靴のクッションに関する誤解：クッション性の高い靴では関節や組織への衝撃力が増加する

足指ドクターによる解説

長い年月にわたり、私たち消費者やユーザーは、靴の中や足元に多くのパッドが必要であるとされ、快適性を高め、体への負担を緩和するためにそれを求められてきました。この考えは健康分野全般において共通の信念となり、靴業界の重要人物や多くの医療専門家もその考えを支持し、靴や特に運動靴を選ぶ際には、高いクッション性やパッドが必要であると指導してきました。そのため、現在の運動靴業界では、パッドやクッション性を重視する傾向があり、最新のYOSHIRO SHOESは、靴の形や機能における最新の進化を象徴する存在とされています。

私たちは、『適切な靴とは何か』に関して異なる意見を持っています。この記事では、靴の過度なクッション性が実は足や下肢に悪影響を及ぼす可能性があることに焦点を当てて説明しています。私たちは業界の誤解を解消し、正しい情報を提供することで、皆さんが良い選択をするお手伝いをしたいと考えています。ただし、私たちはクッション性そのものを否定しているわけではありません。クッション性は足の健康をサポートする上で有益な役割を果たすこともあります。重要なのは、全ての人に対してクッション性が高い靴が常に健康的で安全であるという誤解があることです。

この記事でお伝えしたいことのひとつは、シューズのクッション性には多くの誤解があるということです。シューズのクッション性についての一般的な考え方は、足の下にパッドを多く入れることで、体重を支える活動中に身体の関節や組織にかかる衝撃力を軽減できるというものです。関節や軟部組織を損傷から守るためにクッションが必要だと長年言われてきたことを考えると、これは理にかなった主張のように思えるかも知れません。しかし、物理学の研究においてはこの主張を支持してはいません。実際、靴のクッション性が高ければ高いほど、私たちの関節はより硬く、よりダメージを受けるのです。

物理学

なぜそうなるのかを理解するには、衝突の物理学を理解することが重要です。まず、物体に作用する力は次のようになります。

F=ma

片足が地面に接している体には、地面が押し上げる力（法線力と呼ばれ、ここでは N と表記します（この文脈では法線は表面に対して垂直という意味です））と重力が引き下げる力（mg、つまり質量×9.8 メートル毎秒の 2 乗で表すことが多い）の 2 つの垂直方向の力が作用します。したがって、次の式が成り立ちます。

N-mg=ma

加速度は速度の変化を時間で割ったものとして定義されるので、v _{f を}最終速度、v _{i を}初期速度として使用し、少し整理すると、この式は次のように表すことができます。

N＝m (（v_f-v_i)/t+g）

では、厚底の靴からYOSHIRO SHOES、あるいは完全に裸足になると何が変わるのでしょうか。この分野の真の専門家は、ハーバード大学のダニエル・リーバーマン教授です。教授は、フォースプレートを使用して衝撃力に関する非常に優れた研究を行い 、靴を履いて走る場合と裸足で走る場合の力を実際に定量化できるようにしました。しかし、議論の本質は次のとおりです。靴のクッションがあると、何が起こっているのかという感覚が鈍くなり、特定の歩き方で走る傾向があります。つまり、歩行または走行の着地段階で、上下に跳ねたり、足がより伸びてかかとで最初に着地したりする歩き方です。

靴を履いてかかとで地面に着地する場合と、裸足で中足部で地面に着地する場合では、足が地面に触れている時間に微妙な違いがあります。この違いは、垂直力に影響を与える可能性があります。ただ、重要なポイントは、クッション性のある靴を履いて歩くと、初期の下向きの速度と最終的な上向きの速度の両方が増加することです。このことにより、垂直力が増加し、言い換えれば、足と体への力も増加します。一方、裸足で走る場合は、歩行パターンが異なる傾向があります。跳ねることが少なく、足が体の前ではなく下に着地します。そのため、クッション性のある靴を履いてかかとで強く着地するよりも、裸足またはYOSHIRO SHOESで着地した方が衝撃を適切に制御でき、初期速度と最終速度の差が小さくなります。これにより、足と体にかかる総合的な力が軽減されます。

以下に、上記の点を説明するために、力の方程式に実数を使用した例をいくつか示します。ランナーに関する以下の例では、質量 (m) を 50 kg に設定します。重力加速度 (g) は 9.8 m/s ²で一定です。垂直速度の変化 (v _f – v _i ) を、クッション付きシューズの場合は 8 m/s、裸足またはYOSHIRO SHOESの場合は 6 m/s に設定します。衝撃持続時間については、クッション付きシューズとYOSHIRO SHOESの両方で 0.3 秒の値を使用します。

例 1：クッション付きシューズを履いたランナーが受ける力:

N＝m (（v_f-v_i)/t+g）

N=50x(8/0.3+9.8)

N=~1,823N

例 2：裸足でランナーが感じる力:

N＝m (（v_f-v_i)/t+g）

N=50x(6/0.3+9.8)

N=~1,490N

比較のために言うと、体重 50 kg の人の体重はメートル法の力で 490 N なので、最初の数値 (クッション付きシューズの場合) は体重の約 3.7 倍ですが、2 番目の数値 (裸足の場合) は体重の約 3.0 倍にすぎません。この差を、走ったり歩いたりした距離、日数、月数、年数で合計すると、靴のパッドを最小限に抑えることがなぜこれほど大きな違いを生むのかがわかります。

衝突時の物理的性質は実際には非常に複雑であり、人の体全体が同じ速度で上下に動くと仮定していますが、実際には胴体と足が同じ速度で動くわけではないため、より詳細な考慮が必要です。ただし、上記の式は、クッション性のある靴を使用すると下肢の関節や組織にかかる力が減少するのではなく、むしろ増加することを示唆しています。

注：技術的な計算を行う際には、床反力が複数の異なる方向のベクトルで構成されていることを考慮する必要があります。これにより、足にかかる地面の力をより正確にモデル化することが可能となります。先述の式では、純粋に垂直方向の力の影響を考慮していますが、実際には足の動きや着地、離陸の角度なども重要な要素として考慮すべきです。厚底靴を履いたランナーと薄底靴または裸足のランナーでは、足の垂直方向の速度変化が異なることが理解できます。より高度なモデルにおいても、上記の重要なポイントを含めて計算を行うことが重要です。

クッションの問題１：関節への衝撃

クッション性の高い靴は、関節への衝撃を軽減していると感じるかもしれませんが、実際には衝撃の感覚が軽減されるだけであり、物理法則によればクッション性の高い靴では関節や組織への衝撃力が増加する可能性があります。クッション性が高すぎる靴を履くと、足の踏みつけや置き方が雑になり、足を力強く地面に叩きつけることがあり、関節や組織に悪影響を及ぼす可能性があります。

正しく足を地面に置けないと、体重のバランスが崩れることがあります。かかと、つま先、土踏まずが衝撃を十分に吸収できず、体重が適切に分散されない可能性があります。この状況は足、足首、膝、背中など、運動連鎖全体に悪影響を及ぼす可能性があります。一方で、裸足の状態では、足と体は地面からの刺激を感じ取ることができます。足音が穏やかになり、より注意深い歩行が可能となり、これは関節や組織の健康にプラスの影響を及ぼす可能性があります。

関節への衝撃を減らすための最良の方法は、通常、靴のクッションを減らすことです。特に、足指を広げることで（YOSHIRO SOCKSを使用すると効果的です）、地面または完全に平坦な靴底に水平に置き、各足指が均等に体重を支えることができるようにするのが効果的です。この進化は自然に生じる傾向もあり、靴をできるだけ少なく履いた状態で、強い触覚と固有受容覚のフィードバックを通じて、体がそれを理解するようになります。

役に立つ実験：クッション付きシューズと裸足、またはYOSHIRO SHOESの衝撃力の違いを実感するための分かりやすいエクササイズの1つは、耳栓をして、まずはクッション付きシューズを履いて歩き、次に裸足またはYOSHIRO SHOESで歩くことです。すると、すぐにその違いを感じるはずです。特に、クッション付きシューズを履いて走る場合に感じる体への衝撃や揺れの違いが顕著です。目を閉じてゆっくり歩いてみると、その差がより明確に感じられるかもしれません。

クッションの問題２：費やした労力

靴のクッション性については、一般的に見過ごされがちな側面がもう1つあります。クッション性の高い靴底を履くと、足を踏み出すたびに多くの力が必要になります。クッション性やスポンジ性が高いと、足と地面の間での力が効率的に伝達されず、推進力として使われるべきエネルギーが靴のパッドに分散されてしまいます。これは砂の上を歩く感覚に似ていますが、その効果はそれほど極端ではありません。裸足またはYOSHIRO SHOESを履いて歩くと、歩行中にTOE OFF（地面を足指で蹴る）する際に足と地面の間で伝達される推進力が最大限に活用され、一歩または歩幅ごとに無駄なエネルギーが大幅に削減されることになります。

クッションの問題３：足の筋肉の萎縮とアーチへの影響

従来の靴、特に運動靴の多くは、足の裏に柔らかいクッション性を備えていますが、靴底が厚いということは靴底の硬さが高くなることを意味します。厚いクッション性のある硬い靴底の靴を履くことは、足にギプスをはめて筋肉が強くなることを期待するかのようなものです。厚いパッド入りの靴で足が固定されると、足の筋肉が適切に働くことができず、徐々に弱くなり、退化してしまいます。定期的に使われない筋肉は緊張や力を生み出す能力を失うため、足や筋骨格系の他の部分の機能に重大な影響を及ぼす可能性があります。

クッションの問題4：怪我の頻度

 1997 年にBritish Journal of Sports Medicineに発表されたロビンズとウェイクドによる古典的な研究では、次のように述べられています。

運動靴は、繰り返しの衝撃から生じると考えられる怪我の頻度と関連しています。保護力が高いことを示す科学的データはありません。高価な運動靴は、「衝撃を和らげる」ことで保護力が高いと宣伝されていますが、最も安価なものよりも怪我の発生頻度が 123 パーセントも高くなっています。

Hazard of deceptive advertising of athletic footwear. Author: S Robbins, E Wake.

上で言及した「最も安価なもの」とは、クッション性や動作制御「技術」が最も少ない靴のことです。ロビンズ氏とウェイクド氏は研究から次のような結論を導き出しています。

この報告書は以下を示唆しています：（1）保護装置の虚偽の広告は公衆衛生に重大な危険をもたらす可能性があり、これを規制によって排除する必要性があるかもしれません。（2）新しい技術や装置に対する過度に肯定的な態度から、人々は未知の危険を持つ新しい装置を使用する際に慎重さを欠く傾向があります。

一部の人々は、靴、特にスポーツシューズは、足の快適さと健康を最大限に保ちながら運動能力を向上させるために、エンジニアや生体力学の専門家によって設計されていると考えています。しかし、現実は異なり、靴業界は商品の見栄え、つまり陳列棚に並んでいる際の外観を重視しており、足の健康に焦点を当てることは十分にされていないのが現状です。実際、足の自然な形や機能、歩き方に影響を与えることで、パフォーマンスを損ない、怪我を引き起こす可能性があるとされている靴が、運動能力向上や怪我防止として宣伝されていることがあります。事実、スポーツサイエンス誌にてマイケル・ウォーバートンが発表した研究によれば、足の健康を維持し、怪我を予防するために必要なものはすべて自然に備わっているということが示唆されています。

発展途上国では、裸足で走ると、足首の急性外傷や下肢の慢性外傷の発生率が大幅に低下することが分かっています。実験室での研究によると、靴を履いていない場合、ランニングのエネルギーコストは約4%削減されます。

裸足で過ごすことは簡単なことではありませんが、YOSHIRO SHOESは、靴の中で足を裸足のように健康に保つことができる環境を提供しています。この靴は足を矯正し、本来の健康な状態に戻すことができるため、長期的な足や下肢の健康を解決するのに役立ちます。ほとんどの人がこの靴を履くことで、足と下肢に関する問題を改善することができるでしょう。

靴のクッション性に関する議論で重要な考慮事項の1つは、靴が膝の健康に及ぼす影響です。かかとでの着地（クッション性のある靴を履くランナーやウォーカーの多くが行う方法）では、土踏まずと足首が衝撃を和らげるのに効果が限定されるため、膝と腰が自然な衝撃吸収を処理しなければなりません。一方、裸足または最小限の靴を履いたランナーは、中足部着地をすることが多く、土踏まずと足首で衝撃を効果的に吸収できます。このように衝撃を処理する関節が増えることで、下肢の関節に力が均等に分散されることがあります。

最近では、パッド入りの靴と膝の問題（特に膝の変形性関節症）との関連性についてさらに詳しく研究されています。従来の医学的見解によれば、体重、遺伝、性別、年齢、過去の外傷、反復性ストレス、スポーツ活動、特定の健康状態、栄養不足、身体の弱さなどが膝の変形性関節症に寄与する可能性があります。

これらの要因は確かに関節軟骨の損失を促す可能性がありますが、従来の靴が膝関節症の発症に与える影響は、この健康問題の中でも最も重要な要因と考えられています。

2006 年にラッシュ医科大学でナジア・シャクールとジョエル・A・ブロックが実施し、Arthritis and Rheumatism 誌に掲載された研究では 、さまざまな種類の靴を履いた被験者と靴を履いていない被験者の膝にかかるストレス負荷が調べられました。研究者らは次のように述べています。

膝内側OA [変形性関節症] の患者は、裸足で歩くと通常の靴を履いて歩く場合に比べて膝と股関節の関節負荷が大幅に軽減されるようです。膝OAは異常な負荷によって部分的に媒介され、過剰な負荷は痛みや病気の進行に関連することが示されているため、これらのデータは、現代の靴が下肢OAの異常な生体力学を悪化させる可能性があることを示唆しています。

Walking barefoot decreases loading on the lower extremity joints in knee osteoarthritis Arthritis Rheum, 54 (2006), pp. 2923-2927

シャクールとブロックは次のように結論付けています。

靴は下肢の関節にかかる負荷を有害な形で増加させる可能性があります。靴を履いて歩く場合と裸足で歩く場合の負荷の違いの原因となる要因がより明確になれば、現代の靴と歩行習慣が私たちの社会における OA の蔓延と進行に与える影響について再評価する必要があるかもしれません。

私たちが履物の選択をもっと慎重に、そして賢明に行えば、下肢の変形性関節症の多くを回避できるというのが私の個人的な考えであり、明らかに上記の研究者の考えでもあります。

足の自然な保護メカニズムを活用する

裸足で過ごしてきた人は、足裏を保護するいくつかのメカニズムを体内に持っています。これらのメカニズムの1つ目は、最適な足指の開きです。十分に開いた足指は、衝撃力がより広い表面積に分散されるため、体重を支える動作中に受ける衝撃力から大幅に保護されます。従来の靴は、足指を一緒に押し付けて前足部より上に持ち上げ、衝撃力の大部分を足の指の付け根のより狭い領域に集中させます。YOSHIRO SOCKSは、足指の部分が十分に広い靴の中に着用でき、自然な足指の開きを復元し、足のより広い表面積に衝撃力を分散するのに役立ちます。

　

私たちの足には、足底にいくつかの脂肪パッドが存在し、これらが適切に配置されることで衝撃を吸収する役割を果たしています。しかし、長年同じ靴を履いていると、靴のトゥスプリングと呼ばれる靴のデザインにより、足の指の付け根の脂肪パッドが前方にずれることがあります。これにより、足の指の付け根の構造が体重負荷時に十分な保護を受けられず、神経や骨に大きな負担がかかり、神経腫や関節包炎、疲労骨折などの症状が引き起こされる可能性があります。

私たちの足に備わっている自然の防御機構の中で、特に重要なのは内側縦アーチ（土踏まず）です。足のアーチは、自然の衝撃吸収装置として機能し、信じられないほどの重量にも耐えるように設計されています。荷重がかかると、足の骨、靭帯、腱、その他の組織がより密接にかみ合い、アーチ全体が機能することで体重を支えます。足の骨の多くはアーチ状になっており、体重を支えるために完璧に設計されていることがわかります。

クッションが役立つ人もいるのでしょうか？

この記事を読んでいる人の中には、足の快適さには靴のクッションが不可欠だと考える人もいるかもしれません。確かに、特に足に外傷や変形がある人にとってはそれが重要です。しかし、従来のクッション性の高い靴に頼り続けている人の多くは、長い時間をかけて、たぶん何十年も、足をその閉じ込められた環境に適応させてきた可能性があります。

すぐにクッション性の低い靴に移行することは、すべての人にとって適しているわけではありません。実際、ゆっくりと慎重に移行期間を設けることが非常に重要です。

靴のクッション：足の健康を妨げるもの

この記事では、靴におけるクッションの役割を適切な視点から考察し、足の健康と怪我予防におけるクッションの真の価値を検証します。靴のクッションの効果について新たな視点を提示し、多くの靴メーカーの主張に対する疑念を裏付けることを目指しています。経験によると、過剰なクッションは足の健康に悪影響を及ぼすことがあり、自然な足の形と構造を回復する靴や靴下を履くことで本当の快適さを得ることができることが明らかになっています。

足の健康を考えた靴選びは、履き心地の良さだけでなく、正しいフィットや適切な移行に時間をかけることも重要です。足に最適な靴を選ぶためには、注意深く判断してください。自分の足に合った靴のオプションを知りたい場合は、足の健康の専門家に相談するか、男性・女性向けの適切な靴を見てください。

最後に

この記事のためにオンラインで調査を行ったところ、地面との接触時間に関する参考文献がいくつか見つかりました。平均的なランナーの場合、接地時間は 300 ミリ秒 (0.3 秒)、エリート ランナーの場合は 0.2 秒かそれよりわずかに短いとされています。この数字は、靴を履いてかかとから着地するランナーと、裸足で中足部から着地するランナーの両方でほぼ同じであるように思われます。

厚底の靴を履いた場合と薄手の靴を履いた場合の足の垂直速度の変化の正確な値を求めるには、歩調や 1 歩あたりの足の移動距離など、他の要素も考慮する必要があります。平均的なランナーの歩調は 1 分あたり 160 歩で、経験豊富なランナーの場合は 180 歩にもなると言われています。1 歩で足が上がる垂直距離は 0.35 m から 0.4 m と推定されます。この距離 (上りと下りの合計) を 2 倍にして 160 を掛け、60 秒で割ると、1 歩あたりの足の平均速度は約 2 m/s であることがわかります。

問題となるのは、足が一定の速度で移動していないことです。足は、上昇から下降への遷移時に、一番上で一瞬停止します。地面と接触している時間中に再び停止します。足の最高速度を推定する簡単な方法は、その数字を2倍することです。つまり、着地直前の下降時に4m/s、地面との接触がなくなった後の上昇時に4m/sとします。これにより、速度の変化は8m/sになります。これらの数字は、クッション性のある靴を履いたランナーに基づいていますが、最小限の靴を履いたり裸足で走る場合は、6m/sを使用するのがより適切であると思われます。