一般的に天然の芝生でスポーツをするほうが怪我が少ないと言われていますが、実際に怪我をしやすいのかどうか？そしてそのメカニズムについて科学的根拠を踏まえつつご紹介していきたいと思います。
地面の素材の性質による違い
摩擦
摩擦が多いほどより大きな力を発揮しやすくなる一方で、身体に負荷がかかりやすくなったりする可能性があります１。
天然芝は摩擦が弱くて滑りやすいため、大きな力を発揮しにくくなり、身体への負担も少し和らぎます。
グリップ
科学的には牽引力（Shoe-surface Traction）などと呼ばれますが、分かりやすい言葉にするとグリップ力や地面への刺さりやすさといったところでしょうか。
（Wannop et al 2019より引用）
一般的には天然の芝生よりも人工芝のほうがグリップ力が高い傾向にあり、グリップ力が高いと膝や足首の負荷が少しばかり増える傾向にあります２・３。
また、グリップ力は地面だけでなくシューズのスパイクなども影響され、グリップ力が高いシューズでは前十字靭帯断裂の発生率が高かったというデータもあるようです４。
（Lambson et al 1996より引用）
これらの研究結果を要約すると天然の芝生のほうがグリップ力が小さく、身体にかかる負荷も小さくなる可能性があるということになります。
硬さ
硬い地面は衝撃吸収してくれず、身体への負荷を高めてしまう可能性があります。
人工芝と天然の芝生を比べた研究は少ないですが、一般的に天然の芝生のほうが地面が柔らかいということに大きな異論はないかと思います。
ひとくちに硬いといっても様々な種類があり、科学的には剛性や反発係数などで表すこともあります。さらには人工芝の材質の違いによって影響を受けることもあります５。
天然芝と身体への負荷
天然の芝と比べると人工芝のほうが身体への負荷が高くなる傾向にあります６。
人工芝と天然芝では足底への圧力が違い、人工芝ではカッティング動作時につま先や小指への負荷が高いことが報告されています７。
また、人工芝でのカッティング動作は膝の負荷が10~30％ほど増えるという報告もあります８。
さらに、人献体を使った実験では天然の芝生のほうが人工芝と比べて前十字靭帯への負荷が軽いことが報告されています９。
また、選手の体験談として人工芝でプレーをしたら身体がバキバキになった、全身筋肉痛になってしまったという意見があります。
こういった意見は感情に訴えるインパクトが強いのですが、普段は天然芝でプレーしている選手が慣れない人工芝でプレーをすると普段とは身体の使い方が微妙に違ってくるため、筋肉痛が起こりやすいという側面も考慮しなければいけません。
普段は人工芝でプレーしている選手でも天然芝でプレーをすると全身がバキバキになることがあり、筋肉痛というのは客観的な指標とは言い難い面があります。
天然芝の怪我の発生率
全般的な怪我
人工芝と比べると天然芝のほうが怪我の発生率が少ない傾向にあります。
アメフトの１０年間の調査では人工芝のほうが膝の怪我が多い傾向にあったそうです１０。特に後十字靭帯損傷に著しい違いがあったようです。
他にもNFLにおける数シーズンの怪我を分析した研究にて、人工芝のほうが脚の怪我が多い傾向にあったことが報告されています１１。
一方でサッカーを対象とした研究では怪我の発生率に差はないという報告が複数あります１２・１３。
人工芝のほうが足首の捻挫などの怪我が増えるが、サッカー選手の膝の怪我には大きな違いがないという報告もあります１４。
もしかするとスポーツによって怪我の違いがあるのかもしれませんが、全体的には天然芝よりも人工芝のほうが怪我しやすい傾向にあるということは読み取れるかと思います。
前十字靭帯断裂
あらゆる怪我の中でも前十字靭帯断裂は選手生命などへの影響度合い大きい怪我です。
前十字靭帯断裂においてもどちらかというと人工芝のほうが怪我の発生率が少し高い傾向にあります。
特にアメフトにおいて人工芝のほうが前十字靭帯断裂が多いようですが１５・１６、一方でサッカーでは前十字靭帯断裂の発生率に大きな違いがなかったという研究結果があります１６。
天然芝でのパフォーマンス
天然芝と人工芝では地面からの反発力や摩擦が違うため、スポーツでのパフォーマンスが微妙に変わることもあります。
天然芝のほうが人工芝に比べてスプリントの速度が遅くなる傾向にあるそうです１７。これは人工芝が柔らかく地面からの反発をうまく得られないためにスプリント速度が低下してしまうといった可能性が考えられます。
一方で短い距離のダッシュやジグザグの動きではそこまで大きな違いがないという研究結果もあります１８。
いずれにしても、天然芝と人工芝とでは身体の動かし方が微妙に違ってくるため、天然芝でのプレーに慣れていないと思うように身体を動かせずにパフォーマンスを十分に発揮できないということは起こり得るかもしれません。
考察
一般的に天然芝で怪我が減ると言われていますが、現実的には怪我の発生率はそんなに変わらないという面もあります。
先ほど紹介した研究では人工芝では怪我の発生率が数倍に増えるという結果もあるのですが、具体的には怪我の発生率が１万人に１人のところが２〜３人に増えるという、わずかな違いしかありません１０・１４。
つまり、天然芝でスポーツをすれば劇的に怪我が減る、と強く言えるほどの研究結果ではないということに注意が必要です。
人間の身体は不思議なもので、強い刺激が加わるとそれに適応して強化されていくという側面が一定程度あるため、天然芝のほうが負荷が小さかったとしても怪我の発生率にはそこまで大きな違いが出ないといった可能性が考えられます。
天然芝のスタジアム建設という議論の際に、天然芝の方が怪我が減ることが根拠に挙げられることがあります。
天然芝を維持するには数千万円から数億円という高額なコストがかかることがありますが、費やした資金に比べると減らせる怪我はごくわずかであり、怪我を減らすために巨額の費用をかけて天然芝のスタジアムを維持するという主張は弱すぎると思います。
天然芝を整備するために高額な資金を費やさなくても、ほんの少しの資金でアスリートの怪我を減らせる方法はいくらでもあります。
怪我を防ぐために天然芝のスタジアムにしなければならないという意見は説得力が弱く、パフォーマンス面や興行収益などといった観点での議論が大切になるのではないかと思います。
一方で人工芝と天然芝とでは身体の使い方が微妙に違ってくるため、国際大会で使われるような天然芝に慣れておくというのは一つのアドバンテージにもなるかと思います。
そして、どうせスポーツをやるのならば人工芝よりも天然芝のほうが気持ちがいいという側面もあります。
ただ、「隣の芝生は青く見える」と言われるように、大金を叩いて芝生を手に入れても思ったほどのものではなかったというオチもよくあります。
まとめ
グリップ力や摩擦、地面の柔らかさといった要素により、天然芝では怪我が減る可能性があります。
しかし、天然芝でスポーツをすれば劇的に怪我が減る、と言えるほどのものではないことに注意が必要です。
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