サイズの原理（ヘネマンの原理）とは？運動単位が動員される順番

結論から言うと——サイズの原理（ヘネマンの原理）とは、筋肉が力を出すとき、運動単位が「小さいものから大きいものの順」に動員されるという法則です。軽い力では疲れにくい遅筋型の小さな運動単位だけが働き、より大きな力が必要になると、強い力を出せる速筋型の大きな運動単位が順に加わります。1950〜60年代にヘネマンらが運動ニューロンの大きさと興奮しやすさの関係から示しました。

よくある誤解	正しい理解
軽い重量では遅筋、重い重量では速筋だけが使われる	重くなると速筋が「加わる」。遅筋は軽い力から最大の力まで働き続ける
素早く動けば速筋から先に使われる	速い動作でも動員の順番は基本的に保たれる。速い動作では順番を保ったまま、短い時間で多くの運動単位が動員される
サイズの原理は筋線維の太さの話	「サイズ」は運動ニューロン（神経細胞）とそれが支配する運動単位の大きさを指す

サイズの原理をたとえ話でつかむ

引っ越しの手伝いを頼むところを想像してください。軽い段ボールなら、近所の人が一人で運びます。重いタンスになると、その人に加えて力持ちの友達を呼びます。冷蔵庫ならさらに大柄な助っ人を呼び、全員で持ち上げます。最初に呼んだ人は帰らずに最後まで手伝い続けます。筋肉の中でも同じように、小さな運動単位から順に呼ばれ、必要な力に応じて大きな運動単位が加わっていきます。

サイズの原理の仕組み

運動単位とは

運動単位は、1つの運動ニューロン（脊髄から筋肉へ指令を送る神経細胞）と、それが支配するすべての筋線維をまとめた単位です。運動ニューロンが興奮すると、その運動単位に属する筋線維はいっせいに収縮します。構成要素の詳しい解説は運動単位の構成要素の記事にあります。

	小さな運動単位	大きな運動単位
運動ニューロンの大きさ	小さい	大きい
興奮しやすさ（閾値）	興奮しやすい（低閾値）	興奮しにくい（高閾値）
支配する筋線維の数	少ない	多い
主な筋線維のタイプ	遅筋線維（タイプI）	速筋線維（タイプII）
出せる力	小さい	大きい
疲れにくさ	疲れにくい	疲れやすい

小さい順に動員される理由

ヘネマン（1957）は、ネコの脊髄の運動ニューロンを使い、小さな神経細胞ほど少ない入力で興奮しやすいことを示しました。続く研究（ヘネマンら 1965）で、運動ニューロンの大きさが動員の順番を決めることが整理されました。脳から同じ指令が届いても、小さな運動ニューロンが先に興奮し、指令が強くなるにつれて大きな運動ニューロンが興奮します。この仕組みのおかげで、細かい力の調節と、必要なときの大きな力の両方が可能になります。

力の調節は「動員」と「発火頻度」の2つ

調節の方法	内容
動員（リクルートメント）	働く運動単位の数を増やす。サイズの原理に従って小さい順に加わる
発火頻度（レートコーディング）	すでに働いている運動単位に、より速いペースで指令を送り、出す力を高める

実際の力発揮では、この2つが組み合わさっています。動員できる運動単位がすべて加わった後は、発火頻度を上げることで力をさらに高めます。

速い動作でも順番は変わるのか

「素早い動作では速筋だけが先に働く」と説明されることがありますが、デスメットとゴドー（1977）は、人がすばやく力を出すときでも速筋の運動単位が優先して動員されるわけではないことを報告しました。速い動作では、順番を保ったまま、短い時間のうちに多くの運動単位が次々と動員されると考えられています。

サイズの原理を筋トレに生かす

• 速筋線維を鍛えたいなら大きな力を出す：大きな運動単位は高い力発揮が必要なときに初めて動員される。重い負荷を使うことが最も直接的な方法
• 軽い負荷でも限界近くまで行う：軽い負荷でも反復を重ねて疲れてくると、力を保つためにより大きな運動単位が加わっていく。余裕を大きく残して終えると、大きな運動単位への刺激は少なくなる
• 挙げようとする意図を持つ：同じ重量でも、できるだけ速く挙げようとすると短い時間で多くの運動単位が動員される
• 負荷の強さの目安を知る：%1RMと反復回数の関係は負荷強度の記事で解説している

最大の力を出したときにどれだけの運動単位を動員できるかは、トレーニングで向上する神経の適応の一つです。最大随意収縮の考え方はMVCの記事を参照してください。

サイズの原理の試験に出るポイント

• 運動単位は「小さい→大きい」「低閾値→高閾値」の順に動員される（ヘネマンのサイズの原理）
• 筋線維タイプでは、タイプI（遅筋）→タイプIIa→タイプIIx（速筋）の順
• 力の調節は、動員される運動単位の数（リクルートメント）と発火頻度（レートコーディング）の2つで行う
• 1つの運動単位に属する筋線維は、指令が来ればいっせいに収縮する（全か無かの法則）
• 速い動作でも、動員の順番は基本的に保たれる

サイズの原理のよくある質問

サイズの原理の理解度チェック

サイズの原理の覚え方

小さい順に「呼び出し」、呼ばれた人は帰らない

軽い力     → 小（タイプI）
中くらい   → 小＋中（タイプI＋IIa）
最大の力   → 小＋中＋大（タイプI＋IIa＋IIx）

力の調節 ＝ 人数（動員）× 働くペース（発火頻度）

サイズの原理のまとめ

• サイズの原理は、運動単位が小さい順（低閾値→高閾値）に動員されるという法則
• 小さな運動単位は遅筋型で疲れにくく、大きな運動単位は速筋型で大きな力を出す
• 力は、動員する運動単位の数と発火頻度の2つで調節される
• 大きな運動単位を鍛えるには、重い負荷や限界近くまでの反復で大きな力を出す必要がある

サイズの原理の語源と必須用語

語	語源	意味
Size principle	英語 size（大きさ）＋ principle（原理）	サイズの原理
Henneman	人名。米国の神経生理学者エルウッド・ヘネマン	ヘネマンの原理
Recruitment	フランス語 recruter（新兵を集める）	動員
Rate coding	英語 rate（頻度）＋ coding（符号化）	発火頻度による調節

用語	読み方	意味
運動単位	うんどうたんい	1つの運動ニューロンと、それが支配する筋線維のまとまり
運動ニューロン	うんどうにゅーろん	脊髄から筋肉へ収縮の指令を送る神経細胞
閾値	いきち	興奮が起きるのに必要な最小の刺激の強さ
動員	どういん	働く運動単位の数を増やすこと
発火頻度	はっかひんど	運動ニューロンが指令を出すペース
全か無かの法則	ぜんかむかのほうそく	刺激が閾値を超えれば最大で反応し、超えなければ反応しないという性質

参考文献

• Henneman E. (1957) Relation between size of neurons and their susceptibility to discharge. Science 126(3287): 1345–1347. doi:10.1126/science.126.3287.1345
• Henneman E, Somjen G, Carpenter DO. (1965) Functional significance of cell size in spinal motoneurons. Journal of Neurophysiology 28(3): 560–580. doi:10.1152/jn.1965.28.3.560
• Desmedt JE, Godaux E. (1977) Fast motor units are not preferentially activated in rapid voluntary contractions in man. Nature 267: 717–719. doi:10.1038/267717a0