ランニングで肩関節が前後に動く理由を、腕振りを制限した実験と上下肢の協調に関する研究から読む。腕が担う回転の調整、骨盤から伝わる動き、筋肉による制御を分け、歩行の結果を走りへ広げすぎずに考える。大きく振ればよいのか、胴体を止めればよいのかという疑問にも答える。
公園の周回路で走り出すと、脚に合わせて腕も揺れ始める。脚を動かしたいのに、なぜ肩まで前後に動いているのか。腕を休ませたほうが省エネに思えるが、腕振りを制限したランニング実験では、普通に振る場合より代謝の負担が増え、肩と骨盤の回転も大きくなった。[19]
肩関節の動きは、腕だけの仕事として切り離すと分かりにくい。走るときの腕は脚が生む回転を調整する役目を持ち、歩行の研究では、骨盤から伝わる動きと筋肉による制御がともに腕振りを支えている。[17][19] 前後に動く腕を見ながら、胴体を含めた全身のつり合いを考える必要がある。
既存記事「姿勢改善のランニングはスマホを持つ手で変わる？腕振りと体幹の回転を読む」には物を持つ場面を譲る。ここで問うのは、荷物の選び方ではなく、肩と脚の動きがどうつながり、振り幅とタイミングをどう読み分けるかである。大きな腕振りを正解にする前に、動きが生じる理由を見ていく。
腕を休ませると、胴体の仕事が増える
ランニング中の腕振りを調べたArellanoとKramの実験は、普通に腕を振る条件と、腕を振らない姿勢を比べている。制限の方法は、背中側で手を持つ、胸の前で腕を組む、頭の上に手を置くというものだった。走行中の参加者に腕の姿勢を変えてもらった比較実験である。[19] 18〜39歳の女性の日常の走りに同じ増加率をそのまま当てはめることはできない。
普通の腕振りに比べ、正味の代謝パワー、つまり安静時の分を差し引いて走るために必要となるエネルギーの時間当たりの量は、背中側で手を持つ条件で3%、胸の前で組む条件で9%、頭の上に置く条件で13%増えた。いずれも統計的に有意な増加だった。[19] 腕を動かさないことが、そのまま全身の節約になるわけではなかった。
この数字の読み方には注意がいる。13%という値は、頭の上に手を置いて走った条件と普通の腕振りとの差である。いつもの腕振りを少し変えるだけで同じ割合の負担が減るという意味ではない。また、比較した姿勢によって増加率が違うため、「腕を止めると必ず同じだけ損をする」と一括りにもできない。[19]
動作の計測では、腕振りを制限したときに、鉛直軸の周りで肩と骨盤が回転する振れ幅が増えていた。鉛直軸とは、立っている体を上から下に貫く向きである。ここでの肩の回転は、肩関節単独で腕を前に上げる角度と同じものではない。胴体が左右へ向きを変える動きも含めて読む必要がある。[19]
研究者は、脚を振ることで生じる回転を埋め合わせるために、胴体側の回転が増えた可能性を挙げている。[19] 腕は走りの飾りではなく、ほかの部位の動き方を変える存在である。腕を止めたのに体全体は静かにならないというところに、全身運動としての面白さがある。
ただし、胴体が動いたから直ちに悪いとも言えない。この実験で分かるのは、腕振りの制限に対して回転の分担が変わり、代謝の負担も増えたということである。[19] 動画に映る肩の揺れだけを減らすことと、走るための仕事を整えることは、別の課題として扱いたい。
初日の汗は、予約した人だけが持ち帰れる。
前後の腕振りが、左右の回転に関わる理由
腕は前後に振っているのに、なぜ胴体の左右の回転と関係するのか。ここで手がかりになるのが角運動量である。物体の回転の状態を表す量であり、走行中は腕や脚など各部位が全身の回転に関わる。腕振りを制限した実験では、脚の回転に伴う角運動量を埋め合わせる動きとして、肩と骨盤の回転増加が解釈されている。[19]
目に見える前後運動だけを取り出すと、腕と脚はそれぞれ独立した振り子に見える。しかし実際の比較では、腕を止める操作によって肩だけでなく骨盤も変化した。[19] 「肩関節と股関節の連動」を考えるなら、関節同士が直接引っ張り合う図よりも、腕、脚、胴体の仕事の配分が変わる場面を思い浮かべるほうが近い。
ここから、腕をできるだけ大きく振ればよいという答えは出てこない。実験が比べたのは通常の腕振りと制限であり、普通の腕振りよりさらに大きく振る技術の優劣ではない。[19] 自然に行っている動きを残すことの意味と、動きの量を追加することの効果は、同じ問いではないのである。
また、腕振りの役割を消費エネルギーだけで評価するのも狭い。実験では代謝パワーと肩・骨盤の回転をともに調べている。[19] 呼吸が楽に感じたか、肩が小さく動いたか、一定の速さで必要なエネルギーが少なかったかは、それぞれ違う観察である。見た目の印象だけで、どの負担も減ったと結びつけないことが大切になる。
夕方の窓に映った自分を見て、腕を大げさに振っていないか気になることはある。その場で振り幅を小さくする前に、どの動きを直そうとしているのかを言葉にしたい。研究の結果を生活に移す入口は、きれいな形を決めることより、腕と胴体が分担しているという見方を持つことである。[19]
骨盤の動きを抑えると、腕振りも小さくなった
腕から全身を見るだけでなく、骨盤側から腕を見る実験もある。CantonとMacLellanは健康な10人を対象に、トレッドミルで自由に歩く条件と、装置によって骨盤の動きを減らす条件を比較した。歩行速度は0.9、1.3、1.8m/sである。[17] 健康な人の歩行中の仕組みを調べた研究であり、18〜39歳の女性のランニングに同じ結果が当てはまるかは別に確かめる必要がある。
骨盤の動きを抑えると、体幹と肩の前後方向および水平面での回転範囲が減り、体幹の重心の上下動も小さくなった。速く歩くほど上下肢の動きの振れ幅は増えたが、骨盤を制限した条件では、腕側の増え方が小さかった。[17] 肩だけに指示を出さなくても、下側の条件によって腕の動きが変わっていた。
注目したいのは、腕振りが減っても筋活動の大きさは保たれた点である。上肢と下肢の筋活動の振幅は保たれ、腕と脚の時間的な協調も維持されていた。[17] 見える動作が小さくなっても、その動きを支える活動やタイミングまで同じ割合では小さくならなかった。
肩の筋活動と腕の動きを対応させた分析では、筋肉が主に伸ばされながら働くことが示唆された。これは遠心性の働きと呼ばれ、縮んで腕を引くことだけが筋肉の役割ではないと分かる。研究は、腕振りには受動的な要素が大きく関わる一方、上下肢の神経的なつながりによって運動パターンが能動的に保たれる可能性も示している。[17]
したがって、腕は勝手に揺れるだけか、肩の筋力で振るだけかという二者択一では説明しにくい。脚や骨盤から伝わる動きを利用しながら、筋肉による調整も入るという読み方が合う。[17] ランニングへの応用を考える場合も、歩行で確認されたこの関係と、走行で直接調べられた結果を分けて持っておく必要がある。[17][19]
この歩行実験のよさは、骨盤の動きを変えるという入口から、肩の動き、筋活動、手足のタイミングを一緒に見ているところにある。腕が小さくなったという結果だけなら、肩の活動が弱まったと想像したくなる。しかし活動の振幅が保たれたという結果を重ねると、その説明だけでは足りない。[17] 見える動作と内部の働きを同一視しない読み方が必要になる。
日常で「力を抜いて歩く」と言うときも、関節を動かす筋肉の働きをすべてなくすこととは区別したい。研究で示唆された遠心性の働きは、動きながら筋肉が力を出すあり方である。[17] 腕を積極的に引く感覚が乏しくても、筋肉が何もしていないとは決められない。自覚する力みと、計測される筋活動は同じ観察ではない。
逆に、骨盤を意図的に大きく回す練習が推奨されたわけでもない。装置で動きを減らしたときの比較を、動きを増やす練習の効果に読み替えないことが大切だ。[17] 骨盤から肩へ影響が及ぶという事実は、全員が同じ振り幅を目指す理由ではなく、腕の形だけで評価を終えない理由として受け取りたい。
数字で読む腕と全身のつながり
3%：背中側で手を持って走った条件の、通常の腕振りに対する正味の代謝パワーの増加。[19]
9%：胸の前で腕を組んだ走行条件での増加。背中側での制限とは結果の大きさが異なる。[19]
13%：頭の上に手を置いた走行条件での増加。日常の小さなフォーム修正の効果量ではない。[19]
10人：骨盤の動きを制限した歩行実験の健康な参加者数。走る人全般の処方を決める規模の研究ではない。[17]
12人：人工の受動的な前腕を使った歩行実験に参加した健康な若者の人数。[20]
初日の汗は、予約した人だけが持ち帰れる。
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