エッグビーターキック中の大腿直筋と大腿二頭筋の共動作に及ぼす膝の作用相と疲労の影響

Effects of knee action phase and fatigue on Rectus Femoris and Biceps Femoris co-activation during the eggbeater kick.

抄録

本研究の目的は、エッグビーターキック中の大腿直筋(RF)と大腿二頭筋(BF)の筋共活動に及ぼす膝の伸展/屈曲と疲労の影響を調べることである。国内レベルの男子水球選手10名を対象に、エッグビーターキックを試験時間中、最大努力で実施した。エッグビーターキックのサイクルは4つのフェーズ（FLX1、FLX2、EXT1、EXT2）に分けられた。RFとBFから表面筋電図を記録した。最大随意等尺性収縮で正規化した筋電図活動、筋共活動（CCI）、左右膝の角速度（AV）を算出した。RCCIとLCCIは屈曲最終相（FLX2）と伸展初期相（EXT1）で最高値が観察された（p<0.05）。FLX2と伸展の最終段階（EXT2）では、サイクル中最も高いAVを示した。CCIはFLX2において疲労とともに減少したが、AVはすべてのフェーズにおいて減少した。サイクル中、RFとBFはアゴニスト/アンタゴニストとして作用し、膝関節の屈曲/伸展を加速/減速させる。EXT2で観察された高いAVと低いCCIレベルは、関節の不安定性を高め、結果として傷害のリスクを高める可能性がある。この知見により、水中運動中の膝の安定化と制御に関与するメカニズムについて、より深い理解が得られる。

The purpose of this study was to investigate the effect of knee extension/flexion and fatigue on muscle co-activation of the Rectus Femoris (RF) and Biceps Femoris (BF) during the eggbeater kick. Ten national level male water polo players executed eggbeater kicks at maximum effort for the duration of the test. The eggbeater kick cycle was divided into four phases (FLX1, FLX2, EXT1, EXT2). Surface electromyographs were recorded from RF and BF. EMG activity normalized to the maximum voluntary isometric contraction, muscle co-activation (CCI) and angular velocity (AV) of the right and left knee were calculated. Highest levels of RCCI and LCCI were observed during final phase of flexion (FLX2) and initial phase of extension (EXT1) (p<0.05). FLX2 and final phase of extension (EXT2) revealed the highest AV during the cycle. A decrease in CCI was observed with fatigue for FLX2 while AV was reduced for all phases. During the cycle RF and BF act as agonist/antagonist to accelerate and decelerate knee flexion/extension. The high AV and low CCI levels observed for EXT2 might increase joint instability and consequent risk of injury. This knowledge provides a better understanding of the mechanisms involved in stabilizing and controlling the knee during underwater movement.