人間の骨格筋ダイナミクスのリアルタイム計測の試み

• 研究課題/領域番号: 11878005
• 研究種目: 萌芽的研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 体育学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 福永 哲夫 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (40065222)
• 研究分担者: 川上 泰雄 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教授 (60234027) ; 深代 千之 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教授 (50181235) ; 金久 博昭 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教授 (50161188)
• 研究期間 (年度): 1999 – 2001
• 研究課題ステータス: 完了 (2001年度)
• 配分額: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円); 2001年度: 500千円 (直接経費: 500千円); 2000年度: 500千円 (直接経費: 500千円); 1999年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: 筋線維 / 力-速度特性 / 関節運動 / 関節トルク / 超音波 / 筋束 / 筋腱複合体 / 超音波法 / 筋-腱複合体 / 筋束長 / 腱組織

研究概要

本研究の目的は,超音波法を用いて筋収縮時の筋束の移動の様子を明らかにすることから,関節運動中の筋線維長変化を見る事である.これまでの研究結果により,膝関節角度変化に伴う筋束長の変化の様子を定量することが出来た.その結果,等速性脚伸展動作(一定速度で膝関節を伸展させる)中に筋線維の短縮速度は著しく変化することが観察された.本年度は足関節底屈背屈中の腓腹筋(内側頭)の筋線維の力-速度関係を明らかにした.その結果,関節の角速度-関節トルク関係から推定される筋線維の短縮速度よりも実際の短縮速度は高い傾向が示された.この事は,関節の角速度変化が必ずしも筋線維の短縮速度を示すものではないことを示している.さらに,関節角速度と筋線維短縮速度との間には発揮筋力の影響が強いことが示された.つまり,高い筋力発揮時には腱組織が伸長されその結果,筋線維の短縮量が多く,短縮速度が高くなる事が考えられた.この結果は,これまで一般に考えられていた関節の動きから筋線維の動態を推定する手法に問題点が多い事を示すものである.

研究成果

• [文献書誌] K.Kubo et al.: "Influence of static stretching on viscoelastic properties of human tendon structures in vivo"J. Appl. Physiol. 90. 520-527 (2001)
• [文献書誌] K.Kubo et al.: "Influence of repetitive muscle contractions with deferent modes on tendon elasticity in vivo"J. Appl. Physiol. 91. 277-282 (2001)
• [文献書誌] T.Muramatsu: "Mechanical properties of tendon and aponeurosis of human gastrocnemius muscle in vivo"J. Appl. Physiol. 90. 1671-1678 (2001)
• [文献書誌] K.Kubo et al.: "Is passive stiffness in human muscles related to the elasticity of tendon structures ?"Eur. J. Appl. Physiol.. 85. 226-232 (2001)
• [文献書誌] T.Muramatsu et al.: "Muscle fiber and tendon legth changes in the human vastus lateralis during slow pedaling"J. 9. Physiol. 91. 2035-2040 (2001)
• [文献書誌] T.Muramatsu: "In vivo Meehanical Properties of Proximal and Distal aponeurosis in Human Tipialis Anterior Muscle"Cell Tissues Organs. 170. 162-169 (2001)
• [文献書誌] Kawakami,Y.: "Specificity and plasticity of skeletal muscle."J Appl Biomechanics. 16. 68-69 (2000)
• [文献書誌] Kawakami,Y.: "Acclitecture of contracting human muscles and its functional significance"J Appl Biomechanics. 16. 88-89 (2000)
• [文献書誌] Kawakami,Y.: "Fatigue response of human triceps sural during repetitive maximal isometric contraction"J Appl Physiol. 88. 1969-1975 (2000)
• [文献書誌] Kubo,K., Y.Kawakami, T.Fukunaga: "The influence of elastic properties of tendon structures on jump performance in human"J. Appl. Physiol.. 87. 2090-2096 (1999)
• [文献書誌] Kubo,K., Kanehisa,H., Y.Kawakami,T.Fukunaga: "Elastic properties of muscle-tendon complex in long-distance runners"Eur. J. Appl. Physiol.. 81. 181-187 (2000)
• [文献書誌] Kubo,K., H.Kanehisa, Y.Kawakami, T.Fukunaga: "Elasticity of tendon structures of the lower limbs in sprinters"Acta. Physiol. Scand.. (in press).
• [文献書誌] Kubo,K., Kawakami,Y., Kanehisa,H. Fukunaga,T.: "Visco-elastic properties of tendon structures in human medial gastrocnemius muscle."Jpn. J. Phys. Fitness Sports Med.. 48. 597-606 (1999)