リハビリmemo

大学病院勤務・大学院所属の理学療法士・トレーナーによる「最新の研究をトレーニングにつなげるための記録」

ネガティブトレーニングは筋肥大に効果的なのか?〜最新エビデンスを知っておこう


スポンサーリンク

 

 現代のスポーツ医学は、筋トレで筋肥大の効果を最大にするポイントをたったひとつの方程式で示しています。

 

 筋肥大の効果  = 総負荷量(強度 × 回数 × セット数) × 関節を動かす範囲 × セット間の休憩時間 × 週の頻度 × 運動スピード   

*条件:疲労困憊まで追い込め!

 

 これらの変数について、最新の科学的知見を参考にしながら、自分に最適化させるようにトレーニングをデザインすることが筋肥大の効果を最大化させるのです。

筋力増強と筋肥大の効果を最大にするトレーニング強度の最新エビデンス

筋トレの効果を最大にするセット数について知っておこう(2017年7月版)

筋トレの効果を最大にする関節の動かす範囲について知っておこう

筋トレの効果を最大にするセット間の休憩時間を知っておこう(2017年9月版)

筋トレの効果を最大にする新しいトレーニングプログラムの考え方を知っておこう

筋トレは疲労困憊まで追い込むべきか?〜最新のエビデンスを知っておこう

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、「筋収縮の様式」によっても筋肥大の効果に影響はあるのでしょうか?

 

 筋収縮には、筋肉が短縮しながら収縮するポジティブ動作と、筋肉が伸ばされながら収縮するネガティブ動作があります。これまで多くの書籍やブログでは、ネガティブ動作を中心に行うネガティブトレーニングが筋肥大の効果を高めると言われてきました。

 

 しかし、現代のスポーツ医学はこういいます。

 

 「ネガティブトレーニングによる筋肥大の効果はそこまで高くない」

 

 今回は、ネガティブトレーニングが筋肥大の効果に与える影響について考察していきましょう。



Table of contents

 

 

◆ ネガティブトレーニングは筋タンパク質の合成を促進する

 

 アームカールをしている場面をイメージしてみましょう。

 

 上腕二頭筋は肘を曲げるときに収縮します。また、肘を伸ばすときにもブレーキをかけるように収縮します。肘を曲げるときの筋収縮を求心性収縮(短縮性収縮)といい、これを「ポジティブ動作」といいます。逆に、肘を伸ばすときの筋収縮を遠心性収縮(伸長性収縮)といい、これを「ネガティブ動作」といいます。

f:id:takumasa39:20180719152017p:plain

 

 ベンチプレスのときの大胸筋の筋収縮で考えてみると、ダンベルを下げる動作は、大胸筋がブレーキをかけるように収縮しながら伸ばされるネガティブ動作になります。反対にダンベルを挙げる動作は、大胸筋は縮むように収縮するポジティブ動作になります。

 

 スクワットのときの大腿四頭筋では、膝を曲げる動作がネガティブ動作になり、膝を伸ばす動作がポジティブ動作になります。

 

 このように一般的なトレーニングには、ポジティブ動作とネガティブ動作が含まれています。そして、多くの書籍やブログでは、ネガティブ動作が筋肥大の効果を高めるといいます。

 

 では、なぜ、ネガティブ動作が筋肥大に有効といわれるのでしょうか?

 

 筋肉のもととなる筋タンパク質は、24時間、いつも合成と分解を繰り返しています。筋肉量が維持されるのは、筋タンパク質の合成と分解の量がつり合っているからです。

 

 トレーニングによって筋肥大を生じさせるためには、筋タンパク質の合成が分解を上回らなければなりません。では、何によって筋タンパク質の合成が促進されるのかというと、それはトレーニングによる「機械的刺激(メカニカルストレス)」です。機械的刺激には、機械的緊張、筋肉へのダメージ、代謝ストレスの3つの要素が挙げられています(Schoenfeld BJ, 2010)。

f:id:takumasa39:20180719154149p:plain

 

 そして、ネガティブトレーニングは、とくに機械的緊張と筋肉へのダメージにおいて、ポジティブトレーニングよりも効果的であることが示唆されているのです。

 

 筋肉の収縮は、筋タンパク質であるアクチンからできた細いフィラメントと、ミオシンからできた太いフィラメントから形成されるサルコメアによって生じます。

 

 ミオシン・フィラメントからはミオシンの頭が突き出ています。ふたつのフィラメントが重なり合うと、ミオシンの頭とアクチン・フィラメントがつながって、クロスブリッジが形成されます。このクロスブリッジによって、フィラメントの滑り運動が生じ、筋収縮が生じるとともに、筋力が発揮されます。

f:id:takumasa39:20180719154329p:plain

Fig.1:Douglas J, 2017より筆者作成

 

 これはポジティブ動作で筋肉が収縮するメカニズムです。

 

 では、ネガティブ動作のメカニズムを見てみましょう?

 

 ネガティブ動作は、筋肉が伸ばされながら収縮するので、サルコメアの中では、ふたつのフィラメントの重なり合う部分が減っていきます。そのため、形成されるクロスブリッジの数も少なくなり、発揮される筋力も弱くなってしまいます。

 

 しかし、これではネガティブ動作の特性であるブレーキ作用が生じません。

 

 そこで活躍するのが「チチン(タイチン)」です。

 

 チチンは自然界で知られている最大のタンパク質であり、その作用は「スプリング能力」になります。つまり、伸ばされたら縮むバネの役割を担っているのです。

 

 ネガティブ動作のときに、ミオシンとアクチンの重なり合う部分が少なくなり、クロスブリッジが減少すると、チチンがバネの役割として引っ張る力を発揮します。このチチンの受動的な緊張によって、ネガティブ動作時のブレーキ作用が生じるのです(Douglas J, 2017)。

f:id:takumasa39:20180719154752p:plain

Fig.2:Douglas J, 2017より筆者作成

 

 そして、近年では、このチチンの受動的緊張が筋タンパク質の合成を促進するシグナルになることが示唆されています(Toigo M, 2006)。

 

 また、ネガティブ動作は、ポジティブ動作よりも20〜50%の高強度の負荷に抗することが可能であると報告されています(Bamman MM, 2001)。

 

 これは階段の上り下りをイメージするとよくわかります。階段を上がるときの大腿四頭筋の収縮はポジティブ動作になります。これに対して下りではネガティブ動作になります。通常、階段は上りがきつく、下りは楽に感じるでしょう。しかし、大腿四頭筋にかかる負荷は、床からの反力により、上りよりも下りのほうが強くなるのです。この矛盾について、近年ではチチンの関与が示唆され、下りはチチンによる受動的なスプリング作用により楽に感じると推察されています。

 

 このように、ネガティブ動作はポジティブ動作よりも高強度の負荷をあつかえるという特性から、筋肉へのダメージを高めることが可能であり、筋タンパク質の合成を促進できると考えられているのです(Schoenfeld BJ, 2010)。

 

 このような運動生理学による背景から、ネガティブ動作に特化したネガティブトレーニングは、筋肉への機械的緊張やダメージを高めることによって、筋タンパク質の合成を増加させ、筋肥大の効果を最大化できると推察されているのです。

 

 それでは、実際にネガティブトレーニングは筋肥大に効果的なのでしょうか?

 

 

◆ ネガティブトレーニングによる筋肥大の効果の最新エビデンス

 

 この疑問に、世界ではじめてエビデンスを示したのがブリティッシュ・コロンビア大学のRoigらです。

 

 2009年、Roigらは、ポジティブトレーニングとネガティブトレーニングによる筋肥大の効果について検証した8の報告をもとにメタアナリシスを報告しました。

*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。

 

 そして、解析した結果をこう述べています。

 

 「ネガティブトレーニングは、ポジティブトレーニングよりも筋肥大の効果が高い」

 

 このメタアナリシスの結果により、ネガティブトレーニングが筋肥大の効果を最大化させる筋収縮の様式であることが認知されるようになったのです。

 

 しかし、これに疑義の声をあげる研究者が多くいました。

 

 その理由は、対象となった8つの研究報告の中で、正確性の高い筋肉量の計測方法(超音波や磁気共鳴画像(MRI))が用いられた報告が3つのみだったことです。

 

 3つの研究結果からネガティブトレーニングによる筋肥大の効果を解析してみると、ポジティブトレーニングとの効果に有意差はなく、筋肥大のやや高い効果(ES=0.30)が示されたのです。

 

 そして、2017年、改めてメタアナリシスが報告されました。

 

 ニューヨーク州立大学のSchoenfeldらは、正確性の高い計測方法(筋生検、超音波、MRIなど)を用いた15の研究報告をもとにしたメタアナリシスを実施しました。

 

 解析した結果、ネガティブトレーニングでもポジティブトレーニングでもそれぞれ10%と6.8%の筋肥大の効果が認められました。しかし、そこに統計的な有意差はなく、ネガティブトレーニングの筋肥大の効果は、ポジティブトレーニングよりもやや高い(ES=0.27)ことが示唆されたのです。

f:id:takumasa39:20180719154916p:plain

Fig.3:Schoenfeld BJ, 2017より筆者作成

 

 Schoenfeldらは、このような結果をもとにこう述べています。

 

 「ネガティブトレーニングは、ポジティブトレーニングよりも筋肥大の効果がやや高い」

 

 そして、Schoenfeldらはネガティブトレーニングを単独で行うことによる筋肥大のメリットは少なく、通常のトレーニングの中で、ポジティブ動作よりもネガティブ動作を意識して行うことが筋肥大の効果に寄与するだろうと述べています。

 

 Schoenfeldらのメタアナリシスは、ネガティブトレーニングによる筋肥大の効果が高いというRoigらの結論を否定するものではありませんでしたが、ネガティブトレーニングによる有効性はそこまで高くないことを明らかにしました。

 

 

 このように、運動生理学によるネガティブ動作のメカニズムからは、ネガティブトレーニングが筋肥大の効果を高めることが推察されていますが、現代のスポーツ医学が示すエビデンスは「ネガティブトレーニングの筋肥大の効果はポジティブトレーニングよりもやや高い」に留まっているのです。

 

 しかしながら、Schoenfeldらのメタアナリシスでは、対象者の年齢や性別、トレーニング経験の有無などのサブグループ解析が行われていません。今後、さらにネガティブトレーニングの報告が集積され、改めてメタアナリシスが行われることによって、新たなエビデンスが示されると思われます。

 

 現在のところのエビデンスでは、ネガティブトレーニングによる筋肥大の効果は小さいため、通常のトレーニングなかでポジティブ動作よりもネガティブ動作の運動スピードをゆっくり行うなど意識しながら、総負荷量を高めるようにトレーニングをデザインすることが筋肥大の効果の最大化につながるでしょう。

 

 もちろん、ネガティブトレーニングに特化したフライホイールによるトレーニングを行っても良いと思います(今回は割愛しましたが、フライホイールを使用したネガティブトレーニングでは筋肥大の効果が示されています;Maroto-Izquierdo S, 2017)。

 

 さいごに、筋肥大の方程式に新たなピースを加えておきましょう。

 

 筋肥大の効果  = 総負荷量(強度 × 回数 × セット数) × 関節を動かす範囲 × セット間の休憩時間 × 週の頻度 × 運動スピード × 「筋収縮の様式」

*条件:疲労困憊まで追い込め! 

 

 

www.awin1.com

 


◆ 読んでおきたい記事

シリーズ①:筋肉を増やすための栄養摂取のメカニズムを理解しよう

シリーズ②:筋トレの効果を最大にするタンパク質の摂取量を知っておこう

シリーズ③:筋トレの効果を最大にするタンパク質の摂取タイミングを知っておこう

シリーズ④:筋トレの効果を最大にするタンパク質の摂取パターンを知っておこう

シリーズ⑤:筋トレの効果を最大にする就寝前のプロテイン摂取を知っておこう

シリーズ⑥:筋トレの効果を最大にする就寝前のプロテイン摂取の方法論 

シリーズ⑦:筋トレの効果を最大にする運動強度(負荷)について知っておこう

シリーズ⑧:筋トレの効果を最大にする運動強度(負荷)の実践論

シリーズ⑨:筋トレの効果を最大にするセット数について知っておこう 

シリーズ⑩:筋トレの効果を最大にするセット間の休憩時間について知っておこう

シリーズ⑪:筋トレの効果を最大にするトレーニングの頻度について知っておこう

シリーズ⑫:筋トレの効果を最大にするタンパク質の品質について知っておこう

シリーズ⑬:筋トレの効果を最大にするロイシンについて知っておこう

シリーズ⑭:筋トレの効果を最大にするタンパク質の摂取方法まとめ

シリーズ⑮:筋トレの効果を最大にするベータアラニンについて知っておこう

シリーズ⑯:いつまでも若々しい筋肉を維持するためには筋トレだけじゃ不十分?

シリーズ⑰:筋トレの効果を最大にするセット数について知っておこう(2017年7月版) 

シリーズ⑱:筋トレとアルコール摂取の残酷な真実

シリーズ⑲:筋トレの効果を最大にするタンパク質の摂取量を知っておこう(2017年7月版)

シリーズ⑳:長生きの秘訣は筋トレにある

シリーズ㉑:筋トレの最適な負荷量を知っておこう(2017年8月版)

シリーズ㉒:筋トレが不安を解消するエビデンス

シリーズ㉓:筋肉量を維持しながらダイエットする方法論

シリーズ㉔:プロテインの摂取はトレーニング前と後のどちらが効果的?

シリーズ㉕:筋トレの前にストレッチングをしてはいけない理由

シリーズ㉖:筋トレの効果を最大にするウォームアップの方法を知っておこう

シリーズ㉗:筋トレの効果を最大にするセット間の休憩時間を知っておこう(2017年9月版)

シリーズ㉘:BCAAが筋肉痛を回復させるエビデンス

シリーズ㉙:筋トレの効果を最大にするタマゴの正しい食べ方

シリーズ㉚:筋トレが睡眠の質を高める〜世界初のエビデンスが明らかに

シリーズ㉛:筋肉の大きさから筋トレをデザインしよう

シリーズ㉜:HMBが筋トレの効果を高める理由~国際スポーツ栄養学会のガイドラインから最新のエビデンスまで

シリーズ㉝:筋トレの効果を高める最新の3つの考え方〜Schoenfeld氏のインタビューより

シリーズ㉞:筋トレによって脳が変わる〜最新のメカニズムが明らかに

シリーズ㉟:ホエイプロテインは食欲を抑える〜最新のエビデンスを知っておこう

シリーズ㊱:筋トレが病気による死亡率を減少させる幸福な真実

シリーズ㊲:プロテインは腎臓にダメージを与える?〜現代の科学が示すひとつの答え

シリーズ㊳:筋トレとアルコールの残酷な真実(続編)

シリーズ㊴:筋トレの効果を最大にする「関節を動かす範囲」について知っておこう

シリーズ㊵:筋トレが続かない理由〜ハーバード大学が明らかにした答えとは?

シリーズ㊶:筋トレと遺伝の本当の真実〜筋トレの効果は遺伝で決まる?

シリーズ㊷:エビデンスにもとづく筋肥大を最大化するための筋トレ・ガイドライン

シリーズ㊸:筋トレしてすぐの筋肥大は浮腫(むくみ)であるという残念な真実

シリーズ㊹:時間がないときにやるべき筋トレメニューとは〜その科学的根拠があきらかに

シリーズ㊺:筋トレの効果を最大にする新しいトレーニングプログラムの考え方を知っておこう

シリーズ㊻:筋トレは心臓も強くする〜最新のエビデンスが明らかに

シリーズ㊼:プロテインは骨をもろくする?〜最新の研究結果を知っておこう

シリーズ㊽:コーヒーが筋トレのパフォーマンスを高める〜その科学的根拠を知っておこう

シリーズ㊾:睡眠不足は筋トレの効果を低下させる~その科学的根拠を知っておこう

シリーズ㊿:イメージトレーニングが筋トレの効果を高める〜その科学的根拠を知っておこう

シリーズ51:筋トレ後のアルコール摂取が筋力の回復を妨げる?〜最新の研究結果を知っておこう

シリーズ52:筋トレ後のタンパク質の摂取は「24時間」を意識するべき理由

シリーズ53:筋トレが高血圧を改善させる〜その科学的根拠を知っていこう

シリーズ54:ケガなどで筋トレできないときほどタンパク質を摂取するべきか?

シリーズ55:筋トレは脳卒中の発症リスクを高めるのか?〜筋トレによるリスクを知っておこう

シリーズ56:筋トレを続ける技術〜意志力をマネジメントしよう

シリーズ57:筋トレ後にプロテインを飲んですぐに仰向けに寝てはいけない理由

シリーズ58:筋トレは朝やるべきか、夕方やるべきか問題

シリーズ59:筋トレの効果を最大にする食品やプロテインの選ぶポイントを知っておこう

シリーズ60:ベンチプレスをするなら大胸筋損傷について知っておこう

シリーズ61:筋トレの効果を最大にするタンパク質の摂取パターンを知っておこう(2018年4月版)

シリーズ62:筋トレ後のタンパク質摂取に炭水化物(糖質)は必要ない?

シリーズ63:ホエイ・プロテインと筋トレ、ダイエット、健康についての最新のエビデンスまとめ

シリーズ64:筋トレの効果を最大にする「牛乳」の選び方を知っておこう

シリーズ65:そもそもプロテインの摂取は筋トレの効果を高めるのか?

シリーズ66:筋力を簡単にアップさせる方法~筋力と神経の関係を知っておこう

シリーズ67:筋力増強と筋肥大の効果を最大にするトレーニング強度の最新エビデンス

シリーズ68:筋トレは疲労困憊まで追い込むべきか?〜最新のエビデンスを知っていこう

シリーズ69:筋トレで疲労困憊まで追い込んではいけない理由(筋力増強編)

シリーズ70: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

シリーズ71: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

シリーズ72:ネガティブトレーニングは筋肥大に効果的なのか?〜最新エビデンスを知っておこう

シリーズ73:筋トレを続ける技術〜お金をもらえれば筋トレは継続できる?

シリーズ74:プロテインは腎臓にダメージを与える?〜ハーバード大学の見解と最新エビデンス

シリーズ75:筋トレによる筋肥大の効果は強度、回数、セット数を合わせた総負荷量によって決まる

シリーズ76:筋トレの効果を最大にするタンパク質の摂取方法まとめ(2018年8月版)

シリーズ77:筋トレとHMBの最新エビデンス(2018年8月版) 

シリーズ78:筋トレによる筋肉痛にもっとも効果的なアフターケアの最新エビデンス

シリーズ79:筋肥大のメカニズムから筋トレをデザインしよう

シリーズ80:筋トレの効果を最大にする週の頻度(週に何回?)の最新エビデンス

シリーズ81:筋トレ後のクールダウンに効果なし?〜最新のレビュー結果を知っておこう

シリーズ82:筋トレの総負荷量と疲労の関係からトレーニングをデザインしよう

シリーズ83:筋トレのパフォーマンスを最大にするクレアチンの最新エビデンス

シリーズ84:筋トレのあとは風邪をひきやすくなる?〜最新エビデンスと対処法

シリーズ85:筋トレのパフォーマンスを最大にするカフェインの最新エビデンス

シリーズ86:筋トレとグルタミンの最新エビデンス

シリーズ87:筋トレとアルギニンの最新エビデンス

シリーズ88:筋トレとシトルリンの最新エビデンス 

 

 

www.awin1.com

 

◆ 参考論文

Douglas J, et al. Chronic Adaptations to Eccentric Training: A Systematic Review. Sports Med. 2017 May;47(5):917-941.

Douglas J, et al. Eccentric Exercise: Physiological Characteristics and Acute Responses. Sports Med. 2017 Apr;47(4):663-675.

Leonard TR, et al. Regulation of muscle force in the absence of actin-myosin-based cross-bridge interaction. Am J Physiol Cell Physiol. 2010 Jul;299(1):C14-20.

Toigo M, et al. New fundamental resistance exercise determinants of molecular and cellular muscle adaptations. Eur J Appl Physiol. 2006 Aug;97(6):643-63.

Bamman MM, et al. Mechanical load increases muscle IGF-I and androgen receptor mRNA concentrations in humans. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2001 Mar;280(3):E383-90.

Schoenfeld BJ, et al. The mechanisms of muscle hypertrophy and their application to resistance training. J Strength Cond Res. 2010 Oct;24(10):2857-72.

Roig M, et al. The effects of eccentric versus concentric resistance training on muscle strength and mass in healthy adults: a systematic review with meta-analysis. Br J Sports Med. 2009 Aug;43(8):556-68.

Schoenfeld BJ, et al. Hypertrophic Effects of Concentric vs. Eccentric Muscle Actions: A Systematic Review and Meta-analysis. J Strength Cond Res. 2017 Sep;31(9):2599-2608.

Maroto-Izquierdo S, et al. Skeletal muscle functional and structural adaptations after eccentric overload flywheel resistance training: a systematic review and meta-analysis. J Sci Med Sport. 2017 Oct;20(10):943-951.