スクワットを行うとき、つま先はどの方向に向ければよいのでしょうか。 PPN RESEARCHの第6回では スタンス（足幅）について取り上げました。 今回はスタンス（足幅）と同じく現場で議論されることの多い 足部設置角度（俗にいうつま先の方向）に関して、 研究を通して考えていきたいと思います。
足部の向きに関する初期の研究では、 筋電図を用いて、足部設置角度の違いが下肢の筋活動に どのように影響するかが調査されていました。 今回紹介するNinosら（1997）も、その一つです。 ただし、こうした研究から、特定の足の向きが 筋活動を高めると一律に結論づけることは難しいようです。
その後、スクワット中の膝の内外側偏位や 関節モーメントなど、動作と力学的負荷に着目した研究や、 最大パワーや床反力などを含む幅広いパフォーマンス関連指標を評価した Sinclairら（2022）の研究などが行われています。
今回は、Ninosら（1997）とSinclairら（2022）の 2つの研究を見ていきたいと思います。 Sinclairらの研究からは、 最大鉛直床反力の結果にのみ絞ってご紹介します。
Ninosら（1997） 足部角度を変えると下肢の筋活動は変わるのか
Ninosら（1997）は、18～35歳の健康な未訓練者25名 （男性14名、女性11名）を対象に、 スクワット中の下肢の向きが筋活動に及ぼす影響を調べました。
比較したのは、次の2条件です。
- 自己選択中間位： その場で足踏みを5回行い、静止したときの足の向き。
- 30°外向き位： 自己選択中間位から、両下肢をさらに30°外向きにした位置。
足の向きは、踵骨の中央と第1趾・第2趾間を結ぶ線を基準に設定しています。 自己選択中間位の決定方法から分かるように 全員が同じ角度で比較したわけではありません。
足幅は左右の肩峰間距離に合わせ、 裸足のハイバースクワットを実施しました。 未訓練者を対象とする実験のため、負荷は体重の25％とされています。 1名は筋力の弱さと不安感から15％で実施し、 そのデータも解析に含めたとされています。
動作は膝屈曲75°までとし、下降・上昇をそれぞれ2秒で行いました。 そのうち、膝屈曲10～60°の範囲を10°刻みで解析しています。 ＊膝関節は完全に伸ばした状態を0°として考えます。
測定したのは、利き脚の内側広筋、外側広筋、 半膜様筋／半腱様筋、大腿二頭筋の表面筋電図です。
結果として、 下肢の向きによる筋活動水準の有意な主効果は 認められませんでした。 この研究では、自己選択した向きから下肢をさらに30°外向きにしても、 測定した筋の活動が変わるという結果は得られなかった、 と整理できます。もちろん、未訓練者においてです。
Ninos JC, Irrgang JJ, Burdett R, Weiss JR.（1997）
Electromyographic analysis of the squat performed in
self-selected lower extremity neutral rotation and
30 degrees of lower extremity turn-out from the
self-selected neutral position.
Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy,
25(5), 307–315.
原著論文の掲載ページ
Sinclairら（2022） 足部角度と床反力
続いて、Sinclairら（2022）の研究です。 この論文では、足部設置角度とスクワット中の 動作・力学的指標・推定筋力などとの関係を幅広く調べています。
論文には2つの実験があります。 実験1は、普段の足部設置角度によって参加者を3群に分けた比較です。 一方、実験2では、同じ参加者が足部設置角度を変えて スクワットを行っています。
今回は「足の向きを変えると何が変わるか」に焦点を合わせ、 実験2のみを紹介します。 また、多くの測定項目のうち、 結果として取り上げるのは最大鉛直床反力だけです。
参加者はスクワット経験のある男性20名
参加したのは、ハイバーバックスクワットの経験が2年以上あり、 測定時に筋骨格系の病変がない男性20名です。 Ninosらの未訓練者とは、対象者のトレーニング経験が異なります。
| 参加者の属性 | 平均±標準偏差 |
|---|---|
| 年齢 | 26.81±4.45歳 |
| 身長 | 176.17±4.88 cm |
| 体重 | 77.17±7.15 kg |
| バックスクワット1RM | 121.33±16.72 kg |
同じ参加者が4条件を実施
参加者は、 0°・21°・42°・普段の角度という 4条件すべてでスクワットを行いました。 参加者を4群に分けた実験ではなく、 同じ人の条件間の違いを調べる実験です。
0°はつま先を正面に向けた条件で、 21°・42°では、それぞれ外側に向けます。 指定角度を示したシートを床反力計上に設置し、 足の向きを合わせています。
使用重量は70％1RMで、 ハイバーバックスクワットを各条件で連続5回実施しました。 条件の順番は、順序の影響を抑えるように カウンターバランスされています。 また、全員が同じモデルのリフティングシューズを使用しました。
Sinclair et al.（2022）
Two-Experiment Examination of Habitual and Manipulated
Foot Placement Angles on the Kinetics, Kinematics,
and Muscle Forces of the Barbell Back Squat in Male Lifters.
Sensors, 22, 6999.
原著論文の掲載ページ
最大鉛直床反力は変わるのか
床反力とは、足が床を押すことに対して、 床から足に作用する力です。 今回見る最大鉛直床反力は、 上昇局面で上向きの床反力が最も大きくなったときの値、 つまりピーク値です。
論文の方法には、左右対称を仮定して右側の値を抽出したとあります。 以下の床反力も、その記述に沿って右側のデータとして読みます。
| 指標 | 0° | 21° | 42° | 普段の角度 |
|---|---|---|---|---|
| 最大鉛直床反力 （N/kg） |
9.52±2.61 | 9.61±2.66 | 9.46±2.64 | 9.77±2.60 |
数値は平均±標準偏差。原著の表5より。
論文中の表5の結果に基づけば、 普段の角度では42°より最大鉛直床反力が大きい という結果です（p＝0.039）。 平均値の差は0.31 N/kgで、 42°条件に対して約3.3％でした。 それ以外の条件間には、有意差が認められていません。
したがって、 「つま先を開くほど最大鉛直床反力が低下する」という 一貫した関係まで示されたわけではありません。 あくまで、 普段の角度と42°の比較で差が示された と捉える必要があります。
また、このピーク値だけでは、 動作のどのタイミングで差が生じたのか、 普段の角度でより重い重量を挙げられるのかまでは分かりません。 今回は同じ70％1RMの負荷で比較した実験であり、 角度ごとの最大挙上重量を比較したものではありません。
AKUTSU'S VOICE
スクワットの足部角度に関して、いかがだったでしょうか？
現場では足の向きによって動きやすさが変わると感じることもありますが、今回紹介した研究では、測定した指標に明確な違いが広く認められたわけではありませんでした。
Ninosらの研究は、スクワットの未訓練者を対象としています。そのため、動作への不慣れや動きのばらつきが、足部角度による違いを捉えにくくした可能性も考えられます。ただし、この研究から、その理由までは分かりません。
私としては、初心者の方は足部角度を過度に気にするより、以前から推奨しているように、何度かしゃがんで立ち上がる動作を繰り返しながら、しっくりくる足の向きを探す方針でよいと考えています。
また、Ninosらが比較したのは、参加者が自然に選んだ足の向きと、そこからさらに30°外向きにした2条件です。自己選択中間位の絶対角度は報告されていません。そのため、足を完全に真正面に向けた場合や、今回より大きく開いた場合にも、同じ結果になるかは分かりません。
スクワットでは、足部角度に加えてスタンスやしゃがみ深さなども変わります。これらを組み合わせたときに、どの筋の活動がどの程度変化するのかは、今回の結果だけでは判断できないところです。
もう一つのSinclairらの研究には、少しヒントがあるように感じます。論文の結果に基づけば、最大鉛直床反力は、普段の足部角度のほうが42°に開いた場合より大きい結果でした。大きく開くことが、必ずしも大きな鉛直床反力につながるわけではない、と読むことはできます。ただし、「足を開くほど力を出しにくくなる」という一貫した関係が示されたわけではありません。
この研究の参加者が普段選んでいた足部設置角度は、平均19.56±6.45°でした。約20°が最適だという意味ではありませんが、スクワット経験者が選んだ角度の一例として、参考になる情報だったと考えています。
スクワットは全身を使う協調運動です。私は、足部角度もバーの担ぎ位置やスタンスと同じように、バリエーションとして試してよいと考えています。一つの角度に固定する前に、さまざまなパターンを体験し、自分の身体や目的に合う動きを探していただければ幸いです。