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スティフネスとは一体何の事?!女性における下半身のスティフネスの重要性とは?

スティフネスという言葉はあまり耳馴染みのない言葉かと思います。
スティフネスとは一体何なのか?
そして、何に必要でどのような役割を担っているのか?
なぜ女性にとっての方がより重要だと言われているのか?

今回はこのスティフネスについて書いていきたいと思います。

下肢のスティフネスとは?

下肢のスティフネスとは、一定の力を受けた時に、下肢筋群全体の伸長に対する抵抗力のことです。

例えば、二人の人間がいて連続的なジャンプを行なっているとします。
しゃがんで踏み込んでいる瞬間に筋群に加わる力が両者とも同じであった場合、足関節、膝関節、股関節の屈曲が小さい人の方が、伸張に対する抵抗力が高く、スティフネスがより高いということになります。

簡単にいうと、筋肉がビヨーンと伸びるのに抵抗し、止めようとする力といったところでしょうか?

過度な下肢のスティフネスは持続的な骨の傷害発生リスクを高め、反対に下肢のスティフネスの不足は軟部組織の損傷のリスクを高める恐れがあります。

ゴムが引き延ばされた後に一気に縮むように、筋肉の素早い伸長性収縮の直後に、短縮性収縮が起こることをストレッチショートニングサイクルと呼びます。
ジャンプ動作や着地からの別の動作への素早い切り替えなどに重要になってくるものです。
そして、それをコントロールして鍛えていく事ができるトレーニングをプライオメトリクストレーニングと言います。

このプライオメトリックトレーニングにおいてストレッチショートニングサイクルをうまく使うためには、ある程度の下肢のスティフネスが必要という事が研究で明らかになっています。

性差

男性と女性とでは、両脚ホップを行う際に有意差が出るという研究結果が出ています。
これは筋肉の動員パターンと筋腱複合体の力学的特性の違いが主な原因となって生じている可能性が考えられています。

筋の動員に関しては、両脚ホップにおいて女性は男性より、大腿四頭筋の活動が46%、ヒラメ筋の活動が37%大きく、大腿四頭筋とハムストリングスの同時活動比も高い値を示した。

Padua DA, Carcia CR, Arnold BL, and Granata KP. Gender differences in leg stiffness and stiffness recruitment strategy during two legged hopping. J Mot Behav 37: 111-125, 2005.

より最近の研究において、疲労度の高い最大下負荷でのスクワットを実施後の両脚ホップにおける性差を調べたところ、女性は同様の筋動員パターンを示したと報告されています。
この場合も、女性は男性に比べて接地直前から直後における大腿四頭筋とハムストリングスの同時活動比が高く、大腿四頭筋の活動が45%大きかったという研究結果が出ています。
さらに女性は、接地直後における大腿四頭筋の活動の最大振幅値が、ハムストリングスの活動の最大振幅値を約4倍上回り、同一時間内に男性が示した値の2倍を記録したという報告もあります。
つまり女性の大腿部のスティフネスの動員は、大腿四頭筋優位に行われており、ハムストリングスを効果的に利用できていないということになります。

傾斜を用いた等尺性最大随意筋収縮を足底屈筋と膝関節伸展筋において発揮させた場合、腓腹筋内側頭の腱と腱膜、および膝蓋腱のスティフネスは、女性が男性に比べ有意に低かった。

Kubo K, Kanehisa H, and Fukunaga T. Gender difference in the viscoelastic properties of tendon structures.
Onambele GN, Burgess K, and Pearson SJ. Gender-specific in vivo measurement of the structural and mechanical properties of the human patellar tendon.

このように女性の腱スティフネスが低い(腱コンプライアンスが高い)ことが、先ほどの大腿四頭筋とヒラメ筋の動員が大きかった要因の一端となっている可能性があると考えられています。
腱コンプライアンスの高さによって生じる筋活動の増大は、ストレッチショートニングサイクルの伸張性の局面における、筋線維の束の伸張を抑え、スティフネスを維持させようとします。
筋肉が伸張しすぎないように頑張ると、全体の長さやスティフネスを維持しようと逆に腱部分が必要以上に伸びてしまい、腱関連の障害のリスクへと繋がってしまうのです。

下肢のスティフネスをしっかりと動員することで得られる効果

アスリートなどが前十字靭帯を断裂したというニュースなどを見たことがある方もいらっしゃるかと思います。

前十字靭帯とは膝関節の大腿骨と脛骨につながっており、脛骨が前に飛び出しすぎないように、そして捻じりすぎないように安定させ支えている靭帯です。
この前十字靭帯の損傷というのは、女性の方が確率的に多いと言われています。

先に述べたように、女性は伸張性の局面ではハムストリングスよりも大腿四頭筋の方が優位に活動を起こしてしまいがちです。
大腿四頭筋の収縮により、特に膝の屈曲角度が小さい場合、脛骨の前方移動が生じ、これに伴って前十字靭帯が引き伸ばされます。
この時、ハムストリングスの共同収縮が行われれば、脛骨を後方に引き戻してくれて、前十字靭帯の伸張が抑制されることになるのですが、この時にハムストリングスがうまく使われないと、前十字靭帯を損傷してしまうのです。

つまり、筋力強化と腱のスティフネスを高め、下肢のスティフネスをしっかりと動員できると、脛骨の前方移動と前十字靭帯の傷害の発生リスクは減るという事です

トレーニング

女性の筋肉の過活動よって保たれている下肢のスティフネスを正しく改善するためには、プライオメトリックトレーニングを実施する前に、適切にプログラミングされたレジスタンストレーニングを最低8週間実行する必要があります。
この8週間という期間の根拠となった先行研究では、レジスタンストレーニングを最低8週間行わないと腱のスティフネスが向上しないことが明らかになっています。

レジスタンストレーニングの前半4週間は、筋肥大を目的とした量-負荷(10レップ×3セットを75%1RM以上)を適用し、後半4週間は筋力向上のための量-負荷(6レップ×3セットを85%1RM以上)を適用します。

各4週間のこれらのトレーニング期には、スクワット、デッドリフト、カーフレイズ等を、腱スティフネス向上に有効であることが証明されている上記の量-負荷で行ってみましょう。

そのほかに、ノルディックハムストリングロウワーやレーザーカールなど、伸張性筋活動におけるハムストリングスの筋力向上に特化した種目も取り入れる必要があります。
これらのエクササイズは、伝統的な種目に比べてハムストリングスの機能的な筋力向上に優れている可能性があり、また女性における前十字靭帯の傷害発生リスクの低減に有効である事が研究によって示唆されています。

8週間が終了したら、さらにあと4週間トレーニングを追加し、筋力向上のトレーニングに、漸進的な低強度のプライオメトリックトレーニングを組み合わせて行うと良いでしょう。
内容としては、カウンタームーブメントジャンプなどの両脚の種目から、ホップなどの片脚の種目に漸進させていきましょう。
その時に、すぺてのプライオメトリック種目では、適切な着地テクニックが用いられているか確認しなければいけません。

このような漸進的な低強度のプライオメトリックトレーニングは、レジスタンストレーニングセッションの最初の15分間に組み込み、4週間にかけて行うと、女性の着地動作のメカニクスを有意に改善する事が明らかになっています。
さらに、プライオメトリックトレーニングプログラムは、大腿四頭筋の筋力を維持しながら女性アスリートのハムストリングスの捻じりの強さと筋力を向上させ、それにより大腿四頭筋とハムストリングスの筋力比を改善することも同様に明らかになっています。

まとめ

いかがでしたでしょうか?
アスリートだけでなく、趣味で身体を動かされている方でも、大腿四頭筋ばかり辛くなってくるという女性は少なくないと思います。
それに伴い、前十字靭帯の傷害リスクも高くなってしまいます。
ハムストリンググスの筋力と腱のスティフネスを向上させ、正しく下半身のスティフネスを動員させて、安全に楽しく運動していきたいですね。

LIBONAでは特に女性のトレーニングにおいて、ハムストリングや臀筋を上手に使えるように身体の動かし方から指導しております。

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