ウエイトトレーニング 機能解剖学

【ウエイトトレーニング】レッグエクステンションの主働筋は大腿四頭筋?

2022年5月13日

大腿四頭筋(以下、四頭筋)のエクササイズとしてレッグエクステンションがあります。

今回は、レッグエクステンションの効果を検証していきましょう。

レッグエクステンションの名前の由来

レッグエクステンション(Leg Extension)を直訳すると、脚の伸展運動なり、動作そのものがエクササイズ名となっています。厳密には、膝の伸展運動ですが、そのまま「Knee Extension」とする場合もあります。

大腿四頭筋の機能解剖学の記事はこちらを参照してください。

【超重要】筋長と張力の関係

レッグエクステンションの動作を考える前に、知っておいていただきたいのが「筋長と張力の関係」です。トレーニングにおいて超重要ワードとなるので、必ず理解してください。

「身体運動の機能解剖」によると、

最大の張力は、筋肉がリラックスしている状態の長さの100%から130%の長さに伸張されたときに発生します。しかし、筋肉がこの範囲を越えて伸張されると、発揮できる力は著しく減少します。

同様に筋肉が短縮されても、張力を発生する能力は比例的に減少します。筋肉がリラックスしている状態の約50%から60%に短縮されると、筋肉が張力を発生する能力は本質的にゼロとなります

とあります。まとめると

    • 筋長が100~130%(これを至適長と言います)で、張力は最大
    • 筋長が130%以上(過伸張) または
    • 筋長が100%未満(過収縮または過緊張)で、張力は低下

*張力は筋(出)力と置き換えてもいいと思います。筋(出)力の方がわかりやすいかもしれませんね。

つまり、筋肉がリラックスした状態(100%)か少しストレッチされた状態(130%)のときから発揮する筋出力は最大となり、それ以上でもそれ以下でも筋出力は低下するということになります。

最近では、運動前のスタティックストレッチはあまり良くないと言われますが、その理由のひとつが、ストレッチのし過ぎで、過伸張となり筋力低下を招いていることと考えられます。

逆に筋肉が硬くなっている状態(過収縮または過緊張)でも、筋力は低下するので、この場合は多少のストレッチは逆に効果があるのではないでしょうか。ヘビートレーニーやアスリートは練習前の多少の静的ストレッチは効果があると考えられそうです(動的ストレッチの方がさらに良さそうですが)。

実際のトレーニングでは、筋肉が過収縮の状態になっているのは、関節のポジショニング(位置)に理由があります。

それをレッグエクステンションで考えてみましょう。

レッグエクステンションの動作分析

大腿四頭筋は、下記4つの筋肉の総称で、人体最大(体積)の筋肉となります(単体は大殿筋)。

  • 大腿直筋
  • 外側広筋
  • 中間広筋
  • 内側広筋

繰り返しになりますが、四頭筋は共通の機能は「膝の伸展」で、二関節筋の大腿直筋のみ「股関節の屈曲」を持っています。

レッグエクステンションは、膝の伸展運動なので大腿四頭筋をすべて使用していることに間違いは無いと思います。

通常、レッグエクステンションは、股関節屈曲位での膝伸展運動となります。ここで重要となるのは、股関節屈曲位であることです。股関節屈曲位では、大腿直筋は近位(股関節回り)で筋収縮しているので、筋出力が低下している可能性が高いです。

一方、広筋群は最大伸張された状態から収縮しているので、最大筋力を発揮していると考えられます。

股関節屈曲位(赤:大腿直筋(近位短縮), 青:広筋群(最大伸張))

これらから、レッグエクステンションは四頭筋トレーニングというよりも股関節に関与しない3つの広筋群と捉えたほうがいいかもしれません。まとめると

  • 主働筋は3つの広筋群(三頭筋?)
  • 大腿直筋の筋出力は低下している。股関節90°屈曲位では収縮率が高いため、ほぼ筋力を発揮していない可能性もある。

大腿直筋を使うためには?

股関節伸展位(赤:大腿直筋, 青:広筋群→共に最大伸張位)

大腿直筋を関与させるには、直筋をスタートポジションで伸張(ストレッチ)させればよく、股関節を伸展位にすればいいわけです(旧式のレッグエクステンションマシンでは無理かもしれません。リクライニング式のレッグエクステンションマシンが必要です)。

この場合、大腿直筋が加わるので、筋出力は上がると考えられます

マシンをしない場合は、シシースクワットが有効でしょう。シシースクワットは、股関節伸展位での膝伸展運動です。

シシースクワット

ベストなエクササイズは?

そもそもこれだけを行っていればよいというBestなエクササイズは存在せず、目的によりMore Betterを考える必要があります(あえて言うならBestはスクワットとなりますか(^^♪)。

  • 広筋群狙いなら、通常のレッグエクステンション(股関節屈曲位)
  • 大腿直筋も使いたいなら、股関節伸展位でのレッグエクステンションまたはシシースクワット
  • 大腿直筋のみ(股関節屈曲筋群)なら、レッグレイズやシットアップ(腸腰筋との使い分けは別の話)

・シットアップに関する記事はこちら

・スクワットに関する記事はこちら

シーテッド(座位)レッグカールやフレンチプレスは同じ理由で、プローン(伏臥位レッグカールやトライセプスキックバックよりも筋出力が高くなります。折を見て記事にしたいと思いますが、ご自身でも考えてみてください。

まとめ

  • 筋長が100~130%(これを至適長と言います)で、張力は最大になる。
  • 筋長が130%以上(過伸張)または筋長が100%未満(過収縮または過緊張)で、張力は低下する。

レッグエクステンションにおいて

  • 通常のレッグエクステンション(股関節屈曲位)は、四頭筋の中でも広筋群により効く。
  • 大腿直筋の関与を大きくするには、股関節伸展位から行う必要あり、代替エクササイズとしてシシースクワットがある。

・身体運動の機能解剖(改訂版)@Thompson, Floyd, 監訳中村千秋
・筋トレ動き方・効かせ方/筋肉のしくみ・はたらきパーフェクト事典@荒川裕志
・トレーニングメソッド@石井直方
・機能解剖学的触診技術(下肢・体幹)@林典雄

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