運動生理学の板書

講義動画で板書した内容を、全文そのまま置いています。動画を見ながら書き写す必要はありません。必要なところだけ読んでください。

この板書の動画を見る

各節の時刻（00:00）を押すと、動画のその場面から再生されます。

第7回「エネルギーと持久力」

この回は、動くためのエネルギーがどう供給され、持久力が何で決まるのかを扱います。3つの供給機構とセット間の休息、クレアチン、乳酸の扱い、無酸素性作業閾値と乳酸性作業閾値、酸素摂取量の立ち上がりと運動後過剰酸素消費、呼吸交換比、最大酸素摂取量が高まる要因、腕と脚の違い、姿勢と一回拍出量、体温と心血管ドリフト、ランニングエコノミーまでを見ます。領域ごとの出題数は公表されていないので、重さの目安は示していません。

00:28この回で数えるもの

数えるのは、この3つ

エネルギー供給機構
3つ
心拍出量をつくる量
2つ
呼吸交換比の両端
2つ

エネルギー供給機構＝ATP-CP系（非乳酸性）・解糖系（乳酸性）・酸化系（有酸素性）の3つ
心拍出量＝心拍数と一回拍出量の積
呼吸交換比は1.0に近いほど糖質寄り、0.7に近いほど脂質寄りと判断される

出典

出典:糖質と脂質の酸化における化学量論（糖質が完全に酸化されると二酸化炭素排出量と酸素摂取量が等しくなるため比は1.0に、脂質ではおよそ0.7になる）

①3つの供給機構2節

00:42割合で考える

3つとも動いていて、割合が変わる

ATP-CP系・解糖系・酸化系の3つ
どれかに切り替わるのではない。3つの割合が動く
高強度で短いほど前の2つ寄り、長いほど酸化系寄り

エネルギー供給機構は、ATP-CP系（非乳酸性）・解糖系（乳酸性）・酸化系（有酸素性）の3つ
3つは順番に切り替わるのではなく、どの時点でも並行して働き、運動の強度と時間によって割合が変わる
強度が高く持続時間が短い運動ではATP-CP系と解糖系の割合が大きく、持続時間が長い運動では酸化系の割合が大きくなる

01:19セット間の休息

次のセットに入る前に、何が戻るのを待つか

休息で待つのはクレアチンリン酸の再合成
だから秒数ではなく出力が戻ったかで決める
クレアチンの摂取は、その貯蔵量を高める方向に働く

高強度・短時間運動を繰り返す際、セット間の休息の主な目的は、クレアチンリン酸の再合成が終わらないうちに次のセットへ入らないようにすること
休息は秒数だけで決めるのではなく、前のセットと同じ出力を再現できるかを手がかりにする
クレアチンの摂取は筋内のクレアチンリン酸の貯蔵量を高め、高強度運動の反復時の出力維持に役立ちうるとされる

②乳酸と閾値2節

01:59乳酸

乳酸は、捨てられるものではない

乳酸は他の筋・心筋・肝臓でエネルギー源として使われる
だから疲労の原因物質とは言い切れない
指標としては有用。原因と指標を混ぜない

乳酸は他の筋や心筋、肝臓でエネルギー源として利用される
そのため、乳酸を疲労の原因物質と言い切ることはできない
運動強度の指標としては有用であり、原因としての扱いと指標としての扱いは分けて考える

02:28AT・LT

どこから急に苦しくなるか

AT・LT＝強度を上げたとき、応答が大きく変わる点
最大酸素摂取量が同じでも、閾値が高いほど高い強度を保てる
だから上限と保てる強度を両方見る

無酸素性作業閾値（AT）・乳酸性作業閾値（LT）＝強度を上げたときに血中乳酸や換気の応答が大きく変わる点
最大酸素摂取量が同じでも、閾値の高さによって持続できる運動強度が変わるため、持久的トレーニングの指標として重視される

③酸素の出入り4節

03:00立ち上がり

始めた直後は、酸素が足りていない

酸素摂取量はすぐには上がらない。定常まで時間がかかる
その間の不足は無酸素性の機構が埋める
鍛えると立ち上がりが速くなり、その依存が小さくなる

運動開始時、酸素摂取量が定常状態に達するまでには時間がかかり、その間の不足は無酸素性の機構が補う
持久的トレーニングを積むと、酸素摂取量の立ち上がりが速くなり、開始直後の無酸素性機構への依存が小さくなるとされる

03:30運動後

終わってからも、酸素は使われ続ける

運動後も酸素摂取量はすぐには安静時へ戻らない
複数の要因で使われ続ける。再合成はその一つ

運動後過剰酸素消費（EPOC）＝運動後も酸素摂取量が安静時の水準へすぐには戻らない現象
クレアチンリン酸の再合成をはじめ、複数の要因で酸素が使われ続けるために生じる

03:53上がり続ける局面

高めの強度では、途中から上がり続ける

最大下でも高めの強度だと、数分後も上がり続ける
理由は速筋線維の動員が増えること。低下することはない

比較的高い強度の最大下運動では、負荷が一定でも数分経過後も酸素摂取量がゆるやかに上昇し続けることがある
時間とともに速筋線維の動員が増えることが要因とされ、この局面で酸素摂取量が低下することはない

04:17呼吸交換比

吐いた息の比で、何を使っているか見る

呼吸交換比＝二酸化炭素の排出量÷酸素の摂取量
1.0に近いほど糖質寄り
0.7に近いほど脂質寄り。強度が上がると糖質寄りへ動く

呼吸交換比＝二酸化炭素排出量を酸素摂取量で割った値
1.0に近いほど糖質の利用割合が大きく、0.7に近いほど脂質の利用割合が大きいと判断される
運動強度が上がるほど糖質寄りに動く

出典

出典:糖質と脂質の酸化における化学量論（糖質が完全に酸化されると二酸化炭素排出量と酸素摂取量が等しくなるため比は1.0に、脂質ではおよそ0.7になる）

④送る側4節

04:42最大酸素摂取量

最大酸素摂取量を押し上げるのは、送る力

心拍出量＝心拍数×一回拍出量
鍛えて増えるのは主に一回拍出量。心拍数の上限は上がらない
同じ強度での心拍数は下がる。1回で送れる量が増えたから

心拍出量＝心拍数と一回拍出量の積
持久的トレーニングによって最大酸素摂取量が高まる主な要因は、一回拍出量の増加による心拍出量の増大である
最大心拍数はトレーニングによって高まるものではない
一回拍出量が増えると、同一強度での心拍数は低下する

05:16腕と脚

同じ酸素摂取量でも、腕のほうが心臓は苦しい

同じ酸素摂取量なら、腕中心のほうが心拍数も血圧も高い
理由は使える筋量が少なく、末梢の血管の抵抗が高いこと

同じ酸素摂取量となる強度で比べると、腕を中心にした運動のほうが心拍数と血圧がともに高くなりやすい
動員できる筋量が少なく、末梢血管抵抗が高くなることが要因とされる

05:42姿勢

寝ているほうが、1回で多く送れる

仰向けは心臓へ戻る血液量が多く、一回拍出量が大きい
立つと戻りが減るぶん、回数で補う

仰向けの姿勢では心臓へ戻る血液量（静脈還流量）が多いため、安静時の一回拍出量は立位より大きい
立位では心臓へ戻る血液量が減るぶん、心拍数で補われる

06:04早い時期の変化

最初に変わるのは、血液の量のほう

始めて比較的早い時期に血漿量が増える
伴って一回拍出量や同一強度の心拍数が改善し始める

持久的トレーニングの開始後、数日から数週間という比較的早い時期に血漿量が増加する
それに伴い、一回拍出量や同一強度での心拍数など循環系の指標に改善がみられ始める

⑤長く続ける3節

06:28体温

動けば熱くなるのは、効率が悪いから

使ったエネルギーのうち機械的な仕事になるのは一部
残りの大部分は熱として現れる

筋が使ったエネルギーのうち機械的な仕事になるのは一部にとどまり、残りの大部分が熱として現れるため、運動を続けると体温が上がる

06:48心血管ドリフト

強度を変えていないのに、心拍数だけ上がる

強度一定でも、時間とともに心拍数が上昇する
同時に一回拍出量は低下。心拍出量はおおむね保たれる
だから心拍数だけで強度を見ていると誤る

心血管ドリフト＝中強度の運動を長時間続けたとき、運動強度を変えていないのに時間とともに心拍数が上昇する現象。暑熱環境ほど出やすいが、涼しい環境でも起こる
このとき一回拍出量は低下するが、心拍出量はおおむね保たれる。ただし脱水が進むと心拍出量そのものも低下しうる
心拍数だけを強度の指標にすると、強度が上がったものと読み違えるおそれがある

07:31エコノミー

天井が同じでも、燃費が違えば差がつく

ランニングエコノミー＝同じ速度に要る酸素摂取量の少なさ
少ないほど同じ速度を楽に維持できる
持久力は上限・閾値・燃費の3語で引く

ランニングエコノミー＝同じ速度で走るときに必要な酸素摂取量の少なさを表す指標
最大酸素摂取量が同程度でも、ランニングエコノミーの差が持久的な競技成績の差につながりうる
持久的な能力は、最大酸素摂取量（上限）・閾値（保てる強度）・エコノミー（同じ速度に要る酸素量）を併せて見る

08:08覚えて帰る4つ

この回の要点

3つの機構は切り替わらない。割合が動くだけ
持久力は上限・閾値・燃費の3語で引く
鍛えて増えるのは一回拍出量。心拍数の上限ではない
乳酸は使われる。原因として語るか、指標として使うかを分ける

第8回「刺激と適応—次の1本をいつ入れるか」

この回は、与えた刺激に体がどう応えるのか、そして次の刺激をいつ入れるのかを扱います。速筋線維の動員条件、タイプⅡaとⅡx、構成比の使い方、最初の数週間の筋力向上、筋肥大の負荷とボリューム、内分泌の急性応答、超回復と汎適応症候群、活性酸素、遅発性筋痛、中枢性と末梢性の疲労、オーバートレーニングの早期徴候、テストステロンとコルチゾールの比、月経周期、コンカレント、ディトレーニングと再開までを見ます。領域ごとの出題数は公表されていないので、重さの目安は示していません。

00:27この回で数えるもの

数えるのは、この3つ

汎適応症候群の段階
3段階
速筋線維の下位分類
2つ
疲労の分け方
2つ

汎適応症候群（GAS）＝警告反応期・抵抗期・疲憊期の3段階
速筋線維（タイプⅡ）はタイプⅡaとタイプⅡxに分けられる
疲労は中枢性疲労と末梢性疲労に分けて考える

①動かす線維3節

00:40動員の条件

速筋を使わせる入口は、2つしかない

動員は原則遅筋から。強度が上がるほど速筋が加わる
入口①高い強度で行う
入口②疲労を進めた状態にする

運動単位の動員は原則として遅筋線維から始まり、強度が上がるにつれて速筋線維が加わる
速筋線維（タイプⅡ）を優先的に動員する条件は、高い強度で行うか、疲労を進めた状態にすること

01:11ⅡaとⅡx

速筋は2つに分かれる

タイプⅡx＝収縮が速く、疲労も早い
タイプⅡa＝速いが、酸化的な代謝の能力も比較的高い

タイプⅡxは収縮が速く、疲労も早い
タイプⅡaは収縮が速い一方で、酸化的な代謝の能力も比較的高い
ⅡxとⅡaの割合は固定された属性ではなく、トレーニングによって動く。レジスタンストレーニングを続けるとⅡxの割合が減り、Ⅱa寄りになる方向の変化が報告されている

01:38構成比

構成比は、適性の参考までにする

線維タイプの構成比は遺伝の影響が大きい
だから種目適性の参考に使う。変える目標にはしない

筋線維タイプの構成比は遺伝の影響が大きく、トレーニングで大きく変わるものではないとされる
そのため、構成比は種目適性を考える参考として扱う

②太くする4節

01:59最初の数週間

最初の数週間は、太くなっていない

はじめの数週間の筋力向上は神経系の変化が先に進む
筋の横断面積の増加は遅れて現れる
だから最初の伸びを肥大の成果と読まない

トレーニング開始後の数週間の筋力向上は、動員や発火の仕方といった神経系の変化が先に進むことで生じ、筋の横断面積の増加は遅れて現れる

02:31どの線維が太くなるか

太くなりやすいのは、速筋のほう

高強度では速筋線維の肥大が大きい傾向がある
遅筋も太くなる。あるのは程度の差

高強度のレジスタンストレーニングを継続した場合、速筋線維のほうが遅筋線維より肥大の程度が大きくなる傾向がある
遅筋線維も肥大しないわけではなく、程度に差があるという関係にある

02:51負荷とボリューム

追い込んだ総量が、肥大を動かす

主要因は限界近くまで追い込んだ総ボリューム
重さの幅は思っているより広い。強度の一点では決まらない
順番は追い込めるか→総量が積めるか→続けられるか

筋肥大については、限界近くまで追い込んだうえでの総ボリュームが、強度によらず主要な決定因子になるとされる
したがって有効な負荷の幅は広く、強度の一点だけで決まるものではない
重量・反復数・セット数の組み合わせは個人差が大きいため、ここでは具体的な数値ではなく決め方の順番として扱う

03:27内分泌の急性応答

直後のホルモンは、どこまで読めるか

直後は成長ホルモン・テストステロン、コルチゾールも上がる
大きく出やすいのは多関節種目・高いボリューム・短い休息
ただし直後の変化と、長期の成果は別。読み過ぎない

レジスタンストレーニングの急性応答として、成長ホルモンやテストステロンの分泌が高まり、コルチゾールも上昇することが報告されている
こうした急性の分泌増加は、大きな筋群を使う多関節種目を比較的高いボリュームと短めの休息で行う条件で大きく現れやすい
急性応答の大きさと、長期的な適応の大きさは同じものではない

③抜ける時間5節

04:02超回復

戻りきった少し先に、次を置く

回復のあと、能力が一時的に元より高まる時期がある
そこへ次の刺激を入れると積み上がる
早すぎれば削り、遅すぎれば戻ってしまう

超回復の考え方では、回復が終わり能力が一時的に元の水準より高まっている時期に次の刺激を入れると、効果を積み重ねやすいとされる
刺激が早すぎれば回復しきらないまま重なり、遅すぎれば高まった水準が元へ戻る
超回復は頻度を考えるときの枠組みとして広く使われるが、能力が元の水準を超えて高まる時期があるという曲線そのものを直接示した証拠は乏しいという指摘もある。回復に時間差があることを考える道具として使い、曲線の形を事実として覚え込まない

04:38汎適応症候群

刺激への反応は、3段階で考える

警告反応期＝刺激を受けて、いったん落ちる
抵抗期＝適応が進んで、体力が高まる
疲憊期＝過大だと、ここへ至る。3段階で1組

汎適応症候群（GAS）＝警告反応期・抵抗期・疲憊期の3段階で捉える考え方
負荷が適切であれば抵抗期で体力が高まるが、過大であれば疲憊期へ至る
汎適応症候群はもともとストレス生理学の枠組みで、トレーニングへの当てはめは比喩的なものという指摘がある。3段階の名前と並びは押さえるが、運動の適応がこの3段階で説明されると決めてかからない

05:08活性酸素

一回で増えるものと、繰り返して強くなるもの

一回の運動では活性酸素の産生が増える
繰り返すと抗酸化の仕組みそのものが強まる

一回の運動では活性酸素の産生が増えるが、運動を繰り返すうちに抗酸化の仕組みそのものが強まるとされる

05:28遅発性筋痛

痛むのは、翌日以降

伸張性収縮の多い運動のあとに生じやすい
痛みが最も強いのは直後ではなく翌日以降

遅発性筋痛は伸張性収縮の多い運動後に生じ、痛みは運動直後ではなく翌日以降が最も強い

05:51疲労の分け方

出せないのか、出しても動かないのか

中枢性疲労＝脳から筋への出力が低下する
末梢性疲労＝筋そのものの収縮の仕組みが働きにくくなる

中枢性疲労＝脳から筋への出力が低下する現象
末梢性疲労＝筋自体の収縮の仕組みが働きにくくなる現象

④見る3節

06:10早期の徴候

記録より先に、別のところへ出る

早期の徴候＝安静時心拍数の上昇・睡眠の低下・意欲の低下
心拍数は上がる側にも下がる側にも動く
だから毎日とれるものを測る。測定日まで待たない
負荷を下げる判断は指導者ができる。原因の診断は医療へ

オーバートレーニング症候群の早期に現れやすい徴候として、安静時心拍数の上昇、睡眠の質の低下、意欲の低下などが挙げられる
こうした徴候は、挙上重量などの成績が落ちる前に現れることがある
心拍数は上がる側にも下がる側にも動く。徐脈は副交感神経の変化として、頻脈と高血圧は交感神経の変化として挙げられており、徐脈は持久系の競技で、頻脈と高血圧は無酸素系の競技で多いとされる
安静時心拍数・最大心拍数・心拍変動といった生理学的な検査の結果は一定せず、これらの値だけで状態を見分けることはできないとされる。だから目標値ではなく、普段の自分との差で見る
負荷を下げる判断は指導者が行えるが、原因の診断は医療機関に委ねる

出典

出典:Kreher JB,Schwartz JB.Overtraining Syndrome:A Practical Guide.Sports Health 4(2):128-138,2012（表2「Symptoms of overtraining syndrome」およびAutonomic Nervous System Hypothesisの項）https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3435910/

06:59テストステロンとコルチゾール

2つのホルモンの比を、負荷の目で見る

安静時のテストステロンとコルチゾールの比を見る
低下する傾向があるとされる。ただし見分けられる裏づけは弱い

安静時のテストステロンとコルチゾールの比は、負荷が回復力を上回ると低下する傾向があるとされ、負荷管理の参考にされる
単回の値ではなく、同一個人の推移として読む
この比でオーバートレーニングを見分けられるという裏づけは弱く、研究では支持されていない。考え方として押さえ、現場の判断をこの比だけに委ねない

07:24時期で変わるもの

同じ内容でも、時期で負担が変わる

黄体期（排卵後〜次の月経）は基礎体温がやや上昇する
同じ強度でも体温調節の負担がわずかに増えやすい

黄体期（排卵後から次の月経までの時期）には基礎体温がやや上昇し、同じ運動強度でも体温調節の面で負担がわずかに増しやすいとされる
内容の可否を決めるためではなく、環境条件や水分補給の配り方を調整する材料として扱う

⑤止める・併せる3節

07:49コンカレント

同じ時期に両方やると、片方が削れることがある

同時期に行うと筋力や筋肥大の獲得が抑えられることがある
必ず起きるわけではない。量と配置で変わる
順番は主目的→同日か別日か→どちらを先に置くか

持久的トレーニングとレジスタンストレーニングを同時期に行う場合、筋力や筋肥大の獲得が単独で行うより抑えられることがある
必ず生じるわけではなく、量や、同日か別日かといった配置によって変わる

08:22止めたとき

先に落ちるのは、持久のほう

持久的な体力は比較的早い時期から低下しやすい
筋力は神経系の適応が残るぶん、低下が緩やか

トレーニングを中止した場合、持久的な体力は比較的早い時期から低下しやすいが、筋力は神経系の適応が残るため低下が緩やかな傾向がある

08:43戻すとき

戻すのは、初めて作るより速い

再開は初回より短い期間で戻りやすいとされる
だからといって元の重量から始めてよいわけではない

長期間の中断で筋力と筋量が低下した者が同じ内容を再開した場合、初めてその水準に到達したときより短い期間で元へ戻りやすいとされる
回復が速いことは、中断前の負荷から再開してよいことを意味しない

09:03覚えて帰る4つ

この回の要点

速筋の入口は重いか、追い込むかの2つ
最初の伸びは神経系。太さは遅れてついてくる
刺激と刺激の間は入れる・抜く・見る・戻すの4語で引く
次をいつ入れるかが、1回の内容より効く

読んだら、解いて確かめる

聞いて分かったつもりのところは、解くとはっきりします。間違えた問題だけが自動で復習に戻り、2回連続で正解すると外れます。

運動生理学を34問で解く

Other subjects

JATI認定トレーニング指導者（JATI-ATI）一般科目の板書（公式テキストの章立て順）。

公式テキストの本文は使っていません。章題とページ数は目次から転記した事実、内容は公的機関の公開資料と教科書水準の一般知識にもとづいています。章ごとの出題数は公表されていません。