g. Cerny, 1995; Laprade et al. 1998; Mirzabeigi et al. 1999; Tang et al. 2001)。 例えばスクワット中の等尺性股関節内転のような、いくつかの研究で外側広筋の振幅に比べより大きな内側広筋のEMG振幅を引き起こすように見られたもっとも有望なアイディアのいくつかでさえも(Hyong, 2015)、実際は誤った種類の電極を使ったことにより起こった単なる人工的産物なのかもしれません(Wong et al. 2013)。 従って、20個以上のそのような研究のレビューが、恐らく大腿四頭筋が同じような神経支配を共有しているために(Laine et al. 2015)「下肢の関節の向きを変えることは…内側広筋のアクティベーションを外側広筋以上に優位に増強しない」と最終的に結論付けていることは驚くべきことではありません(Smith et al. 2009)。 そもそも内側広筋は優位にアクティベートされることができるのか?(パート2) もしもなんらかの理由で、あなたが内側広筋のアクティベーションを外側広筋のアクティベーションよりも増加させようとすることが可能であるとまだ信じており、それを試してみようと断固として決めているならば、次のテクニックの一つを試してみることもできるでしょう: ワブルボードのような、より不安定な表面を使用してスクワットをする(Hyong & Kang, 2013; Park et al. 2015) より遅いスピードでスクワットをする(Yoo, 2015) これは異論が多いが(De Ruiter et al. 2008)、膝関節完全伸展前の膝関節伸展ROM最後の30度を強調するエクササイズあるいはテクニックを用いる(ことも可能である)(Duffell et al. 2012) 筋電図に基づいたバイオフィードバックを採用し、内側広筋に注目する(Ng et al. 2008) スクワットで前額面の膝の距離を縮めやすくするために視覚的フィードバックを採用する(Hwangbo, 2015) なぜ内側広筋を優位にアクティベートしようとするのか? しかしながら、最終的には、もしあなたのゴールが脚のサイズの増進、またはスポーツでもっと上手になりたいかのどちらかであるならば、内側広筋をターゲットとする計画的な努力をすることはほぼ確実に必要ありません。 もしあなたの主なゴールが脚の肥大であるなら、長期間の試行によって示されているように(Fonseca et al. 2015)、スクワットは大腿四頭筋のうち3つの単関節筋全てを極めて効果的に使います。その一方で、スクワットは二関節筋である大腿直筋にはさほど効果的ではないため、あなたはただスクワットをするだけではいけません。大腿直筋のために別なエクササイズを加えなくてはなりませんが、ニ―エクステンションはとても良い選択です。 もしあなたの主なゴールがスポーツでもっと上手になりたいということであれば、スクワットはそのゴールのためにも大いに役立つでしょう。これに加えて、あなたの主な考慮はポステリアチェーンをもっとも効果的に発達させる方法を見出すことであるでしょうが、時間が迫ってきていますので、それについては別な日にお答えしましょう。 結論 スクワット中に内側広筋のより大きい相対的アクティベーションを狙うことは、恐らくワイドスタンスの代わりにナロースタンスを用いても、平らな表面でスクワットをする代わりに踵を高くしても不可能でしょう。スタンスの幅は大腿四頭筋のどの筋肉のアクティベーションにも効果がなく、踵を上げることは恐らく全ての大腿四頭筋に全く同じように影響を及ぼします。これは多分大腿四頭筋が類似した神経支配を共有しているからであり、それらの筋肉を個別にターゲットにすることは非常に困難です。 加えて、スクワットのボトムポジションでは、全ての大腿四頭筋があなたを深い位置から抜け出させるためにとても一生懸命働いています。しかしながら、上記の分析に基づき既に予測されるように、内側広筋が他のどの大腿四頭筋よりももっと重要であるということはないのです。 参照 Alves, F. 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スクワットで内側広筋のアクティベーションを強調することはできるのか? パート1/2
一部のストレングスコーチたちは、ナロースタンスで、あるいは踵を高くしてスクワットをすると、内側広筋優位な筋肥大を引き起こすことができると示唆してきました。 彼らは、スクワットのボトムポジションでは、内側広筋がその他の大腿四頭筋よりもより重要であると信じているため(それが本当に真実かどうかは別な問題ですが)、内側広筋をトレーニングすることは必須であると主張しています。 しかし、私たちはスクワットで内側広筋のアクティベーションを強調することができるのでしょうか? そしてもしそうならば、スタンスの幅を変えたり、あるいはヒールリフトを加えることによってできるのでしょうか? 見てみましょう! ナロースタンスは内側広筋のアクティベーションを増加させるのか? 過去20年以上に渡り、複数の研究がナロースタンス・スクワットとワイドスタンス・バーベルバックスクワットの間には一般的に大腿四頭筋のアクティベーション(特に内側広筋のアクティベーション)の差がないことを筋電図(EMG)振幅を用いて発見しています(McCaw & Melrose 1999; Escamilla et al. 2001a; Paoli et al. 2009)。 さらには、Ninos et al.(1997)は、2つの異なる股関節回旋角度(つま先が外側を向いている・つま先が前方を向いている)を用いたバーベルバックスクワットにおいて、両者の間に内側広筋のアクティベーションの差はなかったことを発見しました。そしてMurray et al.(2013)は、3つの異なる股関節回旋角度(つま先が外側を向いている・つま先が前方を向いている・つま先が内側を向いている)での負荷がかかったマシンスクワットを調査した際、内側広筋のアクティベーションには差がなかったことを発見しました。 つまり、私たちが純粋なワイドスタンス・スクワットについて話しているにしろ、あるいはただつま先を真正面にするのではなく足部を外側に回旋させるということについて話しているにしろ、バーベルバックスクワットのスタンスの幅によって内側広筋のアクティベーションが変わることはないのです。 事実、股関節回旋角度が内側広筋対外側広筋のアクティベーション比率に及ぼす影響を調べるとき、「影響なし」以外のものを見つけるには、自重スクワットに関する研究例のある理学療法の文献をかなり深く掘り下げなくてはなりません。 それでも、ニュートラルポジションの有益な効果を報告している研究もあれば(Kim & Song, 2013)、内側に回旋されたポジションがもっともよいと報告している研究もあることに気が付くでしょう(Lam & Ng, 2001)。つまり、明確な答えはないのです、実際のところ。 従って、スタンスの幅は、恐らく内側広筋のアクティベーションには影響を与えないでしょう。 踵を高くすることは大腿四頭筋のアクティベーションを増加させるのか? スクワットで踵を高くすることが内側広筋を優位にアクティベートさせることができるかどうかを見る前に、まずヒールリフトを加える、あるいはデクラインボードを用いると大腿四頭筋のアクティベーション全体に何が起こるかを見てみましょう。 研究の中には1,2個のヒントがあります。 複数の研究が、片脚エキセントリックデクラインスクワット(25度という急な傾斜のデクラインボードがもっともよく用いられた)について調査してきましたが、その多くはそのエクササイズが膝蓋腱障害を治療するためにより優れた治療効果があるかどうかを見出すことが目的でした(Purdam et al. 2004; Young et al. 2005)。 これらの研究の結果として、私たちは片脚スクワット中に傾斜(デクライン)を用いることが膝関節伸展モーメントを増加(そして大腿四頭筋EMG振幅を増加)させる傾向があり、同時に股関節伸展モーメントを減少させ、エクササイズをより膝優位なものにすることを見ることができます。これは、大腿四頭筋がより働かなくてはならないことを意味しています(Kongsgaard et al. 2006; Zwerver et al. 2007; Frohm et al. 2007)。 それゆえに、私たちはデクラインボード(つまり高くなった踵)が、両脚スクワットにおいてもより大きな大腿四頭筋アクティベーションを生み出すと予測するでしょう。 次に、異なる種類のフットウェアを比較したバーベルスクワットの研究から、踵の挙上が膝屈曲をより大きくすることを可能にしているのを見ることができます(Sato et al. 2013; Sinclair et al. 2014; Southwell et al. 2016)。より大きな膝関節屈曲ピーク角度は、その他の条件が同じである場合、大腿四頭筋をより働かせる(そのためにより高いアクティベーションを表す)ことになるでしょう。そしてより高い踵のフットウェアは、より平らなフットウェアと比べ、より大きな純膝関節伸展関節モーメントを生み出すようです(Southwell et al. 2016)。 つまり、デクラインボード(つまり高くなった踵)は大腿四頭筋がより働くことにもつながりそうです。実際、バーベルバックスクワット中に踵を高くすることに注目した最近の研究は、体幹の傾きがより小さいため、より小さな股関節屈曲ピーク角度を伴ってより大きな膝関節屈曲ピーク角度を生み出しているように見えます(Charlton et a. 2016)。 異なる種類のフットウェアかヒールウェッジのどちらかを用いての大腿四頭筋のEMG振幅に実際注目した研究はほとんどありませんでしたが、デクラインボードを用いて踵を高くすることは大腿四頭筋のアクティベーションを高めているようです(Edwards et al. 2008; Ki et al. 2014; Yu et al. 2014; Lee et al. 2015)。ただ、1、2個の例外はあります(Chae et al. 2007; Alves et al. 2009; Dionisio et al. 2013)。 しかしながら最終的には、膝関節屈曲における効果、そして全体的な身体の動作パターンの変化によって生じる股関節から膝関節への明確なシフトを考慮すると、デクラインボードあるいは高くされた踵が、スクワット中の全体的な大腿四頭筋のアクティベーションの増加を導くだろうということは非常に論理的であるようです。 トレーニングプログラムを計画する時にそのことを知っておくとよいでしょう。 踵を高くすることは内側広筋のアクティベーションを増加させるのか? それでは、スクワット中踵を高くすることが大腿四頭筋のアクティベーションを全体的に増加させるようであることはわかりますが、内側広筋、そして外側広筋のEMG振幅はどうでしょうか? それらは同じような反応を示すのでしょうか?あるいは、踵を高くすることが内側広筋対外側広筋のアクティベーション比率を変えるのでしょうか? 現在のところ、ヒールリフトが大腿四頭筋のアクティベーションに及ぼす影響について調べた研究の大多数(Chae et al. 2007; Edwards et al. 2008; Alves et al. 2009; Dionisio et al. 2013; Ki et al. 2014; Yu et al. 2014; Lee et a. 2015)は、ヒールリフトを高くすることにより内側広筋と外側広筋のEMG振幅が互いに対してどれだけ変化したかについて、大きな差がなかったことを発見しています。 その二つの筋群が、ヒールリフトの変化によりとても互いに似た傾向を表すことが、下の表で見ることができます(Ki et al. 2014)。 更に最近では、Slater & Hart (2016)がトレーニングをしていないが健康な被験者において、自重スクワットで踵を上げる(つま先立ちで)ことによる影響を評価しました。彼らは踵を上げることが内側広筋のアクティベーションを減少させると同時に、外側広筋のアクティベーションを増加させることを発見しました。つま先立ちになることはインクラインスロープの効果を計測することとは同様でないものの、もし内側広筋のより大きなアクティベーションを意図するのであれば、踵を高くすることは望ましい結果を達成しないだろうとその研究は示唆しています。 つまり、内側広筋と外側広筋の間のアクティベーションのバランスは、スクワット中に踵を上げることでは変わらないようです。 スクワットにおいてROMは大腿四頭筋にどのように作用するのか? 私が先に触れたように、一部のコーチたちはボトムポジションにおいて内側広筋が重要であると信じているため、スクワット中の内側広筋のアクティベーションによく関心が持たれています。 スクワットにおける足首、膝、そして股関節の外的モーメントアームの長さを注意深く見ると、スクワットはボトムポジションでもっともきつく、よりトップに近いところでもっとも楽であることがわかるでしょう(Escamilla et al. (2001b)。下の図で股関節及び膝関節の関節モーメントアームの長さを見ることができます: もしあなたがこれまで重いバーベルでスクワットをしたことがあるのならば、すでにこのことをご存知でしょう。 エクササイズのボトムが近づくにつれて全ての主働筋がアクティベーションを増加させることは完全に納得がいきますし、事実これがまさに起こっていることなのです(Escamilla et al. 1998)。 しかし、内側広筋はそのアクティベーションを更に増加させるのでしょうか? 参照 Alves, F. S. M., Oliveira, F. S., Junqueira, C. H. B. F., Azevedo, B. M. S., & Dionísio, V. C. (2009). Analysis of electromyographic patterns during standard and declined squats. Brazilian Journal of Physical Therapy, 13(2), 164-172. Andersen, L. L., Magnusson, S. P., Nielsen, M., Haleem, J., Poulsen, K., & Aagaard, P. (2006). Neuromuscular activation in conventional therapeutic exercises and heavy resistance exercises: implications for rehabilitation. Physical Therapy, 86(5), 683-697. Cerny, K. (1995). Vastus medialis oblique/vastus lateralis muscle activity ratios for selected exercises in persons with and without patellofemoral pain syndrome. Physical Therapy, 75(8), 672-683. Chae, W. S., Jeong, H. K., & Jang, J. I. (2007). 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ストレングストレーニングは運動パターンを変化させるか?パート2/2
ストレングストレーニングはドロップジャンプにおける股関節屈曲を増加させるか? ストレングストレーニングはドロップジャンプにおける股関節最大屈曲角度を増加させるようですが(Arabatzi & Kellis, 2012; McCurdy et al. 2012; Kondo & Someya, 2016)、そのような増加が常に起こるとは限りません(Arabatzi & Kellis, 2012)。 地面に触れた瞬間の体幹ROMがより大きくなると、上半身の慣性負荷の減速がより長い時間をかけて起こることによってピーク力をより小さくするため、そのような増加は、着地がトレーニング前よりも“柔らかい”という意味と同じように解釈されてきました。 McCurdy et al. (2012)は、4.3年のレジスタンストレーニングの経験を持つ女性アスリートのグループに対し、伝統的なバーベルエクササイズを用いた実験にて股関節屈曲の増加を報告し、レジスタンストレーニングを研究の間中止したコントロール群においては、下のグラフで見られるとおり逆の傾向を示したにもかかわらず、この結果は統計的な有意差には至りませんでした。 ストレングストレーニングでドロップジャンプにおける股関節屈曲は増加する Kondo & Someya (2016)は、手持式ダイナモメーターによって負荷を一定にした徒手抵抗での股関節外転(側臥位での股関節外転)及び股関節外旋(側臥位でのクラム)を用いて、ドロップジャンプにおける股関節屈曲が着地時に15度、そして衝撃吸収の地点では16度増加したことを発見しました。 ストレングストレーニングでドロップジャンプにおける股関節屈曲は増加する そしてレジスタンストレーニング(オリンピックリフティング以外)の経験がある男性アスリートのグループにおいて20cm、40cm、そして60cmの高さのボックスからのドロップジャンプをテストしたArabatzi & Kellis (2012)は、ストレングストレーニングの後に矛盾した結果を発見し、そのことがまた彼らの結果の解釈を難しくさせています。 ストレングストレーニングはラテラルカッティングにおける膝関節屈曲を増加させるか? ドロップジャンプから一旦離れてラテラルカッティングに目を向けると、Cochrane et al. (2010)が、あらかじめ計画された状況及び不測の状況の両方での、30度及び60度のサイドステップ、30度のクロスオーバーカッティング、そして直線のランニング中の膝の運動に対して、4つの異なるトレーニングプロトコルが及ぼす影響を評価するための大掛かりな計画に着手していたことを見ることができます。 それでも、膝関節最大屈曲に関する唯一の発見は、フリーウエイトトレーニング(マシンによるウエイトトレーニングではなく)が実際にカッティング操作での膝関節屈曲を小さくしたということでした。この結果は、ラテラルカッティング中の怪我につながる運動にとってストレングストレーニングが不利であるようだと受け取られるかもしれませんが、このことを一つの研究に基づいて評価するのは難しいことです。 ストレングストレーニングはドロップジャンプにおける膝関節外反を減少させるか? 私たちが予測していた通り、少なくともキューイングや誘導するコーチングによる補助なしで行われた場合には、ストレングストレーニング単体がドロップジャンプにおける膝関節外反を減らす傾向はありません(McGinn et al. 2006; McCurdy et al. 2012; Kondo & Someya, 2016)。これが、変化が小さすぎて認知できないからなのか、あるいは純粋に効果がないためなのかはあまり明らかではありません。 同じように、水平ストップジャンプにおける膝関節外反にも、ドロップジャンプの場合と同様にストレングストレーニングは効果がありません(Herman et al. 2008)。 その一方で、適切な運動についてのフィードバック(計画的訓練の一形式)を併用した場合、ストレングストレーニングは股関節外転角度の増加に効果的であり、また水平ストップジャンプ中の膝関節外反の減少傾向をも示しています。興味深いことに、フィードバック単独では効果はありません(Hermann et al. 2009)。 このことは、ストレングストレーニングとジャンプ訓練の両方が、膝関節外反を含むドロップジャンプ中の重要な運動パターンを向上させる明確な役割を担っている可能性を示唆しています。 もしあなたがそのことを考えるならば、これはなぜジャンプ運動における運動パターンを向上させるために、プライオメトリクス(フィードバック有り・無し)がストレングストレーニングよりも一般的にふさわしいかを説明しているでしょう(Lephart et al. 2005; Stearns & Powers, 2014; Nyman & Armstrong, 2015)。プライオメトリクスは、ストレングストレーニングといくつかの運動訓練を一つのタイプのエクササイズに本質的に統合させているのです。 ストレングストレーニングはシングルレッグスクワットにおける膝関節外反を減少させるか? 著者自身がとても誇りに思うべきである、非常にうまく構成されたDawson & Herrington (2015)による一つの研究の中で、彼らは、運動訓練を伴う床の上での股関節のストレングストレーニング(大殿筋及び中殿筋)がシングルレッグスクワットにおける膝関節外反に及ぼす影響を比較しました。彼らは両トレーニンググループにおいて大腿軸と下腿軸の前額面における角度が約6.5度減少し、股関節内転角度は約4.0度向上したこと、そしてグループ間の差がなかったことを発見しました。 このことは、ストレングストレーニングがドロップジャンプ中の膝関節外反には有益でないように見えても、非常にシンプルな股関節の強化(四つん這いでの股関節伸展や側臥位での股関節外転)でさえ、シングルレッグスクワットにおける膝関節外反を改善できることを示唆しています。 それは、股関節及び膝関節の筋力とシングルレッグスクワット中の膝関節外反との間の関係を報告した、Claiborne et al. (2006)の発見をある程度立証してもいます。しかし、上記の解析に基づき両脚での着地またはスクワットに対して同じことが当てはまると仮定するには慎重になるべきです。 最後に、これらの発見のいくらかの裏付けとして、シングルレッグスクワットにおける股関節内転角度についてWilly & Davis (2011)が、そしてシングルレッグステップダウンにおける大腿軸と下腿軸の前額面における角度についてOlson et al. (2011)が似たような結果を報告しましたが、どちらの研究もストレングストレーニングだけではなく、ストレングストレーニングと視覚的フィードバックプログラムを組み合わせて用いていました。 ストレングストレーニングはランニングにおける膝関節外反を減少させるか? 今までのところ、ストレングストレーニングが長距離選手のランニング効率を向上させるのに有益な効果を持っているかもしれないがランニング中の膝関節外反は変えないようである、ということを研究はかなり明確に示しています。 なぜストレングストレーニングがランニング中の膝関節外反には影響を与えず、シングルレッグスクワット中の膝関節外反には影響を与えるのか、というのは非常に興味深い質問でありますが、私はここで取り上げることは差し控えたいと思います。 このすべてをどうまとめるか? ストレングストレーニングが運動パターンに及ぼすいくつもの効果がありますが、これらの効果はどの運動を私たちが計測するかによって異なるようです(ドロップジャンプ、シングルレッグスクワット、ラテラルカッティング、そしてランニング)。 シングルレッグランディング、シングルレッグスクワット、両脚ランディング、両脚スクワットのような異なるテスト間において、アスリートの関節角度の動きが完璧には相関しないことを知っている私たちは、このことを予測していたかもしれません(Donohue et al. 2015)。 いくつかの動き(より柔らかいドロップランディングのような)では、ストレングストレーニングプログラムの結果として、いくらかの有益な関節角度運動の変化が自動的に発生しているかもしれませんが、このことは、その他の危険な運動パターン(膝関節外反のような)はプライオメトリクス、運動訓練、そして様々なタイプのフィードバックというような他の方法で取り組まなくてはならないことを意味しているのかもしれません。 また、Donohue et al. (2015)が示唆しているように、私たちは「異なるタスクを用いてスクリーニングを行った場合、人々は異なる受傷リスクプロファイルを示す傾向がある」こと、そしてストレングストレーニングが、一つのテスト内で膝関節屈曲あるいは膝関節外反を改善したとしても、それが別なテストでも変化するわけではないことを見ることができます。これには、一つの運動パターンのテストではなく、複数のテストを行う必要があるかもしれません! 結論 そうです、ストレングストレーニングは、少なくとも複数の運動運動中に最大関節角度を変えることによって運動パターンを変化させますが、効果はどの運動をテストしたかによって異なります(例:ドロップジャンプ、シングルレッグスクワット、ラテラルカッティング、ランニング)。 ストレングストレーニングは、ドロップジャンプにおける股関節及び膝関節最大屈曲角度を増加させ、衝撃力をもっと吸収することにより着地を“より柔らかい”ものにするようです。それはシングルレッグスクワット中の膝関節外反を減少させるかもしれませんが、ドロップジャンプやランニングの膝関節外反を減少させはしないようです。 参照 Arabatzi, F., & Kellis, E. (2012). Olympic Weightlifting Training Causes Different Knee Muscle–Coactivation Adaptations Compared with Traditional Weight Training. The Journal of Strength & Conditioning Research, 26(8), 2192-2201. Bell, D. R., Oates, D. C., Clark, M. A., & Padua, D. A. (2013). Two-and 3-dimensional knee valgus are reduced after an exercise intervention in young adults with demonstrable valgus during squatting. Journal of Athletic Training, 48(4), 442. Claiborne, T. L., Armstrong, C. 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ストレングストレーニングは運動パターンを変化させるか?パート1/2
私たちの多くは、良い運動パターンは人をより優れたアスリートにし、怪我の可能性を低くすると信じています。そのため当然のことながら、運動パターンを向上させるための多くのプログラムが作られてきました。 当初、これらのプログラムは、主に硬い筋肉をストレッチし、それからより弱い筋肉を特別なエクササイズで強化することを含む傾向がありました。 最近では、危険な運動(ドロップランディングのような)が定期的に行われても、キューを使って徐々に変化させていくというような、フィードバックを用いた運動訓練の効果について多くの調査が行われています。 しかし一歩下がって考えてみると、専門家の介入やストレッチ、フォームロール、特別なエクササイズ、あるいはキューイングさえも全くない標準的な既成のストレングストレーニングプログラムは、あなたの運動パターンをどれほど変えるのでしょうか? さっそく調べてみましょう! “運動パターン”とはどういう意味か? “運動パターン”という表現は、誰もが瞬時に認識するものの、記憶に残る明確な一つの定義を提示した人はこれまで誰もいませんでした。 残念ながら、私はその特定の問題を今日(あるいは近い将来)解決しようとは考えていません。 たとえそうだとしても、運動は一関節角度の回旋で構成され、そして関節における回旋の量(関節可動域あるいはROMと呼ばれる)は、ストレングストレーニングプログラムによって変化することが可能です。 そしてもしある運動中の関節ROMが変化すれば、運動パターンもまた変わらなくてはなりません。 そこでこの記事では、実質主義のストレングストレーニング後、様々なスポーツ運動において最大関節ROMが変化するのかどうかを調べていこうと思います。カバーするのは(私が最もよく知っている)下半身運動の股関節及び膝関節にとどめておきましょう。 “ストレングストレーニング”とは何を意味するのか? ちょっと私にお付き合いください。私たちの誰もがストレングストレーニングとは何かについて知っているものの、文献では少し複雑です。 怪我を予防する方法を見つけ出すために、トレーニングプログラム後の運動パターンの変化を評価する多くの研究が行われてきました。その結果、あらゆるものが試されている傾向があります。 これらの”あらゆるものが含まれた”トレーニングプログラムの中で、被験者は、(キューイング有りまたは無しでの)ストレングストレーニング、バランス、プライオメトリクス、コアスタビリティ、静的ストレッチ、そしてその他研究者が思いつくものがすべてあるストレングスパークのテーマパーク全体を、何らかの傷害予防効果を生むために協力して行うはめになるのです。 私たちは何か効果のあるものを見つけなくてはならないため、もちろんこれはとても理解できることです。 しかしながら、もしストレングストレーニングがどのように運動パターンを変えるのかを解明したいのであれば、これらの類のプログラムを調査している研究を探しても役には立ちません。なぜなら、その他の介入は細部に目をやり全体像が見えないようにしているからです。 はっきりさせておきますが、私が”ストレングストレーニング” プログラム及び運動パターンにおけるその効果について言及するとき、私は文字通り誰もが自らジムで行うことのできる種類のストレングストレーニングのみを意味しています。 しかし、ストレングストレーニングが怪我のリスクを減らすことができるという証拠はあるのでしょうか? ストレングストレーニングは怪我のリスクを減らすか? 広く研究されてきてはいないものの、1、2個の研究は、標準的なストレングストレーニングプログラム(その他のものを何も含まない)を行うことが、実際一般的に怪我の発生を減らすことを示唆しています。 この記事を読んでいるあなた方の多くが覚えているよりももっと以前に、Hejna et al. (1982)が、ウエイトトレーニングをしている高校生アスリートとしていないアスリートとを比較する症例対照分析を行いました。ウエイトトレーニングを行ったアスリートの受傷率は、行わなかったアスリートと比べ低いものでした(26.2対72.4 %)。 効果が期待された一方で、この結果はあまり追跡されませんでした。 もっと後には、Lehnhard et al. (1996)が男子大学生サッカーチームにおける怪我を、4年間に渡って記録しました。はじめの2年間は、どのアスリートもストレングストレーニングを行いませんでした。3年目と4年目には、すべてのアスリートが一年を通してストレングストレーニングを行いました。受傷件数は1,000件あたり15.2件から8.0件に減少しました。 同じく、効果が非常に期待される一方で、この発見もあまり追跡されませんでした。 更に最近、私たちは同じような調査が出てきたことを見つけました。Zouita et al. (2016)は、若いエリートサッカー選手(13-14歳)における12週間のストレングストレーニングの効果を評価しました。ストレングストレーニングなしのグループでは、ストレングストレーニンググループに起こった4件よりも多い13件の怪我が起こりました。 それはそれとして、ストレングストレーニングがドロップジャンプの関節角度可動域の変化に及ぼす影響について調べることから始めましょう。 なぜドロップジャンプを見るのか? ドロップジャンプは、2つの理由でストレングストレーニングがどのように運動パターンに影響するのかを研究するために役立つ方法です。 まず、固定された高さから着地する運動の難しさは常に同じです。他のジャンプタスクは、距離、スピード、またはジャンプした高さ(これらは筋力の機能であり、明らかにストレングストレーニングで変化します)による影響を受けます。 二つ目に、好ましくないメカニクスのために急性の非接触性外傷がよく起こるのが着地時だとされるため(Mason-Mackay et al. 2015)、研究に有効に使える運動なのです。 ドロップジャンプを見るにあたり、ソフトランディング(柔らかい着地)は有益であると考えられています。 柔らかい着地は堅い着地よりも膝関節屈曲が大きく、より小さい垂直床反力(VGRF)で、股関節及び膝関節によるエネルギー吸収をより大きくします(DeVita & Skely, 1992)。ストレングストレーニングは、実際に筋肉の伸張性収縮におけるエネルギー吸収能力を向上することができるため、ストレングストレーニングがドロップランディングの膝関節屈曲を大きくするということは妥当であるように見えます。 ドロップランディングでの高いVGRFが、前十字靭帯(ACL)の受傷リスクを高める可能性があるため(Yeow et al. 2010; 2011)、これは重要です。そのため、着地をよりソフトにすることは、多分いくらかのACL傷害を予防するために役に立つでしょう。 膝の外反もまた、ドロップジャンプにおける好ましくない運動パターンであると考えられています。 一つの研究が、シングルレッグスクワットにおける股関節外転と膝関節屈曲及び伸展の筋力の低さを膝関節外反の増加と結び付けましたが(Claiborne et al. 2006)、多くのスクワット運動において膝の筋力と膝関節外反の間には関連性がなく、また股関節の筋力と膝関節外反の間においては小さな関連性しかないとする傾向があります(Cronström et al. 2016)。 事実、下半身の筋力ではなく足関節背屈のモビリティ不足が、より膝関節外反を引き起こしやすいようです(Bell et al. 2013; Malloy et al. 2015; Mason-Mackay et al. 2015)。 それゆえに、膝関節外反は一般的にACL損傷及び膝の怪我の危険因子としても考えられていますが(Weiss & Whatman, 2015)、追跡解析の中でストレングストレーニングの結果として膝関節外反の変化は見ないでしょうし、もし私たちが何かしらの効果を見るとしたら、それは恐らくシングルレッグスクワットにおける変化でしょう(Claiborne et al. 2006)。 それではストレングストレーニングがどのように運動パターンを変えるか見てみましょう! ストレングストレーニングはドロップジャンプにおける膝関節屈曲を増加させるか? 標準的なストレングストレーニングは、ドロップジャンプにおいて膝関節最大屈曲角度を増加させるようですが(McCurdy et al. 2012; Kondo & Someya, 2016)、そのような改善がいつも起こるとは限りません(Arabatzi & Kellis, 2012)。 それが起こるときは、地面に接触した瞬間により大きく膝が曲がれば衝撃を吸収するためのより長い関節ROMを生むため、トレーニングする前よりも着地が“より柔らかい”ことを意味しています(Pollard et al. 2010; McCurdy et al. 2012)。 McCurdy et al. (2012)は、4.3年のレジスタンストレーニングの経験を持つ女性アスリートのグループを対象に伝統的なバーベルエクササイズを用いた実験において、下のグラフに示されているように、ストレングストレーニング群においては膝関節最大屈曲の増加が見られた一方、レジスタンストレーニングを研究の間中止したコントロール群においては逆の傾向が見られたことを報告しました。 ストレングストレーニングでドロップジャンプにおける膝関節屈曲は増加する そしてKondo & Someya (2016)は、手持式ダイナモメーターによって負荷を一定にした徒手抵抗での股関節外転(側臥位での股関節外転)及び股関節外旋(側臥位でのクラム)を用いて、膝関節屈曲が最大7.5度増加したことを発見しましたが、下のグラフで見られるとおり、計測されたドロップジャンプの全てのポイントで膝がより大きく曲がっている傾向が見られました。 ストレングストレーニングでドロップジャンプにおける膝関節屈曲は増加する それとは対照的に、Arabatzi & Kellis (2012)は、レジスタンストレーニング(重量挙げ以外)の経験がある男性アスリートのグループにおいて、標準的なストレングストレーニングを行った後、20cm、40cm、そして60cmからのドロップジャンプテストの間に矛盾した傾向を観測し、そして重量挙げの後にも同じような一連の矛盾した傾向を観察しました。 評価がまちまちなのはわかっていますが、Lephart et al. (2005) は膝関節屈曲が8度増加したと報告しましたが、彼らはプログラムの中でストレングストレーニングと併せて1,2個の静的ストレッチ及びバランスエクササイズを用いていました。これは膝関節の正味の最大関節モーメントの減少に付随して起こったものであり、恐らくより長い時間をかけて力積(力x時間)を大きくすることによって、より柔らかい着地をする戦略が衝撃を減らすという考えを立証しました。 最後に、ドロップジャンプと似てはいるものの全く同じではないタスク(水平ストップジャンプ)において、Herman et al. (2008)はレクリエーショナル女性アスリートのグループにおける膝関節最大屈曲角度の変化を見つけられませんでした。しかしながら、アスリートを対象にしたにも関わらず、トレーニングプログラムはリハビリテーションの現場で用いられるのと同様のエラスティックレジスタンスを用いていたため、有意義な適応を生むには十分な負荷が使われていなかったのかもしれません。 参照 Arabatzi, F., & Kellis, E. (2012). Olympic Weightlifting Training Causes Different Knee Muscle–Coactivation Adaptations Compared with Traditional Weight Training. The Journal of Strength & Conditioning Research, 26(8), 2192-2201. Bell, D. R., Oates, D. C., Clark, M. A., & Padua, D. A. (2013). Two-and 3-dimensional knee valgus are reduced after an exercise intervention in young adults with demonstrable valgus during squatting. Journal of Athletic Training, 48(4), 442. Claiborne, T. L., Armstrong, C. W., Gandhi, V., & Pincivero, D. M. (2006). Relationship Between Hip and Knee Strength and Knee Valgus During a Single Leg Squat. Journal of Applied Biomechanics, 22(1). Cochrane, J. L., Lloyd, D. G., Besier, T. F., Elliott, B. C., Doyle, T. L., & Ackland, T. R. (2010). 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なぜ筋力の増加は安定性に特異的なのか?(筋力は特異的である)パート4/4
バランスの必要性は安定性に特異的な筋力の増加を引き起こすか?(パート1) あるエクササイズを行うのにマシンを使うとき、そこに含まれるバランスのチャレンジは、とても似ているエクササイズをフリーウエイトで行うよりも小さくなります。同じように、不安定な表面を使うとき、バランスのチャレンジは、同じエクササイズを安定した表面で行うときよりも大きくなります。 より安定している = バランスをとる必要が少ない;より不安定 = よりバランスをとる必要がある 異なる安定性要求でのベンチプレス バランスの必要性は安定性に特異的な筋力の増加を引き起こすか?(パート2) 驚くことに、バランストレーニングだけでも筋力を向上させることができます。 これは、不安定な表面でのトレーニングにおいてバランスをとるという側面が、用いられた負荷に関わらず筋力の増加をもたらすことを意味しているでしょう。 研究は、バランストレーニングが筋力トレーニングの併用なしでも筋力の増加をもたらすことを示しています(Heitkamp et al. 2001; 2002; Bruhn et al. 2006; Myer et al. 2006; Beurskens et al. 2015; Cug et al. 2016)。そのような増加は、恐らくより速い運動単位発火率を使った(Gruber & Gollhofer, 2004)初期の神経駆動の向上によって引き起こされる、力の発生率の向上と関連があるようです(Gruber & Gollhofer, 2004; Bruhn et al. 2006; Gruber et al. 2007; Behrens et al. 2015)。 これらの変化の背景に何があるのかは明らかではありません。 筋力トレーニング後の神経駆動の向上は、一つには皮質脊髄の興奮性(Beck et al. 2007; Griffin & Cafarelli, 2007; Kidgell et al. 201)、そしてまた一つには皮質脊髄の抑制の低下(Latella et al. 2012; Weier et al. 2012; Christie & Kamen, 2014; Rio et al. 2015)によってもたらされるようです。 一見、バランストレーニングがバランステストにおける皮質脊髄の興奮性の低下を生じるために(Taube et al. 2007; Beck et al. 2007; Schubert et al. 2008)、全く異なる神経的順応を生み出すように見えるかもしれません。 しかしながら、これらの皮質脊髄の興奮性の低下は、ちょうどバランスの向上のように非常に課題特異的なものです(Kümmel et al. 2016)。事実、皮質脊髄の興奮性は、バランストレーニング後、筋力テストなどを含む練習していなかったテストにおいて上昇しています。 この共有メカニズムは、筋力トレーニングがバランストレーニングの前に行われるときや(Bruhn et al. 2006)、そしてバランストレーニングプログラムを筋力トレーニングプログラムと一緒に行うときに(Manolopoulos et al. 2016)、なぜ付加的な筋力の増加が生じないのかを説明してくれるでしょう。それはまた、筋力トレーニングがさまざまな集団においてどのようにバランスを改善することができるか(Heitkamp et al. 2001; Anderson & Behm, 2005; Orr et al. 2008; Manolopoulos et al. 2016)、さらにどのように協調性を向上させるかについても説明しているかもしれません(Carroll et al. 2001)。 この神経駆動の変化による筋力の増加の共有メカニズムは、一部、不安定な表面上でのトレーニング後の予想以上の筋力の増加の原因であるかもしれませんが、バランストレーニング後と筋力トレーニング後の変化の類似性を考えると、恐らく安定性に特異的な筋力の増加は説明することができません。 バランスの必要性は安定性に特異的な筋力の増加を引き起こすか?(パート3) バランスの必要性は、多関節エクササイズ中の筋肉の協調性パターンに影響を与えるようです。これは特定の動的運動中にどれくらいの力が生み出されるかに影響を与えます。 不安定な環境でエクササイズを行うことは、より安定した状況下で行われた全く同じエクササイズと比較して、主働筋の活性化が同じようであっても、協働筋および拮抗筋のより大きな活性化を生じます(Cacchio et al. 2008; Schick et al. 2010; Ostrowski et al. 2016; Signorile et al. 2016)。 さらに重要なこととして、不安定な環境でのトレーニングは拮抗筋の活性化を減少させ、安定筋の活性化を増加させます。 これらの変化は、不安定な状況下での特定の動的運動において、筋収縮のより効率的なパターンをもたらし、安定性に特異的な方法で筋力を非常に大幅に向上させます。 例えば、ケーブルマシンでのトレーニングとバー軌道が固定されているマシンでのトレーニングを比較したとき、Cacchio et al. (2008)は、ケーブルマシンでのテスト中、ケーブルマシンでのトレーニングが安定筋のEMG振幅の増加、そして拮抗筋のEMG振幅減少を引き起こした一方で、バー軌道が固定されているマシンでのトレーニングではそれらが見られなかったことを発見しました。 不安定な環境でのトレーニングは筋肉の協調性を向上する バランスを課題とするパフォーマンスが非常に課題特異的であること(Kümmel et al. 2016)、そしてバランストレーニング後の神経駆動における変化もまた非常に課題特異的であることを考えると(Beck et al. 2007; Schubert et al. 2008)、特定の動的運動中の筋肉間の協調性のこのような変化が、安定性に特異的な筋力の増加を引き起こす根本的なメカニズムであるようです。 (バーベルスクワットのような)地面で行うフリーウエイトのエクササイズは、安定性の条件の観点から、(垂直跳びのような)アスレティック能力テストにもっとも似ているため、これもまた、なぜフリーウエイトが外的負荷の安定性の観点からまさに“ちょうどよい”とされ、ゆえにスポーツにもっとも効果的に移行されるのかを説明しています。 まとめ より安定した環境(つまりフリーウエイトよりもマシン、あるいはダンベルよりもバーベル)でのトレーニングは、より大きな外部からの力を含んでいます。これらのより大きな外部からの力は、不安定な環境でのより大きな拮抗筋および安定筋の活性化のため、より大きな筋内の力に(恐らくよりトレーニングを積んでいない個人において)部分的にだけ反映されます。 このことは、安定性が一要素ではない場合、より安定性があることは力生産の増強のためにはよりよいことを示唆しています。たとえそうだとしても、力生産のレベルは恐らく安定性に特異的な筋力の増加を起こす重要なメカニズムではないのかもしれません。 バランストレーニングおよび筋力トレーニングは、少なくとも部分的には共通のメカニズムによって筋力の増加を生じます。これは、安定性に特異的な筋力の増加を説明してはいないものの、トレーニングを積んでいない個人における不安定な表面上でのトレーニング後の予想以上の筋力の増加をいくらか担っているかもしれません。 不安定な環境でのバランスの必要性は、多関節エクササイズの筋の協調性パターンに影響を及ぼし、協働筋および拮抗筋の活性化を高めます。協働筋および拮抗筋の活性化は、力がどれだけ生産されるかに影響を及ぼします。不安定な環境でのトレーニングは拮抗筋の活性化を減少させ、協働筋の活性化を安定性に特異的な方法で向上させます。これらの変化は、特定の安定性の状況下でのより効率的な筋収縮のパターンを引き起こし、その結果として安定性に特異的な方法で筋力を向上させます。 床の上で行われるフリーウエイトのエクササイズは、安定性要求に関してはアスレティック能力テストにもっとも似ているため、これが恐らく伝統的なフリーウエイトトレーニングがスポーツにもっとも効果的であるという理由なのでしょう。 参照 Andersen, V., Fimland, M. 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なぜ筋力の増加は安定性に特異的なのか?(筋力は特異的である)パート3/4
安定性に特異的な筋力の増加を引き起こすメカニズムは何か? 安定性に特異的な筋力の増加が起こるとしたら、その根本的なメカニズムは何でしょうか? より安定しているエクササイズとより不安定なエクササイズの間の一つの違いは、用いられる外的負荷の量です。これは安定性に特異的な筋力の増加が起こるメカニズムかもしれません。より安定した状態でより大きな外的負荷が持ち挙げられれば、異なる神経筋順応を引き起こします。 より安定しているエクササイズとより不安定なエクササイズのもう一つの違いは、必要とされるバランスの量です。 バランスをとる必要性の違いは、のちに安定性に特異的な筋力の増加を起こすメカニズムを伴う順応を生み出すでしょう。バランスの要求は、単純にバランスをとりにくくすることによって(バランストレーニングは神経的影響を持つため)、あるいは、あるエクササイズを行う方法を変えるため、動作に含まれる協調性や筋肉を変えることによって筋力の向上を生み出します。 これらの両方の可能性に注目し、そのどちらが安定性に特異的な筋力の増加を担っているのか見てみましょう。 外的負荷の大きさは、安定性に特異的な筋力の増加を引き起こすか?(パート1) 疲弊するまで行う軽い負荷でのトレーニングは、重い負荷でのトレーニングと同じような筋サイズの増加を生み出すことができ、筋力トレーニング中に用いられる外的負荷は大抵、いくつかの理由で結果として起こる順応の主要な決定因子であることに変わりありません。 筋力―持久力連続体によると、重い負荷でのトレーニングはより大きな最大筋力の増加を引き起こし、軽い負荷でのトレーニング(疲弊まで行うトレーニング)は、繰り返しの筋力、または筋持久力においてより大きな増加を引き起こします。 重い負荷のトレーニングは、広範な末梢因子(横方向への力伝達および腱の剛性の増大)および中枢因子(神経駆動および協調性の向上)によって、より大きな最大筋力の増加を引き起こす傾向にあります。 それゆえに、安定した状況下でのトレーニング中に使うことのできるより重い負荷は、これらの因子を通してより大きな筋力の増加を引き起こすかもしれません。しかし、より不安定な状況下では力をコントロールして使うことができないため、その筋力はトレーニングで用いられる非常に安定した状況下でのみ見られるものかもしれません。 外的負荷の大きさは、安定性固有の筋力の増加を引き起こすか?(パート2) 相対的に同等の負荷を用いたエクササイズをマシンを用いて行うとき、含まれる外的負荷は大抵、同じようなエクササイズをフリーウエイトで行うときよりも大きくなります(Cotterman et al. 2005; Cowley et al. 2007; Lyons et al. 2010)。同じように、同じ相対的負荷でエクササイズを行うのに不安定な表面を用いたとき、含まれる外的負荷は大抵、安定した表面で同じエクササイズを行うときよりも小さくなります(Goodman et al. 2008; Behm & Colado, 2012)。 しかしながら、安定性の変化によって起こる外的負荷の大きさの違いは、エクササイズ(Cotterman et al. 2005)、筋群(Lehman et al. 2006)、そしてもちろんどれほどの不安定性が含まれているかによって決まります。 より重要なのは、より大きな順応を生み出すための、より安定したエクササイズ中のより大きな外的負荷のためには、それはより大きな筋内力の移行の必要があるかもしれないということです。 EMG振幅によって計測される筋の活性化は、特に疲労していない状況下にて計測されるとき、そして筋活動が等尺性であるとき、筋内の力生産の良い代用物となります。 同じ相対的負荷(つまり不安定な状況ではより低い絶対負荷)で行われたエクササイズを調査したとき、何人かの研究者たちは、不安定な環境と安定した環境で行われたエクササイズにおいて主働筋のEMG振幅が似ていることを発見しています。これは等尺性筋活動(Anderson & Behm, 2004; Saeterbakken & Fimland, 2013a)および動的筋活動(Anderson & Behm, 2004; Welsch et al. 2005; Goodman et al. 2008; Schick et al. 2010; Saeterbakken et al. 2011; Andersen et al. 2014)の両方において発見されています。 主働筋のEMG振幅が、不安定な環境を用いたとき、安定した環境と比べより高くなることを報告した研究さえあります(McCaw & Friday, 1994; Schwanbeck et al. 2009; Saeterbakken & Fimland, 2013b; Fletcher & Bagley, 2014; Campbell et al. 2014)。 その一方で、その他の多くの研究者たちは、等尺性筋活動(McBride et al. 2006; Chulvi-Medrano et al. 2010)および動的筋活動(Kohler et al. 2010; Chulvi-Medrano et al. 2010; Saeterbakken & Fimland, 2013c; Andersen et al. 2014)の両方において、主働筋のEMG振幅が不安定な状況下では安定した状況下よりも低いことを報告しています。 これらの研究の発見は相反しているものの、より安定したエクササイズでのより大きな外的な力が、より大きな筋内力に常に移行するとは限らないことはかなり明らかなようです。 外的負荷の大きさは、安定性に特異的な筋力の増加を引き起こすか?(パート3) より軽い負荷が不安定な環境で用いられるとき、拮抗筋の同時活性化および協働筋の活性化の増加により、筋内の力生産は予想以上に高いかもしれません(Anderson & Behm, 2005; Sparkes & Behm, 2010)。 主働筋は、身体と(あるいは)体重をある位置に維持したり、それらを空間で動かすために、拮抗筋と協働筋、あるいは安定筋と共収縮しているため、主働筋によって生産される力はより大きくなります。 実際、より不安定な環境はしばしば、協働筋または安定筋、そして拮抗筋のより大きな活性化を生み出します(Schick et al. 2010; Ostrowski et al. 2016; Signorile et al. 2016)。 例えば、三角筋中部(前部ではない)の活性化は、スミスマシンでのベンチプレスと比べて、フリーウエイトでのベンチプレス中により大きくなる傾向があります(Schick et al. 2010)。同じように、広背筋、三角筋後部、上腕二頭筋、僧帽筋上部、そして僧帽筋下部のEMG振幅は、ケーブルマシンで行われたプレスエクササイズにおいて、バー軌道が固定されているマシンよりも大きくなります(Cacchio et al. 2008)。 拮抗筋および協働筋の活性化は、安定性を変化させると異なる! このことは、より不安定な環境では、筋肉は拮抗筋および協働筋、あるいは安定筋に対抗してより頑張って働かなくてはならないため、安定した状況下でエクササイズをするときに観察されるより大きな外部からの力は、より不安定な状況下で行われたトレーニングよりも恐らくわずかに大きな筋内力をもたらすだけかもしれないことを示唆しています。 外的負荷の大きさは、安定性に特異的な筋力の増加を引き起こすか?(パート4) 上で説明したように、主働筋の力(EMGの代用物により示される)は、安定した状況下と不安定な状況下で(絶対負荷の異なる)同じ相関的負荷をリフティングするとき、恐らくほとんど同じようになるでしょう。 したがって、安定した状況下で測定された筋力の増加が、安定した状況下での筋力トレーニング後、不安定な状況下でのトレーニング後よりも大きくなるように、外的負荷の大きさが本質的に安定性の特異性の一因となることはなさそうです。 外的負荷の大きさによって影響を受ける要素は: 腱の剛性 横方向の力の伝達 神経駆動 協調性 安定した状況下および不安定な状況下の両方で筋内の力は同じくらいであるにもかかわらず(より大きな協働筋および拮抗筋の活性化のため)、これらの要素のいくつかは、安定した状況下でのトレーニングで用いられたより大きな外的負荷による影響を受けるでしょう。しかしながら、これが起こるかどうか、そしてどの要素が影響を受けるかはいまだに明らかではありません。 参照 Andersen, V., Fimland, M. 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