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スポーツ科学研究, 4, 63-74, 2007 年 63 カーフレイズ系種目の筋力トレーニングにおける 腓腹筋,ヒラメ筋の筋電図学的分析 Electromyographic investigation of the gastrocnemius and soleus muscles in calf raise exercises 半田徹 1 加藤浩人 2 長谷川伸 3 岡田純一 4 加藤清忠 4 Tohru Handa 1) Hiroto Kato 2) Shin Hasegawa 3) Junichi Okada 4) Kiyotada Kato 4) 1 早稲田大学大学院人間科学研究科 2 二葉栄養専門学校 3 九州共立大学 4 早稲田大学スポーツ科学学術院 1 Graduate School of Human Sciences, Waseda University 2 Futaba Nutrition College 3) Kyusyu Kyorit u University 4) Faculty of Sports Sciences, Waseda University キーワード : 筋力トレーニング , カーフレイズ系種目 , 筋電図 Key words: muscle training, calf raise exercise, electromyography 従来から,筋力トレーニングでは腓腹筋とヒラメ筋を鍛える種目としてカーフレイズ系の種目が用い られているが, 2 筋に対する貢献度の種目間差異や姿勢変化が筋活動に及ぼす影響などが十分 に認識されているとは言えない.そこで,本研究では,姿勢の異なる代表的なカーフレイズ系トレー ニング種目,スタンディング・カーフレイズ,ドンキー・カーフレイズ,シーティッド・カーフレイズおよび カーフプレスの 4 種目を対象に,各種目における腓腹筋内側頭,腓腹筋外側頭およびヒラメ筋の 筋活動を分析した.なお,各種目ともつま先の向きを平行,内向きおよび外向きの 3 パターンで試 行し姿勢変化の違いが筋活動に及ぼす影響についても比較検討した.筋力トレーニングに熟練し た成人男子 10 名を被験者とし各種目とも下腿に体重の 120% の負荷をかけて底屈局面から背屈 局面へと,試技は各局面 2 秒間合計 4 秒間で 3 回繰返された.得られた筋電図の RMS 値を基準化 して比較し,以下のような結果を得た. 腓腹筋内側頭においては,つま先の向きに関係なく膝関節伸展位で行うスタンディング・カーフレ イズ,ドンキー・カーフレイズおよびカーフプレスは膝関節屈曲位で行うシーテッド・カーフレイズより も有意に大きい筋放電をもたらした.しかし腓腹筋外側頭とヒラメ筋は,つま先の向きに関係なく種 目間の有意差は見出されなかった.腓腹筋内側頭では,ドンキー・カーフレイズにおいてつま先平 行とつま先外向きはつま先内向きよりも有意に大きい筋放電が得られたが,その他の種目間には 差は見られなかった.また腓腹筋外側頭とヒラメ筋ではすべての種目においてつま先の向きの違い による差はなかった.局面の比較においては,各筋ともに背屈局面に比べて底屈局面において高

Electromyographic investigation of the gastrocnemius and ...(Grymkowski et al.,1984, Yessis,1992, Norris, 1993,Fahey, 1994, Bean,1997). 最近、筋力トレーニング種目に関する研究

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カーフレイズ系種目の筋力トレーニングにおける 腓腹筋,ヒラメ筋の筋電図学的分析

Electromyographic investigation of the gastrocnemius

and soleus muscles in calf raise exercises

半 田 徹 1) 加 藤 浩 人 2) 長 谷 川 伸 3) 岡 田 純 一 4) 加 藤 清 忠 4)

Tohru Handa1) Hiroto Kato2) Shin Hasegawa3) Junichi Okada4) Kiyotada Kato4)

1)早 稲 田 大 学 大 学 院 人 間 科 学 研 究 科

2)二 葉 栄 養 専 門 学 校 3)九 州 共 立 大 学

4)早 稲 田 大 学 スポーツ科 学 学 術 院 1)Graduate School of Human Sciences, Waseda University

2)Futaba Nutrit ion College 3 ) Kyusyu Kyoritsu University

4 ) Faculty of Sports Sciences, Waseda Universi ty

キーワード : 筋 力 トレーニング , カーフレイズ系 種 目 , 筋 電 図 Key words: muscle training, calf raise exercise, electromyography

抄 録 従 来 から,筋 力 トレーニングでは腓 腹 筋 とヒラメ筋 を鍛 える種 目 としてカーフレイズ系 の種 目 が用 い

られているが,2筋 に対 する貢 献 度 の種 目 間 差 異 や姿 勢 変 化 が筋 活 動 に及 ぼす影 響 などが十 分

に認 識 されているとは言 えない.そこで,本 研 究 では,姿 勢 の異 なる代 表 的 なカーフレイズ系 トレー

ニング種 目 ,スタンディング・カーフレイズ,ドンキー・カーフレイズ,シーティッド・カーフレイズおよび

カーフプレスの4種 目 を対 象 に,各 種 目 における腓 腹 筋 内 側 頭 ,腓 腹 筋 外 側 頭 およびヒラメ筋 の

筋 活 動 を分 析 した.なお,各 種 目 ともつま先 の向 きを平 行 ,内 向 きおよび外 向 きの3パターンで試

行 し姿 勢 変 化 の違 いが筋 活 動 に及 ぼす影 響 についても比 較 検 討 した.筋 力 トレーニングに熟 練 し

た成 人 男 子 10名 を被 験 者 とし各 種 目 とも下 腿 に体 重 の120%の負 荷 をかけて底 屈 局 面 から背 屈

局 面 へと,試 技 は各 局 面 2秒 間 合 計 4秒 間 で3回 繰 返 された.得 られた筋 電 図 のRMS値 を基 準 化

して比 較 し,以 下 のような結 果 を得 た.

腓 腹 筋 内 側 頭 においては,つま先 の向 きに関 係 なく膝 関 節 伸 展 位 で行 うスタンディング・カーフレ

イズ,ドンキー・カーフレイズおよびカーフプレスは膝 関 節 屈 曲 位 で行 うシーテッド・カーフレイズより

も有 意 に大 きい筋 放 電 をもたらした.しかし腓 腹 筋 外 側 頭 とヒラメ筋 は,つま先 の向 きに関 係 なく種

目 間 の有 意 差 は見 出 されなかった.腓 腹 筋 内 側 頭 では,ドンキー・カーフレイズにおいてつま先 平

行 とつま先 外 向 きはつま先 内 向 きよりも有 意 に大 きい筋 放 電 が得 られたが,その他 の種 目 間 には

差 は見 られなかった.また腓 腹 筋 外 側 頭 とヒラメ筋 ではすべての種 目 においてつま先 の向 きの違 い

による差 はなかった.局 面 の比 較 においては,各 筋 ともに背 屈 局 面 に比 べて底 屈 局 面 において高

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い値 を示 す傾 向 が見 られた.

スポーツ科 学 研 究 , 4 , 63-74 , 2007 年 , 受 付 日 :2006 年 11 月 22 日 , 受 理 日 :2007 年 9 月 13 日

連 絡 先 :半 田 徹 、〒359-1192 埼 玉 県 所 沢 市 三 ヶ島 2-579-15

緒 言 腓 腹 筋 とヒラメ筋 の両 筋 は,下 腿 後 面 で浅

深 の層 を形 成 しているが,腓 腹 筋 が2頭 を有 す

ることから両 筋 あわせて下 腿 三 頭 筋 と称 されて

共 通 腱 のアキレス腱 を通 じて踵 骨 に停 止 して

いる.機 能 解 剖 学 的 には,2関 節 筋 である 腓

腹 筋 には膝 関 節 を屈 曲 する作 用 があるものの,

両 筋 の主 要 な作 用 は足 を足 底 側 に屈 し(同 時

にやや内 反 する),または立 位 において踵 を上

げることである(森 ら,1982).したがって,これら

の2筋 は骨 格 筋 の中 でも強 力 な作 用 を有 する

筋 の一 つであって,われわれが運 動 を行 うに際

しては重 要 な働 きを担 っていることになる.そこ

で,筋 力 トレーニングにおいてもこれらの筋 は

常 にトレーニングの対 象 とされる.

2筋 を同 時 に鍛 えるトレーニング種 目 としてし

ばしば採 用 されるのが,立 位 あるいは坐 位 にお

いて踵 を上 げたり、足 首 の底 屈 動 作 を繰 り返

すカーフレイズ(Calf Raise)系 の種 目 である.

フリーウェイトなどを用 いる種 目 としては,スタン

ディング・カーフレイズやドンキー・カーフレイズ

が , ま た ト レ ー ニ ン グ マ シ ン (Training

Machine) を 用 い る 種 目 と し て は , シ ー テ ィ ッ

ド・カーフレイズやカーフプレスなどの種 目 があ

る.これらのトレーニング種 目 に共 通 する効 果

筋 としては腓 腹 筋 とヒラメ筋 の2筋 が示 されてい

るが,種 目 間 の差 異 や姿 勢 変 化 などに関 する

詳 細 な 情 報 が 充 分 に は 示 さ れ て い な い

(Grymkowski et al.,1984, Yessis,1992,

Norris, 1993,Fahey, 1994, Bean,1997).

最 近 、筋 力 トレーニング種 目 に関 する研 究

では,姿 勢 やグリップの異 なる種 目 間 差 異 を筋

活 動 分 析 から比 較 検 討 した筋 電 図 学 的 報 告

が 見 ら れ る . Wright et al.(1999),Boyden

et al.(2000)やPick and Becogue(2000)は

スクワット種 目 やデッドリフト種 目 に関 連 して大

腿 部 の 筋 を 分 析 し , Guimaraes et

al.(1991), Sarti et al.(1996), Whiting

et al.(1999)や Clark et al.(2003)はシッ

トアップ種 目 に関 連 して腹 筋 を対 象 に分 析 し

ている.また,プレス種 目 に関 してはWagner et

al.(1992) , McCaw and Friday(1994),

Barnett et al.(1995)や半 田 ら(2002)の報

告 が あ る . さ ら に プ ル 種 目 に 関 し て も

Signorile et al.(2002)や半 田 ら(2005)が

報 告 している.

しかしながら,カーフレイズ系 種 目 に関 して

はこれまでこのような研 究 報 告 はなされていな

い。前 述 のように、各 種 目 の特 異 性 や姿 勢 変

化 が十 分 に認 識 されてはおらず,それらに関

する情 報 が不 足 している.そこで,本 研 究 では

フリーウェイト (Barbell) とウェ イトバッグお よ

び マ シ ン (Smith Machine:Nautilus, Leg

Press Machine:Nautilus)を用 いて行 う姿 勢

の異 なる代 表 的 なカーフレイズ系 トレーニング

種 目 の4種 目 において,各 種 目 における腓 腹

筋 とヒラメ筋 の筋 活 動 を分 析 し,種 目 間 の差 異

と足 の姿 勢 変 化 による差 異 を比 較 検 討 した.

方 法 1. 被 験 者

筋 力 トレーニングに熟 練 した成 人 男 子 10名

を被 験 者 とした.被 験 者 は年 齢 25.9±5.6歳 ,

身 長 173.1±4.3cm,体 重 74.0±10.1 kgであ

った.

実 験 に先 立 ち,被 験 者 に実 験 の目 的 ,方

法 ,実 験 の安 全 性 等 について,文 書 ならびに

口 頭 で説 明 を行 い,実 験 の内 容 を十 分 に理

解 してもらったうえで同 意 書 を得 た.本 研 究 は,

早 稲 田 大 学 スポーツ科 学 学 術 院 研 究 倫 理

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委 員 会 の承 認 を受 けて実 施 された.

2. トレーニング種 目 の試 技 方 法 実 験 の対 象 としたトレーニング種 目 は,スタ

ンディング・カーフレイズ(Standing Calf

Raise:SDCR),シーティッド・カーフレイズ

(Seated Calf Raise:STCR) ,ドンキー・カ

ーフレイズ(Donky Calf Raise:DCR)およびカ

ーフプレス(Calf Press:CPS)の 4 種 目 であっ

た.実 験 に用 いた負 荷 重 量 はすべての種 目

で,下 腿 に体 重 の 120%の負 荷 がかかるよう

に設 定 したが,SDCR では体 重 の 20%のバー

ベル,STCR と DCR ではそれぞれ体 重 の

60%のバーベル,ウエイトバックを用 い,CPS

では体 重 の 120%の負 荷 がかかるようマシン

の重 量 設 定 を行 った.各 種 目 ともつま先 の向

きを以 下 の規 定 によって平 行 ,内 向 きおよび

外 向 きの 3 通 りで試 行 した(Fig.1).

平 行 (Paral lel)―足 幅 は,腰 幅 とし,つま

先 を前 方 に向 け両 足 を平 行 にそろえる

(Fig.1-A).

内 向 き(In)―つま先 をつけて,踵 を外 方 に

向 け,両 足 間 の角 度 を 60゜とする

(Fig.1-B).

外 向 き(Out)―踵 をつけてつま先 を外 方

に向 け,両 足 間 の角 度 を 60゜とする

(Fig.1-C).

な お , す べ て の 試 技 は 底 屈 局 面 (Plantar

Flexion Phase:PFP) か ら 背 屈 局 面 (Dorsal

Flexion Phase:DFP)へと,各 局 面 2秒 間 合 計 4

秒 間 で3回 繰 返 された.繰 り返 しのテンポは,

験 者 がストップウォッチを見 ながら,被 験 者 に

口 頭 で合 図 を送 ることにより規 定 された.各 種

目 の方 法 は以 下 の通 りである(Fig.1).

1 2 3 4

A B C

Fig1. Four exerc ises and toe d irect ions examined.

1:Standing cal f ra ise, 2:Seated cal f ra ise, 3:Donky cal f ra ise, 4:Calf press

A:Paral le l , B: In , C:Out

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スタンディング・カーフレイズ (SDCR) 視 線 を前 上 方 に向 け背 筋 を伸 してバーベ

ルを肩 上 に担 ぎ,膝 関 節 を真 っ直 ぐに伸 展 し

た姿 勢 で床 上 に立 ち,両 踵 を高 く挙 上 してつ

ま先 立 つ (Fig.1-1).

シーティッド・カーフレイズ(STCR) 膝 関 節 を 90゜に屈 曲 して台 上 に坐 り,スミ

スマシンのバーを膝 上 に置 き,踵 を高 く挙 上 し

てつま先 立 つ(Fig.1-2) .

ドンキー・カーフレイズ (DCR) 股 関 節 を 90゜に屈 曲 させ膝 関 節 を真 っ直

ぐに伸 展 した状 態 でローマンベンチに手 をつ

き上 体 を前 傾 させて安 定 を図 りながら,ウエイ

トバッグを下 背 部 にのせて,踵 を高 く挙 上 する

(Fig.1-3).

カーフプレス (CPS) レッグプレスマシンに坐 り膝 関 節 を真 っ直 ぐ

に伸 展 した状 態 で,シートの固 定 アームを握 り

姿 勢 の安 定 を図 りながら,足 関 節 を 90゜に屈

曲 してフットボード下 端 につま先 をのせて,底

屈 する(Fig.1-4).

3. 筋 電 図 の導 出 被 験 筋 は足 関 節 底 屈 筋 である腓 腹 筋 内

側 頭 ,腓 腹 筋 外 側 頭 およびヒラメ筋 の 2 筋 3

箇 所 とし,すべて右 側 について皮 膚 表 面 電

極 法 により導 出 した.電 極 の貼 付 箇 所 の同 定

にあたっては,栢 森 (1997)の方 法 を参 照 した.

筋 電 図 導 出 のための電 極 および不 関 電 極 に

は,直 径 8mm の銀 塩 化 銀 円 盤 の皮 膚 表 面

電 極 (小 型 生 体 電 極 ,日 本 光 電 社 製 )を用

いた.電 極 の装 着 に当 たっては,筋 電 図 導 出

部 位 をアルコール綿 と皮 膚 処 理 剤 (スキンピ

ュアー ,日 本 光 電 社 製 )で十 分 に拭 き,各

筋 腹 の中 央 に 2cm の間 隔 をとり,粘 着 カラー

で固 定 した.得 られた電 気 信 号 は,マルチテ

レメータシステム(WEB-5000,日 本 光 電 社

製 )から,MacLab MacLab,ADInstruments

社 製 )に送 られ,サンプリング周 波 数 1000Hz

でデジタル変 換 され PC (VAIO PCG-9A2N,

SONY 社 製 )に記 録 された.

4. 足 関 節 角 度 の測 定 ゴ ニ オ メ ー タ ( KINETO-ANGLE TRANSDUCER

TM-511G ,日 本 光 電 社 製 )を足 関 節 の軸 と一

致 するように装 着 し角 度 変 位 を記 録 した.ゴニ

オメータのアームは,足 関 節 をまたいで下 腿 下

部 と足 に固 定 用 のバンドを用 いて取 り付 けられ

た.得 られた電 気 信 号 は,筋 電 図 と同 様 の経

路 で記 録 された.

5. 測 定 値 の処 理 と統 計 分 析 筋 電 図 信 号 は , 標 準 的 な 1 回 の 波 形

(Fig.2)からゴニオメータとの同 期 により,各 種

目 においてPFPとDFPの各 局 面 におけるRMS値

を算 出 した.局 面 における比 較 には,Whiting

et al. (1999)やWright et al. (1999)の

方 法 に従 って,各 被 験 者 が各 被 験 筋 において

示 した最 大 の筋 放 電 量 をもたらした種 目 のRMS

値 を基 準 値 として他 の種 目 のRMS値 をその基

準 値 で除 すことによる相 対 値 を用 いた.

各 種 目 から得 られた同 一 筋 におけるRMS値

の検 定 には,一 元 配 置 の分 散 分 析 を用 いた.

そ し て , 有 意 差 が 認 め ら れ た 場 合 に は ,

FisherのPLSDの多 重 比 較 によって検 定 した.

なお,有 意 水 準 は危 険 率 5%未 満 とした.同 一

筋 における基 準 値 の比 較 は,統 計 的 にPFPと

DFPの両 局 面 間 に交 互 作 用 が認 められなかっ

たため,両 局 面 をまとめて有 意 差 検 定 を行 っ

た.

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Fig.2 An example of the e lectromyographic and goniometr ic s ignals obtained

dur ing the standing cal f raise.

PFP:Plantar Flexion phase, DFP:Dorsal F lexion phase,

MG:(Medial Gastrocnemius) , LG(Lateral Gastrocnemius), SO:(Soleus), GM:(Goniometer)

結 果

腓 腹 筋 内 側 頭 においては,つま先 の向 きが

平 行 ,内 向 きおよび外 向 きに関 係 なくカーフレ

イズ試 行 様 式 による共 通 した傾 向 を示 した.ス

タンディング・カーフレイズ,ドンキー・カーフレイ

ズおよびカーフプレスはシーテッド・カーフレイ

ズよりも有 意 に大 きい筋 放 電 をもたらした(p<

0.01〜0.001,Fig.3).腓 腹 筋 外 側 頭 とヒラメ

筋 は,つま先 の向 きが平 行 ,内 向 きおよび外

向 きを問 わず試 行 様 式 による有 意 差 は見 出 さ

れなかった(Figs.4,5).

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Fig.3 Mean NrmsEMG values for the medial gastrocnemius.

※ p<0.05, ※※ p<0.01, ※※※ p<0.001

SDCR:Standing Calf Raise, STCR:Seated Calf Raise, DCR:Donky Calf Raise, CPS:Calf press

Fig.4 Mean NrmsEMG values for the lateral gastrocnemius.

SDCR:Standing Calf Raise, STCR:Seated Calf Raise, DCR: Donky Calf Raise, CPS: Calf Press

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Fig.5 Mean NrmsEMG values for the soleus.

SDCR:Standing Calf Raise, STCR:Seated Calf Raise, DCR: Donky Calf Raise, CPS: Calf Press

さらに,つま先 の向 きが筋 活 動 に及 ぼす影

響 を明 らかにするため,各 筋 において同 一 種

目 内 で の つ ま 先 平 行 (Parallel) , 内 向 き

(In) お よ び 外 向 き (Out) で の 比 較 を 行 っ た

(Figs.6~8).

Fig.6 Mean NrmsEMG values for the medial gastrocnemius.

SDCR:Standing Calf Raise, STCR:Seated Calf Raise, DCR:Donky Calf Raise, CPS:Calf press

foot direction P:parallel, I:in, O:out ※ p<0.05, ※※ p<0.01, ※※※ p<0.001

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Fig.7 Mean NrmsEMG values for the lateral gastrocnemius.

SDCR:Standing Calf Raise, STCR:Seated Calf Raise, DCR:Donky Calf Raise, CPS:Calf press

foot direction P:parallel, I:in, O:out

Fig.8 Mean NrmsEMG values for the soleus

SDCR:Standing Calf Raise, STCR:Seated Calf Raise, DCR:Donky Calf Raise , CPS:Calf press

foot direction P:parallel, I:in, O:out

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腓 腹 筋 内 側 頭 では,ドンキー・カーフレイズ

においてつま先 平 行 とつま先 外 向 きはつま先

内 向 きよりも有 意 に大 きい筋 放 電 が得 られた

( p< 0.05,Fig.6). 腓 腹 筋 外 側 頭 と ヒ ラ メ 筋

においてはつま先 の向 きによる筋 放 電 の有 意

差 は見 出 されなかった(Figs.7,8).

PFP局 面 とDFP局 面 の比 較 のために,各 筋 に

ついて種 目 ごとにPEP局 面 に対 するDFP局 面 の

比 率 を計 算 した.つま先 平 行 ,内 向 きおよび

外 向 きのすべての条 件 について算 出 したが類

似 傾 向 を示 したため,つま先 平 行 (Parallel)

条 件 のみを表 に示 した(Table 1).

Table 1 Mean ,standard deviat ion ,and dorsa l f lex ion phase/planta r f lex ion phase rat io of

normal izedintegrated EMG muscle act iv i ty for the media l gastrocnemius , latera l gastrocnemius and

so leusdur ing the standing ,seated , donky cal f ra ise and ca l f press . (para l le l )

DFP/PFP rat io : dorsal f lex ion phase/plantar f lex ion phase rat io

腓 腹 筋 内 側 頭 で は 0.64~ 0.68, 腓 腹 筋 外

側 頭 で は 0.58 ~ 0.68 , ヒ ラ メ 筋 で は 0.54 ~

0.66という値 であった.特 に低 い値 を示 したの

は,カーフプレスにおけるヒラメ筋 (0.54)であっ

た.一 方 ,高 い値 を示 したのはスタンディング・

カーフレイズにおける腓 腹 筋 内 側 頭 と外 側 頭

でそれぞれ0.68であった.

考 察

一 般 的 につま先 立 ちになるとか,つま先 を前

方 に伸 すという底 屈 の動 作 では,腓 腹 筋

(Gastrocnemius)とヒラメ筋 (Soleus)によって

構 成 される下 腿 三 頭 筋 (Triceps surae)が主

動 筋 と考 えられる(森 ら,1982).したがって,わ

れわれが立 つとか跳 躍 するというような動 作 に

おいて,この筋 は常 に体 を支 える抗 重 力 筋 とし

て最 も重 要 で強 力 な働 きをする筋 の一 つであ

り,筋 力 トレーニングにおいても常 に強 化 の対

象 とされ,その効 果 的 なトレーニングが重 要 な

テーマとなる.

下 腿 三 頭 筋 を構 成 する2筋 は停 止 部 では

踵 骨 腱 という共 同 腱 で踵 骨 に付 着 しているが,

起 始 部 ではヒラメ筋 が下 腿 骨 から起 始 している

のに対 して,腓 腹 筋 は大 腿 骨 から起 始 しており

2関 節 筋 として膝 関 節 と足 関 節 に関 係 している.

本 研 究 ではこのような下 腿 三 頭 筋 の構 造 上 の

特 徴 を考 慮 して,立 位 ・座 位 ・中 間 位 や,膝 関

節 に対 しては屈 曲 位 ・伸 展 位 など姿 勢 に変 異

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のある4種 目 を実 施 した.その結 果 ,腓 腹 筋 内

側 頭 のみにおいて,膝 屈 曲 姿 勢 のSTCRに対 し

て他 のSDCR,DCR,CPSの3種 目 は大 きな筋 放

電 を示 した.これはつま先 の向 きには関 係 なく,

すべて同 様 の傾 向 であった.他 の腓 腹 筋 外 側

頭 及 びヒラメ筋 には種 目 間 による差 は見 られな

かった(Figs.3~5).

Grymkowski et al. (1984), Norris

(1993), James et al. (1995),Bean(1997)

および マッスル・アンド・フィットネス・ジャパン

(2000)は膝 関 節 伸 展 位 でのカーフレイズやド

ンキー・カーフレイズ、カーフ・プレスの主 働 筋

を腓 腹 筋 ,膝 関 節 屈 曲 位 でのシーティッド・カ

ーフレイズの主 働 筋 をヒラメ筋 としている.また

Yessis (1992)も腓 腹 筋 は膝 を伸 展 した種 目

で効 果 的 であり,膝 を曲 げると関 与 が少 なくな

り,ヒラメ筋 により大 きなストレスがかかると記 載

している.これらの記 載 は,膝 関 節 屈 曲 位 姿 勢

でのカーフレイズでは腓 腹 筋 に対 する刺 激 強

度 は低 下 するという点 で本 研 究 結 果 と一 致 し

ている.しかし,本 研 究 では腓 腹 筋 筋 活 動 の

種 目 間 差 異 は内 側 頭 においてのみ見 られ,外

側 頭 にはそのような差 異 は見 られなかった

(Figs.3,4).同 じ筋 であっても腹 直 筋 のように

比 較 的 に大 きくて細 長 い筋 では部 位 によって

筋 活 動 に差 が見 られるとの報 告 があるが

(Clark et al.,2003),腓 腹 筋 の両 頭 に関 し

てはそのような報 告 は見 当 たらない.従 来 ,腓

腹 筋 は代 表 的 な白 筋 線 維 比 率 の高 い筋 とさ

れているが(森 ら,1982),今 回 の実 験 では比

較 的 低 い負 荷 を用 いて行 っているので,その

問 題 は今 後 ,高 負 荷 によるデータ収 集 による

検 討 も必 要 であると考 えられる.

さらに腓 腹 筋 の内 側 頭 と外 側 頭 に対 するト

レーニング効 果 の差 異 に関 しては,つま先 の

向 きの違 いによる種 目 内 差 異 としての記 載 が

見 られる.Grymkowski et al.(1984)や

Fahey(1994)はつま先 の向 きをいろいろ変 えて

異 なった部 位 をトレーニングするとし,Bean

(1997) は45°つま先 を外 側 に向 けると腓 腹

筋 の内 側 頭 により効 果 的 であり,逆 に45°内

側 に向 けると腓 腹 筋 の外 側 頭 により効 果 的 で

あると述 べている.しかしながら,Hatfield

(1984)は,従 来 から多 くのボディービルダーが

腓 腹 筋 への満 遍 ない刺 激 を狙 ってそのトレー

ニング方 法 としてつま先 の向 きに変 化 をもたせ

た実 施 をしていることに対 して,機 能 解 剖 学 的

にはそれよりもむしろ深 層 の協 力 筋 である長 指

屈 筋 (Flexor digitorum longus)や後 脛 骨

筋 (Tibialis posterior)への効 果 が考 えら

れると否 定 的 な見 解 を示 している.

本 研 究 から得 られた結 果 では,腓 腹 筋 内 側

頭 においてドンキー・カーフレイズ種 目 のみに,

つま先 平 行 とつま先 外 向 きはつま先 内 向 きより

も有 意 に大 きな筋 放 電 が得 られた(Fig.6).し

かしながら、腓 腹 筋 内 側 頭 でもその他 の種 目

に差 はなく,また腓 腹 筋 外 側 頭 やヒラメ筋 には

すべての種 目 においてもつま先 の向 きによる差

異 は見 られなかった(Figs.6~8).このようなこ

とから,一 部 前 記 の記 載 に類 似 する傾 向 は見

られるものの,全 体 的 にはつま先 の向 きによる

影 響 はほとんどないとものと考 えられる.したが

って,実 践 的 には種 目 に適 当 な変 異 をつけて

実 施 することは必 要 であると考 えられるが,つま

先 の向 きにはあまり拘 泥 しないで,むしろ快 適

な向 きで実 施 することが望 まれる.マッスル・ア

ンド・フィットネス・ジャパン(2000)は,つま先 を

極 端 に内 側 あるいは外 側 に向 けて動 作 を行 う

ことは,股 関 節 ,膝 関 節 および足 関 節 に傷 害

をもたらす危 険 性 があるとの懸 念 を示 している.

そのため,つま先 を正 面 もしくはやや外 側 に向

けての実 施 を奨 励 している.

腓 腹 筋 内 側 頭 と外 側 頭 の筋 活 動 差 やつま

先 の向 きとの関 係 に関 しては,今 後 Hatfield

(1984) が言 っているように深 層 の協 力 筋 の

働 きや,高 負 荷 によるデータ収 集 や関 節 運 動

との関 係 を精 査 し,また障 害 予 防 の観 点 からも

検 討 される必 要 がある.

筋 活 動 の屈 曲 局 面 と伸 展 局 面 の関 係 に関

しては,Wright et al. (1999)は75%1RMで

Page 11: Electromyographic investigation of the gastrocnemius and ...(Grymkowski et al.,1984, Yessis,1992, Norris, 1993,Fahey, 1994, Bean,1997). 最近、筋力トレーニング種目に関する研究

スポーツ科学研究, 4, 63-74, 2007 年

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レッグ・カール,スティッフレッグド・デッドリフトお

よびスクワット種 目 実 施 時 の半 腱 様 筋 と大 腿

二 頭 筋 の 筋 電 波 形 を分 析 して ,Concentric

phaseとEccentric phase両 局 面 の比 率 が前

2種 目 では61~71%,後 の種 目 では74~86%

と報 告 している.本 研 究 では,全 体 的 には前

記 種 目 より低 い比 率 であると言 える(Table1).

McCaw and Friday (1994)の60%と80%1RMを

用 いた研 究 では,ベンチプレス種 目 における上

腕 二 頭 筋 の比 率 が100%を超 えているが,本

研 究 では100%を超 える値 は観 察 されず54~

68%の範 囲 であった.したがって,本 研 究 で実

施 したカーフレイズ系 種 目 のトレーニングは同

一 負 荷 を課 せば,他 の筋 力 トレーニング種 目 と

比 較 すると , 屈 曲 ( 背 屈 ) 運 動 よりも 伸 展 ( 底

屈 )運 動 における筋 活 動 が相 対 的 に大 きくな

ると考 えられる.

以 上 のように,カーフレイズ試 行 時 の腓 腹 筋

とヒラメ筋 の筋 活 動 を定 量 化 することにより本

研 究 で取 り上 げた4つのトレーニング種 目 の特

徴 が明 らかになった.カーフレイズ試 行 時 の膝

関 節 角 度 の取 り方 は腓 腹 筋 とヒラメ筋 の筋 活

動 に大 きな影 響 を及 ぼす.そのため下 腿 三 頭

筋 をトレーニングする際 には膝 関 節 伸 展 位 と

膝 関 節 屈 曲 位 の2つをバランスよく実 施 するこ

とは肝 心 なことである.つま先 の向 きに関 しては,

平 行 、内 向 き、外 向 きのいずれで試 行 しても腓

腹 筋 の両 頭 に対 する効 果 では大 差 はないもの

と考 えられる.

まとめ

一 般 に下 腿 三 頭 筋 をトレーニングする種 目

とされているカーフレイズ系 種 目 ,スタンディン

グ・カーフレイズ、 シーティッド・カーフレイズ、

ドンキー・カーフレイズおよびカーフプレス の4

種 目 について,筋 力 トレーニングに熟 練 した成

人 男 子 10名 を被 験 者 に腓 腹 筋 内 側 頭 ,腓 腹

筋 外 側 頭 およびヒラメ筋 を筋 電 図 学 的 に分 析

し,以 下 のような結 果 を得 た.

1) 腓 腹 筋 内 側 頭 においては,つま先 の向

きに関 係 なく膝 関 節 伸 展 位 で行 うスタン

ディング・カーフレイズ,ドンキー・カーフ

レイズおよびカーフプレスは膝 関 節 屈 曲

位 で行 うシーテッド・カーフレイズよりも有

意 に大 きい放 電 をもたらした.腓 腹 筋 外

側 頭 とヒラメ筋 においては,つま先 の向 き

に関 係 なく試 行 様 式 による有 意 差 は見

い出 されなかった.

2) 腓 腹 筋 内 側 頭 では,ドンキー・カーフレ

イズにおいてつま先 平 行 とつま先 外 向 き

はつま先 内 向 きよりも有 意 に大 きい筋 放

電 が 得 ら れ た が 、 そ の 他 の 種 目 間 に は

差 は見 られなかった.また腓 腹 筋 外 側 頭

とヒラメ筋 ではすべての種 目 においてつ

ま先 の向 きによる差 は見 られなかった。

3) 局 面 の比 較 から各 筋 ともに背 屈 に比 べ

て底 屈 において高 い値 を示 す傾 向 が見

られた.

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