短時間高強度トレーニングの開発 -エネルギー効率と筋協調性を向上させる運動負荷-

• 研究課題/領域番号: 22K11585
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分59020:スポーツ科学関連
• 研究機関: 東京家政大学
• 研究代表者: 大崎 諒 東京家政大学, 健康科学部, 期限付助教 (00883670)
• 研究分担者: 齊藤 展士 東京家政大学, 健康科学部, 教授 (60301917)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: エネルギー効率 / 体幹筋群 / 筋シナジー / 近赤外分光法 / 自転車 / トレーニング / 骨格筋

研究開始時の研究の概要

自転車のロードレースに代表される長距離種目においては、体内のエネルギーを効率よく下肢の運動に変換させる「エネルギー効率」が重要である。エネルギー効率を向上させるトレーニングの開発を行うことを最終目標に、3年の研究計画で「トレーニング効果の検証」「新たなトレーニングの開発」「開発したトレーニングの実証」という一連の研究に挑戦する。これにより、我が国のロードレースの競技力向上と、持久系アスリートを志す若手の育成や、成人におけるヘルスプロモーションを支援することに寄与する。

研究実績の概要

持久系スポーツであるロードレースは、ペダリングによって 生み出された体内のエネルギーを効率よく運動エネルギーに変換する能力が高いレベルで求められる。一方で、この能力 を向上させるための効果的な運動負荷の方法については明らかにされていない。当該年度は、自転車運動中のエネルギー効率の測定手法の確立と、下肢と体幹部に存在する筋群の筋活動とエネルギー効率との関係性組織酸素計を用いた近赤外分光法による筋酸素化動態とエネルギー効率との関係性の解明に努めた。
14名の社会人自転車競技者に対し、自転車エルゴメーターを使用した運動課題を実施した。運動内容は多段階の漸増負荷方式を用い、3分間の安静時間の後、60Wの運動負荷から自転車運動を開始した。運動開始後は3分間ごとに25Wずつ運動負荷を増加させ、対象者が疲労困憊に至るまで継続した。運動課題中、対象者のエネルギー効率を算出するために必要な酸素摂取量と二酸化炭素排出量を、呼気ガス分析装置を使用して測定した。さらに、筋活動の測定として、外側広筋、大腿二頭筋長頭、外腹斜筋、脊柱起立筋の筋酸素化動態（酸素化ヘモグロビン、脱酸素ヘモグロビン）を、組織酸素計を用いて測定した。
実験の結果、14名全ての被験者が、疲労困憊まで自転車運動を行うことが可能であった。
詳細な結果は現在も解析中であるが、エネルギー効率は運動強度の増加とともに向上する傾向にあることや、エネルギー効率が最高値に到達する運動強度は対象者によって異なるため、多段階漸増賦課方式を用いた運動課題によってエネルギー効率の最高値を測定することで確認する必要があると考えられる。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当該年度では、骨格筋の筋活動とエネルギー効率との関係性を明らかにするために必要な筋活動とエネルギー効率の測定方法を確認することができた。また、エネルギー効率が最高値となる運動強度は対象者によって異なるため、短時間高強度トレーニングが骨格筋の筋シナジーに与える影響を明らかにするためには、各対象者において最適な運動強度を設定することが重要であることが示唆された。
研究で得られた情報は現在詳細に解析中であり、その結果は論文に投稿する予定である。

今後の研究の推進方策

令和4年度の知見によって得られたエネルギー効率の最高値を測定する方法を応用し、短時間高強度トレーニングの運動効果の解明に努める。