ジョギングとウォーキングは時速だけで区切れるのか。若い男性の実験では、自然に走りたくなる速さとエネルギー消費が有利になる速さが一致しなかった。筋肉の役割、足取りの揺らぎ、坂道や時間制限の実験から、歩くか走るかを体が選ぶ仕組みと、数字を自分に当てはめる際の注意点を読む。
公園の周回路で早歩きを続けていると、いっそ小走りにした方が楽に感じる瞬間がある。歩くのをやめて走り出す瞬間は、時速の看板を越えるようには決まらない。若い男性を調べた実験では、自分で選ぶ切り替えは平均で時速7キロ台だったが、エネルギー消費から求めた境目とはずれていた。18〜39歳の女性にこの平均速度をそのまま当てはめることはできない。[6]
答えの芯は、歩くか走るかの選択を「何キロから」という共通の線だけでは説明できないことだ。同じ速さでも、走る方が楽だと感じながら、全身のエネルギー消費は歩く方が少ない場合があった。体感の楽さと燃料の節約は、同じ採点表ではない。[6]
ここではジョギングとランニングの呼び分けではなく、歩行から走行へ動き方が変わる境目を扱う。既存記事「ウォーキングの心拍と足取りは自然にそろう？拍動と着地の関係を研究で読む」の論点はそちらに譲り、足が走る方を選び始める理由を追う。
自然に走り出す速さと、省エネになる速さは違った
Rotsteinらは若い男性19人を対象に、ランニングをする人としない人の歩行・走行を比べた。トレッドミルで時速5キロから歩き始め、毎分時速0.2キロずつ速くし、走る方が楽だと感じたところで走行へ切り替えてもらった。歩行から走行、走行から歩行への切り替えを平均して、その人が好む移行速度を求めた実験である。対象が若い男性なので、18〜39歳の女性の切り替え速度も同じかは別に確かめる必要がある。[6]
一方、エネルギー上の境目は別に測った。各人の移行速度の前後で歩行と走行を行い、速さと移動のエネルギー消費の関係を描く。その曲線から、歩く場合と走る場合の消費が交差する速さを求めた。自分で選んだ動きと、呼吸などの測定から計算した動きを突き合わせたわけだ。[6]
ランニングをしない群の好みの移行速度は時速7.23±0.25キロ、する群は7.42±0.25キロだった。エネルギーから求めた移行速度はそれぞれ8.02±0.84キロ、7.90±0.48キロ。自分で走り始める速さの方が有意に遅かった。両群の間では、いずれの移行速度にも有意差は見つからなかった。[6]
興味深いのは、好みの移行速度で走ると、歩く場合より主観的なきつさが低く、エネルギー消費は高かった点である。主観的なきつさとは、本人が感じる運動のつらさだ。体は燃料を多く使う方へ切り替えながら、楽になったと答えていた。数字だけを見れば遠回りでも、足取りには別の事情がある。[6]
この結果を「走り慣れても境目は絶対に変わらない」と広げてはいけない。著者らは有酸素能力やトレーニング状態に依存しないと結論しているが、その土台は若い男性を対象とした群間比較である。女性や高齢者の判定値でも、練習前後の個人の変化を追った結果でもない。[6]
疑問の続きは、体で確かめるのがいちばん早い。
速さが同じでも、筋肉の仕事の配り方が変わる
速く歩く動作に、そのまま速さを足せば走りになるのだろうか。SasakiとNeptuneは、若い成人が好む移行速度で歩く場合と走る場合の実測データを再現するシミュレーションを行い、筋肉が体を支え、前へ進める役割を調べた。多くの筋群では似た仕組みが使われたが、ふくらはぎのヒラメ筋には目立つ違いがあった。若い成人の動作を再現したモデルであり、18〜39歳の女性個人の筋肉の働きをそのまま表すものではない。[1]
ヒラメ筋はふくらはぎの筋肉の一つである。このモデルでは、走行になると、前へ進める働きへのヒラメ筋の寄与が歩行より減った。歩行では脚から体幹へ機械的なエネルギーを渡して体を支えていたのに対し、走行では脚と体幹の両方へエネルギーを届けていた。同じ筋肉でも、仕事の送り先が変わる。[1]
走行ではヒラメ筋がより早い時点で活動し、股関節や膝を伸ばす筋肉と協調して、続く空中局面に必要な上向きの加速を生んだ。ヒラメ筋と股関節・膝の伸筋が出すパワーも走行の方が大きかった。単に「走るとふくらはぎを使わなくなる」という話ではなく、推進、支持、上向きの加速への分担が組み替わるのである。[1]
ここで測っている筋肉の仕事は、本人が答える楽さとも、全身が使うエネルギーとも区別したい。脚の一部の役割が変わったことから、全身の燃料消費の減少率までは求められない。モデルによる筋肉の役割の推定と、人の呼吸から求めた移動の消費量は、境目の違う面を見ている。[1][6]
同じ速度表示でも、歩行と走行は筋肉の使い方まで同じではない。この点が分かると、早歩きを続けるのが窮屈なのに、小走りにすると動きやすいという場面を、気合いの不足だけで片付けずに済む。ただし、シミュレーションは特定の動作を再現して仕組みを探る研究であり、読者の脚の状態を直接判定するものではない。[1]
筋肉の仕事と、弾む仕組みの関係を読む
同じ研究者らによる別のシミュレーションは、好みの移行速度より遅い場合と速い場合を比較した。健康な若い成人の歩行・走行を再現する筋骨格モデルで、筋線維と、筋肉につながる弾性要素がどれだけ機械的な仕事をするかを計算した研究である。弾性要素とは、変形によってエネルギーを蓄え、戻す性質を持つ部分を指す。健康な若い成人のモデルから得た関係を、18〜39歳の女性の具体的な切り替え速度へ直接置き換えることはできない。[3]
結果は速さの位置で逆になった。好みの移行速度より遅いところでは、走行の方が歩行より筋線維の仕事を多く必要とした。移行速度より速いところでは、歩行の方が走行より多く必要とした。さらに走行中の弾性要素の利用は、移行速度より遅い場合より、速い場合に大きかった。[3]
これは「歩行は常に省エネ」「走行は常に非効率」という順位ではない。どの速度で比べるかによって、筋線維の仕事の大小関係が変わるという結果だ。通勤の早歩きと、ゆっくりした散歩を一緒にして、歩く動作には同じ負担しかないと扱うのは粗い。比較には速さの条件が必要になる。[3]
ただし、この研究が算出した筋線維の機械的な仕事と、先の実験が測った全身のエネルギー消費を、そのまま同じ量として足し引きすることはできない。前者は筋肉と弾性要素のやり取りを説明し、後者は移動全体での消費の交点を求めている。「走る方が筋肉の仕事を節約できる局面がある」と「自分で選ぶ境目が全身の最小消費と一致する」は別の問いである。[3][6]
足取りの揺らぎも、境目を考える手掛かりになる
境目をエネルギーの帳尻だけで説明しようとしない研究もある。BrisswalterとMottetは10人にトレッドミルで歩行・走行を行ってもらい、移行速度の周辺で、歩の周期がどれほどばらつくかを調べた。慣れるための回を設けたうえで、自分で選ぶ移行速度を測り、その前後の歩行と走行を比較した。参加者10人の実験結果を、18〜39歳の女性全体の足取りの特徴へ広げるには慎重さが必要だ。[5]
自分で選んだ動き方をしている条件でだけ、移行速度の手前で歩の周期のばらつきが有意に増えた。著者らは、移行をエネルギー節約として説明する従来の考え方に対して、別の仮説を示す結果と位置付けている。速さに対して動きのまとまりがどう変化するかも、切り替えを考える材料になるのだ。[5]
一方、DiedrichとWarrenのトレッドミル実験では、エネルギーが等しくなる境界付近で移行が起こり、脚の各部分が動くタイミングの関係も再編された。相対的なタイミングの急な変化や揺らぎの増大も観察され、安定した動作が崩れ、エネルギー消費を減らすという動的な理論を支持した。これはトレッドミル上での歩行・走行実験であり、18〜39歳の女性の日常の移動にも同じ関係が成り立つかは別の問いである。[2]
エネルギーと安定性は、どちらかを消してよい関係ではない。境界付近で両者が結び付く実験もあれば、好みの移行と消費の交点が離れる実験もある。研究を並べると、体内に単独の速度スイッチがあるという絵よりも、動きの安定、筋肉の仕事、本人の感じ方が関わるという絵の方が近い。[2][5][6]
歩の周期を調べた実験では、各人の移行速度そのものに加え、そこから時速0.5キロと1キロずつ遅い条件、速い条件を設け、それぞれで歩行と走行を行った。共通の速度に全員をそろえるのではなく、その人の切り替え位置を中心に比較したのである。呼気の測定と歩の周期の記録を組み合わせた点も、足取りだけを眺めた観察とは違う。[5]
この設計だからこそ、単に速くなれば必ず周期が乱れる、とは読めない。ばらつきの増大が見られたのは、自分で選んだ動き方の条件に限られた。指定された歩行・走行を含むすべての条件に共通する現象として扱わず、選ぶ動きと速度の組み合わせに注目する必要がある。[5]
数字で読む歩行と走行の境目
若い男性19人。ランニングをする群としない群で、好みの移行速度とエネルギー上の移行速度を比較した。[6]
時速7.23キロと7.42キロ。各群が好んだ移行速度の平均であり、万人共通の区分ではない。[6]
時速8.02キロと7.90キロ。同じ実験でエネルギー消費から求めた交点の平均だった。[6]
10人。歩の周期のばらつきが、移行速度付近でどう変わるかを調べた実験の参加者数である。[5]
体重の30%。体を支える装置を使い、この割合の荷重を軽くした条件でも歩行・走行の移行が調べられた。[8]
疑問の続きは、体で確かめるのがいちばん早い。
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