膝屈曲角度の違いによる大腿四頭筋の筋肥大効果

新しい研究が出てきたのでアップデートします。結論としては、レッグプレスやスクワットならば、膝屈曲角度90-100度くらいで大腿四頭筋の筋肥大は最大化されると思われます。(ここでの膝屈曲角度は、膝を伸ばしきった状態が0度で、そこから何度曲げていくか)

新しい研究の概要

(1)Knee flexion range of motion does not influence muscle hypertrophy of the quadriceps femoris during leg press training in resistance-trained individuals
https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/02640414.2025.2481534

被験者：トレーニング歴(平均7.2年)有り　23名　若い男女　平均年齢20代

種目：レッグプレス　各セット限界まで

グループ分け(被験者内でのグループ分け、左右の脚をそれぞれのグループに)
- 膝屈曲角度100度
- 膝屈曲角度MAX(平均154度)　ボトム付近では踵は浮いても良い

トップポジションでは、両グループとも屈曲角度5度で止める。

期間：8週間

トレーニング内容：
8-12RM　4セット(1週目のみ3セット)
頻度は週2回
テンポ　コンセントリック最速　エキセントリック2秒

食事：
摂取カロリーを増やして、タンパク質を1.6g/体重kg/day摂るように指示。トレーニング歴有りなので、体重を増やさないと筋肥大しにくい。

測定：
超音波で大腿四頭筋の厚みを測定(複数箇所)


結果：
両グループとも筋肥大したが、筋肥大効果は同等だった。

トレーニングボリューム(重量×レップ数×セット数)は、膝屈曲角度MAXのほうが小さかった。屈曲MAXだと扱える重量が下がるので、ボリュームも小さくなるが、筋肥大効果は同等。

被験者の平均体重変化は、80.6kg→82.9kg。

膝屈曲角度と大腿四頭筋の筋肥大についての過去の研究

以下の3つの研究は、いずれも被験者はトレーニング歴無し。


(2)Effect of range of motion in heavy load squatting on muscle and tendon adaptations 
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23604798/

膝屈曲角度　60度 vs　120度　スクワット
→120度のほうが筋肥大した。


(3)Impact of Range of Motion During Ecologically Valid Resistance Training Protocols on Muscle Size, Subcutaneous Fat, and Strength
https://journals.lww.com/nsca-jscr/fulltext/2014/01000/impact_of_range_of_motion_during_ecologically.32.aspx

膝屈曲角度　50度　vs　90度　スクワット、レッグプレス、ニーエクステンションなど様々な大腿四頭筋種目
→90度のほうが筋肥大した。


(4)Effects of squat training with different depths on lower limb muscle volumes 
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31230110/

膝屈曲角度　90度 vs　140度　スクワット
→大腿四頭筋の筋肥大効果は同等。

膝屈折角度と大腿四頭筋の筋肥大

これまでの研究結果をまとめると、膝屈曲角度が50度や60度だと、それよりも大きい屈曲角度よりも筋肥大効果が劣りますが、90-100度まで曲げれば大腿四頭筋の筋肥大は最大化されそうです。

(1)の論文では、レッグプレスで屈曲角度MAXだと踵が浮くので不安定になり力が入りにくく、筋肥大効果が妨げられた可能性があると書かれています。他の部位の研究だと、ストレッチを効かせたほうが筋肥大効果が高まるものが多いので、なぜ大腿四頭筋では屈曲MAXにしても筋肥大効果が高まらなかったのか？という疑問に対しての仮説です。

この点については、ハックスクワットだと、踵を浮かせずに膝屈曲角度MAXが可能なので、種目をハックスクワットにして膝屈曲角度を変えて実験すれば、はっきりするでしょう。

ただ、自分で踵浮き屈曲角度MAXレッグプレスを試した印象では、それほど不安定ではなく、ちゃんと力は入る感じです。股関節が屈曲している状態では、膝を限界まで曲げても大腿四頭筋のストレッチ感は無いので、レッグプレスやスクワットならば膝を90-100度まで曲げれば大腿四頭筋の筋肥大については最大化されるだろうと個人的には考えます。

二関節筋である大腿直筋については、股関節を伸ばした状態で膝を限界まで曲げるとストレッチ感があるので、股関節を伸ばした状態で固定して、膝を限界まで屈曲できる種目ならば、屈曲MAXで筋肥大効果が高まるかもしれません(例えばシッシースクワットですかね)。

他の部位の動作範囲の違いによる筋肥大効果の研究

他の部位では、筋肉をストレッチさせたほうが筋肥大効果が高まるという研究が多いです。

・上腕三頭筋

関連記事：上腕三頭筋の筋肥大効果を調べた研究(オーバーヘッドvsプッシュダウン) 

オーバーヘッドで上腕三頭筋長頭をストレッチさせたほうが筋肥大した。


・ハムストリングス

(5)Greater Hamstrings Muscle Hypertrophy but Similar Damage Protection after Training at Long versus Short Muscle Lengths
https://www.researchgate.net/publication/344445943_Greater_Hamstrings_Muscle_Hypertrophy_but_Similar_Damage_Protection_after_Training_at_Long_versus_Short_Muscle_Lengths
シーテッドレッグカールとライイングレッグカールを比較。ハムストリングスの二関節筋部分は、シーテッドレッグカールではある程度伸ばされた状態でトレーニングされ、ライイングレッグカールではある程度短縮された状態でトレーニングされる。

二関節筋はシーテッドレッグカールのほうが筋肥大していて、単関節筋は両グループで同じだった。


・腓腹筋

(6)Greater Gastrocnemius Muscle Hypertrophy After Partial Range of Motion Training Performed at Long Muscle Lengths 
https://journals.lww.com/nsca-jscr/fulltext/2023/09000/greater_gastrocnemius_muscle_hypertrophy_after.3.aspx
カーフレイズで、ボトムパーシャル、トップパーシャル、フルレンジを比較。トップパーシャルとフルレンジよりも、ストレッチされたポジションでのボトムパーシャルのほうが大幅に筋肥大した。



関連記事：パーシャルとフルレンジの筋肥大効果の比較