腕のアームカールで途中だけ重く感じても、筋肉の弱さだけでは説明できない。肘の角度や手のひらの向きで変わる筋肉側のてこと、重り側の負荷を区別する。人体計測、解剖実験、筋電図の研究から、同じ重さを比べる条件と、きつい角度をそのまま最適な角度にしない読み方を考える。
ダンベルを持ち上げ始めたときは余裕があったのに、途中で急に腕が止まりそうになる。同じ重りを握ったままなのに、肘を曲げる場所によって別の重さに感じる。アームカールのこの疑問には、重りだけでなく、筋肉の力を回転に変える「てこ」も角度によって変わる、という答えがある。[4][5][11]
肘の角度で変わるのは、筋肉側の条件と、重り側の条件の両方である。カールの研究でも、負荷のてこと筋肉の長さを考慮して筋活動を比べている。同じダンベルという条件だけでは、動作中の負担を比べるには、角度と姿勢もそろえる必要がある。[4]
ただし、いちばんきつい角度が、いちばん筋肉を育てる角度だと即断することはできない。ここで読むのは、角度ごとの力の伝わり方や、その場の筋活動を測った研究である。[4][5][11] 台を使う種目の選択は既存記事「二の腕のアームカールは上腕を台に預ける？立位と負荷がかかる位置の違いを読む」に譲り、こちらは肘の内側と外側のてこを分けて眺める。種目を加えるべきかという問いも、既存記事「ダンベル筋トレでアームカールは追加すべき？腕の筋肥大と種目の順番を比べる」に譲る。
重りの重さと、肘を回す負担は別の数字だ
肘の曲げ伸ばしを考えるときには、直線的に引く力だけでなく、関節を回そうとする働きを見る。この回転の働きがトルクであり、筋肉の力と関節で測るトルクの関係を調べる際には、モーメントアームと呼ばれる、てこの距離が必要になる。生体を測った研究も、この距離を調べる目的を、肘のトルクと個々の筋肉の力との関係を理解することに置いている。[5]
筋肉側では、腱が引く力が肘の回転にどう伝わるかが問題になる。重り側では、ダンベルによる負荷が肘をどのように回そうとするかが問題になる。どちらも「てこ」と呼べるが、同じ場所の距離を指してはいない。カールの実験で扱う負荷のモーメントアームと、画像計測で扱う筋肉のモーメントアームは、まず分けて読む必要がある。[4][5]
たとえば、記録帳に「前回と同じダンベル」とだけ書けば、道具の条件は残る。しかし、どこからどこまで肘を曲げたか、上腕をどこに置いたかは消えてしまう。カールの筋活動を動作の区間ごとに比べた研究を読むと、この空白の意味が見えてくる。筋活動の現れ方は種目と区間によって異なっていた。[4]
そのため「今日は途中で急に弱くなった」という感想には、まず動作の場所を添えたい。始めの位置なのか、曲げている途中なのか、終わりに近いのか。これは診断ではなく、比較の条件を言葉にする作業である。筋肉の長さと負荷のてこを同時に考慮した実験が示すように、重さのラベルだけを読んでも動作全体の説明にはならない。[4]
疑問の続きは、体で確かめるのがいちばん早い。
筋肉側のてこは、肘を曲げる間に変化する
解剖標本とコンピューターモデルを使った研究では、肘をまたぐ筋肉のモーメントアームを、腱の移動と関節角度から求めた。対象には上腕二頭筋だけでなく、上腕筋、腕橈骨筋なども含まれる。解剖標本とモデルで得た変化の大きさが18〜39歳の女性にもそのまま当てはまるかは、この実験だけでは判断できない。肘を曲げる動作を、見た目に目立つ力こぶだけで代表させなかった点が大切である。[11]
解剖標本は2体で、曲げ伸ばしのモーメントアームは95°の動く範囲で少なくとも30%変わった。これはダンベルの重量が30%変わったという意味でも、全員の筋力が同じ割合で変わるという意味でもない。測ったのは、筋肉の力を回転へ伝える距離の変化である。[11]
この研究は、肘の角度による距離の変化を、コンピューターモデルでも表現できることを示した。同時に、上腕二頭筋の曲げる側のモーメントアームは、前腕を回外した条件で、より肘が伸びた位置に頂点があり、その頂点も大きくなると報告している。回外とは、手のひらを上に向ける方向へ前腕を回す動きである。[11]
ただし「より伸びた位置」は、肘を伸ばし切れば常に有利という指示ではない。研究の結論は、肘と前腕の位置による変化を計算に含める必要がある、というものだ。動作の途中をすべて同じてことして扱うと、筋肉が出す力と関節で測る力の関係を取り違える。[11]
ダンベルは黙っているが、腕の中の条件は動いている。同じ重りを持っていても同じ力学的条件を繰り返しているとは限らない、というのがこの研究からの読み方である。角度を変えることは、単に動作の写真を変えることではない。[11]
休んだ腕の形だけでは、力を入れた腕を表せない
生きた体の中でも、てこの距離は測られている。若い男性10人の右腕を磁気共鳴画像で調べた研究は、肘の角度を50°、80°、110°に設定した。安静時に加え、最大随意等尺性肘屈曲の20%と60%で力を出す条件を比べている。等尺性とは、関節を動かさずに力を出す条件を指す。若い男性で得た角度ごとの結果を18〜39歳の女性にそのまま当てはめられるかは、女性での検証が必要である。[5]
測定したのは、上腕二頭筋、上腕筋、腕橈骨筋のモーメントアームである。多くの条件で、力を入れると安静時より距離が増え、その現象は肘を曲げた位置で特に明瞭だった。著者らは、収縮によって筋肉が厚くなることが関係していると考えている。[5]
ここで面白いのは、自分の腕でも収縮中には距離が変わる点だ。収縮強度の影響は筋肉によって異なった。安静時の断面図から、動作中の腕の力をそのまま逆算することには限界がある。[5]
この研究は男性の等尺性収縮を調べたもので、日常のカールを続けた女性の成果を測った試験ではない。その区別を保っても、得られる視点は具体的だ。休んでいるときの形、力を入れたときの形、肘の角度は、計算の中では別々の条件になる。腕の写真が似ていても、関節で生まれる力を同じと決める材料にはならない。[5]
研究者が収縮中のモーメントアームを測る必要を強調したのは、このためである。トルクの数字から筋肉の力を知ろうとするなら、力が伝わる経路にも目を向けなければならない。カールの途中で止まった経験を、筋肉量だけの採点にしない理由にもなる。[5]
手のひらの向きは、肘の角度とは別に残したい
手のひらを上へ向けたまま曲げる場合と、前腕の向きを変えながら曲げる場合。肘の曲がり具合が似ていても、前腕の条件まで同じではない。上腕二頭筋のモーメントアームを調べた解剖・モデル研究は、肘を曲げる働きと前腕を回外する働きの両方を測っており、両者が肘と前腕の位置に影響されることを示した。[11]
さらに、上腕二頭筋の長頭と短頭という部分を分けた解剖実験もある。6体の標本で、腱の付着部分を分離して負荷をかけ、肘90°で回外トルクと屈曲方向の負荷を調べた。解剖標本の結果が18〜39歳の女性の動作中にもそのまま当てはまるかは、この実験では確かめていない。短頭と長頭は骨への付着位置が異なり、短頭では加えた二頭筋の負荷に対する屈曲方向の負荷の比が15%高かった。[7]
回外のてこについても、常に同じ部分が有利だったわけではない。前腕が中間位や回内位では短頭が相対的に効率よく回外に働き、回外位では長頭が相対的に効率よく働いた。回内とは、手のひらを下に向ける方向への動きである。力こぶを単一のひもとして考えるよりも、付着位置と腕の向きを含めた説明が必要になる。[7]
この実験から、短頭だけを狙う握り方の優劣を決めるのは飛躍である。標本で負荷を分けた条件は、生きた人が複数の筋肉を使ってダンベルを動かす場面とは異なる。それでも、前回と今回の記録を比べるなら、手のひらの向きを省略しないという判断にはつながる。[7][11]
数字で読む肘のてこ
95°の範囲で少なくとも30%：解剖標本で観察した、曲げ伸ばしのモーメントアームの変化である。[11]
10人：収縮中と安静時のてこを画像で比較した若い男性の人数である。[5]
50°・80°・110°：生体計測で設定した肘の角度で、推奨する練習角度の順位ではない。[5]
15%：肘90°の解剖実験で、短頭の屈曲方向の負荷比が長頭より高かった割合である。[7]
22人：肩の位置が異なるカールを、動作の区間ごとの筋活動で比較した実験の対象者数である。[4]
疑問の続きは、体で確かめるのがいちばん早い。
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