筋腱レジスタンストレーニングによる適応の性差

筋腱のトレーニング適応に性差はある！？

筋腱複合体（MTC）は、生涯を通じて男性と女性の身体能力に異なる影響を与える複数の生理学的特徴を示しますが、若い運動している女性は男性よりもオーバーユースによる損傷（腱障害など）を起こしやすい可能性があります 。特に、安静時の絶対的なMTC特性と運動に対する急性反応の両方における本質的な性差を超えて、レジスタンストレーニング（RT）に対する直列弾性コンポーネントの性特異的慢性適応の根拠が増えています。実際、若い男性と女性の間で遊離腱と腱腱膜の粘弾性特性の違いが実証されており 、女性の方が剛性、弾性率、ヒステリシスが低く、ひずみが大きいことが示されています。以前の研究  のデータを組み合わせると、男性と女性の間の安静時と運動後の腱コラーゲン合成割合 (FSR) の違いが強調され、FSR は 60 分間脚を蹴り、持久力を高めた後 72 時間でも有意に上昇したままであることがわかりました。男性のタイプの運動。さらなる研究では、性別が腱構造および細胞外マトリックス (ECM) 調節成分の抵抗運動後の発現にさらに影響を与えることも示されています 。
慢性反応の観点から見たトレーニングに対する反応性の性差は長期にわたって習慣的にトレーニングを受けた若い女性ランナーは、同様にトレーニングした男性ランナーと比較して、腱の硬さが著しく低いことが示された。しかし興味深いことに、これらの慢性的にトレーニングを受けた女性ランナーは、腱の形態や機械的特性の点で非ランナーの女性と大きな違いがなかった。このことは、女性の慢性的なトレーニングによる腱の本質的な質の変化に関して疑問を生じさせる。また、高齢者における長期間の身体トレーニング後のMTC特性の適応性において性差が証明されていることも注目に値し、それによって男性の優れた反応性と適応性の永続的な性質が強調されている。女性は同年齢の男性と比較して、腱の機械的刺激に対する相対的な適応プロファイルが異なることが強く示唆されているが、例えば腱の高負荷動的抵抗トレーニング後のこの観察に関連する適応性と内分泌の関連性はまだ解明されていない。
in vitro研究では、成長因子であるトランスフォーミング成長因子ベータ 1 (TGFβ-1) とインスリン様成長因子 1 (IGF-I) が腱の内分泌適応にとって特に重要であることが示唆されています。腱におけるそれらの主な役割には、線維芽細胞の増殖と移動が含まれ、その後、リモデリング段階でこれらの細胞内のコラーゲンやその他の細胞外マトリックス構造の産生が増加します。ヒトでは、IGF-Iの直接投与により、若年男性と高齢男性のコラーゲン部分合成速度が向上した。並行して、IGF-IとTGFβ-1を一緒に投与すると、ウサギの腱の機械的特性が大幅に改善されました。Astilらによる最近の研究 は、RT の急性発作の後、男性と女性の両方が RT 後 3 時間で有意に上昇した IGF-I レベルを示すことを示しています。しかしながら、4時間後にはメスのみが腱周囲のIGF-Iレベルを有意に上昇させたが、オスはそうではなかった。さらに、男性は女性よりもRT後のマトリックスメタロペプチダーゼ9（MMP-9）レベルの大きな変化を示し、女性は男性よりも運動誘発性の組織メタロプロテイナーゼ阻害剤-I（TIMP-1）の上昇がより長期間続いた。
データは、男性、閉経前後の女性、妊娠中の女性の循環 TGFβ-1 レベルを比較した場合、標準的な差異を示しません。さらに、著者の知る限り、若く健康な集団において全身の TGFβ-1 レベルに顕著な変動があることを示す根拠はありません 。現時点では、これまでに報告されている 機械的負荷に対するin vivo の急性TGFβ-1 反応と、ヒトの MTC トレーニング適応の大きさまたは性質との間の関連性に関する文献は限られています。話題の研究は、Heinemeier らの研究です。 若者が時速 12 キロでトレッドミルを 1 時間上り坂 (3%) で走った後、全身の TGFβ-1 レベル (30%) が上昇することを発見し、これは観察された腱周囲 TGFβ の変化と関連している可能性があると著者らは提案しました。 -1 レベル、したがって I 型コラーゲン合成の制御である。しかし、このハイネマイヤーらの研究では、運動プロトコルには持久走が含まれており、したがって、目的とする成果がMTC適応を誘発するという点で、（高負荷運動と比較して）最適とはいえないトレーニング方法であることは間違いない。
物理的刺激に対するMTCの反応/適応力における男女間の観察された差異を考慮すると、これまでのところ、一定期間の激しい動的抵抗トレーニング後のMTCの性特異的適応を特徴づけた研究は存在しない。さらに、MTCの特性やトレーニングへの適応に影響を与えるとされる主要な成長因子候補と何らかの差異が関連するかどうかは依然として不明である。

トレーニング負荷後の性特異的な変化

性特異的な観察では、男性ではベースラインの TGFβ-1 が低力 (10 ～ 60% MVC) での腱の硬さと関連していることが示されました。トレーニング後の TGFβ-1 レベルは、すべての力レベル >30%MVC でトレーニング後の腱の硬さと有意に相関しました。興味深いことに、トレーニング後の TGFβ-1 レベルは、より中程度の力レベル (10 ～ 70%MVC) ではあるものの、ベースラインの腱の硬さとも相関していました。ベースラインの IGF-I は腱の硬さと関連していませんでしたが、8 週目では、IGF-I レベルは中間力レベル (つまり 20 ～ 60%MVC の範囲) で 8 週目の硬さと相関し、平均の硬さと相関しました。
男性の所見とは対照的に、女性のベースライン TGFβ-1 は、ベースラインまたはトレーニング後のいずれにおいても硬さと相関しませんでした。トレーニング後の TGFβ-1 レベルは、MVC 80 ～ 90% でのみトレーニング後の腱の硬さと相関していました。女性で観察された唯一の明白な/統計的に有意な関係は、トレーニング後の IGF-I レベルとの関係で、40 ～ 70%MVC でのベースラインの腱の硬さ、およびトレーニング後のすべての力レベル (10 ～ 100% MVC) での腱の硬さと相関していました。

1) 若い集団における腱の過負荷によって誘発される機械的特性の適応性における性特異性を初めて実証した。
2) TGFβ-1 および IGF-I レベルは適応の大きさの全体を反映していない可能性がありますが、それでも慢性 MTC 特性において重要な役割を果たしている。
3) 高負荷の動的抵抗トレーニングは、腱力ー伸長曲線のより高い部分で女性の MTC 特性を強化するには最適ではない可能性がある

形態と機械的特性

今回の研究では、膝蓋腱の体積が男女ともに男性でそれぞれ8±4％、女性で6±2％有意に増加したが、男女間の小さな差は統計的に有意ではないことが判明した。また、トレーニングによる膝蓋腱の平均硬さの変化にも、男性と女性の間で差はありませんでした。これは、Onambele-Pearson と Pearson  および Seynnes らの発見とは対照的です。彼らは、高齢者（70歳以上）において、レジスタンスタイプやアルペンスキー活動後の高齢男性の膝蓋腱の硬さの変化が、高齢の女性に見られるものよりも有意に大きかったことを発見した。現在の調査とオナンベレ・ピアソンとピアソンの研究  を比較すると興味深いのは、筋力トレーニング後の腱の硬さの変化の「性質」は、筋力トレーニング後の男性と女性では本質的に異なると報告していることです。年。Onambele-Pearson と Pearson は、研究の中で、MVC が約 40% である「カットオフ ポイント」について説明しています。この境界点より下では、女性は剛性の最大の変化を示し、それを超えると、男性は剛性のより大きな変化を示しました。同様の方法で、若い集団において、10〜20％MVCの力レベルと90〜100％MVCの力レベルで、女性は男性よりもRT誘発性の剛性変化がそれぞれ有意に高いか低いことを初めて説明します。 、カットオフは ~55%MVC です 。その理由はすぐには明らかではありませんが、考えられる説明の 1 つは、腱が最も頻繁に遭遇する荷重要件に適応しているためであり、男性の腱に比べて女性の絶対荷重は低いということです。現在の研究のトルク データから明らかなように、レジスタンス トレーニングに関連する平均トルクは男性の方がはるかに大きかったでしょう (トレーニング後の MVC は、男性と女性でそれぞれ 254±10 Nm 対 177±10 Nm であり、有意な差がありました)両方のグループが同じ相対負荷（しかし異なる絶対負荷）でトレーニングしているにもかかわらずです。

インスリン様成長因子であるIGF-I レベルは、男女とも激しいレジスタンス トレーニングの結果として大幅に増加しました。同様の観察もなされており、腱周囲のIGF-Iレベルは男性と女性の両方でRT後3時間で有意に上昇しているが、女性のみでRT後4時間でも上昇したままである。ウサギの膝蓋腱欠損モデルでは、IGF-I と TGFβ-1 を一緒に直接投与すると、破壊時の力、極限応力、剛性などの腱の機械的特性が大幅に改善されました 。Doessing とその共同研究者 および Nielson らの研究の結果 は、IGF-I、および成長ホルモン/IGF-I 軸の調節機能が、マトリックスコラーゲンの部分合成速度、I 型コラーゲンの発現、および腱機能にとって重要な因子であることを実証しています。IGF-I の循環レベルでは、筋肉および/または腱に対する影響を区別することはできません。現在の研究では、男性と女性は、IGF-I、筋肉のサイズ、トルク、腱の体積、および腱の機械的特性において非常に類似した相対的な変化を示しました。したがって、IGF-Iは、Dessingらの研究により、適応プロセスにおいて役割を果たしている可能性がある。これは、IGF-Iが筋肉の適応とは対照的に、腱においてより顕著な役割を果たす可能性があることを示唆しています。

実用化

若くて運動をしている女性は、男性よりも腱損傷のリスクが高い可能性があることが示唆されています 。今回の研究の実際的な意味は、MVC スペクトルの最大値に向かって手術している女性は、RT 後に腱の硬さの増強が比較的軽減される可能性があるということです。性別特有の電気機械的遅延は以前に注目されており 、女性は男性と比較して遅延の増加を示しています。並行して、我々は、最大求心性収縮中  、膝蓋腱の絶対的な硬さには性差があり、それが外側広筋束の伸長を調節し、力の生成に影響を与えることを以前に実証しました。これらの上記の事実は、レジスタンストレーニングの応用における性差を考慮する証拠と必要性をさらに複雑にします。したがって、スプリント/パワー活動に携わる女性アスリートは、剛性の最適以下の変化により、力の量および/または力の発現速度の点で、高力の努力中に骨への収縮力の伝達が損なわれる可能性があることに気づくかもしれません。あるいは実際に、束の短縮の調節により力の発生が減少しました。したがって、将来の研究では、若い女性集団においてより高い MVC 力で剛性を高める方法の解明に焦点を当てることが望まれる可能性があります。

まとめ

より高い安静時 TGFβ-1 レベルは、優れた腱の機械的特性と関連しています。RT は、性別ごとに膝蓋腱の力と伸長の関係の両端に影響を与える可能性があります。したがって、性別ごとにレジスタンストレーニングへの適応を最大化するには、異なる負荷パターンが必要になる可能性があります。