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最新トレーニング法(パワープレート編)

パワープレート
パワープレート1       パワープレート®は、アクセラレーショントレーニング®(加速度トレーニング®)の効果を
最大限に高めるために開発されたトレーニングマシンです。
プレート上で起こる1秒間に25~50回の三次元振動による「加速度」を利用し、関節に過度な負担をかけることなく、筋肉の収縮を活性化、効果的な刺激を与えることが可能です。
つまり、加速度を増加させることによって重いウェイトを持って質量を増やした場合と同様の効果を得ることができるのです。

アクセラレーショントレーニング®(加速度トレーニング®)の原理は、物体の力は質量に加速度を乗じた値と等しくなる、 f(力)= m(質量)x a(加速度)というニュートンの法則によって、運動の効率を高めています。

例)70kgの体重の人が運動を行った場合(30Hz,Low設定の場合) 
70Kg×18.3m/s自乗(1.83G)=1260N(約60kgのバーベルを担いだ時と同じ)

筋力や血液循環、柔軟性のアップや可動域の増加だけでなく、さまざまなパフォーマンス向上が期待でき、高度な運動レベルを求める世界のトップアスリートから、リハビリテーション施設などの医療機関まで、それぞれの目的に合わせて使用することができる理想的なマシン、それがパワープレート®です。
パワープレート2
パワープレート3
 
パワープレートエクササイズ
 
パワープレートエクササイズ
 
パワープレートエクササイズ

加速度トレーニング パワープレート
――加速度トレーニングとは

6年前から導入して各種アスリートはもとより格闘家へも指導を行っている、このアクセラレーション(加速度)トレーニングについて再度、紹介させていただきます。
残念ながら、加速度トレーニングという名称はほとんど知られていません。

数年前に国内にこのトレーニング法が導入されていますが、トレーニング機器は普及し導入する施設も増えているのですが、肝心のトレーニング法をしっかり指導できるトレーナーが極めて少ないことが認知度を低下させています。
実際、あるJリーグ有力球団も導入していますが、加速度トレーニングを指導できるトレーナー不在で、ほとんど使用されていないのが現状です。
トレーニングルームにはマシーンが設置してあるにも関わらず、選手は見向きもしないようです。
加速度トレーニングのマッサージ効果の有効性を数年前、阪神タイガース外野手 桧山進次郎選手に指導しました。効果を実感した桧山選手はプライベートマシーンとしてパワープレートを購入しキャンプにも搬入してトレーニング後の身体のケアに使用しています。



――トレーニング目的だけでなく、コンディショニングやケアにも使用できる

現在、加速度トレーニングはパワープレートという専用の機器の上で行うことができます。
世界ランキング1位 テニスプレーヤーのナダル選手や世界ランキング1位のプロゴルファー達がパワープレートを使用してこのトレーニングを導入していることで世界的にみても大きな実績が評価されています。

私は指導を担当させていただくプロ野球選手の肉離れの治療をはじめ、投手の肩の故障の治療やコンディショニング、プロボクサーやK1戦士の試合前のコンディショニングにも活用しています。
現在、私が国内でパワープレートを直接自ら活用し最も多くのトップアスリートのトレーニング指導、ケア、コンディショニングを行っています。

もちろん、専門医として加速度トレーニングの特性やトレーニング方法を研究して実践しているのは私だけです。
研究者は国内にも多数存在しますが、自らアスリートレベルでの活用は行っていないようです。
加速度トレーニングとして使用されるパワープレートはコンディショニング、ケア、マッサージ、治療まで使用が可能です。
中日ドラゴンズの投手の左腓腹筋部分断裂の重傷をパワープレートでのリハビリが有効で血腫の短期間の吸収、腫れ、疼痛の軽減、筋力強化が奏功して極めて短期間で回復させることができました。


2011年 鈴鹿8時間耐久ロードレースで優勝した秋吉耕佑選手の腰痛のケアを行う筆者。パワープレートはトレーニング以外にもコンディショニングやケアにも使用できる。 タイトルマッチ直前、プロボクシングスーパーバンタム級 元東洋太平洋王者 大橋弘政選手の拳のケアをパワープレートで行う

アクセラレーション(加速度)トレーニング・・・耳慣れない名称ですが加速度トレーニングは最先端のトレーニングとして認知され、宇宙空間でのプログラムとしての利用からオリンピックのメダリストによる活用や、車椅子に拘束された人の歩行能力の回復、アンチエイジングのための運動、骨密度の増加を目的とした利用に至るまで幅広く利用されています。
加速度トレーニングは宇宙飛行士が宇宙飛行に従事する際の無重力状態による悪影響を抑えるために、旧ソビエトで1960年代に使用され研究されました。

数年後、振動の科学は幅広く研究され、その研究結果は加速度トレーニングが筋力、柔軟性、筋パワー、骨密度、循環および回復に対して有益であることを示しました。
加速度トレーニングは重い負荷をかける必要なく、身体の反射神経筋の活性化の強化を促せるのです。運動生理学的にも理にかなった新しいトレーニングなのです。
私どもの研究では皮膚血流の増加、自律神経機能への好影響も確認されています。
パワープレートは3次元の振動を発生させますが、


  • 二段階の振幅
  • 人体の機能的動作における上下、左右、前後の3平面から身体を刺激するための3次元の動きの導入。
  • 臓器の共鳴を身体に引き起こさない振動数である25~50 Hzの間に設定。パワープレートは有害な影響を身体に与えないために、低い振幅と高い振動数を発生させるように設計されています。
  • 関節可動域の明らかな向上。
  • 筋力の増強
  • 四肢や関節の末梢の循環系の血流改善

――原理と機能

パワープレートのプラットホームが振動すると、身体は反応します。加速度レーニングは健康の目的と臨床の結果を最適化するために身体自身の反射を利用します。

加速度トレーニングは中枢神経系に対しても有益です。身体の全ての筋は活性化され、反射経路は覚醒され、筋力は促進され、同化ホルモンは分泌され、そして循環系は強化されます。単純に振動する機器に乗るだけで体の反射を刺激し、交互に筋の収縮と弛緩を繰り返し、それとともに多くの良い結果を引き起こします。



――運動の概念の変化

従来型の筋力トレーニングでは筋力強化のために重い負荷を持ち上げる必要がありました。
 加速度トレーニングは筋力トレーニングにおいてパラダイムシフトを起こしまし、重量負荷を持ちあげるよりも簡単に身体を強化することができるという点で従来のウエイトトレーニングとは異なります。加速度トレーニングは関節にリスクをほとんど与えず、短時間で、かつ障害発生の危険性も低い中で筋力トレーニングをおこなえます。



――加速度トレーニング機器の特徴と理論

振動はプラットホームの基盤の下にある二つのモーターから生み出され、その振動は以下の三次元の動きです。

・垂直軸(上下)
・前額軸(左右)
・矢状軸(前後)


振動により反射と神経系の反応を活性化させます。パワープレートは加速度(または重力加速度)となる機械的な振動を発生させ、加速度を決定づける要因は振動数と振幅です。

■ 重力加速度の計算

我々の身体は地球の1重力加速度という重力場に慣れ、その重力に反応しています。重力の大きさは身体の質量(重さ)がどれ程であるかに関係します。筋力は人間の身体が有する、地球上の重力における重力加速度に対する一つの反応です。ニュートンの第二法則は力の定義を示す。

力=質量×加速度(加速度は速度の変化の割合)


――質量ではなく加速度

加速度トレーニングは負荷を加えられた質量以上に、加速度によって力を生み出します。プレートの上では、増加した重量加速度の影響下で動作をおこなうことによって、重い負荷を伴うことなくより大きな力が生み出されます。
従来の筋力トレーニングでは、加えている力の要因によって力が計算されます。

■ 反 射

筋紡錘は振動と重力加速度に対する身体の反射反応に重要です。筋紡錘は機械的刺激受容器、自己受容器です。その役割は自分がどこにいるのか感知し、関節の状態に気付く、そして筋長を感知します。筋紡錘の役割は、伸張を及ぼす要因に対する反応として情報を取り継ぎ、脊髄や中枢神経系に送り出すことです。筋紡錘は筋長の変化、およびその速度に関する情報を取り継ぎ、筋紡錘は重力の受容体です。
 
■ 神 経

神経系の機能的単位はニューロンです。神経は刺激に反応し、神経は肉体と環境の感知を可能にする信号や処理に関する情報を伝達します。神経は筋から中枢神経系へと求心性の信号を運びます。
神経の反射回路と中継回路の二つの回路は、アクセラレーショントレーニングによって活性化されます。 



アクセラレーション(加速度)トレーニングの特徴

> 筋力向上 > 柔軟性の改善、関節可動域の向上
> 疼痛の軽減 > 同化作用ホルモンの生産とストレスの減少
> 自律神経機能向上 > 姿勢制御やバランス能力強化
> 循環能力向上やリンパ排液(下肢などむくみの改善) > 肉離れの回復
> 骨密度増加 > 筋膜リリースによる筋肉のはりの改善
> 皮膚とコラーゲンの再生の強化 > 心血管系循環の改善
> 代謝の向上  


――加速度トレーニングの展開と将来

加速度トレーニングにより脊髄固有の経路が刺激されると、主に神経筋系の神経適応が惹起され、その結果筋力が増加します。筋力以外の血流、自律神経に対する影響も同様に起こり、加速度トレーニングを行う場合、周波数、振幅、時間、姿勢など多くのパラメーターがありトレーニングプログラムが複雑になります。
ウエイトトレーニング以上にトレーニングプログラムや指導法が複雑になります。

また、姿勢保持や体重移動などを安定して行うため、加速度トレーニグを指導する熟練トレーナーも必要で、負荷の程度でトレーニング効果、マッサージ効果、リラクゼーション効果、ストレッチ効果にも大きな差が出ます。
このため、安定した効果と評価を得るために適切なパラメーターの組みわせと明確な運動プログラムが必須となります。現時点では残念ながらトップアスリートに競技特性を配慮した適確なトレーニングプログラムは熟練したトレーナー同様、存在しません。
システムがすでに普及しつつありますが、国内では加速度トレーニングに関する取り組みや臨床研究はまだスタートしたばかりで検討する課題が多いのです。

しかし、血流・自律神経への好影響は加速度トレーニングが健康増進目的にとどまらず各疾患の治療目的でも有用でありアスリートのトレーニング、コンディショニング、ケア、治療にも応用が可能です。
この素晴らしいトレーニング法をしっかり理解して、より一層この分野での研究を進めていきたいと思います。

順天堂大学医学部 病院管理学 スポーツ医学研究室では、小林弘幸教授の下、パワープレートを使用して加速度トレーニングが皮膚血流や自律神経に及ぼす影響の研究が現在も進んでいます。
スポーツのみならず健康増進にも大きな有効性が期待できると考えています。
新しいトレーニングを絶えず勉強することはアスリート、指導者にとって必須のことだと思います。
加速度トレーニングの国内での今後の普及をご期待ください。

参考文献:アクセラレーショントレーニング ハンドブック 
監訳:戸澤明子、浅野勝己 NAP Limited


資料提供:株式会社 プロティア・ジャパン http://power-plate.co.jp/
臨床スポーツ医学2013年6月号
臨床スポーツ医学臨床スポーツ医学 2013年6月号

加速度トレーニング
スポーツ医科学分野での有用性


【特集】
●加速度トレーニングの基礎理論と基礎的研究/田中喜代次ほか
●動的バランスに対する加速度トレーニングの効果/中田 研ほか
●脳卒中片麻痺患者に対する全身振動刺激としての加速度トレーニングの抗痙縮効果/松元秀次ほか
●血流・自律神経に対する加速度トレーニングの意義/末武信宏ほか
●whole-body vibrationを用いたトレーニング・ストレッチのプロスポーツ現場における
 有効性/安藤貴之ほか
●3次元振動を導入した加速度トレーニングの有用性/鈴木 岳
●整形外科リハにおける加速度トレーニングの臨床効果/大友通明ほか
●一般高齢者に向けた加速度トレーニングの有効性/大藏倫博ほか
●加速度トレーニングを含む減量介入が肥満者の健康・体力に及ぼす影響/田中喜代次ほか
●全身振動による加速度トレーニング:宇宙医学への応用/相羽達弥ほか
●筋活動(筋電図)からみた加速度トレーニング/東原綾子ほか




血流・自律神経に対する加速度トレーニングの意義

末武 信宏、小林 弘幸、小林 暁子


Key Words : 末梢血流、皮膚血流、自律神経、心拍変動解析


近年、加速度トレーニングに対する認識が国内でも普及する中、エクササイズとして筋肉量の増大や骨格筋のパフォーマンス向上に注目が集まっている。しかし、我々は、骨格筋や内臓を支配する血流や自律神経に着目し加速度トレーニングの意義を検討した。

加速度トレーニングが筋肉の柔軟性、筋力、ホルモンの分泌、血流、骨組織強度が増大することが国内外で報告されているが自律神経への影響はほとんど検討されていない。

我々は、2006年からパワープレート(Power PlateR、PROTEA、Japan)を導入してアスリートの加速度トレーニング指導、成人向けの健康指導を行ってきた。Power PlateRは、振動周波数や振動振幅、プレート上での姿位を調整することでレジスタンストレーニング、マッサージ、リラクセーション、ストレッチなどの効果が期待できる。特に、緩やかな強度の加速度トレーニグでは筋肉への直接的な影響以上にマッサージ効果による自律神経への影響も考えられる。


加速度トレーニングは従来型のトレーニングと比較していくつか特徴的な効果と身体への影響が期待できる。加速度トレーニングは垂直正弦波の3次元の振動を発生させるプレート上で行われる。筋肉へプレート上で生じる振動刺激が伝わり筋紡錘の一次終末から、α運動ニューロンを活性化させ、緊張性振動反射同様の筋収縮がプレート上での振動と同調して起こる。

加速度トレーニングを長期間行うことにより、通常トレーニングを行わない若年男女、閉経後の女性の筋力、跳躍力の成績に従来型のレジスタンストレーニング同等の増加が確認されている[1-3]。加速度トレーニングは他のトレーニング同様、高齢男性の等尺性および瞬発性膝伸展力と大腿部筋肉量を有意に増加させたという報告があるが、これは加速度トレーニングによって老化による筋骨格量減少を抑制もしくは、回復させる有効性を支持するものである。

このように加速度トレーニングが筋肉量や筋力を増強する報告はあるが、加速度トレーニングにおける生体への振動刺激は、皮膚血流や筋肉や内臓など組織血管内の血流、自律神経への影響も及ぼすことが知られている。

加速度トレーニングを行う振動システムとしてPower PlateR が国内では広く普及しているが、プレートの振動する周波数や振幅を変化させ、トレーニング以外にもマッサージ、ストレッチ、リラクセーションとしても使用が可能で生体への振動による影響が考慮される。筋骨、腱、靭帯への影響のみならず、加速度トレーニングが血管・自律神経に良好な影響を与える可能性が期待できる。


背景

組織血流は、生体組織の外傷からの治癒において極めて重要な要因であり治癒期間は、組織における血流の状態で変化する。良質で十分量の血流供給は創傷治癒に大きく寄与し、血流が豊富な、顔面、頭部、粘膜面は下腿や体幹部のような血管が乏しい身体部位と比較すると治癒が速いことが確認されている[4,5]。糖尿病患者、凍傷患者、高齢者における治癒の遷延は末梢血流の循環障害に起因すると考えられ、自律神経機能はストレス、老化、糖尿病、循環器障害等の疾患による影響を受ける。

末梢循環は、1)筋肉内血流と2)皮膚血流に大きく分けられ、1)神経系制御と2)血管局所制御(代謝状態)によりコントロールされている[6]。主として、皮膚血流は神経調節[6]、骨格筋内の血管運動は組織の代謝状態に関与している [7]。トレーニング中、毛細血管が拡張し筋肉内血流を増大させる[6]。筋肉血流はトレーニング強度によって変化する[8]。自律神経の中でも交感神経系により調節される筋肉内の血管収縮は骨格筋への血流を制限して動脈圧の維持を行う[8]。したがって、トレーニングに反応する骨格筋の血流は自律神経系(特に交感神経)と体性系とによる2つの系からの調節を同時に受ける[8,9]と考えられる。

 加速度トレーニングは筋力および筋パフォーマンスの向上に影響を与える以外に末梢循環に変化を及ぼすことが報告されている[10]。加速度トレーニングによって身体に負荷されたリズミカルな振動刺激は末梢循環に変化をもたらす一方、血圧や心拍数は変化させない[10]。加速度トレーニングの有効性が報告される一方で、血管性運動神経障害のリスクが検討されている。いわゆる「振動誘発性レイノー現象」や「白蝋病」に見られる指の血流低下といったチェーンソーなどの振動工具を使用する者やオートレーサーなど職業上の高周波振動の悪影響同様、加速度トレーニンングによる振動でも末梢血流低下が惹起される可能性を危惧する専門医もいる[11,12]。

しかし、加速度トレーニングでは、使用する周波数領域が30~50Hzであり、身体へ有害な影響は、高周波数80~100 Hzの振動で共振する工具で生じるため影響を受けないと考えられる[13]。実際、周波数だけでなく振動振幅や身体の振動の暴露時間も問題となる要因になる。加速度トレーニングで使用されているシステムは安全性に十分配慮されて設計されたものである。

現在、全世界に普及している加速度トレーニングシステム Power PlateRは、アスリートのみならず一般的にもエクササイズとして数多く導入されており、末梢循環障害の報告はない。 低周波振動(周波数80 Hz未満)とその末梢循環に対する効果に関する実験も報告されている[12]。

このように現在、広く普及している加速度トレーニングは、安全性も高く高齢者の運動補助にも使用できるものであり、スポーツ分野のみならず医療分野においても注目されている。


加速度トレーニングが血流に及ぼす影響(詳細は 臨床スポーツ医学参照)

加速度トレーニングが自律神経に及ぼす影響(詳細は 臨床スポーツ医学参照)


まとめ

加速度トレーニングにより脊髄固有の経路が刺激されると、主に神経筋系の神経適応が惹起され、筋力が増加すると示唆されている。筋力以外の血流、自律神経に対する影響も同様に起こるが、加速度トレーニングを行う場合、周波数、振幅、時間、姿勢など多くのパラメーターが存在し、トレーニングプログラムが複雑である。

また、個々の身体状態を正確に把握し、姿勢保持や体重移動などを安定して行う必要があるため、加速度トレーニングを指導する熟練トレーナーも必要で、負荷の程度でトレーニング効果、マッサージ効果、リラクセーション効果、ストレッチ効果にも大きな差が出る。

このため、安定した効果と評価を得るために適切なパラメーターの組みわせと的確な運動プログラムが必要である。現時点では残念ながら血流や自律神経機能を考えたトレーニングプログラムは熟練したトレーナー同様、存在しない。

国内では加速度トレーニングに関する取り組みや臨床研究はまだ始まったばかりで検討する課題が多い。

加速度トレーニングの下肢への皮膚血流増加は実験的にも理論的にも説明されているが、周波数や姿勢、付随するエクササイズによる影響が大きい。

しかし、血流・自律神経への好影響は加速度トレーニングが競技パフォーマンス向上を目的とした筋力増強や健康増進目的にとどまらず各疾患の治療目的でも有用であることを示唆する。



【参考文献】

1.Delecluse C, Roelants M, Verschueren S. Strength increase after wholebody vibration compared with resistance training. Med Sci Sports Exerc.;35:1033?1041.2003

2.Roelants M, Delecluse C, Verschueren SM. Whole-body-vibration training increases knee-extension strength and speed of movement in older women. J Am Geriatr Soc.;52:901?908. 2004

3. Torvinen S, Kannus P, Sievanen H, et al. Effect of four-month vertical whole body vibration on performance and balance. Med Sci Sports Exerc.;34:1523?1528. 2002      

4.  Petrofsky JS, Lee S: The effects of type 2 Diabetes and aging on Vascular Endothelial and Autonomic Function. Med Sci Monit,; 11(6): CR247?54,2005

5.  Watkins PJ: The diabetic foot. BMJ,; 326(7396): 977?79,2003

6.  Berne RM, Levy MN: Principles of Physiology, Third Edition. Mosby, Inc., St. Louis, MO.; 256?64, 1999

7.  Rhoades R, Pfl anzer R: Human Physiology, 3rd ed. Saunders College Publishing, Orlando, FL.; 588,1996

8.   Thomas GD, Segal SS: Neural control of muscle fl ow during exercise. J Appl Physio,; 97: 731?38,2004

9.   Tschakovsky ME, Sujirattananawimol K, Ruble SB et al: Is sympathetic neural vasoconstriction blunted in the vascular bed of exercising human muscle? J Physiol,; 541(Pt 2): 623?35,2002

10.Kerschan-Schindl K, Grampp S, Henk C et al: Whole body vibration exercise leads to alterations in muscle blood volume. Clincal Physiology,; 21(3): 377?82,2001

11.Noel B: Pathophysiology and classifi cation of the vibration white fi nger. Int Arch Occup Environ Health,; 73: 150?55,2000

12.  Stoyneva Z, Lyapina M, Tzvetkov D, Vodenicharov E: Current pathophysiological views on vibration-induced Raynaud’s phenomenon. Cardiovasc Res,; 57: 615?24,2003

13.Lundstrom R, Burstom L: Vibrations in hand held tools. The Swedish National Board of Occupational Safety and Health. Invest Rep,; 84: 1?111,1984

14.  Warburton DE, Nicol CW, Bredin SS: Prescribing exercise as preventive therapy. CMAJ,; 174(7): 961?74,2006

15. Duncan GE, Anton SD, Sydeman SJ et al: Prescribing exercise at varied levels of intensity and frequency: A randomized trial. Arch Interm Med,; 165(20): 2362?69,2005

16 Goto C, Higashi Y, Kimura M et al: Effect of different intensities of exercise on endothelium-dependent vasodilation in humans: Role of endothelium- dependent nitric oxide and oxidative stress. Circulation,; 108: 530?35,2003

17.  Kemmler W, Lauber D, Weineck J et al: Benefi ts of 2 years of intense exercise on bone density, physical fi tness, and blood lipids in early postmenopausal osteopenic women. Arch Intern Med,; 164(10): 1084?91,2004

18.  Philben R: Weight training and diabetes. Diabetes Health,; 36?39,2005

19 Bell HJ, Ramsaroop DM, Duffi n J: The respiratory effects of two modes of passive exercise. Eur J Appl Physiol,; 88: 544?52,2003

20.  Figoni SF, Rodgers MM, Glaser RM et al: Physiologic responses of paraplegics and quadriplegics to passive and active leg cycle ergometry. J Am Paraplegia Soc,; 13: 33?39,1990

21.  Nash MS, Bilsker MS, Kearney HM et al: Effects of electrically-stimulated exercise and passive motion on echocardiographically-derived wall motion and cardiodynamic function in tetraplegic persons. Paraplegia,; 33: 80?89,1995

22. Hinds T, McEwan I, Perkes J et al: Effects of massage on limb and skin blood fl ow after quadriceps exercise. Med Sci Sport Exerc,; 36(8): 1308?13,2004

23. Sackner MA, Adams JA: Nitric oxide is released into circulation with whole-body, periodic acceleration. Chest Journal,; 127(1): 30?39,2004

24. Mizuno y, Hnayano j et al:Simulated Analysis of Method to Calculate HF Power in the Power Spectral Density Function of Heart Rate Variability . Japanese journal of medical electronics and biological engineering : JJME 35(3), 288-296, 1997

25. Perini R, Veicsteinas A, “Heart rate variability and autonomic activity at rest and during exercise in various physiological conditions,” Eur J of Appl Physio, 90(3-4), . 317-325,2003

26. Nobuhiro Suetake1.2, Yukiko Morita2, Hiroyuki Kobayashi1et al Evaluation of autonomic nervous system by heart rate variability and differential count of leukocytes in athletes ,HELTH;10(2),1191-1198,2010

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