アキレス腱に段階的に負荷をかけるエクササイズ

はじめに

多くの腱疾患は、慢性的な腱の過少負荷または過負荷によって生じる。リハビリテーションにおいて重要なのは、特に腱の組織耐性に合わせて負荷を慎重に調整することである。漸進的に、これらの負荷を増加させ、腱の負荷能力を、人々が望む活動レベルと、これらの活動を完了するために必要な負荷量に一致させるべきである。アキレス腱の問題については、多くの人が効果的な運動プログラムの主要部分としてヒールレイズを処方するように教えられてきた。しかし、このようなヒールレイズは、時間の経過とともに組織の耐性を高めるには十分ではないかもしれない。例えば、ランニングは体重の12倍もの負荷がアキレス腱にかかる可能性があるため、アキレス腱に問題がある人がランニングに復帰するためのリハビリは、この条件を満たさなければならない。アキレス腱にかかる負荷を定量化するためには、まずアキレス腱を検査する必要がある。そこで本研究では、アキレス腱にかかる負荷と、アキレス腱に段階的に負荷をかける方法を検討した。

方法

アキレス腱に段階的に負荷をかける運動プログラムをどのように開始し、進行させればよいかを明らかにするため、この研究では健康な成人8人を募集した。アキレス腱の問題や腱の痛みは見られなかった。

これらの参加者には標準的な運動着とランニングシューズが与えられ、骨盤、胴体上部、脚部の解剖学的ランドマークに再帰反射マーカーが設置された。彼らは日常生活や理学療法のリハビリでよく使われる25のエクササイズを行った。

座位シングルレッグ・ヒールレイズ（15kgを大腿部に置く、
シングルレッグとダブルレッグのヒールレイズは、快適かつ速いスピードで行うことができる、
シングルレッグとダブルレッグのホッピングだ、
シングルレッグとダブルレッグ・ドロップジャンプ
カウンタームーブメントのジャンプだ、
ランジだ、
スクワットだ、
低いボックス（12cm）と高いボックス（20cm）からのステップアップとステップダウン

運動終了後、参加者は好みの速度でフォースプレートの上を歩いたり走ったりした。

アキレス腱荷重は、逆動的解析で算出された足底屈モーメントを5cmのモーメントアームで割ったものである。参加者の体重は、腱の負荷をそれぞれの体重に正規化するために使用された。膝蓋大腿関節にかかる負荷を定量化するために、3つの異なる負荷変数を測定した：

負荷ピーク：各反復中の最大負荷である。
荷重インパルス：時間経過に伴う累積荷重
荷重率：5％の移動ウィンドウにおける荷重の時間的変化の最大値

アキレス腱に段階的に負荷をかける — からだ：バクスターら、Med Sci Sports Exerc. (2021)

これら3つの変数の平均値を用いて負荷指数を算出した。負荷指数は0～1の間で変化し、0は負荷なし、1は負荷のピークとインパルスが最大となる運動を表す。

練習は4段階にランク付けされた：

ティア1は、ローディング指数が0.25未満のエクササイズである。
ティア2は、0.25～0.50の負荷指数を反映した。
第3段階は、負荷指数が0.5～0.75のエクササイズで構成された。
Tier4のエクササイズは、負荷が0.75を超えるエクササイズである。

結果

ほとんどの練習はティア1とティア2に分類された。

アキレス腱に最も負荷を与えるエクササイズは第4段階に分類され、以下のような内容であった：

シングルレッグ・ホッピング
シングルレッグ・ドロップ・ジャンプ
片足横ホッピング
シングルレッグ・フォワード・ホッピング

次のビデオでは、研究されたすべての練習を取り上げ、4つの階層にランク付けした。

質問と感想

この研究は、アキレス腱症患者のリハビリをパーソナライズするためのツールを提供してくれる。座ってのヒールレイズも、立ってのヒールレイズも、最初は全員にやってはいけない。この研究から得られた情報は、運動方法を調整するために使用することができる。例えば、こうだ：

Tier2エクササイズであることが判明したウォーキングで痛みを訴える人がいる場合、最初はTier1エクササイズを行うことで要求を下げることができる。
ランニングはティア3の運動であったため、ティア4の運動ができるようになれば、ランニングを再導入することは可能だと思われる。

ゆっくりとした多関節運動からダイナミックな片脚運動への移行は、アキレス腱に段階的に負荷をかけることがわかった。そのため、ヒールレイズ（カーフレイズとも呼ばれる）だけを行うのではなく、より負荷が高く、バリエーションに富んだエクササイズを行うべきだ。下の画像でわかるように、ウォーキングとランニング（赤と緑の線）は、青い線で表される運動よりもアキレス腱に多くのものを要求することが多い。例えば、アキレス腱に問題がある人を助けるためにヒールレイズをするだけでは、歩行などの作業中に腱にかかる負荷の高い要求には決してかなわない。

このランキングは、荷重のピーク、インパルス、レートをそれぞれ重視し、理論的に構成されたものである。表1は、ピーク荷重50％、荷重インパルス30％、荷重率20％で作成した。このため、例えば最近アキレス腱を断裂した人のように、ピーク時の負荷を避けたい場合には、順位が異なる可能性がある。アキレス腱を再断裂させる可能性のあるピーク負荷や負荷速度の速い変化を避けるために、負荷インパルス（張力がかかっている時間）に大きなウェイトを与えることに関心があるかもしれない。

アキレス腱にどのようなインパルスを与えたいのかを注意深く分析する必要がある。例えば、こうだ：表1では、前者がTier2、後者がTier3のエクササイズに分類されているにもかかわらず、リーディングレッグを分析したハイステップダウンは、両足ドロップジャンプと同じ負荷率を与えた。そのために、著者は、強調したい変数（負荷のピーク、インパルス、レート）に応じてエクササイズのランクを変更できるスプレッドシートを提供している。

ランジなどのエクササイズは第2段階のエクササイズなので、リハビリの初期段階からすでに行うことができる。しかし、注意すべき点として、まず負傷した足を前に出すことは可能かもしれない。その方が、負傷していない足を前に出した場合よりも、アキレス腱への負荷が少なくなるからだ。

リハビリテーション運動のコンセントリック相では、互いに類似した負荷プロファイルが得られる可能性があることが示されている。最も明白な例は、あらゆる方向への片脚ホッピングであり、ピーク負荷とインパルスは、これらの運動のコンセントリックとエキセントリックの両段階を通じて同様であった。したがって著者らは、腱の治癒と回復の背後にある重要なメカニズムは、偏心負荷ではなく、むしろ負荷インパルスであると提唱している。これは「張力下時間」に似ており、一定時間大きな負荷に耐えることで容易に調整できる。これはまた、重低速レジスタンス・トレーニングの利点の背後にあるメカニズムを宣言している。

オタクな話をしよう

運動は、肉体的な疲労や最適な運動の実行を最小限に抑えるために、同じ順番で行われた。これはパイロットテストに基づいている。各エクササイズの説明は、出版社のサイトの付録A1で見ることができる。各エクササイズの間に2～5分の休息をはさみ、5～10回の試行を行った。さらに、得られた負荷を体重で正規化し、エクササイズと体重の異なる人たちの間で比較できるようにした。これらはすべて優れた方法論である。

腱負荷は、足関節底屈モーメントをモーメントアームで割ることで推定した。解析は、5cmの一定モーメントアームを用いて簡略化された。もちろん、これは身長の小さい参加者と大きい参加者で異なるかもしれない。さらに、アキレス腱はすべての足関節底屈トルクを生み出すと考えられていた。これはもちろん、下腿のすべての筋肉の複雑な相互作用を単純化するものである。足関節の底屈運動には、長腓骨筋と短腓骨筋、後脛骨筋と長母趾屈筋・長内反筋も寄与していることが分かっている。これは限界かもしれないが、インビボで負荷を推定するのに最も近い方法だと思う。もう一つの限界は、この研究が実施された母集団が小さいことであろう。良い点は、感度分析で負荷パラメータや運動ランクを変えなかったことである。したがって、結果は頑健であり、より多くのサンプルでも同じであると思われる。

この研究では25種類のエクササイズを検証した。その結果、多くの選手が同じような負荷をかけていることがわかった。そのため、リハビリに使用できるエクササイズは、より少ないサブセットとなる。しかし、この研究は多くのエクササイズに関する情報を与えてくれるので、トレーニングのバリエーションを増やすことができる。私の意見では、自宅でできるエクササイズの小さなサブセットを与えることができる。これらのエクササイズは、患者が別のレベルの負荷に移行する準備ができたときに実施され、進歩する。実際には、リハビリのセッションに変化をつけることで、より楽しいものにすることができる。

特筆すべき重要な点は、この研究が実施された健康な集団である。したがって、これらのアキレス腱負荷は、アキレス腱の状態にある人を直接代表するものではないかもしれない。しかし、痛みのない健康な参加者を研究することで、痛みがエクササイズのパフォーマンスに及ぼす可能性のある影響が取り除かれ、エクササイズの順位は、痛みとは無関係にアキレス腱で起こっていることを代表している可能性があると推測できる。

持ち帰りメッセージ

この研究では、アキレス腱にかかる負荷を調べるために25の動作を調べた。負荷が大きくなるにつれて4段階に分類された。歩くことと走ることは、第2段階と第3段階に属するため、臨床的マイルストーンとみなすことができる。エクササイズ中にアキレス腱に段階的に負荷をかけるために、エクササイズをスケールダウンまたはスケールアップする際の参考として使用することができる。