ランニングエコノミーとオッパイの挙動
ランニングは、参加への障壁が最小限に抑えられた一般的な身体活動であり、心臓血管、筋骨格、精神的健康に利益をもたらすことが示されています。ランニングには多くの利点がありますが、胸の痛みは多くの女性にとってランニングを含む運動の大きな障壁となっており、最大 72% の女性が運動誘発性の胸の痛みを経験しています 。機械的には、運動誘発性乳房痛は、乳房組織の受動的な性質の関数としての組織の高い歪みと歪み率の結果です 。これらのひずみの大きさとひずみ速度は、乳房の高い変位と速度によって証明されます。ランニング中、D カップの胸は最大 20 cm の垂直方向の胸の変位と 80 ～ 100 cm/s の垂直速度を経験する可能性があります。女性の受動的乳房におけるこれらの組織の歪みと歪み率を軽減するために、スポーツブラの形で外部乳房サポートが一般的に使用されます。スポーツブラの使用によって乳房をサポートすると、すべての面で乳房のズレが軽減されることが証拠で証明されています。しかし、乳房のサポートを増やすと、乳房の運動学に影響を与えるだけでなく、ランニングの運動学や生体エネルギー学も変化することが示されています 。
最近の研究では、胸部のサポートが強化されるとランニングパフォーマンスが向上することが証明されました 。女性レクリエーションランナーのサンプルにおいて、フォンとパウエル は、低サポートスポーツブラと比較して高サポートスポーツブラが、酸素消費量の約 7% 削減とランニングエコノミーの改善に関連していると同時に、時空間特性 (リズム、歩幅、接地時間) を改善することを実証しました。 トレッドミル実行タスク中は変化しませんでした。さらに、酸素消費量とランニングエコノミーの変化は胸のサイズと強い相関がありました（それぞれr = 0.77 およびr = 0.81）。Fong と Powell はランニングの生体エネルギー学の変化を報告しましたが、ランニングのバイオメカニクスについては報告されていませんでした 。体幹横断面と骨盤の運動学の変化や下肢の剛性の増加など、観察されたランニングパフォーマンスの改善の根底には、いくつかの生体力学的要因があることが示唆されています 。乳房サポートのレベルを高めると、胴体と骨盤のピーク回転角が大きくなり、胴体と骨盤の可動範囲も大きくなるという証拠が証明されており、フォンとパウエルの主張を裏付けています。下肢関節の硬さに対する乳房サポートの影響はこれまで調査されていない。
膝関節の硬さは、ランニングエコノミーの改善に関連する生体力学的な尺度です 。剛性は、加えられた荷重に対するシステムの応答を表す複合的な尺度です 。ランニングでは、関節の剛性は、立脚相の荷重減衰部分での関節モーメントを関節変位で割った比率によって特徴付けられます。膝関節の剛性が大きいと、酸素消費量が減り、トレッドミル走行時のランニングエコノミー (派生) が向上することが示されています 。ランニングエコノミーにおける剛性に関連した変化の根底にあるメカニズムには、筋腱ユニットの弾性コンポーネントからのエネルギーのより大きな貯蔵と回収が関与していることが示唆されています 。
より大きな胸部サポートによるランニングパフォーマンスの向上の基礎となる生体力学は、よく理解されていません。トレッドミル走行中の膝関節の剛性に対する乳房サポートの影響を評価することです。膝関節の硬さの変化の根底にあるメカニズムを特定するために、側頭空間特性、膝関節の動態、膝関節の可動域など、膝関節の硬さに影響を与える生体力学的要因も調査されます。乳房サポートのレベルを高めると、膝関節の硬さが大きくなると考えられます。また、乳房サポートの増加は側頭空間特性や膝関節モーメントの変化には関係しないが、膝関節の可動域は減少すると考えられいます。負の膝関節作用の変化は観察されないが、膝関節の負の力のピークは増加するであろうとも考えられています。
乳房の垂直変位
相対的な垂直方向の乳房変位は、有意なサポート効果を示しました (F = 141.56、p < 0.001)。Tukey の事後分析により、CON では胸の垂直方向の動きが LOW ( p < 0.001) および HIGH 条件 ( p < 0.001) と比較して大きく、一方、LOW サポート状態では HIGH サポート状態 ( p < 0.001) よりも胸の垂直方向の動きが大きいことが明らかになりました。0.001）
時空間データ
CON、LOW、HIGH サポート条件でのランニングの時空間データによると、より大きな乳房サポートは、より大きなケイデンス ( F = 7.18、p = 0.002)、減少したストライド時間 ( F = 6.70、p = 0.003)、および減少したストライド長 ( F = 6.65、p = 0.003) を含む ランニングの側頭空間特性の変化と関連していました 。ランニングケイデンスは、低サポート条件（p = 0.009）または高サポート条件（ p = 0.002）のいずれかと比較して、CON で遅くなりましたが、低サポート条件と高サポート条件の間でランニングケイデンスの差は観察されませんでした（p = 0.422）。ストライド時間は、LOW ( p = 0.002) または HIGH サポート条件 ( p = 0.010)と比較して、CON の方が長かったが、 LOW サポート条件と HIGH サポート条件の間でストライド時間に差は観察されなかった ( p = 0.032)。ストライド長は、LOW ( p = 0.015) または HIGH ( p = 0.002) サポート条件と比較して CON の方が長かったが 、LOW サポート条件と HIGH サポート条件の間でストライド長に差は観察されなかった ( p = 0.419)。
膝関節の運動学
立脚相の制動部分におけるピーク膝伸展モーメント、ピーク負膝関節出力および負の膝関節仕事量。ピーク膝伸展モーメントにおける乳房サポートに関連した変化は観察されませんでした ( F = 1.67、p = 0.202)。
乳房サポートのレベルの増加は、膝関節の力の負の増加と関連していました ( F = 5.26、p = 0.010)。CON と LOW サポート条件の間に差は観察されませんでしたが ( p = 0.305)、CON と LOW サポート条件は HIGH サポート条件よりも小さいピーク負膝関節力と関連していました (CON-HIGH: p = 0.003; LOW-HIGH : p = 0.042)。
膝関節の負の働きは、乳房サポートのレベルを上げても影響を受けませんでした ( F = 2.41、p = 0.104)。
膝関節の可動域
乳房のサポートが強化されると、膝関節の可動域が減少します ( F = 16.4、p < 0.001)。CON 条件は、LOW ( p < 0.001) および HIGH ( p = 0.027) サポート条件よりも大きな膝関節可動域と関連していましたが、LOW サポート条件は HIGH サポート条件よりも大きな膝関節可動域と関連していました ( p < 0.001)。
乳房のサポートが大きくなると、膝関節の硬さが増加
乳房のサポートが大きくなると、膝関節の硬さの増加と関連していました。膝関節の剛性は、膝の屈曲変位に対する膝関節伸展トルクの比率によって特徴付けられ、地面反力ベクトルに関連する適用荷重に対する下肢のねじり応答を表します 。ランニングでは、膝関節の剛性の増加は、酸素消費量の減少や一定速度で走るときのランニングエコノミーの改善など、ランニングパフォーマンスの向上に関連しています 。現在の調査では、乳房サポートのレベルの増加は、膝関節の剛性値の増加と関連していました。具体的には、CON 条件と比較して、LOW および HIGH サポート条件では膝関節の剛性がそれぞれ 2% および 5% 増加しましたが、HIGH 条件では LOW 条件と比較して膝関節の剛性が 2% 増加しました。Fong と Powell は、女性のレクリエーション ランナーがサポートの低いスポーツ ブラと比較して、サポートの高い状態でトレッドミル ランニング タスクを実行した場合、ランニング エコノミーが 7% 改善されたと報告しました。フォンとパウエルによって報告された乳房サポートに関連したランニングエコノミーの増加は、観察された膝関節の硬さの変化よりも大きかったが、ランニングエコノミーの改善に対する膝関節の硬さの寄与は確立されていない。低サポートスポーツブラと高サポートスポーツブラによって提供される乳房サポートの大きさには差異が存在すると考えられます。
膝関節伸展モーメントの増加ではなく、膝関節可動域の減少が、より大きな乳房サポートに関連する膝関節の硬さの増加の根底にあります。膝関節の剛性は、ランニングの立脚段階の荷重減衰部分における膝関節伸展モーメントの変化を膝関節の可動域（膝関節の角度の変化）で割った商として計算されます。現在では、乳房サポートのレベルを上げても膝伸展モーメントに変化は観察されませんでした。しかし、膝の屈曲可動域の減少が観察され、その結果、膝関節の硬さが大きくなりました。膝関節の剛性とランニングエコノミーの改善との間の正の関係は、筋腱ユニットの平行および直列弾性成分を含む受動的弾性組織内でのエネルギーの貯蔵とそこからのエネルギーの戻りの結果であると提案されています。乳房サポートの増加に伴って観察される膝の屈曲可動域の減少により、足首と膝関節を取り囲む受動的な弾性組織内でのエネルギーの貯蔵が可能になり、立脚段階の推進部分で戻されると仮定されています。さらに、このランニング戦略は女性参加者によって選択されていますが、その理由の一部は、乳房サポートのレベルが増加することで乳房の変位をより適切に制御できるためです。乳房のサポートが大きい状態では、体幹に対する乳房の速度が小さくなり、乳房の痛みや損傷のリスクが軽減され、ランナーは代謝的に有利な運動戦略を選択できるようになります。マイナスの関節力と仕事量は、乳房のサポートに関連した関節の生体力学の変化についての洞察も提供します。現在では、乳房サポートのレベルを高めると、膝を伸ばす力が大きくなることがわかりました。関節力は、関節モーメントと関節角速度の積として計算されます。膝伸展モーメントに変化が観察されなかったことを考えると、乳房のサポートが大きくなると膝関節の角速度が増加したと推測できます。筋腱ユニットの弾性コンポーネントは本質的に粘弾性であるため 、膝の屈曲速度が速いほど、より多くのエネルギーがこれらの弾性組織内に蓄えられ、これらの弾性組織から返されることが可能になり、アクティブなトルクの生成と酸素消費量の減少をサポートします。その結果、ランニングエコノミーも同時に向上します。現在の研究では、負の関節仕事量は、時間に関して積分された負の関節力として計算されました。したがって、膝関節の負の仕事量の変化がないことと併せて乳房サポートのレベルの増加に関連する膝伸展力の増大は、ピークの膝伸展力が増加する一方、力の生成期間が短縮されることを示唆しており、より速い動きとサポートを示しています。
まとめ
胸部のサポートが強化されると、酸素コストとランニング エコノミーで測定されるランニング パフォーマンスの向上が見られます。膝関節の硬さの増加など、乳房サポートに関連したランニングパフォーマンスの改善の基礎となるメカニズムの候補がいくつか提案されています。胸部サポートが膝関節の硬さに及ぼす影響はこれまで調査されていませんでしたが、膝関節の硬さが大きくなるとランニングパフォーマンス (スピードと代謝コスト) が向上します。したがって、トレッドミル走行中の膝関節の剛性とその構成要素に対する乳房サポートの増加の影響を調査する必要がある。
乳房サポートのレベルの増加は、膝の屈曲可動域が小さくなり（ p < 0.001）、膝関節の硬さの増加と関連していました（ p = 0.002）。乳房サポートのレベルが増加すると、膝伸展力の増加（p = 0.010）が観察されましたが、膝伸展の瞬間（ p = 0.202）や作業量（p = 0.104） には差は観察されませんでした 。
乳房のサポートが大きくなると、関節の可動範囲が小さくなるため、膝関節の硬さが増加します。これらの発見は、酸素消費量の減少やランニング経済性の向上など、以前に報告されているランニングパフォーマンスの改善の根底にある生体力学的メカニズムへの知見となるだろう。