【原 著】
体育活動における準備運動の即時的効果－コンディショニング収縮がその後のジャンプに与える影響－
南野 陽太 榎本 翔太 加賀 勝
Yota MINAMINO，Shota ENOMOTO，Masaru KAGA
Acute Effects of Warm-up in Physical Activities- Effects of Conditioning Contraction on Subsequent Jump Performance -
2019岡山大学教師教育開発センター紀要 第9号 別冊
Reprinted from Bulletin of Center for Teacher Educationand Development, Okayama University, Vol.9, March 2019
原 著【研究論文】
岡山大学教師教育開発センター紀要，第９号（2019），pp.23−32
体育活動における準備運動の即時的効果−コンディショニング収縮がその後のジャンプに与える影−
南野 陽太※１ 榎本 翔太※２ 加賀 勝※３
本研究は準備運動として行うコンディショニング収縮(即時的な筋力増強現象を引き起こす
運動）が、その後に行うジャンプパフォーマンスに与える即時的効果を調査することを目的と
した。本研究には19名の男性が参加した。対象者は、足関節のみで水平方向のジャンプ動作
が行えるように設計されたレッグプレスマシン上で試技を行った。コンディショニング収縮
としてカーフレイズ70%1RM10回を2セット行い、カーフレイズの前に3回、その後に6回(post-
1min,3min,5min,7min,10min,12min)のジャンプを行った。加えて、ジャンプ動作中の運動学的、運
動力学的データを記録し、関節トルクを算出した。カーフレイズ後、10分後にジャンプ高が有意な
増加を示し(p<0.05)、足関節ピークトルクも10分後に有意な増加を示した(p<0.05)。これらから、
コンディショニング収縮を行うことで、その後に行う単関節運動のジャンプパフォーマンスが向上
することが示唆された。
キーワード：準備運動， ジャンプ, 体育活動, スポーツ
※１ 岡山大学大学院教育学研究科大学院生
※２ 兵庫教育大学大学院連合学校教育学研究科
※３ 岡山大学大学院教育学研究科
Ⅰ はじめに 準備運動は、体育・スポーツ活動においてパフォーマンスの向上・事故防止の観
点から重要であり(広橋 1975)、小中高及び大学の体育では、準備運動として静的ス
トレッチングや筋力トレーニングが行われている(磨井と柳川.2013)。しかし、静的
ストレッチングを行うと筋の収縮力が低下することなどが指摘されている(Markovic
& Mikulic.2010, Simic et al.2013)ため、静的ストレッチングが準備運動として適
切かどうかについては議論がある (Michael et al.2012)。さらに、静的ストレッチ
ングは傷害の予防の為に行われるが，受傷率を減少させられるかについても議論が
ある(Small et al.2008)。一方、筋力トレーニングを行うことで、筋力の向上やジャ
ンプ高の増加(Cormie et al. 2007)、準備運動として筋力トレーニングを取り入れ
ると受傷率が低下する(Soligard T, et al. 2008)ことが報告されているため、体育
やスポーツ活動において準備運動として行う筋力トレーニングは、その後の運動パ
フォーマンスの向上、傷害の予防に効果的であると考えられる。
筋力トレーニングの直後に、即時的な筋力の増加がみられる現象は、活動後増強
（Postactivation Potentiation:PAP）と呼ばれる（Matt et al. 2005）。そのよう
な現象を引き起こす筋力トレーニングを学術的には、コンディショニング収縮と呼
ぶ(Sale 2002)。コンディショニング収縮を行った後に現れるPAPの例としては、単
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南野 陽太・榎本 翔太・加賀 勝
位時間あたりの力の増加率の向上(Arabatzi et al. 2014)や短距離走記録の改善
(Turner et al. 2015)、ジャンプ高の増加(Sevene et al. 2017)などが挙げられ
る。特にPAPの先行研究では、コンディショニング収縮後のパフォーマンスの変化に
ついて、ジャンプパフォーマンスをその指標として用いている調査が多く見られる
(Kilduff et al. 2007、McCann and Flanagan.2010、Sevene et al. 2017)。
上述した先行研究におけるジャンプ動作は、下肢三関節(足関節、膝関節、股関
節)を用いている。下肢三関節を用いたジャンプ高には、各関節の動作角度の違い
や(Kuangyou 2008)、下肢関節伸展時の力の連動(Jacobs et al.1996)が影響するに
も関わらず、これらの研究では動作時の関節角度変化を測定していない為に、コン
ディショニング収縮によるPAPを正しく測定できていない可能性がある。Kubo et
al.(2007)や杉崎ら(2004)は、足関節のみを用いた単関節運動を対象動作とすること
でジャンプパフォーマンスを評価しようとしている。そこで、本研究でも単関節運
動を用いることにより、コンディショニング収縮がジャンプパフォーマンスに与え
る影響を評価する。
本研究では、準備運動として実施するコンディショニング収縮としてカーフレイ
ズ（足関節の屈伸運動）を実施し、その後に行う単関節運動のジャンプパフォーマ
ンスに与える即時的効果を調査することを目的とした。
Ⅱ 方法１ 対象者
日常的にトレーニングに従事する19名の成人男性(年齢21.4±1.6歳, 身長172.9±
7.5cm, 体重72.4±11.3kg）を対象とした。対象者には本研究の目的、実験内容の説
明を十分に行い、実験に参加するための同意を得た。なお、本研究は岡山大学大学
院教育学研究科研究倫理委員会の承認を得て行った。
２ 実験プロトコル
1日目に身体組成及び筋力測定を行い、72時間以上をあけて、2日目にジャンプパ
フォーマンス測定を行った。すべてのプロトコルで対象者には、レッグプレスマシ
ンに仰臥位の姿勢で上半身を固定して右足を立て、左足足関節のみで運動を行うよ
うに指示をした。レッグプレスマシンの足部接地部分にはフォースプレート(Kistlar
社製)を取り付け、足関節のみの単関節運動ができるようにフォースプレートに木製
のブロックを取り付けた(杉崎ら.2004)(図1)。また、単関節運動のジャンプパフォー
マンスについては、1日目の筋力測定後にスムーズに行えるようになるまで練習を行
わせた。
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３ 筋力測定
コンディショニング収縮の重量を決定するために、カーフレイズの最大拳上重量
(One Repetition Maximum:1RM)を測定した。カーフレイズとは足関節の最大背屈位
から最大底屈を行う運動(半田ら.2007)であり、最大運動として実施されたかの判断
を対象者の主観で評価することは妥当ではない。そこで、本研究では、カーフレイ
ズ1RMを正確に測定するためにゴニオメーター (DKH社製)を用いた。ゴニオメーター
は膝回転軸中心、腓骨外踝、第5中足骨末端を結んだ線の内角である足関節角度を表
すように添付した。そして、体重と同重量時の足関節最大底屈角度を基準値とし、
値をモニターで観測しながら、最大底屈角度が基準値に対して差が5度未満であれば
成功試技、5度以上であれば失敗試技とした。
４ ジャンプパフォーマンス測定
単関節での水平方向のジャンプは、Kubo et al.(2007)を参考に、足関節最大底屈
位から最大背屈位までの背屈動作を反動動作として行い、引き続き底屈動作を行な
うものを用いて、ジャンプ時の重量は対象
者の体重の半分とした。
はじめに3回のジャンプを行わせ、初速度
が最大のものを基準(Pre)とした。その後、
Anis et al.(2011)を参考にカーフレイズを
70％ 1RMの負荷で10回を2セット、セット間
には2分の休息をいれて、カーフレイズ後に
ジャンプを6回(Post-
1min,3min,5min,7min,10min,12min)行 っ た
(図2)。
本研究における単関節運動のジャンプは
水平方向へのジャンプであるため、足が地
面から離地後の肩の速度(初速度)をジャン
３ 筋力測定
コンディショニング収縮の重量を決定するために、カーフレイズの最大拳上
重量(One Repetition Maximum:1RM)を測定した。カーフレイズとは足関節の最
大背屈位から最大底屈を行う運動(半田ら.2007)であり、最大運動として実施さ
れたかの判断を対象者の主観で評価することは妥当ではない。そこで、本研究
では、カーフレイズ 1RM を正確に測定するためにゴニオメーター(DKH 社製)を
用いた。ゴニオメーターは膝回転軸中心、腓骨外踝、第 5 中足骨末端を結んだ
線の内角である足関節角度を表すように添付した。そして、体重と同重量時の
足関節最大底屈角度を基準値とし、値をモニターで観測しながら、最大底屈角
度が基準値に対して差が 5 度未満であれば成功試技、5 度以上であれば失敗試
技とした。
４ ジャンプパフォーマンス測定
単関節での水平方向のジャンプは、Kubo et al.(2007)を参考に、足関節最
大底屈位から最大背屈位までの背屈動作
を反動動作として行い、引き続き底屈動
作を行なうものを用いて、ジャンプ時の
重量は対象者の体重の半分とした。
はじめに 3 回のジャンプを行わせ、初
速度が最大のものを基準(Pre)とした。そ
の後、Anis et al.(2011)を参考にカーフ
レイズを 70％1RMの負荷で 10回を 2セッ
ト、セット間には 2 分の休息をいれて、
カーフレイズ後にジャンプを 6 回(Post-
1min,3min,5min,7min,10min,12min)行っ
た(図 2)。
３ 筋力測定
コンディショニング収縮の重量を決定するために、カーフレイズの最大拳上
重量(One Repetition Maximum:1RM)を測定した。カーフレイズとは足関節の最
大背屈位から最大底屈を行う運動(半田ら.2007)であり、最大運動として実施さ
れたかの判断を対象者の主観で評価することは妥当ではない。そこで、本研究
では、カーフレイズ 1RM を正確に測定するためにゴニオメーター(DKH 社製)を
用いた。ゴニオメーターは膝回転軸中心、腓骨外踝、第 5 中足骨末端を結んだ
線の内角である足関節角度を表すように添付した。そして、体重と同重量時の
足関節最大底屈角度を基準値とし、値をモニターで観測しながら、最大底屈角
度が基準値に対して差が 5 度未満であれば成功試技、5 度以上であれば失敗試
技とした。
４ ジャンプパフォーマンス測定
単関節での水平方向のジャンプは、Kubo et al.(2007)を参考に、足関節最
大底屈位から最大背屈位までの背屈動作
を反動動作として行い、引き続き底屈動
作を行なうものを用いて、ジャンプ時の
重量は対象者の体重の半分とした。
はじめに 3 回のジャンプを行わせ、初
速度が最大のものを基準(Pre)とした。そ
の後、Anis et al.(2011)を参考にカーフ
レイズを 70％1RMの負荷で 10回を 2セッ
ト、セット間には 2 分の休息をいれて、
カーフレイズ後にジャンプを 6 回(Post-
1min,3min,5min,7min,10min,12min)行っ
た(図 2)。
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プ高とした。
５ 分析項目
(１)運動学的分析
すべての試技はハイスピードカメラ(120 frame per second)で矢状面より撮影し
た。対象者の動作情報は、膝回転軸中心、腓骨外踝、第5中足骨末端に反射マーカー
を貼付し、それらの2次元座標を動作解析ソフト(DKH社製, Frame-DIASⅤ)で読み取
り、フォースプレートと同期を行った。読み取った身体各部位の座標は、最適遮断
周波数をWinter(1990)の方法に基づいて決定し、すべての座標データはButterworth
Low-Pass Digital Filterを用いて平滑化し、ジャンプ中の足関節最大底屈角度、足
関節最大背屈角度、初速度を算出した。
(２)運動力学的分析
床反力の垂直成分及び足関節角度から、Kubo et al.(2000)と同様の方法を用いて、
ジャンプ動作中の足関節を底屈するときに生じる力を示すトルクを算出し、ピーク
トルク(PT)を比較した。足関節PTは対象者の体重により正規化した。
６ 統計処理
統計処理は統計処理ソフト(IBM SPSS Statistics.18) を用いて、一元配置分散分
析を行い、値はすべて平均値±標準偏差で示している。また、一元配置分散分析で
主効果が認められた場合、事後検定としてbonfferoni法で多重比較を行った。なお、
すべての検定において、危険率5%未満をもって有意とした。
Ⅲ 結果 対象者のカーフレイズ 1RMの平均値は 106.6±17.8kgであった。
コンディショニング収縮前の単関節運動のジャンプ3回とコンディショニング収縮
後の単関節運動のジャンプ6回のすべての試技間には、足関節の最大底屈角度、最大
背屈角度に有意な差はみられなかっ
た(p>0.05)(図3)。
全試技の初速度の平均値は0.93±
0.14m/sであった。初速度はPreの
値と経過時間ごとの値を比較する
と10 分後に有意な増加がみられた
(p<0.05)(図4)。
全試技の足関節PTの平均値は2.64
±0.88Nm/kgであった。足関節PTは
Preの値と経過時間ごとの値を比較す
ると10 分後に有意な増加がみられた
(p<0.05)(図5)。
本研究における単関節運動のジャンプは水平方向へのジャンプであるため、
足が地面から離地後の肩の速度(初速度)をジャンプ高とした。
５ 分析項目
(１)運動学的分析
すべての試技はハイスピードカメラ(120 frame per second)で矢状面より撮
影した。対象者の動作情報は、膝回転軸中心、腓骨外踝、第 5 中足骨末端に反
射マーカーを貼付し、それらの 2 次元座標を動作解析ソフト(DKH 社製,
Frame-DIASⅤ)で読み取り、フォースプレートと同期を行った。読み取った身体
各部位の座標は、最適遮断周波数を Winter(1990)の方法に基づいて決定し、す
べての座標データはButterworth Low-Pass Digital Filterを用いて平滑化し、
ジャンプ中の足関節最大底屈角度、足関節最大背屈角度、初速度を算出した。
(２)運動力学的分析
床反力の垂直成分及び足関節角度から、Kubo et al.(2000)と同様の方法を
用いて、ジャンプ動作中の足関節を底屈するときに生じる力を示すトルクを算
出し、ピークトルク(PT)を比較した。足関節 PT は対象者の体重により正規化し
た。
６ 統計処理
統計処理は統計処理ソフト(IBM SPSS Statistics.18) を用いて、一元配置
分散分析を行い、値はすべて平均値±標準偏差で示している。また、一元配置
分散分析で主効果が認められた場合、事後検定として bonfferoni 法で多重比較
を行った。なお、すべての検定において、危険率 5%未満をもって有意とした。
Ⅲ 結果
対象者のカーフレイズ 1RM の
平均値は 106.6±17.8kg であっ
た。
コンディショニング収縮前の単
関節運動のジャンプ 3 回とコンデ
ィショニング収縮後の単関節運動
のジャンプ 6 回のすべての試技間
には、足関節の最大底屈角度、最
大背屈角度に有意な差はみられな
かった(p>0.05)(図 3)。
全 試 技 の 初 速 度 の 平 均 値 は
0.93±0.14m/s であった。初速度
は Pre の値と経過時間ごとの値を
比較すると 10 分後に有意な増加
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Ⅳ 考察１ ジャンプ中の関節角度
本研究では、ジャンプ高には下肢三関節(足関節、膝関節、股関節)のそれぞれの
動作角度の違いが影響したり(Kuangyou 2008)、下肢関節伸展時の力の連動が影響し
たり(Jacobs et al.1996)することから、下肢関節角度を統一するために足関節のみ
で行うジャンプを採用した。本研究のジャンプの最大底屈角度及び最大背屈角度に
は試技間に有意な差がなかったため、試技間で関節角度が統一できており、動作中
の関節角度条件を統一するという本研究の目的は達成されたと考える。
２ ジャンプ高の増加
コンディショニング収縮によってPAP が引き起こされる(Vandervoort et al.1983)
ことに関するメカニズムとしては、アクトミオシンのカルシウムイオンへの感受性
が増大することが考えられている（Sweeney 1993）。下肢三関節を用いたジャンプ動
作についての先行研究では、コンディショニング収縮としてスクワットを行った後、
ジャンプ高が増加したことを報告している(島ら.2005)。しかし、多関節運動を評価
対象とする研究では、例えばジャンプ高のようなパフォーマンスの向上がPAPによる
ものであるかは明確ではない。本研究では、準備運動としてコンディショニング収
縮の単関節運動としてカーフレイズを行い、その後に単関節運動のジャンプのジャ
ンプ高が増加したことからPAPが観察されたものと考えられる。
また、本研究の足関節PTの平均値は2.64±0.88Nm/kgであり、同じように単関節で
のジャンプを行った平山ら(2010)の2.06±0.32 Nm/kgに比べて高値を示した。その
理由としては、本研究の対象者が日常的にトレーニングをしている人であり、運動
習慣がある人の方がない人に比べ足関節トルクの値は高い(Perrin et al.1987)とい
う報告もあることから、先行研究の対象者より高値を示した可能性が考えられる。
また、本研究の対象者は日常的なトレーニング実施者であり、普段トレーニングを
実施していない者が本研究と同じ結果を得られるとは限らない(Chiu et al.2003)。
そして、コンディショニング収縮として足関節底屈筋群に対して最大随意収縮を6秒
がみられた(p<0.05)(図 4)。
全試技の足関節 PT の平均値は 5.93±1.33Nm/kg であった。足関節 PT は Pre
の値と経過時間ごとの値を比較すると 10 分後に有意な増加がみられた
(p<0.01)(図 5)。
Ⅳ 考察
１ ジャンプ中の関節角度
本研究では、ジャンプ高には下肢三関節(足関節、膝関節、股関節)のそれぞ
れの動作角度の違いが影響したり(Kuangyou 2008)、下肢関節伸展時の力の連動
が影響したり(Jacobs et al.1996)することから、下肢関節角度を統一するため
に足関節のみで行うジャンプを採用した。本研究のジャンプの最大底屈角度及
び最大背屈角度には試技間に有意な差がなかったため、試技間で関節角度が統
一できており、動作中の関節角度条件を統一するという本研究の目的は達成さ
れたと考える。
２ ジャンプ高の増加
コンディショニング収縮によって PAP が引き起こされる(Vandervoort et
al.1983)ことに関するメカニズムとしては、アクトミオシンのカルシウムイオ
ンへの感受性が増大することが考えられている（Sweeney 1993）。下肢三関節を
用いたジャンプ動作についての先行研究では、コンディショニング収縮として
スクワットを行った後、ジャンプ高が増加したことを報告している(島ら.2005)。
しかし、多関節運動を評価対象とする研究では、例えばジャンプ高のようなパ
フォーマンスの向上が PAP によるものであるかは明確ではない。本研究では、
準備運動としてコンディショニング収縮の単関節運動としてカーフレイズを行
い、その後に単関節運動のジャンプのジャンプ高が増加したことから PAP が観
察されたものと考えられる。
また、本研究の足関節 PT の平均値は 5.93±1.33Nm/kg であり、同じように単
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間行うと、足関節PTが有意に増加したというPAPが現れた先行研究(福谷ら.2011)と
同様に、本研究でも足関節PTが有意な増加を示した。また、本研究では、足関節PT
の増加とジャンプ高の増加が時間的な一致を示した。したがって、コンディショニ
ング収縮によって足関節PTに関係する足関節底屈筋群の力発揮が増加したことによ
り、ジャンプ高が増加した可能性が考えられる。
３ コンディショニング収縮後のPAPの出現時間
Anis et al.(2011)は、コンディショニング収縮として多関節運動であるスクワッ
トを70％ 1RM10回を行い、5分後にジャンプ高が有意な増加を示したと報告している。
本研究では、コンディショニング収縮としてカーフレイズを行うと、10分後にジャ
ンプ高が有意な増加を示した。カーフレイズの負荷はAnis et al.(2011)を参考とし
たが、対象試技は単関節ジャンプであるためPAPが現れた時間に差が生じたものと考
えられる。また、PAPの出現は筋線維組成（速筋と遅筋の割合など）によって異なる
(Hamada et al.2000)ことから、対象者の足関節底屈筋群の筋線維組成によりPAPが
出現する時間が変化する可能性がある。そのため、コンディショニング収縮によっ
て足関節底屈筋群に筋疲労が蓄積し、筋疲労が多く蓄積されるとPAPの現れる時間は
遅くなる(Neale et al.2009)という報告もあることから、本研究では10分後まで筋
疲労の影響により筋力増加が相殺された可能性も考えられる。
Ⅴ まとめと体育への応用 本研究は下肢三関節の角度変化、またそれらの力の連動の影響を排除するために
単関節運動のコンディショニング収縮であるカーフレイズが、その後に行う単関節
運動のジャンプパフォーマンスに与える即時的効果を調査した。その結果、得られ
た主な知見は以下の2点である。
1)準備運動としてカーフレイズを行うことで、ジャンプ高が10分後に増加した
2)ジャンプ高の増加と足関節PTの増加が10分後という時間的一致を示した
つまり、準備運動としてカーフレイズを行うことで、ジャンプ高が有意に増加し
た。カーフレイズの負荷・回数・セット数は、先行研究（Anis et al. 2011）を参
考に決定した。対象者のカーフレイズ70%1RMは74.4±12.7kgであり、体重は72.4 ±
11.3kgであったことから、重量付加を用いずとも片脚で行うカーフレイズは自重で
行うことにより準備運動の1つとして実践できると考えられる。
また、準備運動として筋力トレーニングを取り入れると、受傷率が低下する
(Soligard T, et al. 2008)ことや、筋力トレーニングを行ことにより即時的な筋力
の増加が現れる（Matt et al. 2005）ことから、カーフレイズを授業の準備運動に
取り入れることで、傷害の予防や運動パフォーマンスの向上につながることが期待
できる。
参考・引用文献Anis Chaouachi, Nick Poulos, Fathi Abed, Olfa Turki, Matt Brughelli, Eric J.
Drinkwater, David G. Behm;
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体育活動における準備運動の即時的効果−コンディショニング収縮がその後のジャンプに与える影響−
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南野 陽太・榎本 翔太・加賀 勝
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Acute Effects of Warm-up in Physical Activities
- Effects of Conditioning Contraction on Subsequent Jump Performance -
Yota MINAMINO*1, Shota ENOMOTO*2, Masaru KAGA*3
The aim of this study was to investigate the acute effects of the
conditioning contraction on the jump performance of a single-joint
movement. Nineteen trained men participated in this study. They performed
unilateral plantar flexion exercise and jumped with countermovement on the
sledge apparatus. All subjects performed unilateral plantar flexion exercise
at 70% of estimated one-repetition maximum (2 sets of 10 reps). Further,
a total of six jumps performed before (pre) and after (post-1 min, 3 min,
5 min, 7 min, 10 min, 12 min) the plantar flexion exercise were measured.
To determine the ankle joint torque, kinetics and kinematics data were
recorded during the jump performance. Jump height showed a significant
increase at post-10 min compared with pre-level (p<0.05). Also, we found a
significant increase in the ankle joint peak torque during the jump movement
at post-10 min compared with pre-level (p<0.01). These results suggest that
the jump performance increases after the conditioning contraction.
Keywords: Warm-up, Jump, Physical Activities, Sports
*1 Graduate School of Education, Okayama University (Master’s Course)
*2 Joint Graduate School in Science of School Education, Hyogo University
of Teacher Education
*3 Graduate School of Education, Okayama University
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