スクワットに見られる三つの浮力メカニクス
スクワットの概念は、「足で床を踏みバーベルを押し上げる」ですよね！
ただ、あるレベルを超えたスクワッターの場合は、絶好調の時には「バーベルが浮いていく」感覚を得ることができます(超越的超絶好調期:The peak period of extraordinary transcendence)。
今回は、この超越的絶好調期に得られる浮力について考えていきます。
1.筋肉の浮力と筋筋膜経線の浮力
1-1. 筋肉収縮メカニクス (Muscle Contraction Mechanics)
このメカニクスは、筋肉がどのように収縮し、力を発生させるかに焦点を当てます。具体的には、筋繊維内でのアクチンとミオシンの相互作用や、神経からの刺激による筋肉の反応などが含まれます。
1-2. 筋筋膜連結メカニクス (Myofascial Connection Mechanics)
このメカニクスは、筋筋膜経線が体の動きや力の伝達に与える影響について説明します。筋膜がどのように周囲の筋肉と連携し、力を効率的に伝えるかに関するメカニズムを指します。
2. 筋肉収縮メカニクス (Muscle Contraction Mechanics)の概念
2-1.生理学的基盤
筋肉の収縮は、アクチンとミオシンという2種類のフィラメントによって調整されます。これらのフィラメントは筋細胞内部のサルコメアと呼ばれる構造の中に存在し、筋肉の収縮の基本的なメカニズムである滑走説（Sliding Filament Theory）に基づいています。
【アクチン】アクチンフィラメントは細いフィラメントで、筋肉収縮時にミオシンフィラメントに沿って滑るように動きます。アクチンには、ミオシンとの結合を助けるためのトロポニンとトロポミオシンというタンパク質が付随しており、これらがカルシウムイオンの影響を受けて構造が変化します。
【ミオシン】ミオシンフィラメントは太いフィラメントで、首部にATP（アデノシン三リン酸）を利用してエネルギーを生成し、アクチンフィラメントに結合することで「クロスブリッジ」を形成します。この接触が滑走運動を引き起こし、筋肉が短縮します。
2-1.収縮のメカニズム
筋肉が刺激を受けて神経からの信号が伝わると、カルシウムイオンが筋細胞内に放出されます。このカルシウムイオンは、トロポニンを活性化し、トロポミオシンの構造を変え、アクチンとミオシンの結合を可能にします。ミオシンの頭部がアクチンに結合すると、ミオシンがアクチンを引っ張り込み、筋肉が収縮します。
【コンセントリック収縮】
スクワットの上昇局面（コンセントリック収縮）では、大腿四頭筋やハムストリングスが主に収縮し、これにより力が発生します。この過程ではアクチンとミオシンの相互作用が重要であり、特にクロスブリッジサイクルが繰り返されることで持続的に力を生むことが可能となります。
3. 筋筋膜連結メカニクス (Myofascial Connection Mechanics)の概念
筋筋膜経線は、ストレッチ・ショートニングサイクル(SSC)の効果を高めるために重要な役割を果たします。筋膜は筋肉同士をつなげ、連携を図るため、全体の力発生がスムーズに行えます。これらの筋と腱の機能的特性を強調して骨格筋は筋腱複合体(muscle-tendon unit:MUT)と呼ばれます。
降下局面での筋肉の伸張時に、MUTが引っ張られエネルギーが貯蔵され、これが上昇局面での力発生に寄与します。このエネルギー蓄積は、単に筋肉の収縮だけでなく、MUTを通じた全体的な動きの調和によるものです。
👉MUTとアナトミートレイン
筋腱複合体（MUT）とアナトミートレインは運動全体に密接に関連しています。
1. MUTの役割: MUTは筋肉と腱の結合体で、筋肉の収縮力を骨に伝えます。
2. アナトミートレインの概念: アナトミートレインは筋肉群が連携して働く様子を示し、効率的な動きと力の伝達を可能にします。
3. 相互作用: MUTはアナトミートレインの要素であり、特定のMUTが同時に機能することで全身の運動が調和します。
4. 運動パフォーマンス向上: これらを理解することで効果的なパフォーマンスが可能になります。
3-1. 縦方向エネルギー収支メカニクス
SSCの観点から、重力の影響を受ける縦方向の動きは、MUTの持つ弾性エネルギーの蓄積と短縮の効率に大きく寄与します。例えば、スクワットの下降時に重力によって筋肉が伸ばされ、その結果として得られた弾性エネルギーが上昇時に活かされています。このエネルギー収支は、位置エネルギーが弾性エネルギーへと変換されるエネルギー保存の法則に従うものです。また、MUTは弾性帯ですので［フックの法則※］が成り立ちます。
【フックの法則】
フックの法則は、物体が弾性範囲内で変形する際、その変形の程度（変位）は加えられた力に比例するという法則です。具体的には、以下のように表されます。
F = k × x
ここで、Fは弾性力（N）、kはバネ定数（N/m）、xは変位（m）です。この法則は、弾性体やバネの動作を理解する上で非常に重要です。
3-2. ねじれエネルギー収支メカニクス
SSCは、ねじれ動作においても重要です。スクワットの際、関節間で回旋運動が生じます。この時、MUTはねじれる状況で伸張します。このねじれは弾性エネルギー蓄積を生み出します。これは、外旋で得られたねじれエネルギーが内旋で力を発生させる作用・反作用の法則です。こちらの現象においてもフックの法則が成り立ちます。
4.最後に
筋肉収縮メカニクスにおいてアクチンとミオシンの相互作用を理解することで、筋力トレーニングの根本的な基盤が見えてきます。一方で筋筋膜連結メカニクスは、これらの生理学的要素を組み込みつつ、MUTの役割やSSCの影響を通じてより全体的な力の発生を考察することができます。この二つの観点を組み合わせることで、スクワットのパフォーマンス向上を目的とした戦略をより深く探求することができるでしょう。