2019 Fiscal Year Research-status Report

動脈血酸素飽和度を用いた至適な低酸素トレーニングプログラムの開発

Research Project

Project/Area Number	19K24334
Research Institution	National Agency for the Advancement of Sports and Health
Principal Investigator	笠井信一独立行政法人日本スポーツ振興センター国立スポーツ科学センター, スポーツ研究部, 契約研究員 (60845874)
Project Period (FY)	2019-08-30 – 2021-03-31
Keywords	低酸素 / 高強度運動 / 動脈血酸素飽和度 / 低酸素トレーニング / スポーツ科学
Outline of Annual Research Achievements	研究代表者は、低酸素トレーニングが運動パフォーマンスを改善させること、骨格筋内のエネルギー基質量を増加させることを明らかにしてきた（Kasai et al. 2015, 2017, 2019）。さらに近年、低酸素トレーニングの推奨プロトコールも示されたが、トレーニング時における至適な酸素濃度までは明らかにされていない。そこで、動脈血酸素飽和度（SpO2）を考慮した低酸素環境下における運動・トレーニングが無酸素性能力の改善に及ぼす効果を明らかにし、SpO2を用いた効率的な低酸素トレーニングプログラムを新たに提案することを目的に研究を実施してきた。今年度は、低酸素環境下でのスプリント運動時における吸入酸素濃度の違いがSpO2の変化および代謝応答に及ぼす影響を明らかにすることを目的に実験を実施した。球技種目選手12名を対象に、高強度運動を異なる4つの酸素環境下（14.4%条件、15.4%条件、16.4%条件、20.9%条件）において、それぞれ異なる日に実施した。運動は、スプリント運動（6秒間全力ペダリング × 5セット、セット間休息30秒）を実施した。これらの運動を1セッションとし、10分間の休息を挟んで3セッション実施した。各セッション終了後には血中乳酸濃度を評価した。また、運動時における発揮パワー、心拍数、SpO2、組織酸素飽和度、呼気ガス指標（酸素摂取量、二酸化炭素排出量、換気量、呼吸交換比）および主観的疲労感を測定した。その結果、最高パワーおよび平均パワーには、条件間での有意差はみられなかった（P > 0.05）。血中乳酸濃度および運動時における組織酸素飽和度は時間の有意な主効果がみられたが（P < 0.01）、有意な交互作用および条件での主効果は認められなかった（P > 0.05）。休息時における各パラメータは、現在解析を行っている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 採用1年目（令和1年度）に予定していた実験（研究課題：低酸素環境下での高強度運動時における動脈血酸素飽和度の違いが生理応答に及ぼす影響）を終えることができた。実験条件が多かったため解析に時間を要しているが、近日中に終了すると見込んでいる。その後は論文執筆を進めていく。また、令和2年度に実施する研究の予備実験も進めており、概ね順調に進んでいると判断した。
Strategy for Future Research Activity	今後は、トレーニング時における動脈血酸素飽和度に基づいた低酸素トレーニングの効果を検証する予定である。無酸素性能力の改善をねらいとした低酸素トレーニングプログラムの開発に向けて研究を推進していく。現在、実際に介入するトレーニング内容および測定項目に関して予備実験を進めている。本実験は、今夏（7～9月）の実施を予定している。また今後は、採用1年目（令和1年度）に実施した研究成果を国内・国際学会で発表するとともに、国際誌への投稿を予定している。
Causes of Carryover	採用1年目（令和1年度）は、実験室の使用状況から複数人を同時に進めることができなかったことから、測定機器の購入額等を減額した。採用2年目（令和2年度）は長期のトレーニング介入を予定しており、解析用PCや追加の測定機器の購入を予定している。採用2年目は比較的大規模の介入研究となるため、万全の準備でより良い研究にしていきたい。