平成 29 年度研究助成報告書

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低負荷レジスタンストレーニングに温熱刺激を加えることで筋力増強・筋肥大は生じるか？

方中村雅俊（PT）1）2），吉田委市 1），清野涼介 1），腕三頭筋とした。なお，本研究は本大学の倫理審査委員

佐藤1）

成1）

，高橋信重

1）

法

1．対象
対象は健常成人男性 13 名（平均年齢 21.2 ± 0.8 歳，身長 171.7 ± 4.3 cm，体重 62.8 ± 4.3 kg）の利き腕の上会の承認を得て実施した（承認番号 17678）。

新潟医療福祉大学リハビリテーション学部理学療法学科

2．実験プロトコル
対象者は無作為な順番で，①コントロール条件（以2）新潟医療福祉大学運動機能医科学研究所

下，CON 条件），②表在性温熱としてホットパック条件（以下，HP 条件），③深部温熱として超音波条件（以下，キーワード：レジスタンストレーニング，温熱刺激，超音波画像診断装置
背US 条件）を実施し，介入前後の上腕三頭筋の筋厚を測定した。

景3．レジスタンストレーニング方法

骨格筋量は筋力発揮において主要な要素であり，加齢本研究では，筋力トレーニングに対する高い反応性を12）。図 1 に示すように，片や疾患，不活動により骨格筋量が減少することは良く知示す上腕三頭筋を対象としたられている。その中でも加齢に伴う骨格筋量の減少や，手用ダンベル（YORK FITNESS 社製）を把持し，片側それに伴う筋力および運動機能の低下はサルコペニアとずつ筋力トレーニングを行った。ベッド上に背臥位で肩呼ばれており，サルコペニアの高齢者は転倒リスクや関節・肘関節屈曲 90°を開始肢位とし，30%1RM の負荷

1‒3）。この骨格筋の量に設定したダンベルを 2 秒かけて肘関節完全伸展位ま萎縮に対する処方として，レジスタンストレーニングがで伸展していき，2 秒かけて開始肢位まで戻り，開始肢様々な場面で実施されている。一般的に，筋肥大を目的位にて 1 秒の等尺性収縮をする運動を 10 回繰り返す動作としたレジスタンストレーニングとしては，最大挙上重を 1 セットとし，3 セット実施した。なおセット間の休量（1 repetition maximum：以下，1RM）の 60 〜 80%

憩は 1 分とした。HP 条件および US 条件では，それぞれ程度の高い負荷でレジスタンストレーニングを行うこと後述するホットパックおよび超音波を用いた温熱刺激を死亡率が高いことが報告されているが推奨されている

4）5）。しかし，高負荷を用いたレジス付加した後にレジスタントレーニングを実施した。

タンストレーニングは，血圧上昇や筋骨格筋系障害のリスクが指摘されており

6‒8），実際の高齢者を対象に実施することは困難である場合が多い。そのため，低負荷で4．1RM 測定
1RM 測定は Akagi ら13）14）の研究を参考に，3.5 kg

あっても効果的に筋肥大効果があるレジスタンストレーのダンベルで 5 回，5.0 kg のダンベルで 2 回の肘関節伸ニング法の確立が必要である。

展動作によるウォームアップを行った後，肘関節全可動域伸展が不可能となるまでダンベルの重量を変化させな

9）10）

がら全可動域伸展可能な最大負荷量をもとめた。各試行

じIn vitro を中心に，温熱刺激によって骨格筋肥大が生，その筋肥大効果は対象動物の年齢にかかわらず引き起こされることが報告されている

11）。そのため，生体においても温熱刺激を付加することで，筋力増強お間には疲労の影響を排除するために 90 秒以上の休憩をとった。

よび筋肥大効果が望めない低負荷のレジスタンストレー
ニングを用いた場合でも筋力増強・筋肥大効果が生じる

5．温熱刺激条件ことが期待できる。また温熱刺激の種類には，ホット表在性温熱刺激としてホットパックを使用した。HPパックなどの表在性温熱と超音波や超短波などの深部温条件では，対象者は安静腹臥位，肩関節屈曲 0°位，前熱に区分される。しかし，これらの温熱刺激の種類によ腕回外位にし，上腕三頭筋の筋腹を覆うようにホットる低負荷レジスタンストレーニングとの併用効果が異なパックを貼付した。なお，ホットパックは 75 度のお湯る可能性もある。そこで本研究の目的は，低負荷レジスにて加温した状態のホットパックをバスタオルで 2 重にタンストレーニング前に異なる温熱刺激を付加すること包んだ状態で使用したにより筋肥大効果があるかを明らかにすることとした。

せて，適宜，タオルを追加した。また，US 条件では，そのため，本研究では，レジスタンストレーニングにおHP 条件と同じ肢位にて，超音波（酒井医療株式会社

ける筋肥大に重要な要素である即時的な筋腫脹に着目

製：Alter Twin）を用いて，周波数 3 MHZ，強度 1.5 W，し，即時的な筋腫脹が期待できない程度の低負荷であっ照射時間率 100%（連続照射），照射時間 20 分間，有効ても温熱刺激を付加することで即時的な筋腫脹が惹起で照射面積はプローブの 2 倍の範囲で照射した。

きないかについて検討を行った。

15）。なお，対象者の要望に合わ2

平成 29 年度研究助成報告書

図 1 上腕三頭筋の筋力トレーニング方法
対象者はベッド上に背臥位で肩関節・肘関節屈曲 90°を開始肢位とし，30%1RM の負荷量に設定したダンベルを 2 秒かけて肘関節完全伸展位まで伸展していき（短縮性収縮），2 秒かけて開始肢位まで戻り（伸張性収縮），開始肢位にて 1 秒の等尺性収縮をする筋力トレー
ニングを実施した．

表1

レジスタンストレーニング前後の筋厚の変化

CON 条件
cm

介入前

HP 条件
介入後

US 条件

介入前

介入後

介入前

介入後

2.53 ± 0.51

2.91 ± 0.59**

50%

2.59 ± 0.41

2.73 ± 0.29

2.44 ± 0.39

2.69 ± 0.38**

60%

2.08 ± 0.36

2.18 ± 0.32

2.00 ± 0.38

2.23 ± 0.44**

1.97 ± 0.42

2.37 ± 0.60**

70%

1.59 ± 0.33

1.67 ± 0.35

1.48 ± 0.31

1.65 ± 0.38**

1.45 ± 0.361.79 ± 0.48**

HP 条件および US 条件において全ての部位にてレジスタンストレーニング介入後に筋厚の有意な増加を認めた．
CON 条件：コントロール条件，HP 条件：ホットパック条件，US 条件：超音波条件，**：P < 0.01

6．筋厚測定した。反復測定二限配置分散分析の結果，全ての部位超音波画像診断装置（東芝メディカルシステムズ株式において有意な交互作用が認められた（50%：F = 3.52,会社製：Aplio500）を用いて上腕三頭筋の筋厚を測定し22
P = 0.046, 偏 η = 0.227，60%：F = 6.16, P < 0.01, 偏 η

た。測定肢位はベッド上腹臥位（肘関節伸展 0°，前腕= 0.339，70%：F = 7.93, P < 0.01, 偏 η 2 = 0.398）。事後回内位）とし，測定部位は先行研究に準じて，上腕骨（肩検定の結果，CON 条件では全ての部位においてレジス峰〜上腕骨外側上顆）の上位 50・60・70% の位置で横タンストレーニング介入前後に有意な変化は認められな13）14）。上腕三頭筋の筋厚測定は，皮下かった。一方，HP 条件および US 条件において全ての脂肪組織と筋線維の境界から，筋組織と骨組織の境界ま部位においてレジスタンストレーニング介入後に有意なでの長さを測定した。

筋厚の増大を認めた。

7．統計処理考断像を撮像した察

統計学的処理には SPSS statistics 24.0（SPSS Japan

本研究では若年健常成人の上腕三頭筋を対象に，低負社製）を用いた。各部位における筋厚の変化を反復測定

荷レジスタンストレーニング前に温熱刺激を付加するにおける二元配置分散分析（条件［CON 条件 vs HP 条

ことにより筋肥大効果があるかを明らかにするために，

件 vs US 条件］×測定時期 [ 介入前 vs 介入後 ]）を用い即時的な筋腫脹に着目した。本研究の main ﬁnding は，て，事後検定として各群のレジスタンストレーニング介

以下の 2 つである。1 つ目は，即時的な筋腫脹が生じな入前後の比較を対応のある t 検定を用いて検討した。ないほどの低負荷のレジスタンストレーニングにおいてもお，有意水準は 5% とし，結果は全て平均±標準誤差で温熱刺激を付加することで筋腫脹が生じることである。

示した。

2 つ目は，筋腫脹の効果は表在性温熱と深部温熱に違いがないことである。

結果
全ての条件における介入前後の筋厚の変化を表 1 に示

in vitro を中心とした先行研究において，温熱刺激を付加することで筋肥大が生じることが報告されてい平成 29 年度研究助成報告書

る 16）。加えて，温熱刺激は機械的刺激による筋肥大効果を促進することも報告されている

17）18）。これらの報告より，生体においても温熱刺激を付加した状態でのレジスタンストレーニングを行うことで，通常では低負荷のレジスタンストレーニングでも筋腫脹効果が生じた可能性が考えられる。
本研究では，レジスタンストレーニング介入直後の筋腫脹を測定した。この即時的な筋腫脹は，筋肥大とは異なり，低酸素状態による血流増加，代謝物蓄積で生じる血管透過性亢進による組織間液増加から生じる一過性の浮腫である 19）20）。しかし，この即時的な筋腫脹は筋肥大に必要な条件であると考えられている 21）22）。そのため，本研究における即時的な筋腫脹が生じた HP 条件および US 条件を継続して行うことで，筋肥大効果があることが期待できる。今後の課題として，HP 条件およびUS 条件を継続的に介入した際に筋力増強および筋肥大効果があるか否かの検討を行う必要がある。
結論
低負荷レジスタンストレーニング介入前にホットパックおよび超音波による温熱刺激を付加することで，即時的な筋腫脹が生じることが明らかとなった。
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発表実績
学会発表
Nakamura M, Yoshida T, Kiyono R, Sato S, Takahashi
N. Acute eﬀect of low-load resistance training combinedwith thermal stimulation on muscle swelling. 23rd annual
Congress of the European College of Sport Science.
2018.07.04-07.