＜腰部・体幹のアスレティックトレーニング＞
体幹筋機能のエビデンスとアスレティックトレーニング
大久保 雄
1） キーワード：体幹安定性，筋電図，パフォーマンスⅠ はじめに
体幹筋は四肢に力を伝達するための土台であり，ス ポーツパフォーマンスに関与することから様々な体幹筋 トレーニングが現場で行われている．さらに，腰痛治療 においても体幹筋機能が重要であることは広く知らてお り，2017 年に改訂された米国内科学会による腰痛診療 ガイドライン1）においても，慢性腰痛に対して最もエビ デンスのある治療法は『運動療法』である．そこで本稿 では，主に筋電図学的研究から基本動作や体幹筋トレー ニング時の筋活動様式を紹介し，運動パフォーマンスに 対する体幹筋トレーニングの効果をレビューする．Ⅱ 体幹筋の分類（ローカル筋，グローバル筋）
体幹筋は腰椎安定化作用における機能の違いから， ローカル筋とグローバル筋の 2 つに分類される2）（表 1）． ローカル筋はいわゆるインナーマッスルであり，起始も しくは停止が腰椎に直接付着する筋と定義され，体幹深 部に位置し腰椎の分節的安定性を制御している．体幹筋 のみならず，関節の深部に位置する筋は関節に適度な緊 張を与え安定性を高める働きをしており，肩では回旋肩 板，膝では内側広筋，股関節では中殿筋がこれにあた る3）．一方，アウターマッスルにあたるグローバル筋は 脊椎に直接付着しない多分節間を横断する表在筋であ り，脊椎運動時のトルクを発生し運動方向をコントロー ルしている．多分節間を横断していることから張り網の ように作用し，胸郭から骨盤に力を伝達する役割を有し ている．この 2 つの筋システムが相互に作用することに より腰椎の安定性が増加し，体幹の剛性が高まる4）．Ⅲ 筋活動様式からみた基本的な体幹筋機能
従来，体幹筋の機能向上には，腹筋・背筋運動を代表 としたグローバル筋に対する体幹筋トレーニングが行わ れてきたが，1990 年代からローカル筋機能の重要性を 報告した研究が多く発表されるようになった．その代表 的研究が，Hodges ら5, 6）によって報告された四肢運動時 の腹横筋フィードフォワード作用である．上肢挙上時に 腹横筋は主動筋（三角筋）に先行して活動し，体幹筋の 中で最も早く活動を開始する5）．同様の結果が下肢の運 動でも確認されており6），四肢運動時に腹横筋は主動筋 よりも早く活動するフィードフォワード作用を有する． 我々の研究においても，ジャンプ動作時に腹横筋は外腹 斜筋や腹直筋よりも有意に早く活動し，蹴り出し期 （push-off phase）にて大きな地面反力を受ける準備段階 として働くことを報告している7）（図 1-A）．以上の通り， 腹横筋は様々な動作において先行して活動する『Early activity』によって，四肢への力の伝達や円滑な運動制 御をしている． また，ローカル筋は歩行など負荷の低い反復運動や姿 勢制御を行う際には，低い筋活動量を保ちながら持続的 に活動する『Tonic activity』を有する．Saunders ら8） は，歩行速度を変えて体幹筋群の筋活動を評価したとこ ろ，遅い歩行速度ではグローバル筋（腹直筋）は活動し ていないのに対し，ローカル筋（腹横筋や内腹斜筋）は 歩行周期全体を通じて活動していることを報告してい る． 一方，ランニング8）など負荷の高い運動では，ローカ ル筋とグローバル筋は共同収縮を示す相かつ筋活動量が 著明に低い相の両者が混在する『Phasic activity』を呈 する．ジャンプ動作時の腹筋群においても，地面反力を 強く受ける push-off phase では全ての腹筋群の活動量が 共同収縮を示すが，空中の floating phase では筋活動量 が一気に低下する on/off のある筋活動様式を示した7）（図 1-B）． ローカル筋は上記 3 つの筋活動様式（表 2）が協調的 に作用することで，関節への負荷やグローバル筋の過剰 収縮を軽減していると考えられる．よって，体幹筋のア スレティックトレーニングでは，これらのローカル筋活 動様式を意識しながら運動処方することが重要となる．特 集
1）埼玉医科大学保健医療学部理学療法学科，〒350-0496 埼玉県入間郡毛呂山町川角 981Ⅳ 体幹筋機能を向上させるアスレティックトレー
ニング
4．1 3 種類の腹筋群活動様式 体幹筋機能を向上させるための基礎トレーニングとし て行われているのが Draw-in（Hollowing）であるが， まず 2 種類の Draw-in と Bracing との違いについて解 説する（表 3）．Draw-in は腹横筋の選択的収縮を促通 する手法であり，ゆっくり内腹斜筋の収縮が入らない時 点まで引き込ませる．この時，腹横筋は内腹斜筋の深層 を滑走するように収縮するため，触診部位（上前腸骨棘 の内側）では膨隆する感覚よりむしろ深層の腹横筋が横 方向に滑走していくことを感じる． 一方，腹部を最大限まで引き込んでいくと，後半は内 腹斜筋の収縮によって触診部位が膨隆し指が押し出され る感覚を感じる．これは内腹斜筋の収縮を含む Draw-in （Submaximal draw-in）であり，腹横筋および内腹斜筋 の共同収縮となる．Draw-in よりも収縮強度が上がるた め，Submaximal Draw-in は Draw-in の 次 の 段 階 の ト レーニングとして用いる手法と考えられるが，現場にお ける Draw-in と Submaximal draw-in の使い分けについ ては詳細な検証が行われておらず，今後の課題である． Bracing は腹筋群全体の共同収縮を促通する手法であ り，腹部全体に力を入れて膨らませる．Bracing は体幹 の剛性を高めるトレーニングとなり，Draw-in や Sub-maximal draw-in よりも収縮強度は高くなる．体幹安定 性の向上には Bracing が有用であることが報告されてい るが4, 9, 10），これらの研究では脊椎全体を剛体モデル化し 『動かない＝安定性』と捉えているものが多い．しかし， 機能的な体幹には安定性と可動性が共存すべきであり， 前述したローカル筋の Early activity や Tonic activity 表 1 ローカル筋・グローバル筋の分類 * 大腰筋は股関節筋として考えられ，ローカル筋に含まれない こともある 表 2 各筋活動様式の特徴 図 1 立ち幅跳び時の腹筋群のオンセット（A）と筋活動量（B）（文献 7 を一部改変） Toe-off を基準とした（0 秒）をしたオンセットにおいて，腹横筋は外腹斜筋，腹直筋よりも有意に早い（A）．筋活動量では， Push-off phase で全ての腹筋群の活動量が有意に高いが，floating phase では筋活動量が低下する（B）RA : 腹直筋，EO : 外腹斜 筋，TrA : 腹横筋の中で大きな力を産生するグローバル筋が働く必要があ る．そのためには，ローカル筋の Motor control exer-cise から始めて，徐々に運動強度を上げていく段階的な 体幹のアスレティックトレーニングが重要と考える．
4．2 ローカル筋の Motor control exercise
前述の通り，ローカル筋は Early activity や Tonic activity による体幹筋活動の土台となるため，トレーニ ン グ の 初 期 段 階 と し て ロ ー カ ル 筋 の Motor control exercise を行う．腹横筋に対しては，息を吐きながら腹 部を引き込ませる Draw-in を用いる（図 2-A）．先行研 究により，Draw-in はグローバル筋（腹直筋，外腹斜筋） の活動が抑制された中で腹横筋の活動量が最も大きくな り，特に背臥位で下腹部のみを引き込ませることが腹横 筋の下部および中部線維の促通に有効であることが示さ れている11）．また，片側性に腹横筋を促通する場合，促 通する側を下にした側臥位にて Draw-in を行う Side draw-in が有用である（図 2-B）． 多裂筋に対する Motor control exercise は，腹臥位や 四つ這い姿勢でゆっくり骨盤の前傾を促すよう運動させ る（図 3）．この際，表層脊柱起立筋の過剰収縮を認め ず，下位腰椎の多裂筋の収縮が起きていることを触診に て確認する． このような深部筋の選択的トレーニングは，対象筋の 神経筋反応時間を改善させることがシステマティックレ ビューにより明らかにされており12），腹横筋や多裂筋の Early activity を生み出し，機能的な体幹を作る土台と なる．実際に，Draw-in や多裂筋エクササイズがローカ ル筋の Early activity を改善し13, 14），腰痛再発予防にも 有効15）であったことが報告されており，トレーニング の初期段階として実施されることが推奨される． 4．3 Bridge exercise Motor control exercise によりローカル筋機能を向上 表 3 3 種類の体幹筋活動様式の説明とエコー画像
Draw-in では腹横筋のみが滑走するように収縮し，Submaximal draw-in では内腹斜筋の収縮がメインとなる．Bracing は 全ての腹斜筋群が収縮している．
図 2 Draw-in（A）と side draw-in（B）
息を吐きながら腹部を引き込ませ，腹横筋の選択的収縮を促通する（A）．side draw-in は側臥位で draw-in を行わせ，ウエスト を持ち上げるように指導する（B）．
させた後，機能的な体幹の剛性を高めるために Bridge exercise が行われる．基本的な Bridge exercise として， Elbow-toe，Hand-knee，Back ridge，Side bridge があ り，各エクササイズに上下肢挙上を行わせて難易度を調 整する．我々はワイヤ電極を腹横筋および多裂筋に刺入 し，各 Bridge exercise 時の体幹筋活動様式を検証して きた．その結果，Elbow-toe が腹筋群の共同収縮，Back bridge が背筋群の共同収縮，Hand-knee では 30～40% MVC の腹筋・背筋群の共同収縮を示し，Side bridge で は支持側の外腹斜筋の活動量が特異的に大きかった16, 17） （図 4）．つまり，Bridge exercise では床面に面してい る体幹筋群が抗重力位になることで共同収縮を示し，現 場で促通すべき体幹筋によってエクササイズを適切に選 択する必要がある． また，Bridge exercise における上下肢挙上の筋活動 変化では，Elbow-toe にて，上肢挙上側と同側の腹横筋 と反対側の外腹斜筋の活動量が有意に増加した18）（図 5）．よって，臨床現場において，Elbow-toe で右上肢挙 上が困難な場合，右腹横筋あるいは左外腹斜筋の機能低 下が疑われる．一方，Hand-knee での上下肢挙上では， 挙上した下肢と同側の多裂筋および反対側の脊柱起立筋 の活動量が有意に増加した18）（図 6）．よって，Hand-knee 右上肢・左下肢挙上時に大きな代償動作が確認さ れる場合，左多裂筋あるいは右脊柱起立筋の機能低下が 疑われる．このように，Bridge exercise は体幹筋機能 不全の評価および促通の両者に利用することができる． 図 3 多裂筋の Motor control exercise
ゆっくり骨盤前傾方向に力を入れさせ，セラピストは下位腰椎棘突起の側面に指を置き，多裂筋の収縮を確認する（A）． この時，脊柱起立筋に過剰な収縮が生じていないことは重要となる．エコー画像では胸腰筋膜の下にある多裂筋の筋厚が 厚くなっている（B）
図 4 基本的な Bridge exercise 時の筋活動様式（文献 17 を一部改変）
Elbow-toe では腹筋群の共同収縮，Hand-knee では中等度の腹筋・背筋の共同収縮，Back bridge では背筋群の共同収縮，Side bridge では外腹斜筋の活動量が大きくなる傾向を示した．
Front bridge の段階上げとして，Hand-knee → Elbow-knee → Elbow-toe の順に負荷が上がる．そこで，3 つ の Front bridge 時 の 筋 活 動 量 を 比 較 し た と こ ろ， Elbow-toe で腹部グローバル筋（腹直筋，外腹斜筋）の 活動量が有意に大きかったのに対し，背筋群（脊柱起立 筋，多裂筋）の活動量は Hand-knee で有意に大きかっ た（ 図 7）． し か し， 腹 横 筋 の 活 動 量 は 3 つ の Front bridge で有意差を認めなかった（Hand-knee：38.0± 33.5%MVC，Elbow-knee：37.5±34.1%MVC，Elbow-toe：46.9±41.2%MVC）．様々な文献により，筋力強化 に必要な筋活動量の目安は 45～66%MVC 以上されてい るが19-21），neutral zone（わずかな負荷によって生理学 的椎間運動が生じる領域）において腰椎安定性を制御す るには 30%MVC 程度の活動量で十分であると報告され ている22, 23）．よって，体幹安定性向上を図ったトレーニ ングでは，高負荷トレーニングを処方する必要はなく， 特にローカル筋機能に焦点を当てる場合は Elbow-toe の ような高負荷トレーニングではなく，Elbow-knee や Hand-knee などに一側四肢挙上を伴わせる特異的なト レーニングが有用となる． 4．4 筋筋膜経線に沿った体幹筋トレーニング 体幹筋を抗重力位にした Bridge exercise を習得した 後，より機能的な体幹筋機能を作るために，筋筋膜経線 を意識した体幹筋トレーニングを実施する．人体の筋肉 は筋膜で連結されており，あらゆる動作において共同的 に活動することで，体幹安定性を高める24）．体幹前面で は，一側の外腹斜筋が反対側の内転筋へと前斜走スリン グによって連結されている25）．前斜走スリングを促通す るには side bridge 姿勢を上側の下肢で支持する adduc-図 5 Elbow-toe での上下肢挙上による筋活動変化（文献 18 を一部改変） Elbow-toe では，左上肢挙上で左腹横筋，右上肢・左下肢挙上で右腹横筋と左外腹斜筋，左上肢・右下肢挙上で左腹横筋と右外 腹斜筋の活動量が有意に大きかった．つまり，挙上した上肢と同側の腹横筋が賦活化される． 図 6 Hand-knee での上下肢挙上による筋活動変化（文献 18 を一部改変） Hand-knee では，左下肢挙上で左多裂筋，右上肢・左下肢挙上で右脊柱起立筋と左多裂筋，左上肢・右下肢挙上で左脊柱起立筋 と右多裂筋の活動量が有意に大きかった．つまり，挙上した下肢と同側の多裂筋が賦活化される．
tor side bridge が有効である（図 8A）． 一方，背面の筋群では，一側の広背筋から腰背筋膜を 介して反対側の大殿筋へと後斜走スリングによって連結 されている25）．この後斜走スリングの促通には，背筋運 動に対側の肩関節伸展と股関節伸展を伴うクロスモー ション背筋（図 8B）が有効である．また，前述の Hand-knee 対側上下肢挙上時における下肢挙上側の多裂筋お よび反対側の脊柱起立筋の共同収縮も背面の筋筋膜経線 に沿ったエクササイズとなる（図 6）18） ．特に，Hand-knee は運動負荷が高くないため，高齢者などにも処方 することができる．
Ⅴ 体幹筋機能は運動パフォーマンスを向上させる
か？
ここまで，筋電図学的な視点からの体幹筋機能や体幹 筋トレーニングを紹介したが，実際にこれらの体幹筋機 能が運動パフォーマンスと関連しているか否かを先行研 究からレビューする．Nesser の研究グループは腹筋群， 背筋群，腹斜筋群の持久性テストの total score を core stability の指標とし，様々なフィールドテストとの関連 を検討した結果，垂直跳び，アジリティ，スプリント能 力に弱～中等度の相関を示したことを報告している26, 27）． また Imai らは Elbow-toe, Side bridge の保持時間を体 幹筋機能の指標として評価し，持久力やアジリティと中 ～強い相関を認めたことを報告している28） ．一方，Shar-rock ら29）は，Double leg lowing test（両側 SLR-90°の 姿勢から，腰部の圧を変化させずに両下肢を降ろしてい ける角度を測定）とパフォーマンスの関連をみた結果， メディシンボール投げの距離にのみ弱い相関を認め，ア ジリティやスプリント，ジャンプ能力には相関がないこ とを示した．以上の通り，体幹筋機能とパフォーマンス との関連について一致した見解が得られていないが，体 図 7 3 種類の Front bridge（右上肢・左下肢挙上）における体幹筋活動量Elbow-toe では腹部グローバル筋（腹直筋，外腹斜筋）の活動量が有意に大きく，Hand-knee や Elbow-knee では多裂筋や脊柱 起立筋の活動量が大きい．一方，腹横筋は 3 種類の Front bridge の中で有意差を認めなかった．
図 8 前斜走スリング（A）と後斜走スリング（B）に沿ったトレーニング
Adductor side bridge では，上側の足で体重を指示し， 下側の腹斜筋群と上側の内転筋の共同収縮を促通する（A）．一方，クロ スモーション背筋では，対側の上肢と股関節を伸展させ，広背筋と大殿筋を共同収縮させる（B）．
幹筋機能をある姿勢を保持する持久性テストにて評価し ている研究が多い26-28）ため，持久力との相関が強くな る傾向がある． さらに，ここまで紹介した体幹筋トレーニングがパ フォーマンスに及ぼす影響を検証した介入研究も数多く 行われている．まずジャンプ能力に関する研究として， 9 週間の体幹安定性トレーニングが下肢筋力トレーニン グ同様に垂直跳びの初速を増加させることが報告されて いる30）．Sharma ら31）は，バレーボール選手に対する体 幹安定性トレーニングによって，ブロックジャンプ高が 向上したことを報告している．我々の研究チームにおい ても，Bridge exercise を用いた体幹安定性トレーニン グが即時的にジャンプ効率を高める32）ことや，長期的 にリバンドジャンプ能力を向上させる33）ことを報告し ている．このように，体幹安定性トレーニングがジャン プ能力を向上させることを示した研究は非常に多い．こ れは前述した通り（図 1 参照），ジャンプ時は離地前の 腹 横 筋 の Early activity か ら 活 動 が 始 ま り，push-off phase で腹筋群の大きな phasic activity が必要となる腹 筋群の筋活動様式が重要になることに由来している可能 性がある．また，ジャンプ能力だけでなく，体幹安定性 トレーニングが 5,000 m のタイム34）や Cooper 走（12 分 間走）の距離33）を向上させるなど，持久力に対しても ポジティブな結果を示す研究が多い．これは体幹安定性 トレーニングが一定時間姿勢を保持するトレーニング様 式であることが要因の 1 つとして考えられる． 一方で，体幹安定性トレーニングはパフォーマンスを 向上させないと報告している研究もある．特に，スプリ ント35）やランニング能力36）に対しては効果がないと報 告されており，ポジティブな結果を示した研究も少な い．また Jamison ら37）は，体幹のコントロール能力に おいても，従来のレジスタンストレーニングと体幹安定 性トレーニングの介入効果に差がないことを示してい る． 以上のように，体幹筋機能が運動パフォーマンスに及 ぼす影響について様々な見解が報告されている．その中 で 2008 年のシステマティックレビュー38）では体幹安定 性トレーニングがパフォーマンスを向上させるエビデン スはないと結論づけられていたが，近年のシステマ ティックレビュー39, 40）では「わずかなエビデンス」があ ることが示されており，徐々にその有効性が認められつ つある．「わずかなエビデンス」にとどまっている要因 として，体幹安定性を評価するアウトカムや体幹安定性 トレーニングの定義が標準化されていないことが挙げら れ，今後それらの点が明確になることで，より有用な体 幹筋トレーニングの考案につながると考える．
文 献
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