運動誘発性筋損傷に対する筋の硬さの影響とストレッチング効果の検討

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K19985
• 研究機関: 芝浦工業大学
• 研究代表者: 平田 浩祐 芝浦工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究員 (00835746)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 筋損傷 / 柔軟性 / ストレッチング / 剛性率 / 超音波 / スティフネス

研究実績の概要

本研究は，筋の硬さの筋間差および個人差が運動誘発性筋損傷の程度に及ぼす影響を明らかにしようとするものである．また，運動誘発性筋損傷が生じやすい筋の硬さを効果的に低下させるストレッチングを考案し，運動誘発性筋損傷に対する軽減効果を明らかにすることも目的とする．本研究により運動誘発性筋損傷の軽減方法が確立されれば，傷害リスク低減，運動継続の一助となると考えられ，ひいては健康寿命の増加，競技力向上に繋がることが期待される．
研究対象者は，若年男性とした．大腿後面の筋群であるハムストリングに対する筋損傷課題として，伸張性膝関節屈曲筋力発揮を全力で100回行わせた．筋損傷課題の前後および1～4日後にわたり，筋力や大腿の周径囲，股関節屈曲可動域，筋肉痛，そして，ハムストリング各筋の硬さを測定した．
2019年度に取得した10名分のデータに加え，2020年度はさらに6名分のデータを取得した．それらの解析の結果，運動課題後に，筋力の低下や周径囲の増加，関節可動域の低下，筋肉痛の発生が認められた．これらは，運動誘発性筋損傷の典型的な症状であり，本研究の運動課題により筋損傷が誘発されたことが確認された．また，筋損傷に伴う筋硬度の増加は，半腱様筋において認められたものの，大腿二頭筋および半膜様筋には認められなかった．すなわち，膝関節屈曲運動におけるハムストリングの筋損傷には筋間差があり，半腱様筋の損傷が顕著であることが示唆された．
今後，さらに実験参加者を増やし，筋の硬さと筋損傷の関係およびストレッチングによる軽減効果について検討していく．

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

COVID-19の感染拡大に伴い，実験の実施が困難であったため．

今後の研究の推進方策

未だCOVID-19が猛威を振るっており，人を対象とする本研究の実施は容易ではない．しかし，実験参加者に対するPCR検査の実施，実験中のマスクおよびフェイスガードの着用，手指や機器の消毒を励行することで，感染のリスクを減らし，研究実施に努める．
2019および2020年度の研究において，実験プロトコルは確立されているため，感染対策に努めた上で，実験データをさらに取得していく．そして，筋の硬さの筋間差および個人差が運動誘発性筋損傷の程度に及ぼす影響，および，運動誘発性筋損傷に対する軽減策としてのストレッチングの有用性を明らかにする．

次年度使用額が生じた理由

COVID-19の猛威により，2020年度は研究の実施が困難であった．このため，実験の実施機会が少なく，実験に参加する検者および被験者に対する謝金が少額に納まったことが一つの要因である．また，学会大会での発表や情報収集に関しても，現地に赴く機会が激減したため，旅費等の使用が生じなかったことも要因である．
2021年度は，前年度より測定の機会を増やす計画である．よって，検者および被験者の謝金として，研究費を使用する．また，感染対策のため，PCR検査費用やフェイスガード，消毒用アルコールなどの購入費に充てる．さらに，研究成果発表しようとして，学会大会参加費および旅費，論文掲載費用などに研究費を使用する予定である．

研究成果

• [雑誌論文] Female Athletes Genetically Susceptible to Fatigue Fracture Are Resistant to Muscle Injury (2021)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto-Mikami E, Kumagai H, Tanisawa K, Taga Y, Hirata K, Kikuchi N, Kamiya N, Kawakami R, Midorikawa T, Kawamura T, Kakigi R, Natsume T, Zempo H, Suzuki K, Kohmura Y, Mizuno K, Torii S, Sakamoto S, Oka K, Higuchi M, Naito H, Miyamoto N, Fuku N
  • 雑誌名: Medicine & Science in Sports & Exercise 巻: Publish Ahead of Print ページ: 0
  • DOI: 10.1249/MSS.0000000000002658
  • 査読あり
• [雑誌論文] Association between medial gastrocnemius muscle-tendon unit architecture and ankle dorsiflexion range of motion with and without consideration of slack angle (2021)
  • 著者名/発表者名: Hirata Kosuke、Kanehisa Hiroaki、Miyamoto Naokazu
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 16 ページ: e0248125
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0248125
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Eight-Week Low-Intensity Squat Training at Slow Speed Simultaneously Improves Knee and Hip Flexion and Extension Strength (2020)
  • 著者名/発表者名: Akagi Ryota、Sato Shinya、Hirata Naoya、Imaizumi Naoto、Tanimoto Hiroki、Ando Ryosuke、Ema Ryoichi、Hirata Kosuke
  • 雑誌名: Frontiers in Physiology 巻: 11 ページ: 893
  • DOI: 10.3389/fphys.2020.00893
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Carbon dioxide hydrate as a recovery tool after fatigue of the plantar flexors (2020)
  • 著者名/発表者名: Hirata Kosuke、Tanimoto Hiroki、Sato Shinya、Hirata Naoya、Imaizumi Naoto、Sugihara Yoshihiko、Murakami Hiroyuki、Akagi Ryota
  • 雑誌名: Journal of Biomechanics 巻: 108 ページ: 109900～109900
  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2020.109900
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Non‐uniform distribution of passive muscle stiffness within hamstring (2020)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto Naokazu、Kimura Noriko、Hirata Kosuke
  • 雑誌名: Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports 巻: 30 ページ: 1729～1738
  • DOI: 10.1111/sms.13732
  • 査読あり
• [雑誌論文] Associations between Range of Motion and Tissue Stiffness in Young and Older People (2020)
  • 著者名/発表者名: HIRATA KOSUKE、YAMADERA RYOSUKE、AKAGI RYOTA
  • 雑誌名: Medicine & Science in Sports & Exercise 巻: 52 ページ: 2179～2188
  • DOI: 10.1249/MSS.0000000000002360
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Promotion system for home-based squat training using OpenPose (2020)
  • 著者名/発表者名: Hirasawa Y, Gotoda N, Kanda R, Hirata K, Akagi R
  • 学会等名: IEEE TALE2020
  • 国際学会
• [学会発表] 伸張性膝関節屈曲運動がもたらすハムストリングの筋損傷－協働筋間の違いに着目して－ (2020)
  • 著者名/発表者名: 浅野智之，東海林幹生，神田章裕，江間諒一，平田浩祐，赤木亮太
  • 学会等名: 第75回日本体力医学会大会
• [学会発表] 1週間に亘るブラジル産グリーンプロポリスの経口摂取は筋疲労の軽減あるいは回復促進に貢献するか？ (2020)
  • 著者名/発表者名: 土屋勇真，平田尚哉，佐藤伸哉，池口主弥，浅間孝志，越阪部奈緒美，平田浩祐，赤木亮太
  • 学会等名: 第75回日本体力医学会大会
• [学会発表] 球種及びインパクトの違いが打球要素に及ぼす影響 (2020)
  • 著者名/発表者名: 野澤周平，城所収二，平田浩祐，赤木亮太
  • 学会等名: 第26回日本バイオメカニクス学会大会
• [学会発表] Drop jump performance is related to resting calf muscle stiffness (2020)
  • 著者名/発表者名: Ando R, Sato S, Hirata N, Tanimoto H, Imaizumi N, Suzuki Y, Hirata K, Akagi R
  • 学会等名: The 23rd Congress of the International Society of Electrophysiology and Kinesiology
  • 国際学会