身体について

運動単位~本当の意味での運動神経~

筋肉は身体の中枢部の命令を受けて収縮します。

その命令系統の末端が運動単位です。

運動単位とは、1つの運動神経と、それによって支配されるすべての筋線維のことをいいます。

よく身体を軽やかに動かせることを「運動神経が良い」と表現することがありますが、別に運動神経が特別優れているというわけではありません。

 

1個の運動神経の興奮(命令を受け取ることだと思ってください)によって、その運動単位に含まれるすべての筋線維が収縮します。

なので、筋肉を収縮させるためには、筋線維に脳や脊髄といった体の中枢部からの命令を伝えなければなりません。

そのため、運動神経は中枢からの命令は電気化学的信号という形で、インパルスという神経線維を伝わる活動電位を伝えます。

運動神経の末端は通常、多数に枝分かれしており、1つの運動神経が複数の筋線維を支配しています。

1つの運動神経が支配する筋線維の数が少なければ少ないほど精密な動きができます。

たとえば、眼球の精密な動きをコントロールしなければならない目の筋では、1つの運動神経が筋線維1本のみを支配していたりする一方、太腿前部の筋肉であり、精密な動きを必要としない大腿四頭筋では、数百本の筋線維が1本の運動神経に支配されています。

塾の指導でも、集団指導よりも個別指導の方が伝える難易度は低下するし、理解度も高くなりやすいです。

それと同じですね。

筋線維は、運動神経より伝えられる活動電位(電流)によって直接筋線維を興奮させるのではなく、化学物質の力を借りて筋線維を興奮させます。

神経細胞の末端に活動電位が伝わると、神経伝達物質であるアセチルコリンが放出されて、神経と筋がつながっている部分である神経筋接合部に拡散し、筋鞘と呼ばれる筋線維を覆う膜のようなものに興奮が起きます。

この「アセチルコリン」は、もしかしたら聞いたことがあるかもしれません。

というのは、記憶力や集中力をアップさせたりする「コリン」がサプリとして売っていたりするからです。

コリンとはアセチルコリンを生成するために必要なものです。

記憶力や集中力に対する効果は詳しく調べてないのでなんともいえませんが、サプリにされるのは、このようにアセチルコリンが神経伝達物質であることに由来します。

コリンを多く摂った結果、学習能力が25%もアップしたという実験結果がある、アルツハイマー病や認知症の予防などにも効果があることなどから注目されているようです。

ちなみにコリンは卵黄に多く含まれているそうですよ。

話を戻して、

放出されたアセチルコリンが充分な量であれば、筋鞘に活動電位が生じ、筋線維が収縮します。

このとき、運動単位のすべての筋線維が同時に収縮して力を発揮し、一部の筋線維だけが収縮するようなことはありません。

また、活動電位が大きいからといって、収縮力が強くなることもありません。

このように、筋収縮が、筋線維の活動電位が閾値(境目となる値)に達する、または超えたときのみにおこり、ある運動単位が支配するすべての筋線維が同時に収縮して力を発揮する法則を全か無の法則いいます。

つまり、筋線維の収縮は、「100%収縮するか、しないか」しかなく、8割の力で収縮や、運動単位の半分のみ収縮といった中途半端な収縮はしないのです。

ピストルの引き金を引けば弾が発射されるというようなイメージをもってもらうとわかりやすいと思います。

では、どのように筋収縮力の調節が行われるかというと、それは、発火頻度(単位時間あたりの活動電位の数)の調節と運動単位の動員数の調節によって行われます。

発火頻度の調節については、運動単位が一度だけ発火(神経細胞の膜電位の急激な変化)して起こる単収縮では発揮される力が弱く、発火頻度が高くなって、単収縮が加重されると発揮される力が大きくなります。

つまり、筋肉が収縮して実際に大きな力を発揮するに至るまでに、1度だけでなく何回も収縮の命令が出されているということです。

発火頻度の調節は、一般に手などの小さな筋で重要です。

小さな筋では、発揮される力が小さくても、その筋のほとんどの運動単位は発火していますが、頻度が低いのです(運動単位の数による調節が難しい)。

そこで、個々の運動単位の「発火頻度」の上昇により、筋全体の発揮する力を大きくします。

一方、運動単位動員数の調節は、発火する「運動単位の数」を変えることによって行われます。

大腿部などの大きな筋が活動するときは、発火頻度の間隔が短すぎて単収縮が融合する「強縮」に近い頻度で運動単位が活動しているため、さらに大きな力を発揮するためには、動員する運動単位を増やす必要があります。

大きな筋肉で運動単位の数で発揮する力を調節するのは、運動単位ごとにタイプが異なるからです。

動員される運動単位のタイプはその運動の特徴により決まります。

1つの運動単位はすべて同じタイプの筋線維で構成されているので、運動単位のタイプはすなわち筋線維のタイプにあてはめることができます。

筋線維のタイプは単収縮に要する時間によって、遅筋線維速筋線維の2つに大きく分類されます。

速筋の運動単位は力発揮に要する時間は短いが、弛緩も急速に起こるため、単収縮の時間が短いのです。

これに対して、遅筋の運動単位は力の立ち上がり、弛緩ともに遅く、単収縮の時間が長いのです。

そして、遅筋線維と速筋線維の分類には、組織化学的染色がしばしば用いられます。

これにより、タイプⅠ(遅筋線維)、タイプⅡa(速筋線維)、タイプⅡb(Ⅱxとされることもある、速筋線維)に分類されます。

タイプⅠ、タイプⅡの筋線維の違いは、筋収縮のエネルギーの供給、疲労耐性にも現れます。タイプⅠ線維は効率がよく、疲労しにくく、有酸素的なエネルギー供給が高いが、無酸素的なパワーが低いため、筋収縮スピードは遅いです。

一方、タイプⅡ線維(タイプⅡb)は、反対の性質があります。つまり、効率が悪く、疲労しやすく、有酸素的なエネルギー供給が低く、速い筋収縮が可能で、無酸素的パワーが高いです。

上記の中間にあたるのが、タイプⅡa線維です。この線維はタイプⅡb線維に比べて有酸素性代謝に優れ、筋周囲を取り囲む毛細血管が多いため、疲労しにくいです。

そして、筋収縮力発揮のための運動単位の動員は、原則として、まずはサイズが小さく、動員閾値の低い遅筋線維の運動単位から優先的に動員され、筋力発揮レベルの増大とともにサイズの大きな速筋線維の運動単位が付加的に動員されていきます。

この原則をサイズの原理といいます。

あなたは「バイオハザード」というゲームを知っていますか?

多分ファンの人にとっては怒られてもおかしくないくらい簡単にいうと、ゾンビを銃などの武器で倒していくゲームです。

怖がりな僕は、昔ビクビクしながらも遊んでいた記憶があります。

その時のゲームに関連する攻略本だったかで読んだ記憶があるのですが、戦闘に関しては「主武装を温存しておくというのが原則」だそうです。

ハンドガン(通常武器みたいな扱いの銃)とアサルトライフル(めっちゃ連射できる威力の高い銃)を持っていたら、普段のゾンビとの戦闘ではできるだけハンドガンを使うってことです。

これは、サイズの原理で遅筋繊維から優先的に動員されることに似ています。

しかし、もちろん例外もあります。

ボス戦のような強敵を相手にする場合、ハンドガンでちまちまやっていてはこちらがやられてしまいます。

なので、アサルトライフルをぶっ放していくわけです。

それと同じで、サイズの原理にも例外があります。

伸張性筋収縮やクイックリフトなどのように大きな力を必要とする場合には、この原則に反して速筋線維から優先的に動員されます。

つくづく身体は合理的にできていますね。

原則か例外か、そういう判断も自動でやってくれるんだからすごいものです。

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僕は、どうすればもっと「楽」になるか、ずっと考えていますが、その中で「良い姿勢」でいるということは決して欠かせないものだと考えています。

なぜなら、姿勢とは365日24時間ずっと関わってくるものだからです。

つまり、もし姿勢が悪くて、一部に負担が多くかかることになれば、24時間365日負担がかかり続けることになるからです。

そうなれば、今すぐ何か起こらなかったとしても、時間が経ってから、時限爆弾が爆発するように、身体に重大な不具合を引き起こす可能性があるからです。

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その人は言われた当初はセールスのための脅しだと思っていたようですが、4年ほど経ったころ、本当に左膝を痛めることになってしまいました。

そこでようやく、姿勢の重要性に気づくことになるのです。

この人のように、多くの人は実際に「痛み」を受けなければ事の重大性に気づきません。

もし、早くから気づいて対処していれば、膝を痛めることもなかったかもしれません。

その対処というのが、「良い姿勢でいること」なのです。

良い姿勢を常に保つのはなんだかしんどそうで「楽」じゃないと思われるかもしれません。

でも、「楽」とは自ら作り出すものであり、何もせずにすませるというのは「楽」ではなく「堕楽(落)」です。

そして、良い姿勢は誰でも目指せるものです。

しかし、それは「良い姿勢」とは何かを理解していなければ目指せません。

姿勢改善のためにまず必要なのは「意識すること」でも「背筋を伸ばすこと」でも 「筋肉をつけること」でもありません。

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最後まで読んでいただきありがとうございました。

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