ウォーキングは小さく曲がるほど脚に重い？半径で変わる膝と左右の働きを読む

ウォーキングで小さく曲がると、膝や左右の脚の働きはどう変わるのか。高齢者の膝、脳卒中後の患者と対照者の筋活動、健康な人の円歩行を比べた実験から読む。半径や歩幅で変わる動作と、散歩の時間・消費カロリー・長期の効果を区別し、室内の折り返しを観察する視点を整理する。

机の周りを小さく回る歩きと、廊下をまっすぐ進む歩き。同じ時間でも、脚は同じ仕事をしているのだろうか。雨の日に部屋を往復していると、歩く長さより折り返しの多さが気になる。そこで今回は、曲がる道の半径に注目する。

小さく曲がると、直線を歩くときとは違う膝の回旋や、横方向のバランス調整が求められる。地域在住の高齢者の膝を測った実験と、健康な人の円歩行を比べた実験は、その違いを示している。高齢者の膝の結果を18〜39歳の女性にそのまま当てはめるには、同じ対象での検証が必要だ。[2][6] ただし、曲がりにくさを、そのまま高い消費カロリーや優れた運動効果に読み替えることはできない。

ここで扱うのは、散歩の角をどれだけ小さく曲がるかという問いだ。走行中の脚の役割は「カーブのランニングは左右で何が違う？速度・接地時間と脚の役割を研究で読む」に譲る。既存の「ウォーキングは室内で円を歩くと負担が違う？内側と外側の脚の働きを読む」とも分け、今回は半径を変えたときの膝と安定性を中心に読む。

小回りで増えるのは、まず向きを変える仕事だ

健康な人を対象にした比較実験では、歩く軌跡の曲がり具合と歩幅を変え、横方向の安定性が調べられた。対象は10人であり、18〜39歳の女性に限定した結果としては扱えない。円の曲がりが強くなるほど、また歩幅が大きくなるほど、体の重心と足の接地点を結ぶ線の横への傾きが大きくなった。研究者は、小さく曲がることや大きな歩幅で円を歩くことは、バランスを保つのを難しくすると解釈している。[6]

この実験でいう曲がり具合は、道がどれほど強く曲がっているかを表す。大きな円に沿う緩いカーブと、小さな円に沿う急なカーブを思い浮かべればよい。研究では、足を接地する場所と体の重心の位置関係から、その曲がり方を支える動きを評価している。単に「何歩進んだか」を数えた実験ではない。[6]

重心とは体全体の重さの中心に当たる位置である。足の接地点は、体を支える足が床と接している場所を指す。この研究で使った指標は、その両者の位置関係を動作の記録から計算したものだ。重心の横方向の加速度や歩隔、重心と足首を結ぶ線の傾きも調べられ、提案した指標で安定性の違いを捉える妥当性が検討された。[6]

読みどころは、半径だけが条件ではなかったことだ。同じ円でも、歩幅を大きくしたときに横方向の傾きが増していた。研究者は、ひと足で大きく方向を変えることが横方向の安定性を低くする、と説明している。[6] 「広く踏み出すほど運動らしい」という見方だけでは、曲がり角の歩きを評価しにくい。

立川駅北口で人を避ける場面を思い浮かべたい。広い歩道を緩く回る場合と、目の前の人を避けて急に向きを変える場合を、どちらも同じ散歩の時間に含めている。だが、研究の問いに照らせば、曲がり方と歩幅は別に確認したい条件である。[6] 時計は曲がり角でも律儀に進むが、足の置き方までは教えてくれない。

もっとも、この実験は少人数の動作比較である。示したのは、その場の安定性指標の変化であって、小回りを続けた後の体力向上ではない。[6] そこで日常への取り入れ方も、「狭い場所を選んで負荷を上げる」ではなく、「大きく踏み出したまま急に曲がろうとしていないかを確かめる」という観察から始めたい。

膝は深く曲げるだけでなく、回っている

地域で暮らす高齢者40人の動作を比べた研究では、直線、半径2 mの緩いカーブ、半径1 mの急なカーブが調べられた。体に付けた反射マーカーから、膝の曲げ伸ばし、左右方向の角度、内外への回旋が計算された。各条件で行った歩行は1試行ずつである。18〜39歳の女性にも同じ角度差が生じるかは、別に検証する必要がある。[2]

ここでの回旋とは、膝の曲げ伸ばしとは別の、内側や外側へ回る動きのことだ。この研究では、曲線を歩くときはカーブに入る前から膝を内側へ回す歩き方が見られた。足が床に着いて体を支え始める時期の内旋角度は、緩いカーブより急なカーブで大きかった。半径が小さい条件で、膝の向きの調整が増えたのである。[2]

一方、膝の最大屈曲角度、つまり最も曲がったときの角度は、直線で45.3±10.1度、緩いカーブで19.1±9.8度、急なカーブで23.5±11.7度だった。条件の間に統計的な差が認められた。[2] 小回りだから直線より膝を深く曲げた、という単純な結果ではない。曲げる動きと回る動きを分ける必要がある。

さらに、最大外旋角度にも条件による差があり、直線と緩いカーブの比較では有意差が認められた。[2] ただし、外旋の最大値の違いと、体を支え始める時期の内旋の違いは、同じ指標ではない。「膝の角度」という言葉だけで束ねると、どの局面で何が変わったかが消えてしまう。

このため、脚に重いという言葉を使うときには慎重でありたい。深くしゃがむような曲げ伸ばしを想像していた人には、この結果は意外かもしれない。実際に調べられたのは膝の運動であり、急なカーブでは内側へ回す調整が大きくなった。[2] 角度の変化を、そのまま筋力トレーニングの強さや関節の損傷の大きさとして扱うのは飛躍である。

この比較では、同じ高齢者が直線と異なる半径の経路を歩いている。人の違いだけでなく、経路を変えたときの膝の動きを見る設計である。[2] 「曲がるときには、膝の曲げ伸ばしだけを見ていては足りない」という読み方はできる。部屋の狭い折り返しと、公園の緩い曲線を同じ歩き方だと考えないための手がかりになる。

内側と外側で、筋活動の調整が異なる

脳卒中後の人と年齢を合わせた対照者を比較した研究では、曲がり具合の異なる4種類の経路で、脚の動きと筋活動が測定された。別の健康な人の群には、脳卒中の群と速度を合わせて歩いてもらった。曲線への対応と歩く速さを分けて調べようとした実験であり、散歩による体力向上の試験ではない。脳卒中後の歩行適応を扱うため、18〜39歳の健康な女性へ結果をそのまま適用することはできない。[1]

対照者の内側の脚では、カーブが強くなるにつれて、内側の腓腹筋とハムストリングスの筋電図の振幅が低下した。腓腹筋はふくらはぎの筋、ハムストリングスは太ももの後ろ側の筋群である。一方、外側の脚では、後ろ外側の筋の活動が低下した。すねの前側の前脛骨筋と、股関節の外側にある中殿筋も、曲がり具合に応じて活動を調整していた。[1]

筋電図は筋が活動するときの電気的な信号を記録する方法だ。ここで大切なのは、対照者でも筋ごとに増減や調整の方向が異なった点である。[1] 外側の脚は長く進みそうだから常に頑張る、内側の脚は短く進むから休んでいる、といった役割表には収まらない。筋ごと、脚ごとに変わっている。

脳卒中の群では、麻痺のある脚の関節の動く幅や、足裏の圧の調整に違いがあり、筋活動を変える程度も小さかった。その調整の程度は身体機能の障害の程度と関連していた。[1] これは病後の歩行適応を調べた結果であり、健康な人の左右差から病気を見つけるための判定法ではない。

足裏から見た別の実験は、健康な人の歩行と片麻痺患者の歩行を扱っている。ここでは健康な人に見られた対応を読むが、18〜39歳の女性にそのまま当てはめるには対象をそろえた検証が要る。[10] 裸足の足裏の5か所で床から受ける力を測り、好みの速さでの直線歩行と、約1 mの半径の曲線歩行を比べた研究だ。曲線では、内側の足へ体を傾けるような力の分布を示す人と、直線時とほぼ同じ分布を示す人がいた。[10]

研究者は後者について、足が床から離れている間に、進む曲線に沿う向きへ足を変えてから置いていた可能性を挙げている。[10] この解釈では、足が床から離れている間の方向調整が焦点となる。散歩仲間と足先の向きが違って見えても、それだけで片方を正しい歩き方に決めることはできない。まずは経路と歩幅、そしてどの瞬間を見たのかをそろえて考えたい。

足裏の実験では、直線の蹴り出し時には第3中足骨の位置で受ける力が、第1や第5の位置より強かった。中足骨は足の甲を構成する骨で、ここでは足裏の前方を分けて力を測っている。曲線で内側へ傾く群では、内側の足の第5中足骨と、外側の足の第1中足骨の位置で強い力が記録された。[10] 足全体に均等に力が増すという描像とは違い、どこで体を支えるかにも違いがあった。

この測定は裸足で行われたものである。[10] 通勤時の靴の履き心地や、靴底の減り方の診断へ直接置き換えるものではない。足裏の一部に感覚が集まった日にも、測定された床からの力と、自分が感じる圧迫感を同じものとして扱わない読み方が必要だ。

数字で読む曲がる道の半径

10人：曲がり具合と歩幅を変えて、横方向の安定性指標を比較した健康な対象者数である。[6]

40人：直線と曲線で膝の動きを測った、地域在住の高齢者数である。[2]

半径2 mと1 m：膝の研究で比較された緩いカーブと急なカーブの条件だ。[2]

45.3±10.1度：直線での膝の最大屈曲角度。曲線で必要になる回旋とは区別して読む。[2]

4種類：筋活動の研究で用いられた曲がり具合の異なる経路。筋の反応は一律の増加ではなかった。[1]