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筋線維の3次元走行角度から迫る骨格筋力伝達機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ2941
補助金の研究課題番号 22J13345 (2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2022)
応募区分国内
審査区分 小区分59020:スポーツ科学関連
研究機関同志社大学 (2023)
早稲田大学 (2022)

研究代表者

高橋 克毅 (2023)  同志社大学, スポーツ健康科学部, 助手

特別研究員 高橋 克毅 (2022)  早稲田大学, スポーツ科学学術院, 特別研究員(DC2)
研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2023年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2023年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2022年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードバイオメカニクス / 解剖学 / 骨格筋 / 筋線維 / 3次元形状 / 3次元構造 / 収縮動態
研究開始時の研究の概要

人体に多く存在する羽状筋は、筋線維が筋全体の力発揮方向に対して斜めに走行する形状を有しており、筋線維の走行角度は力の伝達効率を反映する重要なパラメータである。筋線維角度は筋の矢状面において2次元的に測定されてきたが、近年の解剖研究では筋線維が3次元的に走行することが明らかにされている。そのため、従来の矢状面における筋線維角度の測定では筋線維張力の伝達様相を正確に捉えられていない可能性がある。本研究では、筋力発揮時における筋線維の3次元走行角度やその長期トレーニングによる適応を検討し、骨格筋の力伝達機構についての理解を前進させる。

研究実績の概要

人間の身体に多く存在する羽状筋は、筋線維が筋全体の力発揮方向に対して斜めに走行する形状を有しており、筋線維の走行角度は筋線維張力の伝達効率を反映する重要なパラメータである。生体内の筋線維角度は筋の矢状面において2次元的に測定されてきたが、近年の解剖研究では筋線維が3次元的に走行することが明らかにされている。そのため、従来の矢状面における筋線維角度の測定では筋線維張力の伝達様相を正確に捉えられていない可能性がある。本年度は、①様々な筋における筋線維の3次元形状、②継続的トレーニングによる筋線維の3次元形状の適応を検討することを目的として研究を実施した。研究課題①では、主に大腿後部に位置するハムストリングス(大腿二頭筋、半腱様筋、半膜様筋)に焦点をあて、その生体内における3次元形状の定量評価を試みた。その結果、各筋において従来の解剖所見と類似した筋線維走行が確認された。また、筋線維は矢状面だけでなく前額面においても角度を持って3次元的に走行しており、これまでの腓腹筋を対象とした研究と同様の3次元形状がみられた。さらに、筋によって顕著な筋線維走行角度の差異がみられ、筋線維-腱組織間の力伝達効率の筋間差が示唆された。従来の研究では、ハムストリングス各筋の複雑な形状を非侵襲的に測定することができておらず、その生体内における力伝達の実態は明らかでなかった。生体におけるハムストリングス各筋の力伝達機構の様相を示した本研究の知見は、人体筋の機能的役割の解明の足掛かりとなることが期待される。本研究課題は、新規採択課題の重複受給制限に伴って年度途中に課題廃止(辞退)を行ったため、研究課題②を実施するに至らなかった。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Three‐dimensional architecture of human medial gastrocnemius fascicles in vivo: Regional variation and its dependence on muscle size2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Katsuki、Shiotani Hiroto、Evangelidis Pavlos E.、Sado Natsuki、Kawakami Yasuo
    • 雑誌名

      Journal of Anatomy

      巻: 241 号: 6 ページ: 1324-1335

    • DOI

      10.1111/joa.13750

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Non-uniform distribution of muscle fascicle strains within human medial gastrocnemius during passive lengthening in vivo2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Katsuki、Shiotani Hiroto、Evangelidis Pavlos E.、Sado Natsuki、Kawakami Yasuo
    • 学会等名
      9th World Congress of Biomechanics
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 筋収縮時の腓腹筋内側頭における筋束と腱膜の3次元動態2022

    • 著者名/発表者名
      高橋克毅, 塩谷彦人, 佐渡夏紀, 川上泰雄
    • 学会等名
      第28回日本バイオメカニクス学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-28   更新日: 2024-12-25  

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