その３：その１、その２の応用。

こんにちは
この前はその１で筋肉が刺激、収縮されるメカニズムを、そしてその２で筋繊維のタイプについて話しました。では今日はここまでの知識を普段の筋トレや運動にどう活かせるかを少し話したいと思います。

まずはその２の最後で話しましたが、筋力の成長には神経の成長と筋肉そのものの成長と２つある、ということです。神経の成長が筋繊維そのものの成長より速く起こるので、トレーニングを始めた際、急激な成長が見込めます。しかし、その後「壁」にぶつかるようにゆっくりとした成長が始まります。
だから、今まで通り伸びなかったとしてもそれはトレーニングの内容どうこうより、もっと生理学的な事で当たり前の事だと言う事を心がけてください。

その次に言える事は、モーターニューロン（運動神経）と筋肉の関係です。その１で紹介したように、筋肉はモーターニューロンによって刺激され、体にはたくさんのモーターニューロンがあります。一つのモーターニューロンは決められた筋繊維しか刺激しません。そのモーターニューロンが他の筋繊維を刺激する事はありません。
　つまり、あたなが遅筋（持久筋）を鍛えたいのに速筋のモーターニューロンを刺激していても、遅筋はほとんど刺激されることはありません。目的と違った筋トレやトレーニングをすると効果があまりない、と言う事です。

では、どのように遅筋、速筋を刺激するのでしょう？あなたが頭で「速筋を刺激しろ！」とどんなに念じても速筋だけを刺激する事はできません。その方法は、duration （時間）とintensity （強度）です。その２を思い出してください。遅筋の特徴は繰り返し収縮する事ができる、ということです。例えで言うと、マラソンを走る、腕立てを１００回する。こういった時遅筋が使われます。何が言いたいかというと、刺激する筋肉を直接操作する事はできませんが、今言った２つを操作する事で勝手に体が遅筋を刺激したり、速筋を刺激したりする、ということです。
　運動強度とは、自分が１回持ち上げられる最大重量を持ち上げる筋トレの運動強度はマックスで、それ以下の重量で（例えば最大の９０％、６０％）運動する時、それは低い運動強度と言えます。走る事で言えば、１００Mを自分の出来る限り速くで走る事は１００％の運動強度、ジョギングなどはそれより低い運動強度ですね。
　運動強度が上がれば体は勝手に速筋を鍛えます。下がれば勝手に遅筋を使います。実は単純なメカニズムで、１００Mをマックスで走っている時、筋収縮は早くないとその運動ができません。だから、脳が勝手に速筋を使います。さらに、それだけ爆発的な力を出すと言う事は筋力が必要となります。だから速筋が使われます。
　筋トレもこのように、速筋を鍛えたければ重量を重くする事によってそれが達成されます。遅筋を鍛えたければ１００％よりも軽い重量で繰り返し行うことです。つまり、速筋の特徴、遅筋の特徴に合わしてトレーニングをすれば良いわけです。
　
筋トレをしているのに効果がでないという人の多くはこの強度と時間の関係性を無視したトレーニングをしています。
例えば、筋力を上げたいのに軽い重量で何回も何回も繰り返す（腕立て）。腕立ては胸筋の持久力は上がります。しかし、筋力は上がりません。なぜなら、運動強度が低いため遅筋が刺激されているからです。だからダンベルプレスやベンチプレスを高い強度（重い重量）でする必要があります。

ここで最後に、２つ言っておくべき事があります。
１つは、その２で紹介した３つの筋繊維（遅筋、中間筋、速筋）。これは０、１００ではないと言う事です。割合なんです。つまり、運動強度が高い時８０％の速筋が使われていて、１５％が中間筋で、５％が遅筋。歩いている時は８０％が遅筋で１５％が中間筋で５％が速筋。のように。つまり、腕立てをしたからベンチプレスで筋力が絶対に伸びない、というわけではありません。速筋もある程度刺激されているからです。でも、より効果的にトレーニングをしたければ、上で紹介した時間と強度を操ってトレーニングをする事です。

もう一つは、Order principleというのがあります。オーダーはここでは注文ではなく順番。順番の法則。つまり、筋肉は遅筋から順番に、中間筋、そして速筋と刺激されます。ですから、筋トレの効果を一番上げたければ、重い重量を上げる事だと言う事が示唆されます。でも、この順番は爆発的な運動をする時は無視される可能性がある、という事も言われています。つまり、１００Mで一気に走る時、クリーンやスナッチのような爆発的な運動をする時は、一気に速筋を刺激するかも、と言うのが今の科学の見地です。

その２：筋肉細胞のタイプ、筋肥大

こんにちは
前回その１で筋肉が刺激され収縮されるメカニズムを簡単に紹介しました。
今回は、筋肉のタイプについて簡単にまとめたいと思います。

まず筋肉には大きく分けて３つのタイプに分かれます。
Type I （遅筋）、Type IIa（中間筋）、Type IIb (速筋）です。
ちなみに、この分け方は何を定義に違う種類と言っているかによって変わってきますので６とか８とか１２とか分類するものあります。３つは一番オーソドックス、よく使われている分け方です。

遅筋の特徴は簡単に　１）筋収縮のスピードが遅い、２）収縮した時に出せる力が弱い、３）繰り返し収縮する事ができる、です。

速筋の特徴は　１）筋収縮のスピードが速い、２）収縮した時に出せる力が強い、３）繰り返し収縮するのは苦手、です。

中間筋はその間の特徴を持ちます。
運動時、体は持久的運動の時遅筋が使われ、瞬発的な動きをする時に速筋が使われます。他の言い方では、軽いものを持ち上げる時には遅筋が使われ、重いものを持ち上げる時には速筋が使われます。

スポーツや目的に応じて遅筋を鍛えたい人も速筋を鍛えたい人もいるでしょう。筋肉の特徴として今の科学では
成人では筋肉の細胞の数はトレーニングでは変わらないというのが定説です。
さらに、筋トレやトレーニングで遅筋や速筋の比率は変わりません。生まれつき遅筋が多かったり速筋の割合が多かったりします。

では、どのようにしてあなたは筋力が上がったりするのでしょう。それは神経と筋肥大によってです。その１でモータニューロンの話をしました。つまり筋肉を使う時必ずモータニューロン（運動神経）よって刺激されます。さらにその１でどのようにして筋肉の収縮を強くしたり、弱くしたり加減をしているかを話しました。

　神経の発達：トレーニングをしたり、筋トレをする事によって足が速くなったり、筋力があがる一つの要素が、この神経の発達によるものです。
１つは脳がより多くの運動神経を刺激するように憶える。
２つ目は脳が神経を刺激する頻度を上げるのを学ぶ。つまり手を１０秒間で出来るだけ早くたたく練習をすればどんどん速くなります。このように刺激をどんどん強くする方法を学びます。
３つ目は、１でより多く刺激できるようになった筋肉を同じタイミングで刺激する方法を学びます。綱引きで見方の友達と自分が同じタイミングで力を出さないとうまい事力が伝わりませんよね？同じように脳によって刺激される運動神経達もタイミングによって上手に伝わるかが変わってきます。
最後に、筋肉には裏側の筋肉があります。二頭筋の裏には三頭筋、ふくらはぎの筋肉の裏にはハムストリングがありますよね。なれない動きをする時、脳は関節（体）を守るため逆の筋肉を多く刺激する事によって関節を保護します。しかし、これは動きとしてはブレーキを掛けられているようなものですね。トレーニングをするにつれて脳はこのブレーキを掛ける足を「緩める」事を憶えます。つまりマイナスが減るので結果として筋力が上がります。
このようなメカニズムで筋力が上がります。ではもう一つの筋トレの側面。筋肥大。

筋細胞の発達、筋肥大：上で筋細胞の数は増えない、と言いました。ではどのようにして筋力が上がるか。それは筋肥大によるものです。筋肥大とは筋細胞自体が大きくなる事です。筋細胞は筋繊維とも言われるように髪の毛ように細長い形が特徴です。それが分厚くなる、ということです。これによって筋細胞の中に隙間ができます。この隙間に筋収縮するタンパク質をより多く詰めるとこができる。だから筋トレで大きくなるんですね。

大きく分けてこの２つのメカニズムによって筋力があがります。一つ目の神経の発達はトレーニングや筋トレをしてかなり早い段階で発達して行きます。筋細胞自体の発達はしか時間がかかるので筋トレを初めて３〜１２週間もかかります。
ここで筋トレをする時に心がけておくいくつかのポイントがあります。
一つは筋力の発達の始めは神経のよるもの。つまり筋力は上がってきても別に筋細胞自体が発達しているわけではありません。大きくなったように感じるのは、筋細胞の中と外の水分量が収縮によって変わるので「パンプアップ」しているだけで別に筋肥大が起きたわけではありません。１時間もすれば元に戻ります。
他に筋力の発達は同じようには伸びない、ということ。筋トレ未経験者は神経も発達していない、筋細胞も発達していないので１、２週間で２０kgもベンチプレスの結果が上がった、とか４０kgもスクワットが伸びたってことはざらにあります。しかし、すでに経験を積んだ人は１kg伸ばすだけでも相当の時間を要します。だから、簡単な比例ではない、と言う事です。

少し、基本を学ぶだけでいろんな事が見えてきますね。ではまた次回。

その１：どうやって筋肉は刺激されるか

こんにちは

最近いろんな方からメッセージをいただくようになり、ブログをする時間を作っていかないとなーと感じ、今日から運動生理学の入門編を始めます。私自身運動生理学は学士と修士しか取っていなくて博士では全く別の事をしているのでそこまで詳しくないですので、大雑把に運動に大切な仕組みの「あらすじ」を書くような感じで進めていきます。

今日は、どうやって筋肉が刺激され、収縮されるかについて簡単に短くまとめます。

筋肉自体がその意志で筋肉を収縮する事はないです。だから、「体が憶えてる」と言う表現は実は間違いで、脳が覚えているという方が正しいのです。つまり、腕を曲げたり、走ったりという筋収縮による動きは全て脳の伝達によって起こります。

　脳は「収縮しろ！」と伝える事はできないので、電気信号によってこれを伝えます。
しかし、脳から筋肉までは距離があるので直接ではなく、何かを通して間接的に伝えます。これが脊髄と神経です。神経は言わばコンセントのコードみたいな役割をしています。

しかしこのコードはいろんな種類があって全てが筋肉収縮の伝達のメッセージを伝えるのではなくそれに特化した神経（コード）があります。

　それがモーターニューロン（運動神経）です。モータニューロンは、いくつも存在します。そして、一つのモーターニューロンが複数の筋細胞を刺激します。ある神経はたった１０個の筋肉を刺激し、またとあるモータニューロンは一つで数百もの細胞を刺激します。この１つのモータニューロン　＋　刺激される筋細胞達をセットでモーターユニット、といいます。よく音楽で「ユニットを組む」とか言いますよね。そのユニットです。

つまり、筋肉の刺激の流れは、　脳　→　脊髄　→　運動神経　→　筋肉　（最期の２つがモーターユニット）　となります。
電気信号によって筋肉が刺激されるから、心臓マッサージなどで電気を流す事によって筋肉が収縮するのですね。

では、電気信号についてです。
　直感的に重いものを持ち上げる時、脳はより強い信号を送る、と思いますよね。しかし、これは違っていて、脳の刺激のシステムには　"all-or-none principle"というのがあります。「全てかなしか」つまり0か1かということですね。これは何かと言うと、脳の電気信号がある一定のボルト数を超える刺激を出すと、その電気信号が強かろうが弱かろうがそれを超えると電気信号は脊椎に伝わり筋肉まで一気に伝わる、という事です。つまり、弱すぎるとその信号は一切伝わらないし、基準さへ超えれば強度は関係無しに伝わります。だから0.5 とかはないのです。0か1。

　ではどうやってあなたは軽いものを持ったり、重いものを持ったり調節出来るのでしょうか。これには大きく２つのメカニズムがあります。
一つは、電気信号の頻度です。1を一回送るか電気信号を何回も送るか(1111111111)という事です。例えて言うならゲームでパンチボタン連打！という事です。
もう一つは、より多くのモータニューロンを刺激する、と言う事です。一つのモータニューロンが刺激する筋肉は限られていて、決まっています。だからあるモータニューロンが他の筋肉を刺激する事はありません。上で説明しましたね？だから脳は多くの力を出すに→多くのモーターユニットを刺激する→より多くの筋細胞を刺激する→出力が上がる。という仕組みです。

大きくわけてこの２つの仕組みを組み合わせによって「力」の加減がなされています。
まとめとして、
１）筋肉は電気によって刺激され、全ての収縮は自分ではなく脳から伝わる（反射などを除く）。
２）脳は電気を脊髄、運動神経と伝達して、筋肉に辿り着く。
３）モーターユニットは限られた筋肉しか刺激しない。
４）力の加減は電気信号の強さではなく頻度とモーターユニットの量によって調整される、でした。