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筋腱複合体の長さ変化実測に基づく、弾性および粘性が発揮筋力に与える影響の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K13009
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 スポーツ科学
研究機関立命館大学

研究代表者

福谷 充輝  立命館大学, スポーツ健康科学部, 助教 (80722644)

研究分担者 長野 明紀  立命館大学, スポーツ健康科学部, 教授 (30392054)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードアクチン / ミオシン / タイチン / クロスブリッジ / サルコメア / 筋 / 弾性 / 粘性 / スキンドファイバー / 腱 / 生理学 / 解剖学 / リハビリテーション
研究成果の概要

これまでの多くの研究によって、筋や腱に蓄積された弾性エネルギーが身体運動パフォーマンスに関与していると提唱されている。しかし、これらの研究の多くは、筋や腱の長さ変化を直接測っているわけではないという問題があり、測定の結果がエネルギー保存の法則から逸脱しているものも散見される。この現状を踏まえ、本研究では、筋もしくは腱の長さ変化をダイレクトに計測した上での力学応答計測を行った。筋を対象とした実験においては、腱組織を含まない単一の筋細胞を用いて計測を行い、収縮中の筋は長さ変化 (伸長) に応じた筋力を発揮するが、その力の一部は失われるという粘弾性を有することが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々ヒト生体の身体運動は、骨格筋が発揮した力によって生み出される。したがって、身体運動を生成するメカニズムを把握するためには、骨格筋の収縮特性を明らかにする必要がある。骨格筋を構成する筋および腱は粘弾性を有しており、長さ変化に応じた力が発生する。本研究では、筋の粘弾性のもととなっている結合したクロスブリッジ、タイチンの力生成メカニズムを検証し、これらが、stretch-shortening cycleという反動動作による筋力増強効果の一部を担っていることを見出した。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] University of Calgary(Canada)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] カルガリー大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Residual Force Enhancement Is Attenuated in a Shortening Magnitude-dependent Manner.2018

    • 著者名/発表者名
      Fukutani A, Herzog W.
    • 雑誌名

      Med & Sci in Sports & Exerc

      巻: 50 号: 10 ページ: 2007-2014

    • DOI

      10.1249/mss.0000000000001670

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Isometric preactivation before active lengthening increases residual force enhancement2018

    • 著者名/発表者名
      Fukutani A, Shimoho K, Isaka T.
    • 雑誌名

      Scand J Med Sci Sports

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Residual Force Enhancement is Preserved for Conditions of Reduced Contractile Force2018

    • 著者名/発表者名
      Fukutani A, Herzog W.
    • 雑誌名

      Medicine & Science in Sports & Exercise

      巻: - 号: 6 ページ: 1186-1191

    • DOI

      10.1249/mss.0000000000001563

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Influence of residual force enhancement and elongation of attached cross-bridges on stretch-shortening cycle in skinned muscle fibers.2017

    • 著者名/発表者名
      Fukutani A, Joumaa V, Herzog W.
    • 雑誌名

      Physiological Reports

      巻: 5 号: 22

    • DOI

      10.14814/phy2.13477

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Force Depression in Plantar Flexors Exists Equally in Plantar Flexed and Dorsiflexed Regions.2017

    • 著者名/発表者名
      Fukutani A, Misaki J, Isaka T.
    • 雑誌名

      Front Physiol

      巻: 8 ページ: 183-183

    • DOI

      10.3389/fphys.2017.00183

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Influence of joint angle on residual force enhancement in human plantar flexors2017

    • 著者名/発表者名
      Fukutani A, Misaki J, Isaka T.
    • 雑誌名

      Front Physiol

      巻: 8 ページ: 234-234

    • DOI

      10.3389/fphys.2017.00234

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Residual force enhancement is attenuated by shortening in a magnitude-dependent manner2018

    • 著者名/発表者名
      Fukutani A, Herzog W.
    • 学会等名
      62nd Annual Meeting Biophysical Society
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relationship between residual force enhancement and muscle fatigue2017

    • 著者名/発表者名
      Fukutani A, Herzog W.
    • 学会等名
      41st Annual Meeting of the American Society of Biomechanics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of residual force enhancement and elongation of attached cross bridges on the stretch-shortening cycle2017

    • 著者名/発表者名
      Fukutani A, Joumaa V, Herzog W.
    • 学会等名
      26th Congress of the International Society of Biomechanics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Influence of active state and residual force enhancement on the increase in joint torque by stretch-shortening cycle2016

    • 著者名/発表者名
      福谷充輝 御前純 伊坂忠夫
    • 学会等名
      第24回日本バイオメカニクス学会
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県・草津市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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