１．実践研究

高齢者における各体力要素と歩行様式の関連性
大西史晃* **
飯田祐士* 渡部一郎* 佐藤裕務*
抄録
歩行能力（歩行速度、歩幅）は、寿命と関連があり、歩行速度や歩幅が優れている
人の方が寿命は長いとされており、歩行能力は寿命に影響する体力要素を表す指標とされる。本研究では下肢筋群と歩行能力の関係性を明らかにするとともに、その向上を目的としたトレーニングプログラムの効果検証を行うことを目的とした。
健康な 65 歳以上の男女 20 名（72.4±4.1 歳、159.9±10.5cm、56.1±9.6kg）を被験者とし、体組成（体脂肪率、体幹・四肢の筋量）、長座体前屈、股関節伸展可動域、立ち上がりテスト、立ち幅跳び、2 ステップテスト、最大歩行速度の測定を行った。
その結果よりグループ分け（介入群、対照群）を行い、介入群は 4 種目のトレーニン
グを週 2 回 6 週間行った後、その効果を検証した。また、各項目の効果量を算出し、比較した。
歩行能力と関連がみられたのは体脂肪率および立ち幅跳びであった。また、介入後の変化については、両群で股関節伸展可動域の低下（p＜0.02）と 2 ステップ値の向上（p＜0.03）がみられ、最大歩行速度に関しては、対照群に有意な低下（p＜0.01）がみられた。
研究結果より、高齢者における歩行速度と関連が高い体力要素は筋力および筋パワーであることが示唆された。また、それらの要素の向上を目的とした介入トレーニン
グによって、歩行速度の低下を抑えることはできたものの、向上させるには至らなかった。しかしながら、効果量からはプログラムとしては一定の効果があったことが示唆された。
キーワード：高齢者、筋機能、トレーニング、歩行能力*特定非営利活動法人 NSCA ジャパン**36

早稲田大学スポーツ科学研究科

平成 30 年度健康・体力づくり事業財団研究助成

１．はじめに常に取り入れて行うことを可能とするた歩行能力（歩行速度、歩幅）は、寿命めには、自宅でも実施可能であることやと関連があり、歩行速度が速い、または安全に配慮したものであることが必要と歩幅が長い人の方が寿命は長いとされて考えられる。

いる 1）2）。その一方で、歩行能力の低下

そこで、本研究では歩行時に使われるや歩行頻度および歩行距離の減少は身体下肢筋群と歩行能力の関係性を明らかに2）するとともに、自体重エクササイズを用

これは、歩行動作が筋骨格系や神経系、いた適切なトレーニングプログラムの開循環器系等の働きと密接に関係するもの

発とその効果の検証を行うことを目的とであり、歩行能力は寿命に影響する体力した。

活動の減少や体調不良を表すとされる。

要素を表す指標と考えることができる 2）。
加齢による歩行能力の低下は顕著であり、20 歳時を 100%とすると、80 歳時における歩行能力は 40～60%低下すると3）もある。また、高齢者の運動いう報告

２．方法（１）研究の手順
本研究は、研究協力を承諾した被験者に対し、体力測定を行い、結果より体力能力を測る上で最大歩行速度が有効な評

要素と歩行能力との関連を明らかにした。

価項目であるとされており、あわせて筋その後グループ分けを行った上で介入ト力低下に起因する歩行能力の低下は転倒レーニングを行い、その効果を並行群間リスクが高まることに繋がるとされてい試験にて検証した。

る 4）5）。

（２）対象者

なお、股関節伸展筋群のひとつである大殿筋は大きな力を発揮する筋であり6）、運動を行うにあたって健康状態に問題のない 65 歳以上の男女 20 名（72.7±4.3

それら股関節伸展筋群の活動は特に歩行

歳、159.5±10.3cm、55.5±9.6kg）を被時の荷重脚から逆脚への荷重移行の際に験者とした。なお、本研究は早稲田大学

7）。また、下肢筋群で抗重力筋「人を対象とする研究に関する倫理審査である大殿筋は加齢により能力が低下し委員会」から承認を得た上で、被験者に増加するやすい

8）ことを考慮すると、股関節を中は予め研究の説明を行い、書面による研心とする下肢の筋機能と歩行の関連性を究参加への同意を得た上で実施した。

明らかにすることは、歩行能力の向上を（３）体力測定目指したトレーニングプログラムの開発

A．体力測定実施についてに繋がり、それによって人々の歩行能力NSCA ジャパンヒューマンパフォーマの向上に伴う寿命の延伸に貢献でき、将ンスセンター（千葉県流山市）を会場と来的な医療費削減、健康寿命延伸といっし、測定を介入前後で二回行った。なお、た課題の解決に繋がると考えられる。

測定時は室温 20.7～21.6℃および湿度

また、アスリートではない一般の人でもそれらのトレーニングプログラムを日28～43%であり、トレーニング時のガイドライン 9）の推奨範囲内であった。

平成 30 年度健康・体力づくり事業財団研究助成

37

測定の手順は、形態測定を行った後にい、日本整形医科学会が提唱する方法 11）

既定のウォーミングアッププログラムをで行った。最大歩幅として 2 ステップテ行い、続いて柔軟性測定、パフォーマンストを採用し、2 ステップテストシートス測定の順で行った。

（アルケア社）を用いて日本整形医科学

B．測定項目について会が提唱する方法 11）で行った。立ち幅跳

a. 形態測定

びは、文部科学省の新体力テストの方法

測定項目は、身長、体重、体脂肪率、12）に倣い実施し、テープメジャー（テー筋肉量（四肢、体幹）であった。身長はプメジャー50m、DW）を用いて測定し壁に貼付し固定したテープメジャー（テた。最大歩行速度は、大渕らの方法 13）

ープメジャー50m、DW）により測定し、に倣い、11m の歩行コースを設置し、そその他は体組成計（MC-780A ポールタイの間の 3m 地点から 8m 地点の距離となプ、タニタ）を用いて行った。

る総距離 5m を最大努力で歩行するのに

b. 柔軟性測定

掛 か っ た 時 間 を 光 電 管 （ TC timing

測定項目は、長座体前屈と股関節伸展可動域であった。長座体前屈は長座体前（４）介入トレーニング

屈測定器（竹井機器工業）を用いて測定

A．グループ分けし、測定方法はアメリカスポーツ医学会

介入前の体力測定の結果に基づき参加を参考にし、測定中は者を対照群 10 名（年齢：71.2±4.0 歳、被験者の膝関節が伸展した状態を保つよ

身長：163.0±9.2cm、体重：57.1±8.2kg）

うにした。股関節伸展可動域は、被験者と介入群 10 名（年齢：73.7±3.6 歳、身が腹臥位となり、1 名の測定者が殿部を長：156.4±10.3cm、体重：54.9±11.0kg）押さえ、もう 1 名の測定者が角度計（デの 2 つのグループに分けた。介入トレー

ジタルプロトラクター、シンワ測定）をニング開始の時点で、両群には全ての測用いて行った。測定にあたり、床面と平定項目において有意となる差はなかった。

行な線を基本軸、大腿骨を移動軸とし、B．介入トレーニングの内容

被験者には自動動作で可能な限り大腿をa. 対照群のガイドライン

38system, BROWER）により測定した。

10）

挙上し、限界となるところで静止するよ

対照群には、介入期間は通常の日常生

うに指示した。このときの基本軸と移動活を継続し、日常行動以上の負荷が掛か軸がなす角度を測定角度とした。股関節る身体活動は行わないように指示した。

伸展可動域に関する全ての測定は、同じ

b. 介入群測定者が担当した。

介入群は、NSCA ジャパンヒューマンc. パフォーマンス測定

パフォーマンスセンターにて、NSCA 認

測定種目は、立ち上がりテスト、2 ス

定資格をもつトレーニングの専門家の下、テップテスト、立ち幅跳び、最大歩行速

週 2 回、6 週間、合計 12 回のトレーニン度であった。立ち上がりテストは、立ちグセッションに参加した。なお、このセ上がりテストボックス（アルケア社）を用ッション以外には、通常の日常生活を継平成 30 年度健康・体力づくり事業財団研究助成

続し、日常行動以上の負荷が掛かる身体ムでの呼吸を心掛け、ゆっくりと筋を伸活動は行わないように指示した。

ばすことを意識させた。

c. ウォーミングアップ＆クーリングダ

C. トレーニングプログラム
プログラム内容は表 1 のとおりである。

ウン
ウォーミングアップでは傷害予防、クー歩行時の股関節伸展の際に大殿筋が行う

14）

ような短縮性筋活動は 70 歳代で 20 歳とリングダウンでは回復の促進等を目的としてトレーニング前後で静的ストレッ

比較して 20%程度低下すること 16）から、チング（大殿筋、ハムストリングス、股股関節の筋機能を中心にトレーニングす関節内転筋群、大腿四頭筋、下腿三頭筋）ることは、歩行能力の改善に繋がると考（図 1～6）を 30 秒 1 セット行った。

えられ、股関節伸展動作を中心に膝関節、Delavier の方法 15）に倣い、自然なリズ足関節筋群を動員する動作を用いたトレ

図 1. 大殿筋のストレッチング

図 2. ハムストリングのストレッチング

図 3. 股関節内転筋群のストレッチング

図 4. 股関節内転筋群のストレッチング（膝関節進展位）

図 5.大腿四頭筋のストレッチング

図 6. 下腿三頭筋のストレッチング

平成 30 年度健康・体力づくり事業財団研究助成39

表

表 1. トレーニングプログラム

ウォームアップ（静的ストレッチング）
各30秒×1セット

トレーニング＊（自体重エクササイズ）クールダウン（静的ストレッチング）
各30秒×1セット*

1 ハムストリングス
2 大殿筋
3 股関節内転筋群（膝関節屈曲位）
4 股関節内転筋群（膝関節伸展位）
5 大腿四頭筋
6 下腿三頭筋
1 パラレルスクワット
2 リバースランジ
3 ヒップリフト
4 カーフレイズ
1 大殿筋
2 ハムストリング
3 股関節筋群（膝関節伸展位）
4 下腿三頭筋

1～2 週目：8 回×3 セット、3～4 週目：10 回×3 セット、5～6 週目：12 回×3 セット

ーニングを行うこととした。
なおプログラムの内容及び漸進は表 140

力の増大 18）を避けるためである。
b.リバースランジ（図 8）のとおりである。本来ならば、ダンベル足を揃えた状態から、片足を後方へとやバーベルといった外的な負荷を用いて踏み出し、膝が地面に触れる直前で踏み強度を増加させることも考えられたが、出した足を元の位置に戻す種目である。

高齢者が日常的に実施でき、かつ安全にスクワット同様、股関節ならびに膝関節実施できるという観点から、自宅等でもの屈曲、伸展を用いるが、片脚支持となる実施可能な自体重エクササイズの漸進とことで、固有受容器系への刺激が増し、結して、推奨範囲内での回数増加という形果、下肢の動作の安定性向上に繋がる 21）。

で対応した 17）。

また、より一般的な種目であるフォワー

a.スクワット（パラレル）（図 7）

ドランジを採用しなかった理由として、

スクワット動作は、日常生活で頻繁にフォワードランジは、特に筋力が不足し行われる動作であり 18）19）、股関節およびた場合、膝関節を中心としたバランス調

膝関節周囲筋群を強化できる点で、歩行整に失敗し、怪我をする可能性があるこ動作にも利益を与える。スクワット種目とが挙げられる 22）ためである。

を導入するにあたり、大きな可動域で動c.ヒップリフト（図 9）作を行い、股関節伸展筋が大きな力発揮仰臥位になり、膝を屈曲した状態で股を伴うフルスクワット（股関節が膝関節関節伸展を行う種目で大殿筋を主働筋とよりも下に位置するまで腰を落とす）20）する。歩行時の立脚時において、大殿筋ではなく、ややしゃがみこみが浅いパラは股関節伸展動作に最も貢献するとともレルスクワットを採用した。その理由は、に膝関節伸展の際にも貢献するとされて低体力者である高齢者において安全に実いる 23）。実施に際しては、Contoreras5）、施できることを考慮し、膝関節への圧迫

荒木 24）の方法に倣い、ハムストリングス

平成 30 年度健康・体力づくり事業財団研究助成

の貢献を弱めるために膝関節を屈曲させ 5）、減を目的とした。

お尻を締めるようにして、大腿と体幹がD．統計処理一直線になるまで挙げるように指示を出した24）。

体力要素と歩行能力との関係については、各要素の測定結果を偏相関係数によd.カーフレイズ（図 10）ってその関係を検討した。なお、制御変立位でかかとを上げるようにし、足関数は「年齢」とした。これは、「後期高齢節の底屈動作を行うことで下腿三頭筋を者」の区分となる 75 歳を境に体力の低下動員する種目である。これによって、加が著しくなると考えられ 27）、その影響を齢に伴う歩行中の足関節底屈筋の力発揮考慮したためである。の変化25）や足関節可動域の減少

26）の軽トレーニング効果については、二元配

図 7. パラレルスクワット

図 8. リバースランジ

図 9. ヒップリフト

図 10. カーフレイズ

平成 30 年度健康・体力づくり事業財団研究助成

41

置分散分析（被験者内因子：介入前/介入後、被験者間因子：介入群/対照群）を行軟性や筋力が要求される。
特に片足を大きく前方に踏み出した際、い、各因子間の主効果の有無を検討した。

後方の足を前方に引き寄せるためには、なお、統計的有意差は p<0.05 とした。こ

前方の足の高い股関節伸展能力が重要でれらの計算は、統計解析ソフト SPSS バあるとされる 6）。これらのことから歩行ージョン 25（日本アイ・ビー・エム社製）

能力には筋力や筋パワーといった筋機能を用いて行った。の優劣が強く関係していることが示唆さ

また、トレーニング効果に関して、それる。トレーニング効果については、左れぞれの項目における介入前後の効果量

右の股関節伸展可動域で被験者内因子にとして Glass のΔを算出した。なお、効おける有意な主効果（右：p=0.026、左：果量比較に際し、体脂肪率の平均値を基p=0.017）、2 ステップ値で被験者内因子に介入群を 2 群に分け、介入-体脂肪高群における有意な主効果（p=0.022）、最大および介入-体脂肪低群とし、各群間で比歩行速度における有意な交互作用較した。

（p=0.009）がみられた。交互作用がみられた最大歩行速度に関しては、その後３．結果と考察

42の単純主効果検定で対照群に有意な低下

介入前後の相関分析の結果は表 2～3（p=0.006）がみられた。その他の項目のとおりである。特に介入前の歩行能力については有意な差はみられなかった。との関係を直接表す項目として、最大歩（表 2、3、図 11 参照）

行速度は体脂肪率（r=-0.692、p=0.001）

本研究では介入群に対し、股関節筋群と中程度の負の相関関係、および立ち幅を動員するエクササイズを行った。下肢跳び（r=0.657, p=0.002）と中程度の正筋群の筋力向上のためには、スクワットの相関関係が認められた。先行研究では、が効果的とされているが 18）、下肢筋力の歩行能力に影響を与えるとされているの向上に加え、各動作そのものの質の向上

は膝関節・股関節の屈曲と伸展、およびには身体が負荷に対して特異的に適応す足関節の底屈動作であり 28）、本研究内でるという SAID（Specific Adaptation to

そのすべてを含むのは、2 ステップテス

Imposed Demand：要求に対する特異的トおよび立ち幅跳びである。2 ステップ適応）の原則 29)が重要となる。股関節伸テストの動作は低速で行われる一方、立展可動域測定で行った動作については、ち幅跳びは高速での動作となる。よって身体後方に向かって伸展を行うものであ立ち幅跳びでは筋パワーの要素が含まれり、伸展筋群である大殿筋の筋力と同様るため、それが歩行速度と強く関連があに拮抗筋となる股関節屈曲筋群の柔軟性ることが分かった。このことに加えて、2も重要となる。本研究で用いた介入トレ

ステップテスト等にみられる歩行動作のーニングでは、その股関節屈曲筋群のス歩幅を大きくすることは、より大きな股トレッチングを行わなかったこと、また関節の屈曲、伸展が必要となり、高い柔ヒップリフトにおいても、安全性確保の平成 30 年度健康・体力づくり事業財団研究助成

表 2. 各項目における最大速度との相関関係ならびに平均値（介入前）項目
最大速度（m/秒）

平均
2.40

標準偏差
0.28

rxy・z

立ち幅跳び(cm）122.5531.73

2ステップ値(歩幅cm/身長cm)

1.49

0.12

0.657**
0.207

左立ち上がりテスト（点）0.900.83

0.414

右立ち上がりテスト（点）

0.95

0.80

0.436

両立ち上がりテスト（点）

4.62

0.50

0.008

股伸展角度左(度）

20.46

5.31

-0.329股伸展角度右(度）

19.31

5.56

-0.340長座体前屈(cm)025.996.93-0.0582

左脚筋肉量(kg/cm )

0.025

0.003

0.211

2

右脚筋肉量(kg/cm )

0.025

0.003

0.216

左腕筋肉量(kg/cm2)

0.007

0.001

0.398

右腕筋肉量(kg/cm2)

0.007

0.001

0.432

2

体幹筋肉量(kg/cm )
筋肉量

0.157

0.016

0.353

40.63

8.70

0.508*

体脂肪率

23.60

6.29

体重55.50

9.60-0.692**0.284

身長159.45

10.34

0.549

年齢

72.744.30※ n=20 rxy・z：偏相関係数*=p<0.05

3.0

2.49

2.30

2.30

2.36

2.55m 2.0
最大 1.5
歩行
1.0
速度
0.5

介入前
介入後0.0
対象群

介入群

図 11. 5m 最大速度歩行における介入前後の平均値検定の結果、対照群において介入前後で有意差が認められた（p=0.006）

平成 30 年度健康・体力づくり事業財団研究助成43

観点から、大腿と体幹が一直線になる位と、類似動作となるリバースランジのト置を越えて股関節伸展を行わないようにレーニング効果によって向上したものと指示したことから、股関節伸展可動域が考えられる。

改善しなかったという結果は股関節屈曲

最大歩行速度においては、対照群で有筋群の静的および動的柔軟性のいずれに意に低下した。一方、介入群はトレーニもアプローチできていなかったことに起ングの効果によって能力の低下を抑制す因していると考えられる。また、介入トることができたと考えられる。なお、トレーニング種目であるリバースランジにレーニングを指導するにあたり、適切なおいても、その動作は股関節屈曲位からフォームができることに重点を置いたた

伸展 0 度までの動作であり、股関節伸展め、動作速度に関しては「速く動かすこ可動域測定のように大腿が身体後方に向とを避けること」を指示した。
「歩行動作

かうような伸展を行う動作ではなかったで動員する股関節筋群に対し、歩行に必点で特異的な適応が起こるのに十分な刺要な筋群、動作自体に刺激を与えられた激となる設定ではなかった可能性が考え結果、歩行速度は低下しなかったが、有られる。次に、2 ステップテストは、前意に向上させるだけの特異的な刺激が十方に片足を大きく踏み出す動作で、これ分ではなかった可能性が考えられる。

はスクワットやヒップリフトには含まれその他の項目については有意な差がみない動作である。SAID の原則を考えるられなかった。特に立ち上がりテストに

表 3. 各項目における最大速度との相関関係ならびに平均値（介入後）項目
最大速度（m/秒）

平均
2.33

標準偏差
0.24

立ち幅跳び(cm）123.7329.21

2ステップ値(歩幅cm/身長cm)

1.53

0.11

0.505*
0.388

左立ち上がりテスト（点）

1.05

0.76

0.337

右立ち上がりテスト（点）

1.00

0.79

0.377

両立ち上がりテスト（点）

4.70

0.47

-0.417股伸展角度左(度）

17.23

5.32

-0.361

股伸展角度右(度）

16.25

5.43

-0.325

長座体前屈(cm)

rxy・z

27.19

7.44

-0.171

2

左脚筋肉量(kg/cm )

0.025

0.003

0.381

右脚筋肉量(kg/cm2)

0.025

0.003

0.335

左腕筋肉量(kg/cm2)

0.007

0.001

0.298

2

右腕筋肉量(kg/cm )

0.007

0.001

0.315

2

体幹筋肉量(kg/cm )筋肉量0.1520.025

0.368

40.00

8.300.415

体脂肪率23.67

6.64-0.259

体重55.329.550.361

身長160.24

10.83

0.421

年齢72.704.38※ n=20 rxy・z：偏相関係数*=p<0.05
44

平成 30 年度健康・体力づくり事業財団研究助成

おいては、介入群 10 名のうち 9 名が改筋機能であることが示唆された。また、善を示さなかった。片脚の立ち上がりテそれらの要素の向上を目的とした介入ト

ストは片脚でのスクワット動作と同等のレーニングによって、歩行速度の低下を動作であり、20cm ではほぼフルスクワ抑えることはできたものの、向上させるットに近い動作となる。この動作を行うには至らなかった。これは、限定的な負には片脚で大きな筋発揮と優れた股関節荷となる自体重を採用したこと、およびと膝関節、および足関節の柔軟性が必要継続的なトレーニングを行っていない状となり、難易度の高い動作であったと考態の身体に対するプログラム設定など、えられる。本研究では、片脚での動作とトレーニング効果を得るために十分な刺してリバースランジを行ったが、動作範激負荷を加える前段階として安全に配慮

囲は立ち上がりテストでの下肢関節の可したことが一因と考えられる。しかしな動域に比べると狭く、十分な刺激とならがら、効果量からはプログラムが狙ったなかったと考えられる。

体力因子に対して一定の効果があったこ

また介入群を体脂肪率の高低で 2 群にとが示唆されたことから、筋機能に着目分け、対照群を含めた各群で項目ごとのしたトレーニングにより歩行能力の維持効果量を比較した結果、2 ステップ値にが可能になると考えられた。

おいて体脂肪低値群（0.83：効果大）はなお、アスリートではない一般人であ体脂肪高値群（0.54：効果中）および対っても、更には身体機能が低下傾向にあ照群（0.36：効果小）より効果量が大きる高齢者であっても、日常的な運動習慣かった。このことは、体重に占める筋量を身に付け、基本的な体力を備えることの割合が多いほど、トレーニング効果がで様々な身体動作を支えるトレーニング高かったことを示唆する。

を適用することが可能となる。効率的でこれにより、体脂肪率の高い人や筋量安全なトレーニングプログラムの開発とが相対的に少ない人に対しては、まず筋ともに、運動習慣を育む社会づくりを目肥大・体脂肪減少といった基礎体力の向指すことも今後の課題である。

上を目的としたトレーニングを行い、その後最大歩幅や歩行能力に関わる筋力、

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平成 30 年度健康・体力づくり事業財団研究助成

BJ.

Increasing

Squatting

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27）岩崎房子．高齢者とフレイル一超高
齢社会におけるフレイルケアに関する一考察一．鹿児島国際大学福祉社会学部論
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28）市橋則明．身体運動学－関節の制御機構と筋機能－．メジカルビュー．422，2019．
29）篠田邦彦．NSCA 決定版ストレング
ストレーニング&コンディショニング第4 版第 17 章．ブックハウス HD．480，2017．
30）篠田邦彦．NSCA 決定版ストレング
ストレーニング&コンディショニング第4 版第 21 章．ブックハウス HD．632-636，
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本研究は、
「平成 30 年度健康・体力づくり事業財団健康運動指導研究助成事業」の助成金を受けて実施しています。

平成 30 年度健康・体力づくり事業財団研究助成47