【筋トレ】アイソメトリックトレーニングとは?メリット・デメリットを解説

筋トレ
疑問さん
筋肉に興味ある人

アイソメトリックって何ですか?等尺性筋収縮?筋トレをしてる人が口にしますがカタカナと漢字が多くて、よくわかりません。

ざっきー
理学療法士ざっきー

筋肉の収縮様式の一つですね。筋肉の動きや仕組みを理解すると、怪我を防止したり効果的なトレーニングをデザインすることに繋がります。確かにカタカナと漢字が多いですが、わかりやすく説明していきますのでご安心を。

この記事で分かること
・アイソメトリックトレーニングとは
・アイソメトリックトレーニングのメリット・デメリット

アイソメトリックトレーニング 

筋収縮様式について

筋肉の収縮様式は大きく3種類存在しています。

分類している基準は”関節運動をしているか否か“です。

①等尺性収縮(アイソメトリック コントラクション)
関節運動なし静的な筋収縮

②等張性収縮(アイソトニック コントラクション)
関節運動あり動的な筋収縮

③等速性収縮(アイソキネティック コントラクション)
→①と②のメリット、デメリットを踏まえて作られた筋収縮(日常動作にない動き)

大枠を理解しておくことがひとまず重要です。

アイソメトリック(等尺性筋収縮)って?

前述の通り、アイソメトリック(等尺性収縮)とは関節運動がない、静的な収縮です。

分かりやすく、噛み砕いていきたいと思います。

等尺性の筋収縮

筋肉の長さ(尺)が等しい収縮
(筋肉の開始点と停止点が動かない収縮)

関節の運動がない収縮

静的な収縮
(動きがない)

では、実際にどのような動作がアイソメトリックかというと下図のような状態をキープしている時ですね。


肘関節の運動がなく、上腕二頭筋等の筋肉は収縮しているという状態。

プランク(体幹)トレーニングなどもアイソメトリックな動作となります。


イメージとしては
動かずに耐えながら力を入れ続ける動作」と覚えていただければと思います。

他には、「空気椅子」や「握力計測」なども分かりやすい例ではないでしょうか。
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効果

アイソメトリックトレーニングによる効果はそのトレーニングの方法によって異なります。

アイソメトリックトレーニングによる筋力増強の効果はトレーニング時の関節角度で特に増加します。1)(特異性)

例えば、この状態でキープしているアイソメトリックトレーニングによる効果はこの肘関節の関節角度での筋力が特に向上する、ということです。

特異性って?-豆知識-
トレーニングはその内容によって、鍛えられる部位や機能が異なるということです。
例えば、下半身を鍛えたい人が上半身ばかり鍛えても効果は薄いですよね。
大袈裟な例を出しましたが、同じトレーニングを行うにしても速度や角度など様々な要素が絡んでいます。
スイングを速くしたければ、素振りを速く行う練習をする必要があったりします。
目的に応じてトレーニング内容を考える必要がありますね。

関節角度特異性が生じる主な理由は、以下のように考えられています。

トレーニングを実施した角度で筋繊維の動員数が増加する
→より多くの筋肉が力を発揮できるようになるということ

トレーニングを実施した角度で拮抗筋の抑制が生じる
→拮抗筋が緩むことで、主動作筋の筋力発揮を高めるということ

主動作筋メインで動かしたい筋肉
拮抗筋主動作筋とは反対の働きをする筋肉
例えば、上腕二頭筋(肘を曲げる筋肉)と上腕三頭筋(肘を伸ばす筋肉)では反対の役割を担っているので主動作筋と拮抗筋の関係にあると言えます。
肘を曲げたいのに、肘を伸ばす筋肉が働いていると力が発揮できないですよね?
なので、主動作筋の力を最大限に発揮させるためには拮抗筋を緩める(抑制)必要があります。

(これを相反抑制と言います)
トレーニングを行うことで、この筋肉の使い方を覚えていくということです。

さて、この特異性ですが関節によっても差があるようです。
例えば、肘関節。1)

図を引用します。


”肘関節80°で肘屈筋群のトレーニングを行うと、肘関節の広い角度でトレーニング効果の転移がみられたが、肘関節角度25°、120°でのトレーニングでは他の角度ではほとんどトレーニング効果がみられなかった”

つまり、ここから分かることは、筋肉が関わる関節可動域によって効果に差が出るということです。

中間位(筋肉が関わる関節可動域の真ん中)
▶︎全体的な効果


短縮位or伸長位
(関節可動域の端側)
▶︎鍛えた角度の限定的な効果

他の関節も一部紹介します。
○膝関節(Weir, Housh,and Weir)1)

関節角度135°で膝伸展筋群のトレーニング
▶︎トレーニング角度の前後30°で筋力向上の転移

関節角度65°で膝伸展筋群のトレーニング(Maffiuletti and Martin)1)
▶︎トレーニング角度の前後10°で筋力向上の転移

○足関節(Kitai and Sale)1)
関節角度90°で底屈のアイソメトリックトレーニング
▶︎トレーニング角度の前後わずか5°に筋力向上の転移

対象とする関節によってトレーニング効果が異なります。

アイソメトリックトレーニングの効果を最大限に引き出すために行っているトレーニングがどの部位に、どの範囲に効果があるのか検討する必要がありますね。

メリット

アイソメトリックトレーニングのメリットについてです。

筋力増強

アイソメトリックトレーニングによる筋力向上は四肢の周径囲の増大が伴うと報告されています。(Kanehisa and Miyashita ; Kitai and Sale ; Meyers ; Rarick and Larson)

その効果は最大の強度でのアイソメトリックトレーニングで筋肥大と神経系の適応が生じて筋力増強に繋がる、としています。1)

筋肥大の生じ方は筋によって異なるようですが筋肉の活動時間がより長い方が筋の断面積が増加するとされています。

より長時間のアイソメトリック筋活動による血流閉塞とそれに伴う筋内代謝産物濃度の上昇は、アイソメトリック筋力の増大と同様に
筋横断面積の増加に作用する、と考えられています。1)

スティッキングポイント強化

関節や体勢にもよりますが中間位というのは筋力を最も発揮しにくい場所(スティッキングポイント)と言われています。

肘関節を曲げる場合でも90°前後の角度がキツく感じますよね..。

つまり、パフォーマンスを向上させるためには、このスティッキングポイントを強化する必要があります。

その点でアイソメトリックトレーニングは優れています。(スティッキングポイントをピンポイントで強化できる為)

最適な負荷量

アイソメトリックトレーニングは、本人が出力できる以上の負荷をかけることができません。

なので、筋に最大負荷をかけつつ、過負荷になることはないのでトレーニングを安全に行うことができます。

最大負荷をかけることができ、簡単に何処でも器具がなくてもトレーニングができるのもメリットですね。

疼痛対策

冒頭でも記述しましたが、アイソメトリックトレーニングは関節の運動がありません

なので、動作時に痛みが生じる場合対象部を動かすことなくトレーニングをすることができます。

こうした側面を医療の現場では用いたりします。

(私もスポーツで故障した時にはアイソメトリックトレーニング活用してました)
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デメリット

効果が限定的

前述しましたが、基本的に関節角度特異性がある為、トレーニングを行った関節角度意外の効果が少ないです。

そのため、広く効かせたい場合は様々な関節角度でトレーニングを行う必要があります。

その特異性故、運動学習といった効果はあまり期待できません。

動作が単調

アイソメトリックトレーニング は関節の動きがありません。

動作の面白味や多様性が少ないというのはメニューを考える上でやや壁になる部分でもあります。

伸長位でのリスク

伸長位でのアイソメトリックトレーニングは筋繊維の間の結合(クロスブリッジ)が少ない状態の筋収縮となります。

そのため、過度な負荷は筋損傷の可能性が高く注意が必要です。

活用例

頻度

アイソメトリックトレーニングは毎日行ったほうが、毎日行わないよりも効果がある(Atha 1981)と言われています。

最も効果的に最大筋力を向上させるには毎日トレーニングを実施するアイソメトリックプログラムが最適であるとされていますが、1週間に3回のトレーニングでも最大筋力は有意に向上するようです1)

スポーツパフォーマンス向上

スポーツ動作は、動的な筋収縮が中心です。
ですが、一定の姿勢をキープする時や、一瞬の踏ん張りの際には静的な筋収縮が必要になります。

サッカーの長友選手は体幹トレーニングに力を入れて取り組まれていることで有名ですよね。

特に抗重力筋は、様々なスポーツ動作において重要です。

抗重力筋とは??
立っている時に重力に対抗して働く筋肉のことです。
背部、腹部、臀部、大腿部、下腿部など数多く存在しています。

抗重力筋は身体を支える筋肉で一定の姿勢保持を要求される場合が多く、等尺性筋力が必要であると考えられます。

瞬時の動作切替やフィジカルの強さの根元となる部分です。

スポーツのパフォーマンスを向上させたい方は積極的に取り入れていくことをお勧めします。

リハビリテーション

よくあるのはスポーツ障害を受傷した時です。

肉離れが良い例になるでしょう。

肉離れは突発的に筋に負荷がかかることで、断裂します。
主に動的な筋収縮によるものです。

ですので、肉離れの予後はいきなり動的なトレーニングを導入すると再発や増悪の可能性があります。

そんな場合には、筋や関節の動きがないアイソメトリックトレーニングが効果的です。
過負荷になりすぎない、という点もいいですね。

最適な負荷量をかけ、簡単に実施できることから高齢者のリハビリテーションにもよく使われます。
さらに、関節の痛みを回避できるので非常に有効ですね。

まとめ

アイソメトリックトレーニング(等尺性筋収縮)
関節運動がなく、静的なトレーニング 
メリット
・トレーニングの特異性(弱点の関節角度を集中強化)
・関節運動の負担、疼痛を回避
・いつでもどこでも簡単にできる筋力増強
デメリット
・限定的な効果
・単調なトレーニング 
疑問さん
筋肉に興味ある人

なるほど。アイソメトリック、よくわかりました。関節運動を伴うトレーニングと組み合わせることが重要ですね。早速、スティッキングポイント強化の為、メニューに組み込みたいと思います。

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参考文献

1)Designing Resistance Training Programs 3rd . Ed.Steven J. Fleck / William J. Kraemer.2007.1.31

 

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