Influence of elastic force produced by cross-bridge and titin on the force enhancement by stretch-shortening cycle

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H04011
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59020:Sports sciences-related
• Research Institution: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: Fukutani Atsuki 立命館大学, スポーツ健康科学部, 講師 (80722644)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉 晴夫 帝京大学, 医学部, 名誉教授 (20082076) ; 伊坂 忠夫 立命館大学, スポーツ健康科学部, 教授 (30247811) ; 八木 直人 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 分光推進室, 特別研究員 (80133940)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ミオシン / アクチン / タイチン / 小角散乱 / クロスブリッジ / 反動動作

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to examine the mechanism of force enhancement by stretch-shortening cycle focused on cross-bridge behaviours. We used small angle X-ray diffraction to confirm the structutral changes of cross bridges during stretch-shortening cycle. As a result, the number of attached cross bridges decreased although the force attained during the countermovement (eccentric contraction) increased. This results suggest that the larger force attained during the eccentric contraction was caused by increased force per attahced cross bridge not by increased number of attached cross bridges. This mechanism can explain the force enhancement by stretch-shortening cycle.

Free Research Field

バイオメカニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

我々が高く跳ぶことを考えた場合、だれもが沈み込んだ後に (反動動作を行った後に)跳ぶ。これは、誰しもが経験的に、反動動作を使うことで運動パフォーマンスが増強することを知っているからである。このような誰もが使っている反動動作ではあるが、そのメカニズムに関しては不明な点が残されている。本研究は、クロスブリッジの挙動に着目し、そのメカニズムの一部を解明した。このような知見が蓄積することで、より効果的に反動効果を引き出すことが出来るようになる。反動動作はスポーツ動作だけでなく日常動作にも多く含まれることを踏まえると、スポーツパフォーマンス向上だけでなく、リハビリテーションにも有意義な知見となりうる。