二の腕の筋トレは上腕を内へ回す？肩の回転と肘を伸ばす力を研究で読む

二の腕の筋トレで上腕を内へ回すと、肘を伸ばす力は増えるのか。静止した力発揮の実験、女性選手の投動作、肘の角度測定を読み分け、筋活動と動く速さ、見た目の角度を区別する。肩の向きだけで効き目を決めず、ジムの鏡や動画で何を確認するかを考えるための科学の読み物。

ジムの鏡で肘を伸ばしていると、隣の人は肘先を少し外へ向けている。自分も肩から腕を内へ回せば、二の腕にもっと効くのか。鏡には形が映るが、筋肉の分担までは映らない。

上腕を内へ回すことだけでは、肘を伸ばす力が増えるとは判断できない。静止した状態で力の方向を変えた実験では、筋活動は方向に応じて変わったが、どの条件でも単独の筋肉だけが働くことはなかった。上腕三頭筋の活動も、肩の条件だけより肘で発揮する力に強く対応していた。[7]

また、肩の回転が変われば肘の動きが速くなる、という単純な対応でもない。女性ハンドボール選手では、前腕に重りを付けると肩の内向きの回転は遅くなり、肘を伸ばす最大の速さは増えた一方、筋活動と動作の多くは変わらなかった。[2] 肩の向き、筋活動、動きの速さを別々に読むことが、フォーム選びの出発点になる。

肩を回す話と、肘を伸ばす話を分ける

ここでいう上腕の回転は、肩から肘へ続く腕の部分が回る動きを指す。研究でも、肘を曲げ伸ばしする課題と、上腕を内外へ回す方向への力発揮は区別して扱われている。[7] 手のひらがどちらを向くかだけで肩の条件を記録するより、肘先の向きや腕全体の置き方も一緒に言葉にするほうが、比較の条件をはっきりさせやすい。

肘を伸ばす動作で注目される上腕三頭筋について、この実験は内側頭と長頭という部分を比較した。内側頭は単一の関節に、長頭は複数の関節にまたがる筋として扱われている。それでも、力の大きさや方向を変えた際の活動はよく連動していた。[7] 肩をまたぐ長頭も、この課題では内側頭と連動していた。

筋電図は筋肉の電気的な活動を記録する方法である。[4] 一方、トルクは関節を回す方向の力を表す量として、筋電図とは別に測られる。[7] 動かす範囲や速さを調べる研究もある。[2][11] いずれも腕を見る指標だが、同じものではない。電気的な活動が変わった話を、そのまま持ち上げられる重さや腕の輪郭の変化へ読み替えないことが大切だ。

持ち手の力みを扱う「二の腕の筋トレは持ち手を強く握る？手の力みと肘を伸ばす力の関係を研究で読む」とは問いを分け、ここでは肩から上腕を回す条件に絞る。腕の形を変えるという長期の問いは「二の腕痩せの科学 第2回　上腕三頭筋の筋トレで何が変わるか、負荷の選び方」に譲る。

筋電図を使った別の比較研究では、健康な参加者3人から、肘を曲げる、伸ばす、前腕を回す、肩を内へ回す動作の記録を集めた。分析した216区間の信号について、複数の信号をまとめて扱う方法は、信号を個別に扱う方法より動作の分類精度が高かった。[4] 筋電図は、筋肉の電気的な活動を記録し、その組み合わせから動作を見分けるためにも使われる。

ただし、動作を正しく分類できることと、その動作が筋トレとして優れていることは別だ。この研究の比較対象は信号を分析する方法であり、肩を内へ回すフォームを続けた後の成績ではない。[4] 筋電図を使った研究というだけで効き目の順位表と受け取らず、何を比べた研究なのかを、先に確かめたい。

静止した実験では、力の向きで筋肉の分担が変わった

Buchananらの実験は、健康な参加者3人について、肘をまたぐ7〜10の筋肉から筋電図を同時に記録したものだ。関節を動かさずに力を出す等尺性収縮を使い、曲げる、伸ばす、上腕を内外へ回す方向と、その中間の方向を調べた。[7] 動かないから簡単、という実験ではない。外見が静かでも、力の向きは細かく変えられている。健康な参加者の静止課題の結果であり、18〜39歳の女性が重りを動かす筋トレへの適用は、別に確かめる必要がある。

手首で発揮する力の方向は、前腕の長い軸に直交する面の全周にわたった。筋電図の活動は、関節で発揮するトルクが大きくなるにつれ、おおむね直線的に増えた。また、筋肉ごとの活動は、力を出す方向に応じて規則的に変化した。[7] 「二の腕を使う」という言葉の中にも、どちらへどの程度の力を出すかという条件がある。

重要なのは、調べたいずれの力の方向や大きさでも、単独の筋肉だけが活動する条件はなかった点である。関節のトルクは筋肉の組み合わせで生まれていた。[7] 内へ回せば目的の筋肉だけを取り出せる、という説明には、この結果は合わない。内向きの力を加えることと、二の腕だけを独立して働かせることは別の話になる。

さらに、筋肉同士の活動の組み合わせは、力の向きによって複雑に変わった。著者らは、筋肉の協調が課題によって決まる可能性を論じている。[7] ジムでフォームを比べるときも、肩の向きだけを切り抜くより、何に抗してどちらへ押しているのかを先に確認したい。これは実験を日常の観察へ移すための視点であり、特定の器具での優劣を決める処方ではない。

長頭が肩をまたぐことだけでは、内向きが有利とは決まらない

上腕三頭筋の長頭は複数の関節にまたがるため、肩の条件が気になるのは自然だ。しかし、この実験では肩のトルクが変わる条件でも、長頭と内側頭の活動はよく連動していた。著者らは、その似た活動パターンから、肘のトルクが主な決定要因だったと考察している。[7] 筋肉の位置関係から想像することと、課題中に実際に記録されることを分ける必要がある。

この結果が支えるのは、肩とのつながりを無視してよいという結論ではない。同じ上腕三頭筋の中でも、肩の条件が変わっただけで活動の関係が簡単にほどけるわけではなかった、という読み方だ。[7] 肩を内へ回した途端に長頭だけが強く働く、という説明には飛躍がある。筋肉の名前を知ることと、動作の効果を確かめることには距離がある。

参加者が少ない実験で、しかも関節を動かさずに力を出す課題である。[7] したがって、重りを上げ下げする反復運動の最適な肩の向きを、ここから指定することはできない。実験が教えるのは、筋肉の協調を読み解く際の手掛かりだ。ジムのマシンの目盛りや、家庭で持つ重りの量に、そのまま変換できる数値ではない。

比較するときは「内へ回したら効いた」で記録を終えず、何が変わったと感じたかを書き分けたい。動かしやすさなのか、二の腕の張りなのか、同じ重さを押せたか、鏡の角度なのか。これらを同じ評価欄に入れると、自分で比べたつもりでも、毎回別の問いに答えることになる。

女性選手の投動作では、肩と肘の速さが逆に変わった

投げる動作からも、肩と肘を一括りにできないことが見える。経験のある女性ハンドボール選手13人を調べた実験では、追加の重りがない条件と、前腕に異なる重りを付けた条件を同じ参加者で比べた。平均年齢は22.15歳で、投球の成績、立体的な動き、11の筋肉の筋電図を分析している。[2] 競技経験を持つ女性の投動作を対象としており、18〜39歳の女性一般の筋トレにそのまま当てはめることはできない。

追加の重りによって、肘を伸ばす最大角速度は増加し、肩を内へ回す角速度は低下した。角速度とは、角度が変わる速さを表す指標である。肘の角速度の変化に対する効果量は0.67で、投げる速度の変化に対する効果量は0.37だった。一方、正確さに有意な変化はなく、筋電図と動作の多くにも変化はなかった。[2]

ここでは肘が速く伸びても、それと同時に肩の回転は遅くなった。著者らは、肘の角速度が増えた理由として、重りによる前腕の慣性モーメントの増加を可能性として挙げている。[2] 慣性モーメントは、回転する物体の質量配置に関わる量として読むとよい。速く見える動きにも、筋肉が強く活動した以外の説明があり得る。

ただし、これは投げる瞬間の変化を調べた実験だ。[2] 女性が対象という共通点だけで、日常の二の腕の筋トレにも同じ変化が起こると判断するのは早い。前腕に重りを追加する操作と、肩の向きを変えてゆっくり肘を伸ばす操作は異なる。ここから持ち帰れるのは、肩、肘、筋電図を別の結果として確認する読み方である。

数字で読む肩の回転と肘の力

3人：静止した力発揮を調べた健康な参加者の数。全員向けの最適角度を決める規模ではない。[7]

7〜10筋：等尺性課題で同時に筋電図を記録した筋肉の数。力は筋肉の組み合わせで生まれていた。[7]

13人：前腕の重りを変えて投動作を比べた女性ハンドボール選手の数。[2]

0.67：前腕への重り追加による最大肘伸展角速度の変化の効果量。筋力の増加率ではない。[2]

8度：肘の測定姿勢を変えた患者の研究における、伸ばす角度の測定値の平均絶対差。[11]