可動域の正解はフルレンジ

筋トレ、HIIT、ヨガ、ピラティス、様々な体を鍛えるトレーニング法がありますが、筋肉を鍛えたいなら関節をどの範囲まで動かせばいいのか気になるところです。たとえば、プッシュアップ(腕立て伏せ)をする際に、パーシャルレンジといって、上体をプッシュアップの途中までしか下ろさないという方は意外と多いと思います。もちろん、女性や筋力が低い男性がプッシュアップをしようとしてもなかなか床にくっつくまで上体を下ろすことはできないかもしれません。但し、それには注意が必要です。トレーニングには、可動域一杯に曲げ伸ばしするフルレンジと中間の角度で動かすパーシャルレンジの二つのやり方が昔から存在しています。

筋肉の収縮運動と生体長

筋肉は大きい方から筋繊維、筋原繊維という階層構造になっています。もっとも小さな筋原繊維の中には、筋タンパク質のアクチンから出来た細い繊維、ミオシンから出来た太い繊維があり、これらが一つの単位となってサルコメアが構成されています。筋肉の収縮は、無数にあるこのサルコメアによって生じているのです。ミオシン・フィラメントはミオシンの頭が突き出ており、二つのフィラメントが重なり合うとミオシンの頭とアクチン・フィラメントが繋がり、これによってフィラメントの滑り運動が生じて筋肉が収縮するのです。

そして、ミオシンとアクチンが最も重なり合う筋肉の長さを生体長といい、筋肉が生体長にあるときは最大の収縮力、つまり最大の筋力が発揮されます。たとえば、アームカールでは主に上腕二頭筋が活動しますが、その筋肉の長さは肘関節の角度によって決まります。肘の可動範囲は0度から130度までありますが、中間域である70度付近が上腕二頭筋の生体長となり、最大の筋力が発揮されます。そのため、アームカールを行う場合、しっかりと曲げるフルレンジよりも中間の角度で小さく動かすパーシャルレンジで動かす方が楽に感じますし、高重量を扱うことができます。これは、スクワットやベンチプレス、あるいはプッシュアップでも同じです。

また、最初はフルレンジで行っていても、疲れてくると関節を動かす範囲が小さくなると言う経験がある人も多いでしょう。最初に上げたプッシュアップでも最初のうちはしっかりと顎をつけるぐらい上体を下に下ろせていても途中から半分くらいまでしか下ろせなくなったりすると思います。それは私たちの体が最も楽にパワーを発揮できる生体長の範囲に動きを合わせようとしているからなのです。

フルレンジの方が筋肥大効果が高い

トレーニングによる筋肥大は総負荷量、すなわち、トレーニングの強度(重量)❌回数❌セット数によって決まると言うことは、「筋肥大の決め手は総負荷量」という記事で説明していますが、近年の研究ではこれに加えて関節を動かす範囲も影響することが分かってきました。2012年、ブラジルのフェデラル大学のピントらは、関節を動かす範囲の異なりによってトレーニング効果が違うことを報告しています。

この研究では、40名の被験者を、アームカールをフルレンジ、つまり0度~130度まで行うグループとパーシャルレンジ、つまり50度~100度まで行うグループに分け、共に週に2回のトレーニングを10週間実施しました。トレーニングの強度は、最初の1,2週間は、20RM(注1)の低強度のトレーニングでその後は徐々に増やし、9、10週では8RMで行っています。

その結果、パーシャルレジに比べ、フルレンジのグループで明らかな筋肥大の増大が見られました効果量は、フルレンジがパーシャルレンジの2倍という驚異的な値を示しました。この結果から、筋肥大を目的とした場合、パーシャルレンジよりもフルレンジのトレーニングが有効であることが明確になりました。

また、2013年、デンマーク・コペンハーゲン大学のブルームクイストらは、スクワットにおける膝の角度の違いによるトレーニング効果を検証しました。被験者をフルレンジのスクワット(0度~130度)のグループと、パーシャルレンジのスクワット(0度~60度)のグループに分け、週三回のトレーニングを12週間継続した結果、パーシャルレンジのスクワットのグループに比べて、フルレンジのスクワットのグループ方が約10%近く筋肥大の効果が高いことを報告しています。

これらの研究結果により、現時点でのスポーツ科学では、筋肥大を目的としたトレーニングはフルレンジが効果的であると推奨されています。確かに、パーシャルレンジは生体長に近い運動範囲となるため、フルレンジよりも大きな筋力が発揮でき、より高強度の運動を行うことが出来ます。ところが、関節を動かす際に使われる筋肉の総負荷量を見ると、パーシャルレンジよりもフルレンジの方が高いことがデータでも示されています。こうしたことが、筋悲哀を目的としたトレーニングの場合、フルレンジが推奨される理由となっているのです。

フルレンジでは回復は時間が掛かる

とはいえ、総負荷量を高めていくことが大事だと思うと、若干気になるのが怪我のリスクです。一般的に上述したようにパーシャルレンジは高強度トレーニングに向いている一方、関節への圧縮応力が高く、この部分に大きな負担がかかることで怪我しやすいといわれます。しかし、フルレンジなら安全かというとそうともいえません。というのも、筋肉は筋肉の長さが生体長の範囲から離れるほどダメージが大きくなるとされています。そのため、フルレンジは生体長よりも大きく伸ばしたり縮めたりするので、筋肉へのダメージが大きくなり、回復が若干遅れるのです。

もちろん、皆さんは筋肉が損傷して、48時間~72時間程度かけて超回復することはご存じかと思いますが、パーシャルレンジで行った場合は、48時間ぐらいで回復するのに対して、フルレンジで行うとMAXの72時間まで回復に時間がかかると言われています。

2017年、フェラデル大学のバローニらはアームカールをもとに、フルレンジとパーシャルレンジがもたらす筋肉へのダメージについて検証しています。この実験では、被験者をフルレンジで行うグループとパーシャルレンジで行うグループとにわけ、共に最大筋力の80%で10回、4セット行いました。ダメージを見るポイントは、(1)最大筋力(ピークトルク)、(2)肘を伸ばしたときの筋肉痛、(3)触診による筋肉痛、(4)肘の動きの結果、として、トレーニング直後、24時間後、48時間後、72時間後に計測しました。その結果、パーシャルレンジに比べて、フルレンジの方が筋肉へのダメージが大きいことがわかったのです。

具体的には、フルレンジではトレーニング直後から最大筋力が低下し、肘を伸ばしたときの筋肉痛や触診による筋肉痛が生じ、72時間後まで継続することが示されました。これらの結果から、バローニらは、「フルレンジでトレーニングを行う場合は、パーシャルレンジよりも筋損傷の回復時間が延長することを考慮した上でトレーニングプランを考えるべき」と述べています。なので、フルレンジでしっかりとトレーニングした場合は、そのトレーニングした部位は72時間はしっかりと休めるようにしましょう。

注1:RMとはRepetition Maximum(最大反復回数)の略語で、ある一定の重さに対して何回反復できるかにより、自分の限界となる運動強度を判断する方法です。ベンチプレスを例に挙げると、全力で1回だけ上げられる重量を「1RM」と判断します。この重量を最大筋力とします。また、全力で5回まで反復できる重量を「5RM」、20回反復できる重量を「20RM」と評します。また、1RMの80%と表記されている場合は、最大筋力の80%という意味です。仮に1RMが100㎏の場合は、1RMの80%の重量は、80㎏になります。一般にトレーニングの強度は、高強度(1RMの80%以上)、中強度(1RMの60~79%)、低強度(1RMの60%未満)とされます。

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