身体運動のメカニズムと適応性の解明：骨格筋・腱動態の生体計測によるアプローチ

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24300209
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 川上 泰雄 早稲田大学, スポーツ科学学術院, 教授 (60234027)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 生体計測 / 筋腱複合体 / 筋腱相互作用 / 力学的特性 / トレーニング / 加齢

Outline of Annual Research Achievements

平成26年度は、平成24年度・平成25年度までに構築した筋腱動態計測法を応用した実験を行い、その成果を学術論文として報告した。具体的には、１）「バネ能力」のトレーニング効果、２）骨格筋・腱動態の改善方法、以上2点に関連する研究を計画し、スケジュール通りに計画を遂行することができた。
１）「バネ能力」のトレーニング効果に関する研究では、対象筋に下腿部に加えて大腿部を加えた。また、研究成果をより広く普及させるため、当初計画していたジャンプのみではなく、ランニングを指標の一つに追加した。その結果、スクワットエクササイズの強度がジャンプパフォーマンスに及ぼす影響や、複数の筋が起始と停止をもつ股関節と膝関節のランニング中の関係が明らかになった。また、パフォーマンスの向上、もしくは疲労軽減効果を狙ったデバイス（コンプレッションウェア）の効果についても検証し、骨格筋収縮特性とこれら外部デバイスに関連する新たな知見を得ることができた。これら一連の骨格筋収縮特性に関連する腱の作用については、筋収縮によって誘発されるアキレス腱のモーメントアームを三次元表示する新たな技法を考案することにも成功した。
２）骨格筋・腱動態の改善方法については、11名の若年男性に対して三ヶ月間のレジスタンストレーニング（ニーエクステンション）を実施し、当初の計画通り縦断的にトレーニング効果を追跡した。解析対象とした外側広筋の解剖学的な筋横断面積や羽状角に有意な差が認められ、生体軟組織が筋肥大と密接に関連する新たな知見を大腿部にて発見した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] No graduated pressure profile in compression stockings still reduces muscle fatigue (2015)
  • Author(s): Miyamoto, N., Kawakami, Y.
  • Journal Title: Int. J. Sports Med. Volume: 36 Pages: 220-225
  • DOI: 10.1055/s-0034-1390495
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Determination of contraction-induced changes in elbow flexor cross-sectional area for evaluating muscle size-strength relationship during contraction. (2015)
  • Author(s): Akagi, R., Iwanuma, S., Hashizume, S., Kanehisa, H., Fukunaga, T., Kawakami, Y.
  • Journal Title: J. Strength Cond. Res. Volume: Epub ahead of print Pages: in press
  • DOI: 10.1519/JSC.0000000000000793.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hip rotation angle is associated with frontal plane knee joint mechanics during running. (2015)
  • Author(s): Sakaguchi, M., Shimizu, N., Yanai, T., Stefanyshyn, D.J., Kawakami, Y.
  • Journal Title: Gait Posture Volume: 41 Pages: 557-561
  • DOI: 10.1016/j.gaitpost.2014.12.014.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Increase in vastus lateralis aponeurosis width induced by resistance training: implications for a hypertrophic model of pennate muscle. (2015)
  • Author(s): Wakahara, T., Ema, R., Miyamoto, N., Kawakami. Y.
  • Journal Title: Eur. J. Appl. Physiol. Volume: 115 Pages: 309-316
  • DOI: 10.1007/s00421-014-3012-9.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Association between contraction-induced increases in elbow flexor muscle thickness and distal biceps brachii tendon moment arm depends on the muscle thickness measurement site. (2014)
  • Author(s): Akagi, R., Iwanuma, S., Hashizume, S., Kanehisa, H., Yanai, T., Kawakami, Y. Association between contraction-induced increases in elbow flexor muscle thickness and distal biceps brachii tendon moment arm depends on the muscle thickness measurement site.
  • Journal Title: J. Appl. Biomech. Volume: 30 Pages: 134-139
  • DOI: 10.1123/jab.2012-0145.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Influence of the intensity of squat exercises on the subsequent jump performance. (2014)
  • Author(s): Fukutani, A., Takei, S., Hirata, K., Miyamoto, N., Kanehisa, H., Kawakami, Y.
  • Journal Title: J. Strength Cond. Res. Volume: 28 Pages: 2236-2243
  • DOI: 10.1519/JSC.0000000000000409.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The contraction-induced increase in Achilles tendon moment arm: A three-dimensional study. (2014)
  • Author(s): Hashizume, S., Iwanuma, S., Akagi, R., Kanehisa, H., Kawakami, Y., Yanai, T.
  • Journal Title: J. Biomech. Volume: 47 Pages: 3226-3231
  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2014.08.003.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evaluation of serum leaking enzymes and investigation into new biomarkers for exercise-induced muscle damage. (2014)
  • Author(s): Kanda, K., Sugama, K., Sakuma, J., Kawakami, Y., Suzuki, K.
  • Journal Title: Exerc. Immunol. Rev. Volume: 20 Pages: 39-54
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of pressure intensity of compression short-tight on fatigue of thigh muscles. (2014)
  • Author(s): Miyamoto, N., Kawakami, Y.
  • Journal Title: Med. Sci. Sports Exerc. Volume: 46 Pages: 2168-2174
  • DOI: 10.1249/MSS.0000000000000330.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Leg with rotational joint that mimics elastic characteristics of human leg in running stance phase. (2014)
  • Author(s): Otani, T., George, T., Uryu, K., Yahara, M., Iizuka, A., Hamamoto, S., Miyamae, S., Hashimoto, K., Destephe, M., Sakaguchi, M., Kawakami, Y., Lim, H.-O., Takanishi, A.
  • Journal Title: 2014 IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots, Madrid Volume: November Pages: 18-20
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hopping robot using pelvic movement and leg joints elasticity. (2014)
  • Author(s): Otani, T., Uryu, K., Yahara, M., Iizuka, A., Hamamoto, S., Miyamae, S., Hashimoto, K., Destephe, M., Sakaguchi, M., Kawakami, Y., Lim, H. O., Takanishi, A.
  • Journal Title: Mechanisms and Machine Science Volume: 22 Pages: 235- 243
  • DOI: 10.1007/978-3-319-07058-2_27
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Running model and hopping robot using pelvic movement and leg elasticity. (2014)
  • Author(s): Otani, T., Yahara, M., Uryu, K., Iizuka, A., Hashimoto, K., Kishi, T., Endo, N., Sakaguchi, M., Kawakami, Y., Hyon, S. H., Lim, H. O., Takanishi, A.
  • Journal Title: Proceedings of the 2014 IEEE International Conference on Robotics and Automation Volume: May Pages: 2313-2318
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Gender differences in hip and ankle joint kinematics on knee abduction during running. (2014)
  • Author(s): Sakaguchi, M., Ogawa, H., Shimizu, N., Kanehisa, H., Yanai, T., Kawakami, Y.
  • Journal Title: Eur. J. Sport Sci. Volume: 14 Suppl Pages: S302-S309
  • DOI: 10.1080/17461391.2012.693953.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Applicability of ultrasound muscle thickness measurements for predicting fat-free mass in elderly population. (2014)
  • Author(s): Takai, Y., Ohta, M., Akagi, R., Kato, E., Wakahara, T., Kawakami, Y., Fukunaga, T., Kanehisa, H.
  • Journal Title: J. Nutr. Health Aging. Volume: 18 Pages: 579-585
  • DOI: 10.1007/s12603-013-0419-7.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 柔道の「五の形」一本目における当身技の術理：柔術的当身技の視点から. (2014)
  • Author(s): 志々田文明, 阪口正律, 佐藤忠之, 川上泰雄.
  • Journal Title: スポーツ科学研究 Volume: 11 Pages: 212-224
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ヒト生体腱における力学的特性の計測：つま先領域と線形領域の識別方法の提案. (2014)
  • Author(s): 茂木康嘉, 川上泰雄, 矢内利政.
  • Journal Title: バイオメカニクス研究 Volume: 18 Pages: 63-71
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 子どもの動きと筋力 (2014)
  • Author(s): 川上泰雄, 茂木康嘉.
  • Journal Title: 体育の科学 Volume: 64 Pages: 770-775
• [Presentation] Musculo-mechanical profile of world top sprinters (2014)
  • Author(s): Kawakami, Y.
  • Organizer: 2014 International Conference of Korean Society of Sport Biomechanics.
  • Place of Presentation: Chungju, Korea
  • Year and Date: 2014-09-26 – 2014-09-27
  • Invited
• [Presentation] 骨格筋を筋腱複合体として捉える: 基礎知識および最近の知見. (2014)
  • Author(s): 川上泰雄.
  • Organizer: 第22回日本運動生理学会大会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 2014-07-20
  • Invited
• [Presentation] Velocity dependence of maximal eccentric dorsiflexion in humans: effect of muscle activity and length-force property of the tibialis anterior. 7 (2014)
  • Author(s): Kawakami, Y., Hishikawa, K., Shimamoto, K., Mogi, Y.
  • Organizer: 7th World Congress of Biomechanics
  • Place of Presentation: Boston
  • Year and Date: 2014-07-06 – 2014-07-11
• [Presentation] Effect of the rate of torque development on isometric plantar flexion torque-EMG relationship: fascicle behavior matters. (2014)
  • Author(s): Kawakami, Y., Hatano, J., Wakahara, T.
  • Organizer: 19th Annual Congress of the European College of Sport Science
  • Place of Presentation: Amsterdam, the Netherlands,
  • Year and Date: 2014-07-02 – 2014-07-05
• [Presentation] Hopping robot using pelvic movement and leg joints elasticity. (2014)
  • Author(s): Otani, T., Uryu, K., Yahara, M., Iizuka, A., Hamamoto, S., Miyamae, S., Hashimoto, K., Destephe, M., Sakaguchi, M., Kawakami, Y., Lim, H. O., Takanishi, A.
  • Organizer: ROMANSY20, Proceedings of the 20th CISM-IFToMM Symposium on Robot Design, Dynamics and Control
  • Place of Presentation: Moscow
  • Year and Date: 2014-06-23 – 2014-06-26
• [Presentation] Running model and hopping robot using pelvic movement and leg elasticity. (2014)
  • Author(s): Otani, T., Yahara, M., Uryu, K., Iizuka, A., Hashimoto, K., Kishi, T., Endo, N., Sakaguchi, M., Kawakami, Y., Hyon, S. H., Lim, H. O., Takanishi, A.
  • Organizer: Proceedings of the 2014 IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • Place of Presentation: Hong-Kong
  • Year and Date: 2014-05-31 – 2014-06-07
• [Presentation] Development of Rotational Joint Leg That Mimics Elastic Characteristics of Human Leg in Running Stance Phase. (2014)
  • Author(s): Otani, T., Uryu, K., Yahara, M., Iizuka, A., Hashimoto, K., Destephe, M., Sakaguchi, M., Kawakami, Y., Lim, H. O., Takanishi, A.
  • Organizer: ICRA 2014
  • Place of Presentation: Hong-Kong
  • Year and Date: 2014-05-31 – 2014-06-07
• [Book] 新版 スポーツ生理学 (2015)
  • Author(s): 川上泰雄（共著）
  • Total Pages: 未定
  • Publisher: 市村出版
• [Book] SEBI・SEIのためのストレッチングエクササイズ指導理論 (2014)
  • Author(s): 沢井史穂，加藤えみか，川上泰雄
  • Total Pages: 107
  • Publisher: 日本フィットネス協会
• [Remarks] 川上泰雄研究室ホームページ
  • URL: http://www.f.waseda.jp/ykawa/indexj.htm
• [Remarks] 早稲田大学 研究者データベース
  • URL: https://www.wnp7.waseda.jp/Rdb/app/ip/ipi0211.html?lang_kbn=0&kensaku_no=1722