リハビリmemo

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筋トレで筋力増強の効果を最大にする「運動のスピード」を知っておこう


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 筋肉が大きくなれば(筋肥大すれば)、筋力も強くなる。

 

 僕たちは筋肉が大きいと筋力も強いことを感覚的に理解しています。しかし、現代のスポーツ医学は、筋肉の大きさだけでは筋力の強さを完全に説明できないといいます。

 

 「筋肉の大きさ ≒ 筋力の強さ」

 

 なぜ、筋肉の大きさだけでは筋力の強さを説明できないのかというと、そこにはもうひとつの重要な要素があるからです。

 

 それが「神経活動の適応」です。

 

 筋力は筋肉の収縮によって発揮されますが、その過程は神経活動によって緻密にコントロールされています。トレーニングを繰り返しおこなうと、運動神経の興奮の頻度が高まり、数多くある運動神経の興奮のタイミングが同期され、神経活動がトレーニングに適応していきます。筋力は、筋肉の大きさをベースとして、神経活動を適応させることによって増強するのです。

 

 そのため、近年では筋力増強を目的としたトレーニングは、筋肥大を目的としたトレーニングとは異なる方法論が提唱されるようになりました。

 

 筋肥大の効果には、トレーニングの総負荷量が大きく寄与します。そのため、高強度でも低強度でも疲労困憊にまで追い込み、総負荷量を増大させることが筋肥大の効果を最大にするポイントになります。

 

 これに対して、筋力増強の効果は、神経活動の適応を考慮すると高強度トレーニングが最適であり、疲労困憊まで追い込まないことが推奨されます。

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 そして、運動スピードにおいても筋力増強と筋肥大では方法論が異なります。

 

 筋肉の収縮は、筋肉の長さを短くしながら収縮する求心性収縮(短縮性収縮やポジティブ動作)と、長さを伸ばしながら収縮する遠心性収縮(伸長性収縮やネガティブ動作)に分けられます。

 

 たとえばアームカールでは、肘を曲げると上腕二頭筋の求心性収縮が生じ、肘を伸ばすときには遠心性収縮が生じます。この求心性収縮の時間と遠心性収縮の時間を合わせた繰り返し時間(Repetition Duration)が「運動スピード」になります。

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 現代のスポーツ医学は、筋肥大の効果を最大化するためには「8秒以下」の運動スピードでトレーニングをデザインすることを推奨しています。

筋トレで筋肥大の効果を最大にする「運動のスピード」を知っておこう

 

 では、筋力増強に最適な運動スピードはどのくらいなのでしょうか?

 

 今回は、筋力増強の効果を最大にする運動スピードについて考察していきましょう。



Table of contents

 

 

◆ 運動スピードは6秒以下で行おう!

 

 筋力の測定には、等尺性や等速性、等張性などさまざまな測定方法がありますが、もっとも一般的な方法は、最大筋力の測定であり、「1RM(one repetition maximum)」が指標とされています。

 

 1RMは「適切なフォームを維持した状態で1回の最大努力で挙げられる重量」と定義され、通常、2〜4秒の運動スピードで計測されます。計測された重量を1RMとして、その割合から高強度(1RMの≧80%)や中等度の強度(1RMの60〜79%)といったトレーニング強度が設定されます。

 

 では、この最大筋力を効果的に高めるための運動スピードは、どのくらいなのでしょうか?

 

 アメリカ・スポーツ医学会(ACSM)が2009年に報告した公式見解では、このように述べられています(American College of Sports Medicine, 2009)。

 

 「トレーニング未経験者は、4秒以内の中等度の運動スピードが推奨される」

 

 「トレーニング経験者は、2秒以内の高速から中等度までの幅広い運動スピードが推奨される」

 

 そして2017年、筋力増強の効果を最大化する運動スピードについて、世界で初めてのメタアナリシスを報告したのがシドニー大学のDaviesらです。

*メタアナリシスとは、これまでの研究結果を統計的手法により全体としてどのような傾向があるかを解析するエビデンスレベルがもっとも高い研究デザイン。

 

 Daviesらはメタアナリシスの結果から、こう結論づけています。

 

 「筋力増強の効果は、6秒以下の運動スピードで最大化される」

 

 メタアナリシスは15の研究報告、509名(男性292名、女性217名)を対象としており、被験者の年齢は19歳から73歳までさまざまであり、トレーニング経験者だけでなく、未経験者も含まれていました。

 

 Daviesらは、得られたデータから運動スピードをふたつに分けて解析しました。

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Fig.1:Davies TB, 2017より筆者作成

 

 その結果、筋力増強の効果は、速いスピードでは21.8%、中等度〜遅いスピードでは20.8%の増強が示されました。しかし、それらの効果量の差は小さく(ES=0.07)、運動スピードによる筋力増強の効果に有意な差はなかったのです。

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Fig.2:Davies TB, 2017より筆者作成

 

 また、運動スピードは、強度(重量)によって影響を受けることが力-速度曲線から示されています。低強度では運動スピードは速くなりますが、高強度では運動スピードは遅くなります。

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 そこでDaviesらは、トレーニング強度による影響を検証するためにサブグループ解析を行いました。

 

 その結果、トレーニング強度が中等度(1RMの60〜79%)の場合、運動スピードは速いほうが中等度よりも筋力増強の効果がやや高い(ES=0.31)ことがわかりました。

 

 さらに、この解析には若年者から高齢者まで、トレーニングの未経験者から経験者までが含まれていました。そのため、年齢やトレーニング経験による影響についてもサブグループ解析が行われました。

 

 その結果、年齢やトレーニング経験の有無はこの解析結果に影響を与えないことが示されました。

 

 これらの結果から、年齢やトレーニング経験の有無にかかわらず、6秒以下の運動スピードが筋力増強の効果を最大化させることが示唆されたのです。

 

 では、なぜ、6秒以下の運動スピードが筋力増強の効果を高めるのでしょうか?



◆ 筋力増強と筋肥大では最適な運動スピードが異なる理由

 

 Daviesらのメタアナリシスの結果は、6秒以内の運動スピードであれば、速くても遅くても筋力増強の効果に差はないというものでした。また、中等度の強度では、速いほうが筋力増強の効果がやや高いことが示されました。

 

 この結果は、筋肥大の効果が8秒以下の運動スピードで最大化される知見とは異なります。では、なぜ筋力増強と筋肥大では効果的な運動スピードが異なるのでしょうか?

 

 その理由は「神経活動の適応」にあります。

 

 神経活動の適応について説明しようとすると、運動単位の話からしなければなりません。

 

 ひとつの運動神経は、いくつかの筋線維とつながり、その収縮をコントロールしています。この運動神経と筋線維のユニット(単位)を運動単位といいます。

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 運動単位は、運動神経が数十本の筋線維を支配する「小さな運動単位」と数百本から数千本の筋線維を支配する「大きな運動単位」に分けられます。この大小の運動単位は、筋肉にさまざまな割合で分布しています。

 

 筋肉は発揮する力の強度や速度に応じて、小さな運動単位から収縮に参加(動員)させ、強度や速度が増加するにしたがって、大きな運動単位を動員させます。筋肉の収縮力は、強度や速度に応じて異なるサイズの運動単位を動員する「サイズの原理」にもとづいているのです。

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 そして、大小の運動単位は、そのサイズにより筋線維のタイプに対応しています。

 

 小さな運動単位は、発揮する力が弱く、収縮の速度もゆっくりであるタイプⅠ線維に分類されます。大きな運動単位は、発揮する力が強く、収縮の速度も速いタイプⅡ線維に分類されます。また、タイプⅡ線維は、強い力を速く発揮するⅡaと、さらに強力な力を速く発揮するⅡxに分けられます。

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 筋力を増強させ、最大筋力を高めるためには、力が強く収縮速度の速いタイプⅡ線維を多く動員させなければなりません。そのためには、サイズの原理にもとづき、速い運動スピードで、できるだけ高強度のトレーニングを行うことが有効になります。このようなトレーニングを繰り返すことによって、タイプⅡ線維を多く動員させるように神経活動が適応され、筋力が増強されるのです。

 

 これが筋力増強の最適な運動スピードが、筋肥大を目的とした場合よりも速くなる理由です。

 

 では、なぜ、効果的な運動スピードに年齢やトレーニング経験の有無は影響しないのでしょうか?

 

 Daviesらは、この理由も「神経活動の適応」にあるといいます。

 

 筋肉は加齢にともない筋肥大が生じにくくなります。これは「筋タンパク質の合成抵抗性」に起因していることが示唆されており、近年、そのメカニズムが明らかにされつつあります。しかし、神経活動の適応は加齢による寄与が少ないことから、運動スピードによる筋力増強の効果に年齢の影響は少ないのだろうと推察されています。

 

 また、トレーニング未経験者だけでなく、経験者においても筋力の増強には神経活動の適応が関与するため、運動スピードによる筋力増強の効果には、トレーニング経験による影響は少ないと推察しています。

 

 しかしながら、サブグループ解析の対象となる研究報告が少ないため、今後のさらなる検証が必要であると述べています。

 

 Daviesらの報告は、筋力増強の効果に対する運動スピードの影響について解析した、世界で初めてのメタアナリシスになります。

 

 解析の対象となった研究の異質性も低く、公表バイアスも否定しており、メタアナリシスの品質の高さが示されていますが、対象となった研究報告の質的な向上は必要であり、今後のさらなる検証が期待されます。

 

 しかしながら、Daviesらの報告は、アメリカスポーツ医学会の公式声明を支持するものであり、概ねコンセンサスが得られていると思われます。

  

 「筋力増強の効果は、6秒以下の運動スピードで最大化される」

 

 これがスポーツ医学が示す現在のところのエビデンスです。

 

 筋力を高めたいときは、6秒以内の運動スピードで行える高強度の重量を選択し、フォームが崩れたり、スピードが低下してしまう疲労困憊の手前で終えるようにトレーニング内容をデザインしてみても良いかもしれませんね。

 

 

www.awin1.com

 

 

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◆ 参考論文

American College of Sports Medicine. American College of Sports Medicine position stand. Progression models in resistance training for healthy adults. Med Sci Sports Exerc. 2009 Mar;41(3):687-708.

Davies TB, et al. Effect of Movement Velocity During Resistance Training on Dynamic Muscular Strength: A Systematic Review and Meta-Analysis. Sports Med. 2017 Aug;47(8):1603-1617.