This study was designed to analyze physiologically recreational synchronized swimming and speed swimming. Two types of recreational synchronized swimming (Long face-in time performance : LFIP and Short face-in time performance : SFIP) and maximum exertion in the 200-m free style swimming (200 mFR) were measured in six recreational middle-aged female swimmers. LFIP and SFIP were conducted in shallow water. The percentage of face-in time for LFIP was about 10% longer than that of SFIP. Heart rate (HR) during each exercise was measured continuously. Blood lactate concentration (La), the rate of perceived exertion (RPE) and systolic and diastolic blood pressure (SBP, DBP) were measured after each exercise. Average HR during the LFIP, SFIP and 200 mFR were 133±12, 132±13 and 153±12 beats·min^-1 (mean ± SD), respectively. La was 2.4±0.7 mmol·1^-1for LFIP, 2.2±0.6 mmol·1^-1for SFIP and 5.7 ± 2.4 mmol·1^-1for 200 mFR, respectively. SBP was 181±32 mmHg for LFIP, 166±22 mmHg for SFIP and 185±30 mmHg for 200 mFR, respectively. No significant differences were observed in blood pressure among the three exercises. SBP of 200 mmHg or higher after LFIP and 200 mFR was observed in some subjects. HR, La and RPE for LFIP and SFIP showed no significant differences, but were significantly lower than those of 200 mFR. These results show that the exercise intensity of LFIP was moderate and was similar to that of SFIP. LFIP, however, caused a marked rise in SBP. Thus, SFIP may be more recommended for health promotion to recreational middle-aged swimmers than LFIP.

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The purpose of this study was to examine the relationship between balancing ability during abrupt acceleration and the habitual physical activity level of elderly females. Thirty-one elderly females, aged 65-75 years, volunteered for this study. Changes in the center of foot pressure (CFP) were measured during postural sway following platform acceleration, and the response time and CFP displacement were evaluated. The scores of their daily physical activities (TS) -consisting of house-hold activities (HS), leisure time activities (LS) and sports activities (SS) -were estimated by the modified Voorrips's questionaire method. Response time and CFP displacement correlated significantly with age (p<0.001) . Response time also correlated significantly with the SS, LS and TS scores (p<0.05) . CFP displacement also correlated significantly with the SS and TS scores (p<0.05) . These results suggest that postural balancing ability during abrupt acceleration correlates signifi-cantly with the habitual physical activity levels, especially sports activities in elderly females.

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本研究では, 持久性トレーニングおよび脱トレーニングが安静時の心臓副交感神経系および交感神経系活動水準に及ぼす影響を, 心拍変動パワースペクトル解析を用いて検討した.運動習慣を持たない健常男性21名に8週間の最大酸素摂取量の70%の自転車エルゴメータ運動による持久性トレーニングを実施した結果, トレーニング後に心臓副交感神経系活動水準の指標であるHFは有意に増大し, その増大はトレーニング中止後2週間まで持続した.しかし, 脱トレーニング4週後にはHFは減少し, トレーニング開始前の水準との間に有意差は認められなくなった.したがって, 持久性トレーニングにより安静時心臓副交感神経系活動水準は亢進するが, そのトレーニング効果は2～4週間程度の脱トレーニングにより消失する可能性が示唆された.一方, 心臓交感神経系活動水準の指標であるLF/HFに有意な変化は認められず, 本研究における程度のトレーニング強度およびトレーニング期間では心臓交感神経系活動水準への有意な影響は生じにくいことが示唆された.

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The purpose of this study was to confirm both the reproducibility of indices (NIRS slope, NT2, %NIRS fall) and the specificity obtained by analyzing the muscle oxygenation curve measured by near-infrared spectroscopy (NIRS) during ramp exercise. Ten healthy men participated in this study. The NIRS probe was placed on the vastus lateralis muscle. An increase in oxygenation was observed from rest to warm-up at 0 watts (Δ NIRS) . Oxygenation began to decrease lineally as the workload increased (NIRS slope) . In the latter phase of exercise, the oxygenation curve flattened out despite an increasing workload, and as a result, an inflection point was formed (NT2) . The minimum value of oxygenation during ramp exercise was indicated as“%NIRS fall.”
Protocol 1. After a warm-up period of 3 min at 0 watts, a ramp exercise (20 watt/min) test was performed until volitional fatigue. The test was performed for each subject twice (test-1, test-2) with a 1-week interval. Protocol 2. A test was performed with three consecutive ramp exercises (lOwatt/min·20watt/min·30watt/min) up to120watt each with sufficient rest between the exercises.
NT2 was observed in 7 of 10 subjects. Test-1 and test-2 mean values of ANIRS, NIRS slope, watts at NT2 (NT2) and %NIRS fall were not significantly different, and the correlations between test-1 and test-2 were highly significant (r=0.94, P<0.0001: ANIRS, r=0.99, P<0.0001: NIRS slope, r=0.91, P<0.002: NT2 and r=0.78, P<0.005 : %NIRS fall) . The regression lines obtained for correlations of results of test-1 and test-2 were y=-5.89+1.38X (Δ NIRS), y=0.02+ 1.03X (NIRS slope), y=31.52+0.83X (NT2), and y=19.91+0.61X (%NIRS fall) . No significant differences in both intercept and coefficient between the regression line and identity line were found in the NIRS slope and NT2. The rate of decrease in the oxygenation curve became steeper with an increase in work-load from 10 watts/min to 20 watts/min and to 30 watts/min. However, the mean values of the NIRS slope, modified by watts, were 0.29±0.06%/watt, 0.29±0.07%/watt and 0.29±0.07%/watt, respectively. There were no significant differences of the NIRS slopes among these exercises. The results indicate constancy of the rate of decrease in oxygenation per workload.
In conclusion, these findings demonstrate the reproducibility of the NIRS slope and the appearance of NT2 during ramp exercise, and the specific way in which the decrease in muscle oxygenation reflects workload. They suggest that analysis of the muscle oxygenation curve can be used to estimate muscular metabolism and indices of training effects.

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This study examined the impact of acute high-intensity exercise on the rate of Ca²⁺uptake and release and Ca²⁺-stimulated adenosine triphosphatase (ATPase) activity of the sarcoplasmic reticulum (SR) in the soleus muscle (SOL) and the superficial region of the vastus lateralis muscle (VS) of rats. The animals were run on a 10% grade at 50 m/min of a motorized treadmill until fatigued (The average time to exhaustion was 306 sec.) . At exhaustion, glycogen concentrations were 65% and 85% less in the SOL and VS, respectively. The rate of Ca²⁺release induced by 4-chloro-m-cresol was un-changed in fatigued SOL and VS. The rate of Ca²⁺uptake stimulated by adenosine triphosphate (ATP) was significantly lower following exercise in VS but not in SOL. This lower rate observed in VS was paralleled by decreased catalytic activity of SR Ca²⁺-ATPase. The rate of Ca2+ uptake measured using adenosine diphosphate and phosphocreatine, as substrate was lower than that of ATP in fatigued VS. These findings suggest that, in fast-twitch muscles, high-intensity exercise not only reduces SR Ca²⁺-ATPase activity but also elicits a decrease in creatine kinase activity, probably resulting from nitric oxide that is produced during exercise.

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本研究では, ドーピング薬に指定されているクレンブテロールを雄マウスに投与し, 骨格筋の乳酸の代謝特性と収縮特性に及ぼす影響について解析した.得られた結果は次の通りである.
(1) 成長に及ぼす影響として, 投与群に体重の有意な増加が認められた.
(2) 投与群の筋湿重量と体重比は速筋のEDLで差は認められず, 遅筋のSOLでは有意な増加が認められた.
(3) 乳酸の代謝特性に関しては, 投与群の遅筋のSOLにおいてLDH比活性の上昇傾向とLDH総活性値の有意な上昇がみられ, Lactate shuttleにおける乳酸生成の促進が示された.また, 投与群の遅筋のSOLにおいてはLDHのMTypeの増加も認められ, 明らかな乳酸生成の促進を裏付けるものであった.速筋のEDLではいずれも変化は認められなかった.
(4) 収縮特性に関しては投与群の遅筋のSOLにおいてMyosin-HCのType IIの割合が増加し, 筋全体の速筋化が認められた.しかし, 投与群の速筋のEDLにおいては, Myosin-HCでは影響は認められなかった.
クレンブテロール投与により, 速筋のEDLよりも遅筋のSOLにおいて著明な速筋化がおこった.この結果は, β2レセプターにクレンブテロールが結合し, A-kinase系の反応が促進されたことで, 乳酸生成の促進と筋肥大をともなうタンパク合成の促進またはタンパク分解抑制, あるいはそれらの相互作用の結果, 筋線維タイプ移行が生じたためと推察される.
クレンブテロールは主に, β2レセプターが遅筋により多く分布することから, 特に遅筋により強く作用すると推察された.しかし, 遅筋における筋肥大の直接的な作用機序, 核内の転写調節因子, MyoDやmyogeninの関与についてはまだわかっておらず, 今後の検討課題である.

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表面単極法により導出した単一運動単位の活動電位波形から表面筋電位の再構築を試みた.被験筋はヒトの内側広筋を用い, 膝関節角度90度での等尺性筋力発揮を条件とした.単一運動単位活動電位および表面筋電位は, 運動終板上とその末梢側の筋線維走行方向に沿った3カ所から同時に導出した.
1) 表面単極法にて導出される単一運動単位の活動電位波形は, 運動終板上を除いて, 基本的に3相性 (陽性-陰性-陽性) を呈した.また, 3相目に一過性の陽性の電位が重なり, このピークは全ての位置から導出した波形間で時間的に一致して発現した.この波形構成は, 運動終板での活動電位の発生から筋一腱移行部で消滅するまでの伝導過程で容積導体につくるフィールド電位から解釈可能であった.
2) 単一運動単位の活動電位波形の陽性相, 陰性相の面積は, 運動終板上を除いて, 同値となった.この傾向は発揮筋力に影響を受けなかった.表面筋電位においても, 同様に, 陽性相と陰性相の面積値は一致した.これら結果は, 表面筋電位を構成する全ての運動単位の活動電位において, 陽性相と陰性相の面積が一致することを示唆した.
3) 0.5ms毎に表面筋電位を計測し0Vを取る場合を発揮筋力で比べたところ, 高い筋力で低くなった.
4) 運動単位活動電位は筋線維上の位置によって導出電極に陽性電位または陰性電位として記録される領域が存在した (貢献電位) .多数の運動単位活動電位が筋線維上の位置にしたがって異なる電位を導出電極に貢献し, その総和 (積分値) が任意の時点の表面筋電位を構成することが類推された.
5) 表面筋電位を構成する運動単位の活動電位を便宜上同一であるとしたとき, 筋力発揮の上昇に伴う運動単位の活動参加数の増大と発火頻度の上昇は筋線維上における活動電位の分布に均一化をもたらし, 表面筋電位は0になる.しかし, この推論は, 発揮筋力と表面筋電位との関係の実験結果に反した.ここで, 表面筋電位が異なる振幅 (波形) の運動単位の電位から構成されたとき, 運動単位の筋線維上の位置での貢献電位の分布は単一運動単位のつくる貢献電位の分布と異なる.この場合, 表面筋電位が0Vを取る確立が小さくなる.従って, 表面筋電位は異なる振幅 (波形) の運動単位が活動参加する事によって構成される事が示唆された.

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随意的に膝関節伸展筋力を等尺性に発揮した時, 内側広筋から表面単極法を用いて表面筋電位を導出した.導出した筋電位からFFT法にて求めた振幅スペクトラムに, 大きく振幅の落ち込む周波数 (境界周波数, Turning Frequency: TF) の存在を観察した.TFを遮断周波数として表面筋電位を低周波数帯域 (筋電位) 成分 (Low Frequency Component: LFC) と高周波数帯域 (筋電位) 成分 (High Frequency Component: LFC) に区分した.LFCとHFCの特徴差を見出すことでTFの表面筋電位解析方法の位置付けを検討した.
1) 60%MVCまでの筋力発揮において, 導出電極の装着位置に関わらずTFは出現した.運動終板から15mm末梢までのTFは等値であったが, 20mm以上では高い周波数値となった.
2) 発揮筋力の増大に伴って, TFは高周波数となった.
3) 筋線維の走行方向に沿った任意の位置での表面筋電位間の相互相関をLFC, HFCについて求めたところ, HFCは相関係数のピーク値がほぼ0msに現れ, 位相が一致する傾向となった.しかし, 導出電極間距離に従ってピーク値は小さくなった.これに対し, LFCは電極間距離に従って係数のピーク値出現に遅延が観られた.LFCは伝導性の特徴を有し, HFCは非伝導性であることが示唆された.
TFから表面筋電位をLFCとHFCに分割したとき, 相互相関法により評価した伝導性の観点から, 2種の電位成分は全く異なる特徴であった.TFは表面筋電位解析の方法として位置づけられると考えられるが, LFCとHFCを生理学的な特性と関連づけることが必要となる.

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本研究では自転車エルゴメーターを用いたランプ負荷形式の運動を行わせ, NIRSを用いて外側広筋と大腿直筋の血液・酸素動態を測定し, 2つの活動筋の脱酸素化のパターンを比較した.両筋の酸素化レベルは運動強度の増加に対して有意な減少を示した (P<0.001) .筋酸素化レベルの減少率が低下する脱酸素化の限界閾値は, 12名中10名の被験者の外側広筋でみられたが, 大腿直筋では1例も見られなかった.また, 大腿直筋に関しては, 筋酸素化レベルの減少率が急峻となるパターンも観察された.以上の結果から, 自転車運動時の主働筋として考えられる大腿四頭筋のうち, 外側広筋と大腿直筋では脱酸素化のパターンが異なることが示された.

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The purpose of this study was to examine the relationship between isometric cervical extension strength and the cross-sectional area (CSA) of neck extensor muscles in order to obtain fundamental data for conducting neck muscle training to prevent neck injuries. Subjects were 8 males belonging to the judo or American football club in N University. Isometric cervical extension strength was measured at eight positions (0°, 18°, 36°, 54°, 72°, 90°, 108°, maximum flexion) using a cervical extension machine (Medx Inc., USA) . A transaxial magnetic resonance imaging (MRI) image of neck muscles was obtained at the intervertebral disk between C4 and C5 (using an MRI machine made by Hitachi medical Corp., JAPAN) . The findings were as follows.
1. The correlation between isometric cervical extension strength at 36°, 54°and 72°in a neutral position (60.8±1.4°) and the CSA of neck extensor muscles were higher than at other degrees (0°, 18°, 90°, 108°, maximum flexion) . In particular, there was a significant linear relationship at 54° (slightly extended position) .
2. A significant linear relationship was observed between the neck girth and CSA of neck extensor muscles.
In conclusion, there was a closer relationship between isometric cervical extension strengths at certain angles in a neutral position and the CSA of neck extensor muscles. Therefore, it was shown that isometric cervical extension strengths at certain angles in a neutral position mainly represented the CSA of neck extensor muscles.

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本研究はスポーツ活動の中でも重要な運動の一つである膝伸展運動を異なる強度で行い, 運動強度と活動筋の酸素動態の関係について検討した.被験者は健常な成人男性6名であり, 膝関節角度90度において右脚の等尺性最大随意収縮力 (MVC) を測定した.そして, 測定された値の30%, 20%および10%MVCの負荷を設定し, 膝伸展運動を疲労困憊まで行った.膝伸展運動中の大腿直筋に近赤外分光装置を固定し運動中および運動後の筋酸素動態を観察した.さらに, 膝伸展運動中の大腿直筋に表面電極を貼付し筋電図積分値 (IEMG) を導出した.
本研究によって得られた結果は以下に示すものである.
1) 各強度における運動時間は運動強度の増加にともない減少し, 10%MVCに対して20%MVCおよび30%MVCにおいて有意差が認められた (p<0.001) .
2) 運動中の酸素化ヘモグロビン.の酸素化レベルの最低値は運動強度の増加とともに低値を示し, 各強度間において有意差が認められた (p<0.001, p<0.05) .
3) 各強度における回復時間は運動強度の増加とともに遅くなる傾向が認められ, 10%MVCと30%MVC, 20%MVCと30%MVCの間にそれぞれ有意差が認められた (p<0.01) .
4) 各強度におけるIEMGは, 運動を行うに連れて上昇を示し, 運動終了直前に最高値を記録した.また, 各強度におけるIEMGの増加率は運動強度の低い10%MVCにおいて高く, 次いで20%MVC, 30%MVCの順であった.
以上の結果から, 膝伸展運動時における酸素動態は運動強度の増加にともない低下し, 運動の持続時間に影響を与えていることが明らかになった.

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