Microsoft Word - 田屋敷_博士論文 _修正版

腹腔内圧が下肢筋群の筋力に及ぼす影響

鹿屋体育大学大学院 体育学研究科

体育学専攻

学籍番号

157005

田屋敷 幸太

平成

30 年 1 月

目 次 第1章 本 論 文 に お け る 研 究 の 背 景––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––2 1-1. 序 論 1-2. 本 論文 で用 いる 用語の 説明 1-3. 研 究小 史 1-4. 本 論文 の目 的と 構成 第2章 腹 腔 内 圧 と 下 肢 筋 群 の 筋 力 と の 関 連 に つ い て 検 討––––––––––––––––––––––––––7 第3章 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 に 対 し て 腹 腔 内 圧 が 及 ぼ す 影 響 に つ い て 検 討–––––––––25 第4章 女 性 に お け る 腹 腔 内 圧 と 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 と の 関 連 に つ い て 検 討–––––––33 第5章 総 括 論 議–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––43 第6章 結 論–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––50 参 考 文 献 謝 辞

－2－ 第 1 章 本 論 文 に お け る 研 究 の 背 景 1-1. 序 論 ス ポ ー ツ 現 場 で は ， 四 肢 の 筋 力 や パ フ ォ ー マ ン ス の 向 上 を 目 的 と し て ， 体 幹 ト レ ー ニ ン グ が 広 く 実 施 さ れ て い る ． そ の 効 果 を 裏 付 け る エ ビ デ ン ス と し て ， 体 幹 ト レ ー ニ ン グ が 下 肢 筋 群 の 筋 力 や パ フ ォ ー マ ン ス を 向 上 さ せ た こ と を 報 告 す る 研 究 が い く つ か 存 在 す る （Butcher et al. 2007; Hoshikawa et al. 2013; Imai et al. 2014; Jamison et al. 2012; Mills et al. 2005; Sharma et al. 2006）． 体幹ト レー ニン グに よって 下肢 筋群 の筋力 やパフ ォー マン スが 向 上 す る 機 序 は 明 ら か に な っ て い な い が ， そ の 一 つ と し て ， 四 肢 の 筋 力 発 揮 を 行 う 上 で 重 要 で あ る と 考 え ら れ て い る 体 幹 の 剛 性（Behm et al. 2010; Kibler et al. 2006; Willardson 2007） が 関 わ っ て い る 可 能 性 が あ る ． 体 幹 の 剛 性 は ， 体 幹 筋 群 の 収 縮 に 伴 う 腹 腔 内 圧 の 増 加 と と も に 向 上 す る （Cholewicki et al. 1999a ; Essendrop et al. 2002; Hodges et al. 2005）． 腹腔内 圧 は ， デ ッ ド リ フ ト な ど の 下 肢 筋 群 の 筋 力 発 揮 を 行 う 際 に 大 き く 増 加 す る こ と が 報 告 さ れ て い る（Harman et al. 1988; Harman et al. 1989; Hemborg and Moritz 1985; Kawabata et al. 2010）． 以 上 の こ と を 踏 ま え る と ， 腹 腔 内 圧 の 増 加 は ， 体 幹 の 剛 性 向 上 に 貢 献 し ， そ の 結 果 ， 下 肢 筋 群 の 筋 力 に 影 響 す る と 考 え ら れ る ． ま た ， 腹 腔 内 圧 が 下 肢 筋 群 の 筋 力 に 影 響 を 及 ぼ す の で あ れ ば ， 腹 腔 内 圧 の 個 人 差 が 下 肢 筋 群 の 最 大 筋 力 の 個 人 差 と 関 連 す る 可 能 性 が あ る ． こ れ ま で に ， 腹 腔 内 圧 と 下 肢 筋 群 の 筋 力 と の 関 連 に つ い て 検 討 し た 研 究 は い く つ か 存 在 し て い る が （McGill et al 1990; Miyamoto et al. 1999; Hagins et al. 2006; Harman et al. 1989）， それ ら の 多 く は デ ッ ド リ フ ト な ど の 多 関 節 動 作 を 対 象 と し て い る ． そ の た め ， 腹 腔 内 圧 の 増 加 が ， 下 肢 の ど の 関 節 の 筋 力 に 影 響 を 及 ぼ す か は 不 明 で あ る ． 本 論 文 で は ，ま ず ，こ れ ま で に 明 ら か に さ れ て い る 1）腹 腔内 圧の 規定因 子，2）身 体運 動 時 に お い て 腹 腔 内 圧 が 担 う 役 割 ，3）下 肢筋 群の筋 力に 対す る体幹 トレー ニン グの 効果 ， の 3 点 につ いて 先行研 究の知 見を 概説 する． 続く 3 つの 章に おいて ，腹腔 内圧 が下 肢筋群 の 筋 力 に 及 ぼ す 影 響 に つ い て 新 た な 知 見 を 提 示 す る ．

1-2. 本 論 文で 用 い る 用 語の 説 明

体 幹

体 幹 は ， 前 部 を 腹 筋 群 ， 背 部 を 背 筋 群 ， 上 部 を 横 隔 膜 ， 下 部 を 骨 盤 底 筋 群 に よ っ て 構 成 さ れ る 箱 形 部 分 の こ と を 指 す （Akuthota and Nadler 2004; Richardson et al. 1999）． また ，上 記 の 体 幹 を 構 成 す る 筋 群 の こ と を 体 幹 筋 群 と い う ．

体 幹 の 剛 性

体 幹 の 剛 性 は ， 外 力 に 対 し て 体 幹 を 固 定 す る 能 力 と し て 捉 え ら れ て い る （Akuthota and Nadler 2004; Panjabi et al. 1989）．

腹 腔 内 圧

上 部 を 横 隔 膜 ， 前 部 を 腹 筋 群 ， 下 部 を 骨 盤 底 筋 群 に 囲 ま れ た 腹 腔 内 の 圧 力 を 意 味 す る ． 腹 腔 内 圧 の 測 定 法 に は ， 開 腹 す る こ と で 侵 襲 的 に 測 定 を 行 う 直 接 法 と ， 直 接 法 と 近 似 し た 値 を 示 す 胃 内 圧 法 （Hagins et al. 2006; Hodges et al. 2001）や直 腸内 圧法（ Kawabata et al. 2010; McCarthy 1982; Miyamoto et al. 1999）を 用いる 間接 法が 存在す る．本 論文 では ，肛門 か ら 約 12 – 15 cm の直 腸部で の圧 力を 測定す る直腸 内圧 法を 採用し ，得ら れた 値を 腹腔内 圧 と し て 扱 う ． 筋 サ イ ズ 骨 格 筋 の 筋 横 断 面 積 お よ び 筋 厚 の 総 称 ． 筋 力 関 節 の 回 転 中 心 ま わ り に 生 じ る 力 の モ ー メ ン ト （ 関 節 ト ル ク ） や デ ッ ド リ フ ト な ど の 身 体 運 動 時 に 床 反 力 計 な ど に よ っ て 測 定 さ れ る 力 の 総 称 ．

－4－ 1-3. 研 究 小史 こ こ で は ， 先 行 研 究 で 得 ら れ て い る 知 見 を 要 約 す る と 同 時 に ， 本 論 文 に お い て 検 証 す べ き 点 を 明 ら か に す る ． 1-3-1. 腹 腔内 圧 の 規 定 因子 腹 腔 は ， そ れ を 取 り 囲 む 横 隔 膜 ， 腹 筋 群 ， 骨 盤 底 筋 群 の 収 縮 に よ っ て 容 積 が 減 少 す る ． そ の た め ， 腹 腔 内 圧 は ， そ れ ら の 収 縮 に よ っ て 増 加 し 得 る ． 実 際 ， 横 隔 膜 の 収 縮 に よ る 肺 気 量 の 増 加 が ， 腹 腔 内 圧 を 増 加 さ せ た こ と を 報 告 す る 知 見 （Hagins et al. 2006; Kawabata et al. 2010; Kawabata et al. 2014）から，横隔膜 の 収縮は，腹腔 内圧 を増 加させ る上 で重 要な役 割 を 担 っ て い る こ と が 示 唆 さ れ て い る（Hagins et al. 2004; Hodges and Gandevia 2000; Hodges et al. 2001）．ま た，デ ッドリ フト など 様々な 運動課 題実 施時 におい て，腹 直筋 や外 腹斜筋 と い っ た 体 幹 の 表 層 に 位 置 す る 筋 （ 体 幹 表 層 筋 ） で は な く ， 内 腹 斜 筋 や 腹 横 筋 と い っ た 体 幹 の 深 層 に 位 置 す る 筋 （ 体 幹 深 層 筋 ） の 筋 活 動 量 と 腹 腔 内 圧 の 間 に 正 の 相 関 関 係 が 認 め ら れ る こ と か ら（Cresswell et al. 1992; Cresswell and Thorstensson 1994），体 幹深層 筋の 収縮 は， 腹 腔 内 圧 の 変 化 と 関 連 性 が 高 い こ と が 考 え ら れ る ． 一 方 で ， 体 幹 深 層 筋 だ け で な く ， 腹 直 筋 や 外 腹 斜 筋 と い っ た 体 幹 表 層 筋 の 筋 活 動 量 も 腹 腔 内 圧 と 正 の 相 関 関 係 に あ る こ と が 示 さ れ て い る （Cholewicki et al. 2002; Tayashiki et al. 2016b）．加 えて， 体幹 表層筋 およ び体 幹深 層 筋 を 含 む 体 幹 筋 群 全 体 を 同 時 収 縮 さ せ る エ ク サ サ イ ズ （ 腹 部 ブ レ イ シ ン グ ） 時 の 腹 腔 内 圧 は ， 体 幹 深 層 筋 の み を 選 択 的 に 高 く 活 動 さ せ る 腹 部 引 き 込 み エ ク サ サ イ ズ （ ド ロ ー イ ン グ ）時 の そ れ よ り も 有 意 に 高 値 で あ る こ と が 示 さ れ て い る（Tayashiki et al. 2016b）．この こ と か ら ，腹 腔 内 圧 を よ り 高 く 増 加 さ せ る 為 に は ，体 幹 深 層 筋 を 高 く 活 動 さ せ る だ け で な く ， 体 幹 筋 群 全 体 の 同 時 収 縮 が 必 要 で あ る と 考 え ら れ る ． 一 方 で ， 腹 腔 内 圧 に 対 す る 体 幹 ト レ ー ニ ン グ の 効 果 に 関 す る 研 究 に お い て は ， 腹 直 筋 が 主 働 筋 で あ る 体 幹 屈 曲 ト レ ー ニ ン グ で は 腹 腔 内 圧 は 変 化 せ ず （Hemborg et al. 1985; Legg 1981），体 幹深 層 筋を活 動さ せる 回旋ト レ ー ニ ン グ を 実 施 す る こ と で 腹 腔 内 圧 に 有 意 な 増 加 が 生 じ る （C re s s we ll e t a l. 1 9 94 ）こ と が 示 さ れ て い る ． 以 上 を 踏 ま え る と ， 体 幹 筋 群 全 体 の 同 時 収 縮 に よ っ て 腹 腔 内 圧 は 高 く 増 加 す る が ， 腹 腔 内 圧 の 変 化 と 関 連 性 が 高 い の は 体 幹 深 層 筋 で あ る と 考 え ら れ る ．

体 幹 筋 群 の 収 縮 に 伴 う 腹 腔 内 圧 の 増 加 と と も に ， 外 乱 刺 激 に 対 す る 体 幹 の 変 位 が 低 下 す る こ と が 明 ら か に さ れ て い る （Cholewicki et al. 1999b; Essendrop et al. 2002）．よ って ，腹 腔 内 圧 の 増 加 は ， 体 幹 の 剛 性 向 上 に 貢 献 す る と 考 え ら れ る ． ま た ， 腹 腔 内 圧 は ， 歩 行 動 作 （Grillner et al. 1987），ジャ ンプ やラ ンディ ング動 作（Harman et al. 1988; Kawabata et al. 2008），デ ッド リフ ト動 作（Harman et al. 1989; Kawabata et al. 2010）と いった 様々 な下 肢筋 群 の 筋 力 発 揮 時 お よ び 動 作 実 施 時 に 増 加 す る こ と が 報 告 さ れ て い る ． こ の よ う な 現 象 は ， 主 動 作 に 先 立 っ て 体 幹 を 硬 く す る こ と で ， 下 肢 の 主 動 作 を 円 滑 に 行 う こ と を 可 能 に し て い る と 解 釈 さ れ て い る （Kawabata et al. 2008）． 以上の 知見 を踏 まえる と，下 肢筋 群の 筋力発 揮 に 際 し て ， 腹 腔 内 圧 の 増 加 が 体 幹 の 剛 性 を 向 上 さ せ る こ と で ， 高 い 筋 力 発 揮 が 可 能 に な る と 考 え ら れ る ． ま た ， 腹 腔 内 圧 が 下 肢 筋 群 の 筋 力 に 影 響 を 及 ぼ す の で あ れ ば ， 腹 腔 内 圧 の 個 人 差 が 下 肢 筋 群 の 最 大 筋 力 の 個 人 差 と 関 連 す る 可 能 性 が あ る ． こ れ ま で に ， 腹 腔 内 圧 と 下 肢 筋 群 の 筋 力 と の 関 連 に つ い て 検 討 し た 研 究 は い く つ か 存 在 す る が （McGill et al 1990; Miyamoto et al. 1999; Hagins et al. 2006; Harman et al. 1989）， それ ら の 多 く は デ ッ ド リ フ ト な ど の 多 関 節 動 作 を 対 象 と し て い る ． 例 え ば ， 腹 腔 内 圧 が デ ッ ド リ フ ト 動 作 の 最 大 筋 力 と 関 連 し な い こ と が 報 告 さ れ て い る が （Hagins et al. 2006）， 腹腔 内 圧 を 測 定 し た 被 検 者 数 が 11 名と 少な いこ と や， 膝関 節や 股関 節の 角度 など のデ ッド リフ ト 動 作 が 規 定 さ れ て い な い と い っ た 方 法 論 上 の 問 題 点 が 存 在 す る ． そのた め，腹 腔内 圧の 増 加 が 下 肢 の ど の 関 節 の 筋 力 に 影 響 を 及 ぼ す か は 未 だ 不 明 で あ る ． 1-3-3. 体 幹ト レ ー ニ ン グが 下 肢 筋 群の 筋 力 に 及ぼ す 影 響 につ い て 体 幹 ト レ ー ニ ン グ が 下 肢 筋 群 の 筋 力 に 及 ぼ す 影 響 に つ い て 検 討 し た 研 究 が い く つ か 存 在 す る （Cosio-Lima et al. 2003; Dello lacono et al. 2016; Essa and El-hafez 2016; Hoshikawa et al. 2013; Jamsion et al. 2012）．特に ，股 関節 およ び膝関 節に おけ る伸展 や屈曲 の最 大筋 力の 向 上 （Dello lacono et al. 2016; Essa and El-hafez 2016; Hoshikawa et al. 2013）が報告 され て い る ． 例 え ば ，Hoshikawa et al.（2013）は， サッカ ーの みの 練習を 行うコ ント ロー ル群と 比 較 し て ， サ ッ カ ー の 練 習 に 加 え ブ リ ッ ジ エ ク サ サ イ ズ な ど を 含 む 体 幹 ト レ ー ニ ン グ を 実 施 す る ト レ ー ニ ン グ 群 の 等 速 性 最 大 股 関 節 伸 展 ト ル ク は 有 意 に 高 く 向 上 す る が ， 等 速 性 最 大 股 関 節 屈 曲 ト ル ク に は 有 意 な 群 間 差 が な い こ と を 示 し て い る ． ま た ，Essa and El-hafez

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報 告 し て い る ． 膝 関 節 伸 展 と 屈 曲 の 最 大 筋 力 に つ い て は ，Cosio-Lima et al.（2003）が，体 幹 屈 曲 や 伸 展 エ ク サ サ イ ズ な ど か ら 構 成 さ れ る 体 幹 ト レ ー ニ ン グ を 行 っ て も 等 速 性 最 大 膝 関 節 伸 展 お よ び 屈 曲 ト ル ク に 有 意 な 変 化 が 観 察 さ れ な か っ た こ と を 示 し て い る ． 一 方 で ， Dello lacono et al.（2016）は，ブ リッ ジエ クサ サイズ を含 む体 幹トレ ーニン グに よっ て等速 性 最 大 膝 関 節 伸 展 お よ び 屈 曲 ト ル ク が 向 上 す る こ と を 明 ら か に し て い る ． し か し ，Dello lacono et al.（2016）の研究で 用い られ たトレ ーニン グ種 目に は，ラ ンジや ノル ディ ックハ ム ス ト リ ン グ な ど ，下 肢 筋 群 の 筋 力 に 対 し て 直 接 的 に 影 響 す る（Bourne et al. 2017; Jonhagen et al. 2009）ト レー ニン グ種目 も含 まれ ている ．その ため ，Dello lacono et al.（2016）の 研 究 に お け る 膝 関 節 伸 展 お よ び 屈 曲 の 最 大 筋 力 の 向 上 が ， 体 幹 ト レ ー ニ ン グ に よ る も の で あ る か ど う か に つ い て は 疑 問 が 残 る ． 筆 者 の 研 究 に お い て は ， 腹 腔 内 圧 を 効 果 的 に 増 加 さ せ る 腹 部 ブ レ イ シ ン グ を 用 い た 体 幹 ト レ ー ニ ン グ に よ っ て 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 は 向 上 す る が ，膝 関 節 伸 展（Tayashiki et al. 2016a）や股関 節屈曲（ 田屋 敷 2015）の最大 筋力 は向 上し な い こ と が 明 ら か に な っ て い る ．前 々 項 や 前 項 で 述 べ た 内 容 と こ れ ら の 知 見 を 踏 ま え る と ， 体 幹 ト レ ー ニ ン グ に よ る 腹 腔 内 圧 の 増 加 は ， 下 肢 筋 群 の 最 大 筋 力 向 上 に 寄 与 す る と 考 え ら れ る が ， た だ し ， そ れ は 検 証 を 行 う 課 題 特 異 的 ， す な わ ち ， 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 に 対 し て は 効 果 が あ り ， 股 関 節 屈 曲 や 膝 関 節 の 屈 曲 お よ び 伸 展 の 最 大 筋 力 に 対 し て は 効 果 が な い 可 能 性 が あ る ． 1-4. 本 論 文の 目 的 と 構 成 本 論 文 は ， 腹 腔 内 圧 が 下 肢 筋 群 の 筋 力 に 及 ぼ す 影 響 を 明 ら か に す る こ と を 目 的 と し た ． 目 的 を 達 成 す る 為 に ，3 つの研 究を 実施 した ．研 究 1（ 第 2 章）にお いては ，腹 腔内 圧と 股 関 節 お よ び 膝 関 節 に お け る 屈 曲 と 伸 展 の 最 大 筋 力 と の 関 連 に つ い て 検 討 し た ． 研 究 2（第 3 章） では， 研 究 1 で 腹腔内 圧と の関 連が認 められ た股 関節 伸展の 最大筋 力に 着目 し，股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 に 対 し て 腹 腔 内 圧 が 及 ぼ す 影 響 に つ い て 検 討 し た ． 研 究 3（ 第 4 章） で は ， 男 性 に 比 べ て 腹 腔 内 圧 が 低 い 女 性 被 検 者 を 対 象 に 腹 腔 内 圧 と 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 と の 関 連 に つ い て 検 討 し た ． 上 記 の 研 究 1 – 3 において 得ら れた 結 果に基 づき ，腹 腔内圧 が 下 肢 筋 群 の 筋 力 に 及 ぼ す 影 響 に つ い て 考 察 を 行 っ た （ 第 5 章）．

第 2 章 腹 腔 内 圧 と 下 肢 筋 群 の 筋 力 と の 関 連 に つ い て の 検 討 （ 研 究 1） 2-1. 目 的 前 章 で 述 べ た と お り ， 下 肢 筋 群 で の 筋 力 発 揮 に 際 し て ， 腹 腔 内 圧 の 増 加 が 体 幹 の 剛 性 を 向 上 さ せ る こ と で ， 高 い 筋 力 発 揮 が 可 能 に な る と 考 え ら れ る ． ま た ， 腹 腔 内 圧 が 下 肢 筋 群 の 筋 力 に 影 響 を 及 ぼ す の で あ れ ば ， 腹 腔 内 圧 の 個 人 差 が 下 肢 筋 群 の 最 大 筋 力 の 個 人 差 と 関 連 す る 可 能 性 が あ る ． し か し な が ら ， 腹 腔 内 圧 の 増 加 が ， 下 肢 の ど の 関 節 の 筋 力 に 影 響 を 及 ぼ す か は 不 明 で あ る ．そ こ で ，本 研 究 で は ，1）腹腔 内圧の 増加 が 股関節 およ び膝 関節に お け る 屈 曲 と 伸 展 の 最 大 筋 力 に 及 ぼ す 影 響 に つ い て ， お よ び 2）腹 腔内圧 の個 人差 と股関 節 お よ び 膝 関 節 に お け る 屈 曲 と 伸 展 の 最 大 筋 力 の 個 人 差 と の 関 連 に つ い て 明 ら か に す る こ と を 目 的 に し た ．

腹 腔 内 圧 を 増 加 さ せ る 方 法 と し て ， 肺 気 量 の 増 加 が あ る （Hagins et al. 2004; Kawabata et al. 2010; Miyamoto et al. 1999）．例 えば ，デ ッド リフト 時の 腹腔 内圧は ，最大 吸気 時に 呼吸 を 停 止 し た 肺 気 量 が 大 き い 条 件 が ， 最 大 呼 気 時 に 呼 吸 を 停 止 し た 肺 気 量 が 小 さ い 条 件 よ り も 高 値 で あ っ た こ と が 報 告 さ れ て い る （Hagins et al. 2006）． よっ て ，本研 究で は， 筋力発 揮 時 の 肺 気 量 の 違 い が ， 股 関 節 お よ び 膝 関 節 に お け る 伸 展 と 屈 曲 の 最 大 筋 力 お よ び 筋 力 発 揮 時 の 腹 腔 内 圧 に 及 ぼ す 影 響 を 検 討 し た ． ま た ， 得 ら れ た デ ー タ か ら ， 腹 腔 内 圧 の 個 人 差 と 最 大 筋 力 の 個 人 差 と の 関 連 に つ い て も 検 討 を 行 っ た ． 2-2. 方 法 実 験 デ ザ イ ン 本 研 究 の 目 的 を 達 成 す る た め に ， 同 一 被 検 者 に お い て ，3 種 類の 肺気量 条件 下で の股関 節 伸 展 と 屈 曲 の 最 大 筋 力 発 揮 （ 股 関 節 課 題 ） お よ び 膝 関 節 伸 展 と 屈 曲 の 最 大 筋 力 発 揮 （ 膝 関 節 課 題 ） の 2 課題を 行わせ た． それ ぞれの 課題実 施時 にト ルク， 腹腔内 圧， 下肢 筋群の 筋 電 図 を 同 時 に 計 測 し た ． な お ，2 つの 課題 は，ラ ンダ ムな 順序で それぞ れ異 なる 日に実

－8－ 被 検 者 四 肢 と 腰 部 に 障 害 を 持 た な い 健 常 な 若 年 男 性 18 名（22.0 ± 2.2 歳; 1.71 ± 0.03 m; 68.1 ± 6.1 kg）を被検 者と し た．全 ての 被検 者は， 1 日 30 分 以上， 週 2 日 以上， 何ら かの 運動を 定 期 的 に 実 施 し て い た ． ま た ， 実 験 開 始 24 時 間以内 での 激し い運動 は避け るよ うに 指示 し た ． な お ， 研 究 実 施 に 先 立 ち ， 被 検 者 に は 実 験 の 目 的 ， 測 定 内 容 お よ び 安 全 性 に つ い て 十 分 な 説 明 を 行 い ， 実 験 参 加 の 同 意 を 書 面 に て 得 た ． 本 研 究 は ， 鹿 屋 体 育 大 学 倫 理 審 査 委 員 会 の 承 認 を 得 た 上 で 実 施 し た ． 肺 気 量 条 件 両 課 題 に お い て ，3 種類の 肺気 量条 件を設 定した ．そ れぞ れの条 件にお ける 被検 者への 指 示 は 以 下 の 通 り で あ る ． 吸 気 条 件 ： 被 検 者 は ， 筋 力 発 揮 前 に 最 大 努 力 で の 吸 気 を 行 い ， そ の 状 態 （ 最 大 吸 気 位 ） で 呼 吸 を 停 止 す る ． 筋 力 発 揮 は ， 呼 吸 を 停 止 し た ま ま 行 う ． 呼 気 条 件 ： 被 検 者 は ， 筋 力 発 揮 前 に 最 大 努 力 で の 呼 気 を 行 い ， そ の 状 態 （ 最 大 呼 気 位 ） で 呼 吸 を 停 止 す る ． 筋 力 発 揮 は ， 呼 吸 を 停 止 し た ま ま 行 う ． 通 常 条 件 ： 被 検 者 は ， 筋 力 発 揮 前 に 通 常 の 呼 吸 を 行 い ， そ の 状 態 で 呼 吸 を 停 止 す る ． 筋 力 発 揮 は ， 呼 吸 を 停 止 し た ま ま 行 う ． 実 験 設 定 と プ ロ ト コ ル

股 関 節 課 題 に お け る 被 検 者 の 姿 勢 は ， 筋 力 計 （CON-TREX MJ, PHYSIOMED, Germany） の 台 上 で の 仰 臥 位 と し ， 股 関 節 お よ び 膝 関 節 の 角 度 は 90°（解 剖学 的正位 ：180°） とし た ． そ の 姿 勢 に お い て ， 股 関 節 の 回 転 中 心 を 筋 力 計 の ア ー ム の そ れ に 合 わ せ ， 右 大 腿 部 を ア ー ム に 固 定 し た ． 胸 部 ， 骨 盤 ， お よ び 左 大 腿 部 は ， 非 伸 縮 性 ベ ル ト を 用 い て 筋 力 計 の 台 に 固 定 し た ． ま た ， 台 に 固 定 さ れ た 専 用 の パ ッ ド を 用 い て 被 検 者 の 肩 を 筋 力 計 の 台 に 固 定 す る こ と で ， 筋 力 発 揮 時 に 胴 体 が 動 か な い よ う に し た （ 図 1-1a）． 膝 関 節 課 題 に お け る 被 検 者 の 姿 勢 は ， 筋 力 計 の 台 上 で の 座 位 と し ， 股 関 節 お よ び 膝 関 節 の 角 度 は 90°と した ．その 姿勢 にお いて， 膝関節 の回 転中 心を筋 力計の アー ムの それに 合 わ せ ， 右 下 腿 部 を ア ー ム に 固 定 し た ． 肩 か ら 臀 部 ま で の 体 幹 部 は ， 非 伸 縮 性 ベ ル ト を 用 い て し っ か り と 筋 力 計 の 台 に 固 定 し た （ 図 1-1b）． 股 関 節 課 題 お よ び 膝 関 節 課 題 の 両 課 題 に お い て ， ま ず 被 検 者 は ， 最 大 下 お よ び 最 大 努

力 に よ る 伸 展 お よ び 屈 曲 筋 力 発 揮 の 練 習 を 複 数 回 行 っ た ．3 分 以上 の休息 後， 被検 者は， い ず れ か の 肺 気 量 条 件 下 に て ，3 – 5 秒間の 伸 展ある いは 屈曲 の最大 筋力発 揮を 行っ た． 試 行 間 に 2 分以 上の休 息を挟 み， 伸展 および 屈曲筋 力発 揮と もに各 条件 2 回ず つ行 わせ た ． 各 課 題 に お け る 伸 展 筋 力 発 揮 と 屈 曲 筋 力 発 揮 の 順 序 お よ び 実 施 す る 肺 気 量 条 件 の 順 序 は ラ ン ダ ム と し た ． そ れ ぞ れ の 課 題 に お い て ，1 回目 と 2 回目 の最 大トル クの 差が 5%以 上 あ る 場 合 に は ，3 回 目の測 定を 行っ た．最 大トル クの 差が 5%以 内の 2 試行 を採 用し， 以 降 の 分 析 に お い て 使 用 し た ． な お ， 被 検 者 に は ， い ず れ の 条 件 で の 筋 力 発 揮 時 に お い て も ， 腹 部 や 背 部 を 意 識 せ ず 課 題 の 遂 行 に の み 集 中 す る よ う に 指 示 を し た ． 腹 腔 内 圧 の 測 定 直 径 約 1.6 mm の 滅 菌され たカ テー テル型 圧力セ ンサ ー（MPC-500, Millar Instruments, USA）を用 いて ，肛 門 から 約 12 – 15 cm の 直 腸内圧 を腹 腔内 圧とし て測定 した ．セ ンサー に は 潤 滑 剤 を 塗 る こ と で ， 挿 入 時 の 円 滑 性 を 確 保 し た ． 検 者 が 挿 入 方 法 を 被 検 者 に 教 示 し ， 被 検 者 が 自 ら 挿 入 の 後 ， 腹 部 ブ レ イ シ ン グ を 行 う こ と で 圧 力 が 正 常 に 変 化 す る こ と を 確 認 し た ． 筋 電 図 （electromyogram: EMG）の 測 定

双 極 誘 導 に よ る EMG システム （ゲ イン: × 1000; Bagnoli 8 EMG System, DELSYS, USA）を用 いて ，課 題 実施時 の大 臀筋 ，大腿 直筋， 外側 広筋 ，大腿 二頭筋 ，お よび 半腱様 筋 の EMG を計測 した ．股関 節課 題で は，大 臀筋と 大腿 二頭 筋の EMG を計 測し た（ 図 1-2）．膝 関節 課題 では， 大腿直 筋， 外側 広筋， 大腿二 頭筋 ，お よび半 腱様筋 の EMG を計測 し た （ 図 1-3）．EMG 測定にお いて は， 電極間 距離 10 mm の パラ レル バー電 極（DE-2.1, DELSYS, USA）を使 用 した． いず れの 筋にお いても ，筋 線維 走行に 沿うよ うに 筋腹 へ電 極 を 貼 付 し た ． な お ， 電 極 貼 付 位 置 は す べ て 被 検 者 の 右 脚 と し た ． 電 極 貼 付 位 置 は 以 下 に 示 す 通 り で あ る ． 大 臀 筋 ： 仙 骨 と 大 転 子 を 結 ぶ 線 の 1/2 長 の位 置 大 腿 直 筋 ： 大 腿 長 の 50%位 置 に お け る 大 腿 直 筋 の 筋 腹 中 央 外 側 広 筋 ： 大 腿 長 の 50%位 置 に お け る 外 側 広 筋 の 筋 腹 中 央

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電 極 貼 付 に 際 し て ， 貼 付 位 置 を 除 毛 後 ， 紙 や す り で 少 し 削 り ， ア ル コ ー ル 綿 で 拭 き 取 り ， 皮 膚 抵 抗 を 抑 え た 状 態 で 電 極 の 貼 付 を 行 っ た ．

デ ー タ 分 析

す べ て の デ ー タ は ，16 ビット の A/D 変換 器 （PowerLab 16/35, ADInstruments,

Australia）を 用い て 2000 Hz でパー ソナ ルコン ピュー ター に同 時に記 録した ．デ ータ の分 析 に は ， デ ー タ 解 析 ソ フ ト （LabChart version 7, ADInstruments, Australia）を 用い た．課 題 実 施 時 の 腹 腔 内 圧 は ， 安 静 時 か ら 最 大 ト ル ク 時 の 差 分 を 算 出 し た ． す べ て の EMG 信号 は ， カ ッ ト オ フ 周 波 数 20 Hz の ハイパ スフ ィ ルター をか けた 後，全 波整流 した ．股 関節と 膝 関 節 課 題 実 施 時 の 各 筋 の EMG は，最 大ト ルクを 挟ん だ 0.5 秒 間 を分析 対象 とし ，その 区 間 の 平 均 値 （average EMG: AEMG）を算 出 した． 股関 節課 題にお いては ，伸 展筋 力発揮 時 の 通 常 条 件 に お け る 大 臀 筋 お よ び 大 腿 二 頭 筋 の AEMG 値をそ れぞ れ EMGmax とした ． 膝 関 節 課 題 に お い て は ， 伸 展 と 屈 曲 筋 力 発 揮 時 の 通 常 条 件 に お け る 各 筋 の AEMG 値の最 大 値 を そ れ ぞ れ の EMGmax と した ．各 課題実 施時の 各筋 の AEMG 値は，EMGmax に対 す る 相 対 値 （%EMGmax）で表 した ． 統 計 各 測 定 値 に 対 し て ， 繰 り 返 し の あ る 一 元 配 置 分 散 を 用 い て 条 件 の 主 効 果 を 確 認 し た ． 主 効 果 が 認 め ら れ た 際 に は ， 多 重 比 較 （ ボ ン フ ェ ロ ー 法 ） に よ っ て 肺 気 量 条 件 間 の 有 意 差 を 確 認 し た ． ま た ， ピ ア ソ ン の 積 率 相 関 係 数 （r）を用 いて ，各 課題に おける 最大 トル クと 腹 腔 内 圧 と の 関 係 を 検 討 し た ． な お ， す べ て の 統 計 量 に お い て ， 有 意 水 準 は 5%と した． 統 計 処 理 に は ， 統 計 解 析 ソ フ ト （SPSS version 22.0, IBM Corp, USA） を使用 した ．

2-3. 結 果 股 関 節 課 題 股 関 節 伸 展 筋 力 発 揮 時 の 腹 腔 内 圧 に お い て ，条 件 の 主 効 果 が 認 め ら れ た（F = 26.942, P < 0.001, partial η2 _{= 0.613）．吸気条 件の 腹腔 内圧 は，通常 条件（P = 0.007）および 呼気条 件（P} < 0.001）のそ れよ りも 有意に 高く，通常 条件 の腹腔 内圧 は，呼 気条 件のそ れよ りも 有意に 高 か っ た（P = 0.001）（ 図 1-4）．ま た，股関 節 屈曲筋 力発 揮時 の腹腔 内圧に おい て，条件 の

主 効 果 が 認 め ら れ た （F = 41.779, P < 0.001, partial η2 _{= 0.711）． 吸気 条件の 腹腔 内圧 は，通} 常 条 件 （P < 0.001）お よび呼 気条 件（P < 0.001）の それ より も有意 に高く ，通 常条 件の腹 腔 内 圧 は ， 呼 気 条 件 の そ れ よ り も 有 意 に 高 か っ た （P = 0.001）（図 1-4）． 最 大 股 関 節 伸 展 ト ル ク に お い て ， 条 件 の 主 効 果 が 認 め ら れ （F = 6.188, P = 0.005, partial η2 _{= 0.267），吸 気条 件 が呼気 条件 より も有意 に高値 を示 した （P = 0.010）（ 図 1-5a）．最大} 股 関 節 屈 曲 ト ル ク に お い て ，条 件 の 主 効 果 は 認 め ら れ な か っ た（F = 1.972, P = 0.155, partial η2 _{= 0.104）（ 図 1-5b）．} 吸 気 条 件 （r = 0.527, P = 0.025），通 常条 件（r = 0.677, P = 0.002），お よび呼 気条 件(r = 0.659, P = 0.003)のそ れ ぞれ条 件に おい て，腹 腔内圧 と最 大股 関節伸 展トル クと の間 に有意 な 正 の 相 関 関 係 が 認 め ら れ た（ 図 1-6a）．一方 ，いずれ の条 件に おい ても，最 大股 関節 屈曲 ト ル ク と 腹 腔 内 圧 と の 間 に 有 意 な 相 関 関 係 は 認 め ら れ な か っ た（r = 0.232 – 0.289, P = 0.244 – 0.355）（ 図 1-6b）． 股 関 節 伸 展 筋 力 発 揮 時 の 大 臀 筋 の%EMGmax におい て ，条件 の主 効 果が認 めら れた（F = 4.512, P = 0.018, partial η2 _{= 0.210）．大 臀筋 の %EMGmax におい て， 吸気条 件と 通常 条件の} 間 に 有 意 な 差 が 認 め ら れ た（P = 0.022）．股関 節伸展 筋力 発揮 時にお ける他 の筋 およ び股関 節 屈 曲 筋 力 発 揮 時 の 各 筋 の%EMGmax に お い て ， 条 件 の 主 効 果 は 認 め ら れ な か っ た （ F = 0.172 – 2.436, P = 0.122 – 0.843, partial η2 _{= 0.010 – 0.125）（ 表 1-1）．} 膝 関 節 課 題 膝 関 節 伸 展 筋 力 発 揮 時 の 腹 腔 内 圧 に お い て ，条 件 の 主 効 果 が 認 め ら れ た（F = 16.819, P < 0.001, partial η2 _{= 0.497）．腹腔 内圧 は，吸気 条 件が呼 気条 件よ りも有 意に高 く（P < 0.001），} 通 常 条 件 が 呼 気 条 件 よ り も 有 意 に 高 か っ た（P = 0.010）（ 図 1-7）．ま た，膝 関節 屈曲 筋力 発 揮 時 の 腹 腔 内 圧 に お い て ， 条 件 の 主 効 果 が 認 め ら れ た （F = 18.109, P < 0.001, partial η2 ₌ 0.516）．腹 腔内 圧は ，吸気条 件が 呼気 条件よ りも有 意に 高く（P < 0.001），通常 条件 が呼気 条 件 よ り も 有 意 に 高 か っ た （P = 0.004）（図 1-7）． 最 大 膝 関 節 伸 展 ト ル ク に お い て ，条 件 の 主 効 果 は 認 め ら れ な か っ た（F = 1.348, P = 0.273, partial η2 _{= 0.073）（ 図 1-8a）．ま た， 最大膝 関 節屈曲 トル クに おいて も，条 件の 主効 果は認} め ら れ な か っ た （F = 1.746, P = 0.190, partial η2 _{= 0.093）（ 図 1-8b）．}

－12－ = 0.288）と呼 気条件 （r = 0.165, P = 0.514）に おいて ，最 大膝 関節屈 曲トル クと 腹腔 内圧と の 間 に 有 意 な 相 関 関 係 は 認 め ら れ な か っ た が ， 吸 気 条 件 で は 最 大 膝 関 節 屈 曲 ト ル ク と 腹 腔 内 圧 と の 間 に 有 意 な 正 の 相 関 関 係 が 認 め ら れ た （r = 0.616, P = 0.006）（ 図 1-9b）． 膝 関 節 伸 展 と 屈 曲 筋 力 発 揮 時 の 各 筋 の%EMGmax に おい て， 条件 の 主効果 は認 めら れな か っ た （F = 0.028 – 1.849, P = 0.173 – 0.972, partial η2 _{= 0.002 – 0.098）（表 1-2）．} 2-4. 考 察 す べ て の 条 件 に お い て 腹 腔 内 圧 と の 間 に 有 意 な 相 関 関 係 が 認 め ら れ た の は ， 最 大 股 関 節 伸 展 ト ル ク の み で あ っ た ． こ の 結 果 は ， 肺 気 量 条 件 に か か わ ら ず ， 腹 腔 内 圧 が 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 と 関 連 し て い る こ と を 示 し て い る ． し か し な が ら ， こ の 結 果 か ら で は ， 腹 腔 内 圧 の 増 加 が 下 肢 筋 群 の 筋 力 に 影 響 を 及 ぼ す か ど う か ， す な わ ち ， 腹 腔 内 圧 と 下 肢 筋 群 の 筋 力 と の 因 果 関 係 は 分 か ら な い ． 一 方 ， 股 関 節 伸 展 筋 力 発 揮 時 の 腹 腔 内 圧 は 吸 気 条 件 ， 通 常 条 件 ， 呼 気 条 件 の 順 に 高 値 を 示 し （ 図 1-4），最大 股関 節伸 展トル クは吸 気条 件が ，呼 気 条 件 よ り も 有 意 に 高 値 で あ っ た （ 図 1-5a）．これ らの 結果 を踏ま えると ，腹 腔内 圧は股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 と 特 異 的 に 関 連 す る だ け で な く ， 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 に 対 し て 影 響 を 及 ぼ す と 考 え ら れ る ． 一 方 ， 腹 腔 内 圧 で は 吸 気 条 件 と 通 常 条 件 と の 間 （22.9 mmHg）およ び通常 条件 と呼 気条 件 と の 間 （23.8 mmHg）に有 意な 差が 認めら れたの に対 して ，最大 股関節 伸展 トル クでは 吸 気 条 件 と 通 常 条 件 と の 間 お よ び 通 常 条 件 と 呼 気 条 件 と の 間 で 有 意 な 差 が 認 め ら れ て い な い ． よ っ て ，20-25mmHg 程度 の腹腔 内圧 の増 加では ，股 関節 伸展の 最大筋 力を 向上 させ る こ と が で き な い と 考 え ら れ る ． こ の 点 に つ い て は ， 総 括 論 議 に て 考 察 す る ． 腹 腔 内 圧 が 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 に 対 し て 影 響 を 及 ぼ す 機 序 と し て ， い く つ か の 可 能 性 が 考 え ら れ る ．1 つ目 として ，肺 気量 の違い による 下肢 筋群 の筋活 動量の 違い が最 大トル ク を 変 化 さ せ た 可 能 性 が あ る ． 本 研 究 に お い て ， 股 関 節 伸 展 筋 力 発 揮 時 に お け る 大 臀 筋 の%EMGmax は， 吸気 条件が 通常 条件 よりも 有意に 高値 を示 したが （表 1-1），最 大股 関節 伸 展 ト ル ク で は 吸 気 条 件 と 通 常 条 件 と の 間 に 有 意 な 差 が 認 め ら れ て い な い ． ま た ， 股 関 節 伸 展 筋 力 発 揮 時 に お け る 大 腿 二 頭 筋 の%EMGmax で は， 条件 間の有 意な差 は観 察さ れなか っ た （ 表 1-1）．よ って ，本研 究で 観察 された 最大股 関節 伸展 トルク におけ る条 件間 （吸 気 条 件 vs. 呼気 条件 ） の有意 差に 対し て，下 肢筋群 の筋 活動 量が影 響を及 ぼし た可 能性

は 小 さ い と 考 え ら れ る ． 上 記 と は 異 な る 機 序 と し て ， 筋 力 発 揮 時 に お け る 腹 腔 内 圧 の 働 き が 考 え ら れ る ． 先 行 研 究 に お い て ， 腹 腔 内 圧 の 増 加 に よ っ て 体 幹 あ る い は 股 関 節 伸 展 ト ル ク が 発 生 す る こ と が 示 唆 さ れ て い る （Keith 1923; Morris et al. 1961; Miyamoto et al.

1999）．ま た， 腹腔 内圧 の増加 に関 与す る腹横 筋や内 腹斜 筋な どの収 縮が， 腰背 筋膜 を介 し て 体 幹 あ る い は 股 関 節 伸 展 ト ル ク を 発 生 さ せ る こ と も 示 唆 さ れ て い る （Gracovetsky 1988; McGill et al. 1990）． 本 研 究 に お い て ， 吸 気 条 件 に お け る 腹 腔 内 圧 と 最 大 膝 関 節 屈 曲 ト ル ク と の 間 に 有 意 な 正 の 相 関 関 係 が 認 め ら れ た ． 一 方 で ， 腹 腔 内 圧 で は 条 件 間 に 有 意 な 差 が 認 め ら れ た が ， 最 大 膝 関 節 屈 曲 ト ル ク で は 条 件 間 の 有 意 な 差 が 観 察 さ れ て い な い ． よ っ て ， 腹 腔 内 圧 は 股 関 節 屈 曲 の 最 大 筋 力 と 関 連 す る 可 能 性 は あ る が ， 股 関 節 屈 曲 の 最 大 筋 力 に 対 し て 直 接 的 に 影 響 を 及 ぼ す わ け で は な い と 考 え ら れ る ． 2-5. ま と め 本 研 究 で は ，3 種類 の肺気 量条 件下 での股 関節お よび 膝関 節にお ける伸 展と 屈曲 の最大 筋 力 な ら び に 筋 力 発 揮 時 の 腹 腔 内 圧 を 同 時 に 計 測 し ， 各 測 定 項 目 に お け る 条 件 間 の 差 に つ い て 検 討 し た ． ま た ， 得 ら れ た デ ー タ か ら ， 腹 腔 内 圧 の 個 人 差 と 最 大 筋 力 の 個 人 差 と の 関 連 に つ い て も 検 討 を 行 っ た ． す べ て の 条 件 に お い て 腹 腔 内 圧 と の 間 に 有 意 な 相 関 関 係 が 認 め ら れ た の は ， 最 大 股 関 節 伸 展 ト ル ク の み で あ っ た ． 股 関 節 伸 展 筋 力 発 揮 時 の 腹 腔 内 圧 は 吸 気 条 件 ， 通 常 条 件 ， 呼 気 条 件 の 順 に 高 値 を 示 し ， 最 大 股 関 節 伸 展 ト ル ク は 吸 気 条 件 が ， 呼 気 条 件 よ り も 有 意 に 高 値 で あ っ た ． こ れ ら の 結 果 を 踏 ま え る と ， 腹 腔 内 圧 は 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 と 特 異 的 に 関 連 す る だ け で な く ， 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 に 対 し て 影 響 を 及 ぼ す と 考 え ら れ る ．

※ 本 章 は ，「European Journal of Applied Physiology」に 掲載 が決 定し ている 論文 （doi: 10.1007/s00421-017-3748-0）お よび 「Journal of Strength and Conditioning Research」に投 稿 ・ 修 正 中 の 論 文 を 和 訳 ・ 転 載 （ 一 部 変 更 ） し た も の で あ る ．

－14－ 表 1-1．股 関節伸 展と 屈曲筋 力発 揮時 の各筋 の%EMGmax 値 は 平 均 ± 標準 偏差 で示す ． 肺 気 量 条 件 課 題 筋 吸 気 条 件 通 常 条 件 呼 気 条 件 分 散 分 析 P 値 股 関 節 伸 展 大 臀 筋 119.5 ± 26.4 100.0 ± 0.0 103.0 ± _29.4 0.018 大 腿 二 頭 筋 104.5 ± 34.2 100.0 ± 0.0 103.0 ± 22.5 0.843 股 関 節 屈 曲 大 臀 筋 25.0 ± _22.2 22.3 ± 16.7 26.1 ± _23.8 0.174 大 腿 二 頭 筋 29.6 ± 19.9 22.9 ± 13.7 36.8 ± 31.2 0.122

表 1-2．膝 関節伸 展と 屈曲筋 力発 揮時 の各筋 の%EMGmax 値 は 平 均 ± 標準 偏差 で示す ． 肺 気 量 条 件 課 題 筋 吸 気 条 件 通 常 条 件 呼 気 条 件 分 散 分 析 P 値 膝 関 節 伸 展 大 腿 直 筋 101.8 ± 11.1 100.0 ± 0.0 102.0 ± _13.7 0.774 外 側 広 筋 105.8 ± 12.3 100.0 ± 0.0 104.7 ± 11.4 0.173 膝 関 節 屈 曲 大 腿 二 頭 筋 99.6 ± 18.5 100.0 ± 0.0 100.6 ± 17.9 0.972 半 腱 様 筋 97.7 ± 19.6 100.0 ± 0.0 97.1 ± 18.8 0.799

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図 1-2． 股関節伸 展（a）と屈 曲（b） 筋力 発揮 時のト ルク ，腹 腔内圧 ， および 筋電 図（electromyogram：EMG）の データ 典型 例．

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図 1-3． 膝関節伸 展（a）と屈 曲（b） 筋力 発揮 時のト ルク ，腹 腔内圧 ， および 筋電 図（electromyogram：EMG）の データ 典型 例．

図 1-4． 吸気条件 （黒 ），通常 条件 （灰 ）， およ び呼気 条件 （白 ）にお ける 股 関 節 伸 展 と 屈 曲 筋 力 発 揮 時 の 腹 腔 内 圧 ．

**： 吸 気条 件と の間に 有意な 差（P < 0.01） ##：通 常条 件と の間に 有意な 差（P < 0.01）

－20－

図 1-5． 吸気条件 （黒 ），通常 条件 （灰 ）， およ び呼気 条件 （白 ）にお ける 股 関 節 伸 展 （a）と 屈曲 筋力発 揮時 （b）の 最大 トルク ．

図 1-6． 吸気条件 （黒 ），通常 条件 （灰 ）， およ び呼気 条件 （白 ）にお ける

股関節 伸展（a）と屈 曲筋 力発 揮時（b） の腹 腔内 圧と 最大ト ルク との 関 係 ．

－22－ 図 1-7． 吸気条件 （黒 ），通常 条件 （灰 ）， およ び呼気 条件 （白 ）にお ける 膝 関 節 伸 展 と 屈 曲 筋 力 発 揮 時 の 腹 腔 内 圧 ． **： 吸 気条 件と の間に 有意な 差（P < 0.01） #：通常条 件と の間 に有 意な差 （P < 0.05） ##：通 常条 件と の間に 有意な 差（P < 0.01）

図 1-8． 吸気条件 （黒 ），通常 条件 （灰 ）， およ び呼気 条件 （白 ）にお ける 膝 関 節 伸 展 （a）と 屈曲 筋力発 揮時 （b）の 最大 トルク ．

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図 1-9． 吸気条件 （黒 ），通常 条件 （灰 ）， およ び呼気 条件 （白 ）にお ける 膝関節 伸展（a）と屈 曲筋 力発 揮時（b） の腹 腔内 圧と 最大ト ルク の関

第 3 章

股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 に 対 し て 腹 腔 内 圧 が 及 ぼ す 影 響 に つ い て 検 討 （ 研 究 2）

3-1. 目 的

研 究 1 の 結果 から， 腹腔内 圧は 股関 節伸展 の最大 筋力 と特 異的に 関連す るだ けで なく， 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 に 対 し て 影 響 を 及 ぼ す と 考 え ら れ る ． 一 方 で ， 最 大 筋 力 と 主 働 筋 の 筋 サ イ ズ が 関 連 し （Blazevich et al. 2009; Fukunaga et al. 2001），大 臀筋 やハム スト リン グ が 股 関 節 伸 展 の 主 働 筋 と 考 え ら れ て い る こ と か ら ， 大 臀 筋 や ハ ム ス ト リ ン グ の 筋 サ イ ズ が 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 と 関 連 す る と 予 想 さ れ る ． ま た ， ト レ ー ニ ン グ な ど に よ っ て 大 臀 筋 や ハ ム ス ト リ ン グ の 筋 サ イ ズ が 大 き い 者 は ， 体 幹 筋 群 の 筋 サ イ ズ も 大 き い 可 能 性 が あ る ． も し そ う で あ れ ば ， 大 臀 筋 や ハ ム ス ト リ ン グ の 筋 サ イ ズ が 大 き い 者 は ， 筋 力 発 揮 時 の 腹 腔 内 圧 の 増 加 量 も 大 き く な り ， そ の 結 果 ， 腹 腔 内 圧 が 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 と 関 連 し た 可 能 性 が あ る ． そ こ で ， 大 臀 筋 や ハ ム ス ト リ ン グ の 筋 サ イ ズ の 影 響 を 取 り 除 い た 場 合 に お い て も ， 腹 腔 内 圧 が 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 と 関 連 す る か を 明 ら か に す る こ と を 目 的 と し た ． 3-2. 方 法 被 検 者 四 肢 と 腰 部 に 障 害 を 持 た な い 健 常 な 若 年 男 性 20 名（22.0 ± 2.2 歳; 1.73 ± 0.06 m; 69.8 ± 6.3 kg）を被検 者と し た．全 ての 被検 者は， 1 日 30 分 以上， 週 2 日 以上， 何ら かの 運動を 定 期 的 に 実 施 し て い た ． ま た ， 実 験 開 始 24 時 間以内 での 激し い運動 は避け るよ うに 指示 し た ． な お ， 研 究 実 施 に 先 立 ち ， 被 検 者 に は 実 験 の 目 的 ， 測 定 内 容 お よ び 安 全 性 に つ い て 十 分 な 説 明 を 行 い ， 実 験 参 加 の 同 意 を 書 面 に て 得 た ． 本 研 究 は ， 鹿 屋 体 育 大 学 倫 理 審 査 委 員 会 の 承 認 を 得 た 上 で 実 施 し た ． 筋 サ イ ズ の 測 定 お よ び 分 析

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す る よ う 指 示 し た ． ハ ム ス ト リ ン グ に つ い て は ， 超 音 波 画 像 撮 像 装 置 B モー ド法 の extended field-of-view（ EFOV）機 能を 用い， 大腿長 の近 位 50%位置 におけ る横 断画 像を 2 回 取 得 し た （ 図 2-1b）．得ら れた 画像 におい て，筋 横断 面積 を算出 し，2 回 の平 均値 を代 表 値 と し て 扱 っ た ． 大 臀 筋 に 関 し て は ， 予 備 実 験 の 結 果 ， 形 状 の 複 雑 さ ゆ え に EFOV 機 能 に よ る 全 体 の 横 断 画 像 の 撮 像 が 困 難 で あ る と 判 断 し た ． そ の た め ， 超 音 波 画 像 撮 像 装 置 B モード法 によ って ， 仙骨と 大転 子を 結ぶ線 上の近 位 30%（A），A の垂直 線と 大転 子レ ベ ル の 水 平 線 と の 交 点 （B），お よ び A と B の 中点（C） の 3 ヶ 所に おける 横断 画像 を取 得 し た （ 図 2-1c）． 得 られた 画像 にお いて， 筋厚を 計測 し，3 ヶ所 の平均 値を 代表 値とし て 扱 っ た ． す べ て の 超 音 波 画 像 の 分 析 に は ， 画 像 分 析 ソ フ ト （Image J, National Institutes of Health, USA）を 使用 した．

ト ル ク と 腹 腔 内 圧 の 測 定 お よ び 分 析

筋 サ イ ズ の 測 定 後 ， 股 関 節 伸 展 筋 力 お よ び 腹 腔 内 圧 の 測 定 を 行 っ た ． 被 検 者 の 姿 勢 は ， 前 章 と 同 様 ， 筋 力 計 （CON-TREX MJ, PHYSIOMED, Germany） の台上 での 仰臥 位と し ， 股 関 節 お よ び 膝 関 節 の 角 度 は 90°と した ．その 姿勢 にお いて， 股関節 の回 転中 心を筋 力 計 の ア ー ム の そ れ に 合 わ せ ， 右 大 腿 部 を ア ー ム に 固 定 し た ． 胸 部 ， 骨 盤 ， お よ び 左 大 腿 部 は ， 非 伸 縮 性 ベ ル ト を 用 い て 筋 力 計 の 台 に 固 定 し た ． ま た ， 台 に 固 定 さ れ た 専 用 の パ ッ ド を 用 い て 被 検 者 の 肩 を 筋 力 計 の 台 に 固 定 す る こ と で ， 筋 力 発 揮 時 に 胴 体 が 動 か な い よ う に し た ． ま ず 被 検 者 は ， 最 大 下 お よ び 最 大 努 力 に よ る 股 関 節 伸 展 筋 力 発 揮 の 練 習 を 複 数 回 行 っ た ．3 分 以上 の休 息後 ，被検 者は ，3 – 5 秒間 の股関 節伸 展の 最大筋 力発揮 を実 施し た． 試 行 間 に 2 分以 上の休 息を挟 み，2 回行 わせ た．1 回 目 と 2 回 目の 最大ト ルク の差 が 5% 以 上 あ る 場 合 に は ，3 回目の 測定 を行 った． 最大ト ルク の差 が 5%以内 の 2 試 行を 採用 し ， 以 降 の 分 析 に お い て 使 用 し た ． な お ， 被 検 者 に は ， 筋 力 発 揮 時 に お い て ， 腹 部 や 背 部 を 意 識 し な い よ う に 指 示 を し た ． 筋 力 発 揮 時 の ト ル ク と 腹 腔 内 圧 を 16 ビット の A/D 変換 器 （PowerLab 16/35, ADInstruments, Australia）を用 い て 2000 Hz で パーソ ナル コン ピュー タ ー に 同 時 に 記 録 し た ． デ ー タ の 分 析 に は ， デ ー タ 解 析 ソ フ ト （LabChart version 7, ADInstruments, Australia）を用 いた ．

股 関 節 伸 展 筋 力 発 揮 時 に お い て ， 直 径 約 1.6 mm の 滅菌 され たカ テーテ ル型 圧力 センサ ー （MPC-500, Millar Instruments, USA）を用い て，肛 門か ら約 12 – 15cm の直 腸内圧 を腹

腔 内 圧 と し て 測 定 し た ． セ ン サ ー に は 潤 滑 剤 を 塗 る こ と で ， 挿 入 時 の 円 滑 性 を 確 保 し た ． 検 者 が 挿 入 方 法 を 被 検 者 に 教 示 し ， 被 検 者 が 自 ら 挿 入 の 後 ， 腹 部 ブ レ イ シ ン グ を 行 う こ と で 圧 力 が 正 常 に 変 化 す る こ と を 確 認 し た ． 腹 腔 内 圧 は ， 安 静 時 か ら 最 大 ト ル ク 時 の 差 分 を 算 出 し た ． 統 計 ピ ア ソ ン の 積 率 相 関 係 数 （r）を 用い て， 最 大股関 節伸 展ト ルクと 腹腔内 圧あ るい はハ ム ス ト リ ン グ の 筋 横 断 面 積 や 大 臀 筋 の 筋 厚 と の 関 連 に つ い て 検 討 し た ． ま た ， ハ ム ス ト リ ン グ の 筋 横 断 面 積 お よ び 大 臀 筋 の 筋 厚 を 制 御 変 数 と し た 偏 相 関 分 析 に よ っ て ， 腹 腔 内 圧 と 最 大 股 関 節 伸 展 ト ル ク と の 関 連 に つ い て 検 討 し た ． な お ， す べ て の 統 計 量 に お い て ， 有 意 水 準 は 5%とし た．統 計処理 には ，統 計解析 ソフト （SPSS version 22.0, IBM Corp, USA） を 使 用 し た ． 3-3. 結 果 最 大 股 関 節 伸 展 ト ル ク と 腹 腔 内 圧 の 間 に は 有 意 な 正 の 相 関 関 係 が 認 め ら れ た （r = 0.504, P = 0.024）（ 図 2-2）．最 大股 関節 伸展ト ルクと ハム スト リング の筋横 断面 積（r = 0.307, P = 0.188）（ 図 2-3）あるい は大 臀筋 の筋 厚（r = 0.405, P = 0.076）（ 図 2-4）と の間 に は 有 意 な 相 関 関 係 が 認 め ら れ な か っ た ． ハ ム ス ト リ ン グ の 筋 横 断 面 積 お よ び 大 臀 筋 の 筋 厚 を 制 御 変 数 と し た 偏 相 関 分 析 に お い て ， 腹 腔 内 圧 と 最 大 股 関 節 伸 展 ト ル ク と の 間 に 有 意 な 相 関 関 係 が 認 め ら れ た （r = 0.486, P = 0.041）． 3-4. 考 察 本 研 究 に お い て ， 腹 腔 内 圧 と 最 大 股 関 節 伸 展 ト ル ク と の 間 に 有 意 な 正 の 相 関 関 係 が 認 め ら れ た （ 図 2-2）． この 結果は ，研 究 2 で認め られた 腹腔 内圧 と股関 節伸展 の最 大筋 力と の 関 連 に つ い て の 結 果 を 支 持 す る も の で あ る ． ま た ， 偏 相 関 分 析 に よ っ て ハ ム ス ト リ ン グ

－28－ び 大 臀 筋 の 筋 サ イ ズ と は 独 立 し て ， 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 と 関 連 す る こ と が 明 ら か に な っ た ． 最 大 股 関 節 伸 展 ト ル ク と 大 臀 筋 の 筋 厚 あ る い は ハ ム ス ト リ ン グ の 筋 横 断 面 積 と の 間 に 有 意 な 相 関 関 係 は 認 め ら れ な か っ た （ 図 2-3，図 2-4）．等 速性 収縮 による 最大 股関 節伸展 ト ル ク と ハ ム ス ト リ ン グ の 筋 横 断 面 積 と の 間 に 有 意 な 正 の 相 関 関 係 が 認 め ら れ た こ と を 報 告 し て い る 先 行 研 究 の 結 果 （Masuda et al. 2003）と本研 究の 結果 とは 異なっ てい た． 本研 究 の 結 果 を 説 明 す る 理 由 と し て ， 本 研 究 で 採 用 さ れ た 股 関 節 お よ び 膝 関 節 90 度屈 曲位 で の 股 関 節 伸 展 筋 力 発 揮 に お け る 両 筋 の 筋 活 動 量 の 低 さ が 考 え ら れ る ． ハ ム ス ト リ ン グ の 筋 活 動 量 は ， 股 関 節 伸 展 筋 力 発 揮 が 膝 関 節 屈 曲 筋 力 発 揮 よ り も 著 し く 低 く ， 大 臀 筋 の 筋 活 動 量 は ， 股 関 節 90 度 屈曲 位での 股関 節筋 力発揮 が 90 度以 上の 伸展 位で のそれ より も約 30%低い こと が明ら か にされ てい る（Worrell et al. 2001）．Worrell et al.（2001）の 知見と 本 研 究 の 結 果 を 考 慮 す る と ， 股 関 節 お よ び 膝 関 節 90 度 屈曲 位で の股 関節伸 展の 最大 筋力 に 対 す る 大 臀 筋 お よ び ハ ム ス ト リ ン グ の 筋 サ イ ズ の 貢 献 度 は 低 い と 考 え ら れ る ． 3-5. ま と め 本 研 究 で は ， 大 臀 筋 と ハ ム ス ト リ ン グ の 筋 サ イ ズ ， 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 ， お よ び 筋 力 発 揮 時 の 腹 腔 内 圧 を 計 測 し た ． 大 臀 筋 と ハ ム ス ト リ ン グ の 筋 サ イ ズ を 制 御 変 数 と し た 偏 相 関 分 析 を 行 っ た 結 果 ， 腹 腔 内 圧 と 最 大 股 関 節 伸 展 ト ル ク と の 間 に 有 意 な 正 の 相 関 関 係 が 認 め ら れ た ． よ っ て ， 大 臀 筋 と ハ ム ス ト リ ン グ の 筋 サ イ ズ と は 独 立 し て ， 腹 腔 内 圧 が 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 と 関 連 す る こ と が 明 ら か に な っ た ．

※ 本 章 は ，「European Journal of Applied Physiology 117 (6): 1267–1272, 2017」に掲 載され て い る 論 文 を 和 訳 ・ 転 載 （ 一 部 変 更 ） し た も の で あ る ．

図 2-1． 超音波画 像撮 像装置 を用 いた 筋サイ ズ測定 の概 念図 （a）

および ハムス トリ ング （b）と 大臀筋 （c）の 横断 画像 の典型 例． A：仙骨と大 転子 を結 ぶ線上 の近 位 30%

B：A の垂 直線 と大転 子レベ ルの 水平 線との 交点 C：A と B の 中点

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第 4 章 女 性 に お け る 腹 腔 内 圧 と 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 と の 関 連 に つ い て 検 討 （ 研 究 3） 4-1. 目 的 研 究 1 の 結果 から， 腹腔内 圧は 股関 節伸展 の最大 筋力 と特 異的に 関連す るだ けで なく， 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 に 対 し て 影 響 を 及 ぼ す と 考 え ら れ る ． ま た ， 研 究 2 では ，大 臀筋と ハ ム ス ト リ ン グ の 筋 サ イ ズ と は 独 立 し て ， 腹 腔 内 圧 が 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 と 関 連 す る こ と が 明 ら か に な っ て い る ． こ れ ら の 知 見 を 踏 ま え る と ， 腹 腔 内 圧 の 増 加 に よ っ て 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 が 向 上 す る と い う 因 果 関 係 が 存 在 す る と 考 え ら れ る ． し か し な が ら ， そ れ ら の 研 究 で 対 象 と し た 被 検 者 は す べ て 男 性 で あ る ． 女 性 の 身 体 が 男 性 の 身 体 を 相 似 的 に 縮 小 し た も の で あ れ ば ， 腹 腔 内 圧 は 女 性 と 男 性 で 同 じ に な る ． 一 方 で ， 実 際 に は ， 女 性 の 息 み 動 作 （ バ ル サ ル バ ） 時 の 腹 腔 内 圧 は 男 性 よ り も 低 い （Essendrop et al. 2004）．こ れに は， 男 性 に 対 す る 女 性 の 筋 サ イ ズ 比 が 全 身 で 一 様 で な い （Abe et al. 2003）こと が関 わっ てい る と 考 え ら れ る ．Abe et al.（2003）に よる と ，女性 の体 幹筋 群の筋 横断面 積は 男性 の約 56%であ るの に対し て ，下肢 筋群 の筋 横断面 積は男 性に 対し て女性 では 約 75%である と報 告 さ れ て い る （Abe et al. 2003）．そ のた め， 女 性にお いて も， 大臀筋 やハム スト リン グの 筋 サ イ ズ と は 独 立 し て ， 腹 腔 内 圧 が 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 と 関 連 す る か は 不 明 で あ る ． ま た ， 腹 腔 内 圧 と 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 と の 間 に 関 連 が あ っ た 場 合 で も ， 腹 腔 内 圧 と 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 と の 間 に 因 果 関 係 が 存 在 す る か は 分 か ら な い ． そ こ で 本 研 究 で は ， 女 性 を 対 象 に ，1）腹 腔内 圧あ るいは 大臀 筋や ハムス トリン グの 筋サ イズと 股関節 伸展 の最 大筋 力 と の 関 連 ，2）筋 力発 揮時の 肺気 量の 違いが 筋力発 揮時 の腹 腔内圧 と股関 節伸 展の 最大 筋 力 に 及 ぼ す 影 響 ， の 2 点につ いて 検討 した ． 4-2. 方 法 被 検 者 四 肢 と 腰 部 に 障 害 を 持 た な い 健 常 な 若 年 女 性 14 名（21.4 ± 1.0 歳; 1.64 ± 0.06 m; 60.4 ±

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し た ． な お ， 研 究 実 施 に 先 立 ち ， 被 検 者 に は 実 験 の 目 的 ， 測 定 内 容 お よ び 安 全 性 に つ い て 十 分 な 説 明 を 行 い ， 実 験 参 加 の 同 意 を 書 面 に て 得 た ． 本 研 究 は ， 鹿 屋 体 育 大 学 倫 理 審 査 委 員 会 の 承 認 を 得 た 上 で 実 施 し た ．

筋 サ イ ズ の 測 定 お よ び 分 析

初 め に ， 前 章 と 同 様 ， 超 音 波 画 像 撮 像 装 置 （Pro-sound α7, Aloka, Japan）を用 いて ，ハ ム ス ト リ ン グ お よ び 大 臀 筋 の 筋 サ イ ズ を 測 定 し た ． 筋 サ イ ズ の 測 定 は ， す べ て 被 検 者 の 右 脚 に て 行 わ れ た ． 被 検 者 に は ， 測 定 中 ， 両 脚 を 肩 幅 に 開 き ， 体 重 を 両 脚 に 均 等 に か け て 立 位 姿 勢 を 維 持 す る よ う 指 示 し た ． ハ ム ス ト リ ン グ に つ い て は ， 超 音 波 画 像 撮 像 装 置 B モ ー ド 法 の EFOV 機能を 用い， 大腿 長の 近位 50%位置に おけ る横断 画 像を 2 回取 得し た． 得 ら れ た 画 像 に お い て ， 筋 横 断 面 積 を 算 出 し ，2 回の 平均 値を 代表 値とし て扱 った ．大臀 筋 に 関 し て は ， 超 音 波 画 像 撮 像 装 置 B モ ード 法によ って ，仙 骨と大 転子を 結ぶ 線上 の近 位 30%（A），A の垂 直 線と大 転子 レベ ルの水 平線と の交 点（B），お よび A と B の中 点 （C）の 3 ヶ所に おけ る横断 画像 を取 得した ．得ら れた 画像 におい て，筋 厚を 計測 し，3 ヶ 所 の 平 均 値 を 代 表 値 と し て 扱 っ た ． す べ て の 超 音 波 画 像 の 分 析 に は ， 画 像 分 析 ソ フ ト （Image J, National Institutes of Health, USA） を使用 した ．

ト ル ク ， 腹 腔 内 圧 ， お よ び EMG の 測 定 と分 析 a. 測 定

筋 サ イ ズ の 測 定 後 ， 股 関 節 伸 展 筋 力 ， 腹 腔 内 圧 ， お よ びEMG の測 定を行 った ．被 検者 の 姿 勢 は ， 前 章 と 同 様 ， 筋 力 計 （CON-TREX MJ, PHYSIOMED, Germany）の 台上で の仰 臥 位 と し ， 股 関 節 お よ び 膝 関 節 の 角 度 は 90°と した． その 姿勢 におい て，股 関節 の回 転中心 を 筋 力 計 の ア ー ム の そ れ に 合 わ せ ， 右 大 腿 部 を ア ー ム に 固 定 し た ． 胸 部 ， 骨 盤 ， お よ び 左 大 腿 部 は ， 非 伸 縮 性 ベ ル ト を 用 い て 筋 力 計 の 台 に 固 定 し た ． ま た ， 台 に 固 定 さ れ た 専 用 の パ ッ ド を 用 い て 被 検 者 の 肩 を 筋 力 計 の 台 に 固 定 す る こ と で ， 筋 力 発 揮 時 に 胴 体 が 動 か な い よ う に し た ． ま ず 被 検 者 は ， 最 大 下 お よ び 最 大 努 力 に よ る 股 関 節 伸 展 の 筋 力 発 揮 の 練 習 を 複 数 回 行 っ た ．3 分以 上の 休息 後，被 検者 は，3 – 5 秒 間の股 関節 伸展 の最大 筋力発 揮を 実施 し た ． な お ， 被 検 者 は ， 2 種類（ 吸気 条件 と呼 気条件 ）の 肺気 量条件 下にお いて 最大 筋力 発 揮 を 実 施 し た ． 試 行 間 に 2 分以 上の 休息を 挟み，2 回行 わせ た． 実施す る肺 気量 条件の

順 序 は ラ ン ダ ム と し た ．1 回目 と 2 回目 の最 大トル クの 差が 5%以 上ある 場合 には ，3 回 目 の 測 定 を 行 っ た ． 最 大 ト ル ク の 差 が 5%以 内の 2 試行 を採 用し， 以降の 分析 にお いて使 用 し た ． な お ， 被 検 者 に は ， 筋 力 発 揮 時 に お い て ， 腹 部 や 背 部 を 意 識 し な い よ う に 指 示 を し た ．

股 関 節 伸 展 筋 力 発 揮 時 に お い て ， 直 径 約 1.6 mm の 滅菌 され たカ テーテ ル型 圧力 センサ ー （MPC-500, Millar Instruments, USA）を用い て，肛 門か ら約 12 – 15cm の直 腸内圧 を腹 腔 内 圧 と し て 測 定 し た ． セ ン サ ー に は 潤 滑 剤 を 塗 る こ と で ， 挿 入 時 の 円 滑 性 を 確 保 し た ． 検 者 が 挿 入 方 法 を 被 検 者 に 教 示 し ， 被 検 者 が 自 ら 挿 入 の 後 ， 腹 部 ブ レ イ シ ン グ を 行 う こ と で 圧 力 が 正 常 に 変 化 す る こ と を 確 認 し た ．

双 極 誘 導 に よ る EMG システム （ゲ イン: × 1000; Bagnoli 8 EMG System, DELSYS, USA）を用 いて ，筋 力 発揮時 の大 臀筋 と大腿 二頭筋 の EMG を計測 した． EMG 測定に お い て は ， 電 極 間 距 離 10 mm のパ ラレル バー 電 極（DE-2.1, DELSYS, USA）を使 用した ．い ず れ の 筋 に お い て も ， 筋 線 維 走 行 に 沿 う よ う に 筋 腹 へ 電 極 を 貼 付 し た ． な お ， 電 極 貼 付 位 置 は す べ て 被 検 者 の 右 脚 と し た ． 大 臀 筋 に つ い て は ， 仙 骨 と 大 転 子 を 結 ぶ 線 の 1/2 長 の位 置 に 電 極 を 貼 付 し た ． 大 腿 二 頭 筋 に つ い て は ， 大 腿 長 の 50%位 置 に お け る 大 腿 二 頭 筋 長 頭 の 筋 腹 中 央 に 電 極 を 貼 付 し た ． 電 極 貼 付 に 際 し て ， 貼 付 位 置 を 除 毛 後 ， 紙 や す り で 少 し 削 り ， ア ル コ ー ル 綿 で 拭 き 取 り ， 皮 膚 抵 抗 を 抑 え た 状 態 で 電 極 の 貼 付 を 行 っ た ． b. 分 析

ト ル ク ， 腹 腔 内 圧 ， お よ び EMG のデ ータ は，16 ビ ット の A/D 変換器（PowerLab 16/35, ADInstruments, Australia）を 用い て 2000 Hz でパ ーソナ ルコ ン ピュー ター に同 時に 記 録 し た ． デ ー タ の 分 析 に は ， デ ー タ 解 析 ソ フ ト （LabChart version 7, ADInstruments, Australia）を 用い た． 筋力発 揮時 の腹 腔内圧 は，安 静時 から 最大ト ルク時 の差 分を 算出し た ． す べ て の EMG 信号は， カッ トオ フ周波 数 20 Hz のハ イパ スフ ィルタ ーを かけ た後， 全 波 整 流 し た ． 各 筋 の EMG は，最大 トル クを 挟ん だ 0.5 秒間 を分 析 対象と し，AEMG を 算 出 し た ．

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ン グ の 筋 横 断 面 積 お よ び 大 臀 筋 の 筋 厚 を 制 御 変 数 と し た 偏 相 関 分 析 に よ っ て ， 腹 腔 内 圧 と 最 大 股 関 節 伸 展 ト ル ク と の 関 連 に つ い て 検 討 し た ． さ ら に ， 最 大 股 関 節 伸 展 ト ル ク ， 腹 腔 内 圧 ，AEMG にお いて ，対応 のあ る t 検 定を 用いて 肺気 量条 件間の 差を確 認し た． なお， す べ て の 統 計 量 に お い て ， 有 意 水 準 は 5%と した． 統計 処理 には， 統計解 析ソ フト （SPSS version 22.0, IBM Corp, USA）を使 用し た．

4-3. 結 果 吸 気 条 件 お よ び 呼 気 条 件 と も に ， 最 大 股 関 節 伸 展 ト ル ク と 腹 腔 内 圧 と の 間 に 有 意 な 相 関 関 係 は 認 め ら れ な か っ た （ 吸 気 条 件 ：r = 0.386, P = 0.173，呼 気条 件：r = 0.124, P = 0.672）（ 図 3-1）． また ，最大 股関 節伸 展トル クとハ ムス トリ ングの 筋横断 面積 との 間にお い て も ， 吸 気 条 件 お よ び 呼 気 条 件 と も に 有 意 な 相 関 関 係 は 認 め ら れ な か っ た （ 吸 気 条 件 ： r = -0.259, P = 0.372， 呼気条 件：r = -0.285, P = 0.323）（ 図 3-2）． さ らに， 最大 股関 節伸展 ト ル ク と 大 臀 筋 の 筋 厚 と の 間 に お い て も ， 吸 気 条 件 お よ び 呼 気 条 件 と も に 有 意 な 相 関 関 係 は 認 め ら れ な か っ た （ 吸 気 条 件 ：r = -0.250, P = 0.388，呼気 条件：r = -0.432, P = 0.123） （ 図 3-3）． ハ ム ス ト リ ン グ の 筋 横 断 面 積 お よ び 大 臀 筋 の 筋 厚 を 制 御 変 数 と し た 偏 相 関 分 析 に お い て ， 腹 腔 内 圧 と 最 大 股 関 節 伸 展 ト ル ク と の 間 に 有 意 な 相 関 関 係 は 認 め ら れ な か っ た （ 吸 気 条 件 ：r = 0.366, P = 0.242，呼 気条 件：r = 0.000, P = 0.999）． 腹 腔 内 圧 は ， 吸 気 条 件 が 呼 気 条 件 よ り も 有 意 に 高 か っ た （P = 0.004）（ 図 3-4a）． 最大 股 関 節 伸 展 ト ル ク に お い て ， 吸 気 条 件 と 呼 気 条 件 と の 間 に 有 意 な 差 は 認 め ら れ な か っ た （P = 0.749）（ 図 3-4b）．また ，大 臀筋 および 大腿二 頭筋 の AEMG において ，吸 気条 件と 呼 気 条 件 と の 間 に 有 意 な 差 は 認 め ら れ な か っ た （ 大 臀 筋 ：P = 0.987，大腿 二頭 筋：P = 0.161）（ 表 3-1）． 4-4. 考 察 女 性 を 対 象 と し た 本 研 究 で は ， い ず れ の 肺 気 量 条 件 に お い て も ， 腹 腔 内 圧 と 最 大 股 関 節 伸 展 ト ル ク と の 間 に 有 意 な 相 関 関 係 は 認 め ら れ な か っ た （ 図 3-1）．また ，大 臀筋 やハ ム ス ト リ ン グ の 筋 サ イ ズ の 影 響 を 除 外 し た 場 合 に お い て も ， 腹 腔 内 圧 と 最 大 股 関 節 伸 展 ト ル ク と の 間 に 有 意 な 相 関 関 係 は 認 め ら れ な か っ た ． さ ら に ， 股 関 節 伸 展 筋 力 発 揮 時 の 腹 腔

内 圧 は ， 吸 気 条 件 が 呼 気 条 件 よ り も 有 意 に 高 値 で あ っ た が （ 図 3-4a）， 最大股 関節 伸展 ト ル ク で は 条 件 間 に 有 意 な 差 は 認 め ら れ な か っ た （ 図 3-4b）． これら の結果 は， 男性 を対象 と し た 研 究 （ 研 究 1 と 2）の結果 と異 なっ てい た．こ の点 につ いては ，総括 論議 にお いて 考 察 す る ． 本 研 究 に お い て ， 最 大 股 関 節 伸 展 ト ル ク と 大 臀 筋 の 筋 厚 あ る い は ハ ム ス ト リ ン グ の 筋 横 断 面 積 と の 間 に 有 意 な 相 関 関 係 は 認 め ら れ な か っ た （ 図 3-2，図 3-3）． この結 果は ，男 性 を 対 象 に し た 前 章 （ 研 究 2）の 結果 を支 持す るもの であ る． 前章で 述べた よう に， これら の 結 果 を 説 明 す る 理 由 と し て は ， 本 研 究 で 採 用 さ れ た 股 関 節 お よ び 膝 関 節 90 度屈 曲位 で の 股 関 節 伸 展 筋 力 発 揮 に お け る 両 筋 の 筋 活 動 量 の 低 さ が 考 え ら れ る ． つ ま り ， 男 女 に か か わ ら ず ， 股 関 節 お よ び 膝 関 節 90 度屈 曲位 での 股関節 伸展 の最 大筋力 に対す る大 臀筋 およ び ハ ム ス ト リ ン グ の 筋 サ イ ズ の 貢 献 度 は 低 い と 考 え ら れ る ． 4-5. ま と め 本 研 究 で は ， 女 性 を 対 象 に ， 大 臀 筋 と ハ ム ス ト リ ン グ の 筋 サ イ ズ ，2 種類 の肺 気量 条件 下 で の 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 お よ び 筋 力 発 揮 時 の 腹 腔 内 圧 を 計 測 し ， 各 測 定 項 目 の 関 連 と 条 件 間 の 差 に つ い て 検 討 し た ． い ず れ の 肺 気 量 条 件 に お い て も ， 腹 腔 内 圧 と 最 大 股 関 節 伸 展 ト ル ク と の 間 に 有 意 な 相 関 関 係 は 認 め ら れ な か っ た ． 大 臀 筋 と ハ ム ス ト リ ン グ の 筋 サ イ ズ を 制 御 変 数 と し た 偏 相 関 分 析 を 行 っ た 結 果 に お い て も ， 腹 腔 内 圧 と 最 大 股 関 節 伸 展 ト ル ク と の 間 に 有 意 な 相 関 関 係 は 認 め ら れ な か っ た ． ま た ， 股 関 節 伸 展 筋 力 発 揮 時 の 腹 腔 内 圧 は 吸 気 条 件 が 呼 気 条 件 よ り も 有 意 に 高 値 で あ っ た が ， 最 大 股 関 節 伸 展 ト ル ク で は 条 件 間 に 有 意 な 差 は 認 め ら れ な か っ た ． よ っ て ， 女 性 に お い て は ， 腹 腔 内 圧 は 股 関 節 伸 展 の 最 大 筋 力 に 対 し て 影 響 を 及 ぼ さ な い だ け で は な く ， 股 関 節 伸 展 筋 力 と の 関 連 が な い こ と が 明 ら か に な っ た ．

－38－ 表 3-1．股 関節伸 展筋 力発揮 時の 各筋 の筋電 図振幅 値（ mV） 値 は 平 均 ± 標準 偏差 で示す ． 肺 気 量 条 件 課 題 筋 吸 気 条 件 呼 気 条 件 P 値 股 関 節 伸 展 大 臀 筋 0.0131 ± 0.0102 0.0131 ± 0.0105 0.987 大 腿 二 頭 筋 0.0247 ± 0.0211 0.0281 ± 0.0240 0.161

図 3-1． 吸気条件 （黒 ）およ び呼 気条 件（白 ）にお ける

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図 3-2． 吸気条件 （黒 ）およ び呼 気条 件（白 ）にお ける

最大 股関 節伸 展トル クとハ ムス トリ ングの 筋横断 面積 との 関 係 ．

図 3-3． 吸気条件 （黒 ）およ び呼 気条 件（白 ）にお ける 最大 股関 節伸 展トル クと 大臀 筋の筋 厚との 関係 ．

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図 3-4． 吸気条件 （黒 ）およ び呼 気条 件（白 ）にお ける

筋力発揮 時の 腹腔 内圧（a）と最 大股 関節 伸展ト ルク（b）． **：吸 気条 件との 間に有 意な 差（P < 0.01）