さて、今回も心拍数に関する話です。

前回あげた心拍数を用いたトレーニングとして目安とすることができる分類表があったので、それを下に書きました。
下にあげた分類4つはウェルスとペイト(1988)によって研究されたもので、走・泳・自転車などの長距離種目におけるトレーニング法の分類です。

分類1　ディスタンス・トレーニング
運動強度　最大酸素摂取量の65～70%(レースペースより遅い：酸素摂取量が定常状態にある)
運動時間1時間以上　　運動頻度週1回　　主観的運動強度10～12(かなり楽)
 
分類2　エアロピック・インターバル・トレーニング
運動強度　最大酸素摂取量の70～80%(レースペースよりやや遅い：乳酸性閾値より低い)
血中乳酸濃度4mM以下　　運動時間5～15分間　　反復回数5～20回
運動頻度週3～4回　　主観的運動強度13～15(ややきつい)
 
分類3　ペース・トレーニング
運動強度　最大酸素摂取量の80～95%(レースペースよりやや速い：乳酸性閾値よりやや高い)
血中乳酸濃度8～15mM　　運動時間3～10分間
運動頻度週1～2回　　主観的運動強度15～17(きつい、かなりきつい)
 
分類4　アネロビック・インターバル・トレーニング
運動強度　最大酸素摂取量の95～120%(乳酸性閾値より明らかに高い)
血中乳酸濃度15～20mM　　運動時間30秒～4分間　　反復回数5～20回
運動頻度週1回以下　　主観的運動強度18～20(かなりきつい、非常にきつい)
 
これは、目的とする運動強度やトレーニング方法は上の分類のようになり

ディスタンス・トレーニングは、長距離を楽なペースで連続して行う方法
エアロピック・インターバルトレーニングは、きわめて短い休息時間を挟んで、レースペースよりもやや遅いペースを反復する方法
ペース・トレーニングは、レースペースよりもやや速いペースを持続できる時間その運動を継続し、比較的長めの休息をおき反復する方法
アネロビック・インターバルは、比較的短い時間の高強度の運動を休息時間最低でも2分間は取り反復する方法です。

つまり、この分類表をみれば、直接的には使わなくとも、主観的運動強度によって、最大酸素摂取量はどのくらいか、血中乳酸濃度はどれくらいなのか考えることができると思われます。

主観的運動強度というのはボルグが開発したもので運動トレーニングの強度を決定するために，心拍数を補足するガイドとして有用的です。6～20の15段階で表わされ，消耗度合いや身体疲労などの感覚に基づいた尺度です。表としては以下のようになります。
 
主観的運動強度

20
19 非常にきつい　very　very　hard
18
17 かなりきつい　very　hard
16
15 きつい　　　　hard
14
13 ややきつい　　somewhat　hard
12
11 楽である　　　fairly light
10
9 かなり楽である very　light
8
7 非常に楽である very　very light
 
この主観的運動強度の利点としては、なんらかの測定が難しい状況のときに、自分の感覚のみなのですぐわかることですね。そして、その感覚とウェルスとペイトの分類表と照らし合わせてみるとした方法も有効的だと考えられます。
ただ、四季によって気温、湿度などの気候コンディションによって実際の生理的反応と心理的反応との相違が起こりうることもあることには気を付けてください。
どっちにしろ注意したいことは心拍数を考えてやるのも、主観的運動強度を考えてやるのもあくまでも理論上のことであるため、この数字にこだわりすぎず、あくまでも目安として行うようにしてくださいね。つまり、目標値などは設定せず、ただ単純にトレーニング中の心拍数を測定するだけにすることです。
そうすることの利点として、まずトレーニング後にトレーニング時の心拍数や運動強度を記録しておく。そのときのペースなどや、主観的運動強度がどれくらいだったかも記録しておく。そうすることにより、心拍数だけではなく、ペースなど、主観的運動強度の2つの要素を加味した3つの観点からトレーニングの運動強度を考えることができます。さらに体調や気象条件なども合わせて記録しておき、それらをデータとして集積、分析していくことによって、各個人の調子のよいとき、悪いときのパターンが見えてくることがあると思います。

今回は現在、トレーニングにおいてトレーニング強度を知るためにメジャーな指標である心拍数について取り上げます。この指標は呼吸や脈拍に関するものであることから、自覚しやすく測定も簡単なもののため、よく用いられています。
身体能力のそれぞれのところでもとりあげましたが、ここではより詳しくやっていこうと思います。
分量が多いので、いくつかに分けてやっていきます。
 
まず、運動をすると筋肉や末梢組織の酸素需要が高まるため、酸素が肺を通り血液に取り込まれるときに、心臓のポンプ作用によって全身の血管内を血液が循環します。そして、組織や器官の活動に必要な酸素やエネルギー源が供給され、また二酸化炭素や不要な代謝物が肺や腎臓に運び込まれます。
ではここで、なぜ、酸素需要が高まり、心臓のポンプ作用が起こるのでしょうか。
それは、エネルギー生成のところでお話しした糖質や脂質から酸素を使ってATP、つまり身体を動かすエネルギーを作り出すためなのです。また運動するということは、全身の、多くの筋肉を使うということでもあります。もちろん、筋肉だけではなく、それ以外での組織でも酸素は使われています。
そのようにして身体の中で糖質や脂質のようなエネルギーが使われるのですが、それをエネルギー消費量といいます。しかし、身体の中でで糖質や脂質がどれだけ減ったかなんてすぐにはわかるはずもありません。そこで、エネルギーを消費する際には酸素を用いることから、酸素摂取量を求めることによりどれだけエネルギーを消費したかわかるようになります。
 
また、エネルギー消費量は体重の影響を大きく受けます。
体重が多いとそれだけ運動するのに多くのエネルギーが必要です。よく体重減らすと、速くなれるよという話が出てくるのもこのためです。つまり、体重が少ないほどエネルギーを節約することができます。しかし、体重を減らしすぎると身体の調子を整えるための機能を損なってしまうので、あくまでも過剰であろう部分の体重を減らすだけに努めた方が賢明です。

さてそこで、体重のことを考慮した指標として、酸素摂取量の最大値である最大酸素摂取量があげられています。
最大酸素摂取量とは簡単に言えば、体内に取り込むことができる酸素の最大値のことです。
もちろん、体重が多いほど多くのエネルギーを必要とし、体重が低いほど少ないエネルギーですむ。また同じ体重でも最大酸素摂取量も異なります。
そこで、その人がその運動を行った時にどのくらいの強度か表すために用いられる方法として、そのときの酸素摂取量が最大酸素摂取量のどのくらいの割合かというものがあります。この割合を%VO₂maxといいます。
そして最大酸素摂取量よりも低い運動強度では、酸素摂取量と運動強度は比例します。たとえば、速度が2倍になれば、酸素摂取量も2倍になります。そこで、その時の酸素摂取量の最大酸素摂取量に対する割合は、体重やその人の最大酸素摂取量の大小に関係なく、強度を示す数値となります。たとえば、1500～5000mは100%VO₂maxとなり、距離が長くなるほど、その値は低くなります。
 
さて、酸素は肺を通って血液へと運ばれます。肺を通りぬける血液量は、心臓が送り出す血液量です。心臓の左心室から送り出される血液は、肺に向かい、右心室から送り出される血液は肺に向かう。そして心臓の送り出す血液量のことを心拍出量といい、これは1回の送り出す量とその回数で決まる。
 
心拍出量＝1回拍出量×1分間当たりの心拍数
 
心拍出量は、安静時よりも運動時のほうが多くなるが、その増加はわずかであり、強度が上がるほどにその1回拍出量は増加しなくなります。そのため、心拍出量は心拍数の影響を大きく受けます。
このことから、酸素選手量は心拍出量によって大きく決まるが、その中でも心拍数が大きく影響を占めることになります。しかし、実際には肺における酸素取り込み効率も変わりますし、心拍数だけで酸素摂取量が決まるのではないことに注意してください。
 
運動強度と心拍数の関係として、大きくみるとほぼ直線関係にあります。そのため、心拍数から運動強度を知ることができます。ここでの運動強度とは、そのときの酸素摂取量の最大酸素摂取量に対する割合のことです。
ただし、まったくの比例関係ではなく、安静から最大心拍数までの範囲ですのでそれを考慮する必要があります。
安静時では10%VO₂maxくらいの酸素摂取量、最大心拍数のときが最大酸素摂取量すなわち、100%VO₂maxとなり、その間の関係ですから、安静時の酸素摂取量を10%VO₂maxとすると、10%から100%まで酸素摂取量が増える間に心拍数が安静心拍数から最大心拍数まで増えるということで求めることができます。
 
ある運動時の運動強度(最大酸素摂取量に対する割合(%))は、心拍数を用いて、以下の計算式で推定できることができます。

運動を行ったときの運動強度(%VO₂max)＝
((その時の心拍数－安静時心拍数)／(最大心拍数)－(安静時心拍数))×90＋10

・最高心拍数＝220－年齢
・安静時心拍数＝起床してすぐの心拍数

たとえば、ある選手の最高心拍数が200拍／分、安静時心拍数は50拍／分であるとき、
運動を行ったその時の心拍数が140だった場合の運動強度(%VO2max)は、

(140－50)／(200)－(50))×90＋10＝64%VO₂maxと算出できます。

すなわち、心拍数が140だったときの運動強度は64%V₂maxとなるわけです。
しかし、最高心拍数の式は個人差に影響を受けるので、プラスマイナス10の変動はあることが考えられています。
そのため、こうした運動強度を算出するときには注意してください。

トレーニングをする際に考えるべき重要な要素の1つとして、成長ホルモンというのがあります。
ここはまだ私も正直言って理解しきれていないのですが、重要なところだと思うので、とりあげます。
とくに陸上の練習によくみられるのが、走ってから筋トレするのか、筋トレしてから走るのかが、どちらがよいのか、曖昧でわかっていない方が多いと思われるためです。この辺にも成長ホルモンは大きく関係しています。
 
さて、成長ホルモンとは一言でいうと、下垂体腺前葉から分泌され、発育発達に関与するホルモンです。また、その名の通り、体の成長を促す役割をします。
トレーニングにおいてもこの成長ホルモンは、筋肥大を促すホルモンとして密接な関係にあります。
具体的には、骨を作る作用だけではなく、身体を健康に保ち、筋肉の発達に作用します。しかし、成長ホルモンは絶えず分泌されているわけではありません。成長ホルモンが大量に分泌されるタイミングは2つあるといわれており、それが睡眠中とトレーニング後です。
 
まず、成長ホルモンが分泌されるタイミングとして睡眠中があります。そう、寝ている間に分泌されます。
調査では23時～3時の間に多く成長ホルモンが分泌されているとの報告があります。そして、眠りに入りたてのノンレム睡眠時に成長ホルモンが最も多く分泌され、そして心身の成長・修復、疲れの回復などが活発に行われています。
古くからのことわざで「寝る子は育つ」や、「お肌は夜つくられる」などがありますが、その意味で生物学的に理にかなった言葉です。もしかしたら、昔の人々は、こうしたメカニズムはわからなくても経験的にちゃんと寝るべきであるということを感じていたのかもしれませんね。
 
次に、睡眠中以外にも、自分で意識して成長ホルモンの分泌を促進させることができるのがトレーニングです。
筋肉に負荷を与えて筋肥大を引き起こすことを目的としたトレーニングを行えば多かれ少なかれ成長ホルモンは分泌されます。
しかし、筋肥大を目的にトレーニングを行う場合には、その分泌量を最大限まで引き上げるような方法を実施しなくてはなりません。また、低強度のトレーニングでは著しい分泌の増大は見込めません。かといって高強度で5回以上の反復回数のトレーニングであっても休息時間を長くとる方法では分泌量が増大しません。高い分泌量を求める場合には、10回程度の反復回数と1分以内の休息時間でメニューをこなしてはじめて効果が得られます。
このことから、長距離の人間にとって考えると、筋肥大とまではいかなくとも、それに近い強度のトレーニングを行えば、ある程度の成長ホルモンが分泌されることは予測できます。
また、漸進性の原則により、負荷に慣れた身体は成長ホルモンの分泌を減少させてしまうことから、漸進的に強度を上げていく必要もあります。すなわち、頻繁な種目変更と漸進的な負荷設定，パンプアップするほどの筋力発揮が重要です。
また、筋肉痛が起こる方が良い、筋肉痛が起こらないのは強度が低いからだといわれていますが、筋肉痛が起こらなくとも、ちゃんと負荷をかけてやれば身体内で成長ホルモンは分泌され、競技能力は向上するので、その辺は安心してトレーニングしましょう。
 
あ、パンプアップとは、十分な負荷を筋肉に与えた後に筋肉が膨れ上がっているような感覚のことをいいます。
このパンプアップは筋肥大を目的とするトレーニングにおいて、適切なトレーニング負荷の指標として有効だと考えられています。パンプアップは筋に充血することで起こっているように思えますが、中程度以上のトレーニングにおいては筋内圧の上昇によって血流が減少します。よって、トレーニング中の筋は局所的な貧血状態にある。しかし、運動後には内圧の上昇から開放されるので血液が大量に流れ込み過血流状態となる。さらに、トレーニングによって生成された乳酸や二酸化炭素などの代謝産物が筋線維間の隙間に停滞してパンプアップを引き起こし、筋線維から運び出されることにより毛細血管の透過性を増して、動脈を拡張させる働きがあるのです。
 
そして、筋肉を作るのにタンパク質をとったほうが良いとされていますが、体内で分泌される成長ホルモンに合わせるとより有効です。つまり、運動直後にタンパク質を摂取することが重要といえます。しかし、運動直後にタンパク質がある食事をとるのが難しい。そこでプロテインをとるのが良いとされているのもこのためです(詳細は後日に)。以上のことから、夕食に肉類をたっぷり食べるか、寝る前にプロテインをとったり、または15分程度のウェイトトレーニングを行なってから寝るというパターンもよいと考えられます。
 
 
さて、冒頭に述べたとおりに走ってから筋トレなのか、筋トレしてから走るのかどちらのほうが効率的・効果的か述べていきます。結論からいくと、筋トレしてから走る方が効率的です。
まず、走ることは有酸素系運動であることにより、脂質を消費させる、つまり体脂肪を減らすためのトレーニングでもあることは周知の通りです。しかし、筋肥大を目的としたトレーニングにおいても体脂肪を減らすためのトレーニングとして有効だといわれているのです。標準的な筋肥大メニューを4ヶ月間ほど継続すると、安静時の基礎代謝が10%程度上昇するといわれております。つまり、脂質をエネルギー源として代謝させるためには酸化させる必要があるため、走ることが思い浮かぶ方が多いかと思います。しかし、長時間走ることはケガのリスクも高くなります。そこで、体脂肪を減少させるため基礎代謝量を上昇させることが重要であり、その方法が筋肥大を目的としたトレーニングとなります。筋量の増加によって多くの脂質を消費できるようになるためです。それだけでは、筋トレしてから走るという説明になっていません。筋トレしてから走る方が良いというのは、ここで触れた成長ホルモンが関係しているためです。
 
前回、複数のタイプの運動やトレーニング種目を組み合わせる場合「最も重要な」ものから行うべきと述べました。
疲労していない、元気なうちに行った運動の方がより効果が高いと考えられるからです。したがって、体脂肪を落とすことを優先する場合、脂質の代謝に最も効果的な有酸素系運動をまず行い、残りの時間で筋肉を落とさないために筋トレを行うというのが、理論的には正解です。
 
ここでなぜ、筋トレ→走るのほうが良いか説明していきます。まず、前提として体脂肪の代謝には、中性脂肪が脂肪酸とグリセロールに分解されるステップと、脂肪酸とグリセロールの代謝(いわゆる燃焼)という2つのステップがあります。中性脂肪の分解には、いくつかのタイプのリパーゼという酵素がはたらく。脂肪細胞では、ホルモン感受性リパーゼがはたらき、この酵素はアドレナリン、プロスタグランジン、成長ホルモン、インターロイキン-6(IL-6)などで活性化される。体脂肪を減らすには、まずこの2つのステップを活性化する必要があります(注：分解された脂肪酸やグリセロールを次のステップで二酸化炭素と水にまで分解し（燃焼）、エネルギー源として利用しなければ、最終的に脂肪を減らすことにはつながりません)。
 
つまり、中性脂肪の分解には、アドレナリンや成長ホルモンなどのホルモンが重要です。これらのホルモンの分泌は筋トレのようなトレーニングによって強く刺激されることから、筋トレ→有酸素系運動の順に行った方が良いと考えられます。脂肪の分解を促す筋トレを行うことにより、その後約48時間にもわたり安静時のエネルギー消費が高く、脂質代謝も高まった状態が持続することが報告されています。また、60分間の有酸素系運動よりも30分間の筋トレして20分後に60分間の有酸素系運動を行った場合、後者の方が脂質代謝が増進したことも報告されています。
一方、順序を逆転して、有酸素系運動→筋トレにしたらどうなるのでしょうか。60分間の有酸素系運動を行ったあと、筋トレ30分間行うと、筋トレの成長ホルモンの分泌が完全に抑えられてしまうことが報告されています。また、出典はどこか忘れましたが、有酸素系運動を行うと、半日以上は成長ホルモンの分泌が減少するようです。
まぁ10分間のウォームアップ程度であれば問題はないとされていますが、有酸素系運動の後に筋トレのような高負荷トレーニング行うことは効率的・効果的ではないということが言えます。
また、エネルギー代謝の観点からも、高強度なほど糖質が消費されます。すなわち、筋トレも何もしていない状態であれば、高強度のトレーニングができます。しかし、走ることにより、脂質だけではなく、糖質が消費されるため、何も行っていない状態時よりも、筋トレの強度が低下してしまうことも考えられます。
 
さて、ここでジョグの時はまぁいいけど、ポイントの前にやったら疲れちゃうとも意見があることがあります。前述したようにポイントの後にやっても、あまり筋トレの効果は望めない。さらに、もしできてしまうようだとそれはそれで問題です。なぜならば、高強度の筋トレができることは、ポイントでしっかり追い込んでいないとも考えられるからです。
そのため、後にやるのであればもっとポイントにて追い込んだほうがよいということになります。
また、こうしたことも考えられます。ポイントの前に筋トレをやることにより、成長ホルモンを出しつつ糖質を消費させる。それに伴って、ポイント時において設定した練習ができるようになれば、試合においても筋トレをやる分の糖質を消費させないため、同じペースでも楽にできるようになるとも考えられます。
 
以上のことから、筋トレしてから走る練習をする方が望ましいということになるでしょう。
ちなみに、短距離系の話で大まかなトレーニングの流れで
筋トレ→スピード→スピード持久力→持久力
といった流れで行う方が良いとされているのも、これらの観点から導き出されているためだと思われます。
このことから、基本的に練習の強度としても高強度から低強度への流れで汲んでいった方が効果は高くなると考えられます。