リハビリmemo

大学病院勤務・大学院所属の理学療法士・トレーナーによる「最新の研究をトレーニングにつなげるための記録」

筋トレで疲労困憊まで追い込んではいけない理由(筋力増強編)


スポンサーリンク

 

 「筋トレは疲労困憊まで追い込むべきか?」

 

 この問いに現代のスポーツ医学はこう答えます。

 

 「筋肥大が目的であれば、疲労困憊まで追い込め!」

 

 「しかし、筋力増強が目的であれば疲労困憊の手前で終わりにしよう」

 

 筋肥大の効果は、トレーニングの総負荷量(重量×回数×セット数)により決まります。そのため、疲労困憊まで追い込み、総負荷量を増加させることが筋肥大を生じさせるポイントになります。

筋トレの効果を最大にする運動強度について知っておこう

筋トレの効果を最大にする運動強度の実践論

筋トレに最適な負荷量を知っておこう(2017年7月版)

 

 これに対して、筋力増強は、疲労困憊の手前でトレーニングを終わらせることが効果を高めるポイントになります。

筋トレは疲労困憊まで追い込むべきか?〜最新のエビデンスを知っておこう

 

 では、なぜ筋力増強の場合は、疲労困憊の手前で終わらすべきなのでしょうか?

 

 実は、近年の報告によると、疲労困憊まで追い込むことにより、パワーに富んだ重要な筋線維が減少してしまう可能性が示唆されているのです。

 

 今回は、筋力増強を目的としたときに疲労困憊まで追い込んではいけない理由について考察していきましょう。

 

 

Table of contents

 

 

◆ 疲労困憊まで追い込んではいけない2つの理由

 

 2016年、シドニー大学のDaviesらは、これまでに報告された筋力増強の効果と疲労度(疲労困憊まで行うか否か)の研究結果をまとめて解析したメタアナリシスを報告し、こう結論づけています。

*メタアナリシスとは、これまでの研究結果を統計的手法により全体としてどのような傾向があるかを解析するエビデンスレベルがもっとも高い研究デザイン。

 

 「疲労困憊まで追い込まないほうが筋力増強の効果はやや高い」


 筋力増強は筋肥大をベースに「神経活動の適応」によって生じます。神経活動の適応について説明しようとすると、運動単位(モーターユニット)の話からしなければなりません。

 

 ひとつの運動神経は、いくつかの筋線維とつながり、その収縮をコントロールしています。この運動神経と筋線維のユニット(単位)を運動単位といいます。

f:id:takumasa39:20180621122321p:plain

 

 運動単位は、運動神経が数十本の筋線維を支配する「小さな運動単位」と数百本から数千本の筋線維を支配する「大きな運動単位」に分けられます。この大小の運動単位は、筋肉にさまざまな割合で分布しています。筋肉は発揮する力の強度に応じて、小さな運動単位から収縮に参加(動員)させ、強度が増加するにしたがって、大きな運動単位を動員します。筋肉の収縮力は、強度に応じて異なるサイズの運動単位を動員する「サイズの原理」にもとづいているのです。

f:id:takumasa39:20180621122635p:plain

 

 高強度トレーニングを行うと、サイズの原理にもとづいて、大きな運動単位が動員されます。また運動神経は多くの筋線維を収縮させるために、発射頻度を高めます。さらに、数ある運動単位の動員を同期させるように発射タイミングを調整します。

 

 高強度トレーニングを繰り返し行うことにより、このような神経活動が適応された結果として、筋力増強が生じるのです。

筋力増強と筋肥大の効果を最大にするトレーニング強度の最新エビデンス

 

 しかし、筋力増強のために疲労困憊まで追い込んだほうが良いのか?というと、そういうわけではありません。

 

 筋力を増強させるためには、大きな運動単位の動員に神経活動を適応させる必要があります。しかし、大きな運動単位が動員されるピークは疲労困憊の手前で終わっていることが示唆されています。そのため、疲労困憊になる手前でトレーニングを終わらせ、これを繰り返すことによって大きな運動単位の動員のピークに神経活動を適応させることが、もっとも筋力増強を最大化させるのです。

 

 これが疲労困憊まで追い込んではいけない理由になりますが、話はこれで終わりません。

 

 実は、疲労困憊まで追い込むと、「もっとも強力で収縮速度の速い筋線維が減少してしまう」ことが示唆されているのです。

 

 運動単位の小大というサイズの異なりは、筋線維のタイプに対応しています。

 

 小さな運動単位は、発揮する力が弱く、収縮の速度もゆっくりですが、疲れにくい特徴があり、タイプⅠ線維に分類されます。大きな運動単位は、発揮する力が強く、収縮の速度も速いですが、疲れやすい特徴があり、タイプⅡ線維に分類されます。また、タイプⅡ線維は、強い力を速く発揮するⅡaと、さらに強力な力を速く発揮するⅡxに分けることができます。

f:id:takumasa39:20180629144000p:plain

 

 タイプⅡx線維は、力が強く収縮速度が速いため、大きなパワーを発揮することができます。そのため、特にアスリートにとっては重要な筋線維とされています(Harridge SD, 2007)。

f:id:takumasa39:20180629122458p:plain

Fig.1:Harridge SD, 2007より筆者作成

 

 しかし近年では、疲労困憊まで追い込んでしまうと、このタイプⅡx線維が減少してしまう可能性が危惧されているのです。



◆ 疲労困憊まで追い込むと重要な筋線維が減少する

 

 それでは、スクワットをメトロノームに合わせて一定の速度で繰り返してみましょう。

 

 回数が増してくると、大腿四頭筋がプルプルして、スクワットの運動速度が遅くなり、メトロノームのリズムからズレてしまいます。

 

 このような疲労による筋力の減少と運動速度の関係についてのレビューを報告したのがマンチェスター・メトロポリタン大学のJonesらです。

 

 大きな力を発揮しようとすると運動速度(筋肉の収縮速度)は小さくなります。逆に小さな力であればすばやく運動することができます。この関係を示しているのが「力-速度曲線」です。

f:id:takumasa39:20180629123558p:plain

Fig.2:Jones DA, 2010より筆者作成

 

 そして、疲労が生じると、この曲線が左下に変位してしまうことが明らかになっています。つまり、同じ力を発揮しようとしても、運動速度は遅くなってしまうのです(Jones DA, 2010)。

f:id:takumasa39:20180629123722p:plain

Fig.3:Jones DA, 2010より筆者作成

 

 2017年、パブロ・デ・オラビデ大学のPareja-Blancoらは、この疲労における力と運動速度の関係性をもとに、トレーニングで疲労困憊まで追い込んだ場合と疲労困憊の手前でやめた場合による筋力、筋肉量、筋線維への影響について検証しました。

 

 トレーニング経験のある被験者が集められ、ふたつのグループに分けられました。ひとつのグループは、スクワットの運動速度が20%低下したら終了するように指示されました(これは、疲労困憊の手前で終えることを意味します)。もうひとつのグループは、スクワットの運動速度が40%低下するまで続けるように指示されました(これは、疲労困憊まで追い込むことを意味します)。

 

 ふたつのグループは、それぞれの条件のもと、同じ運動強度で8週間のスクワット・トレーニグを継続し、トレーニング前後で、総回数、筋肉の横断面積、最大筋力、筋線維の状態が計測されました。

 

 その結果、運動速度が40%低下するまで追い込んだグループは、20%の低下で終了したグループよりもスクワットの総回数が多くなり、大腿四頭筋がより筋肥大することが示されました。

f:id:takumasa39:20180629123918p:plain

Fig.4:Pareja-Blanco F, 2017より筆者作成

 

 これは疲労困憊まで追い込み、総回数(総負荷量)を高めたほうが筋肥大が促進されるという、これまでの知見を支持する結果となりました。

 

 これに対して、最大筋力は運動速度が20%低下したところで終えたグループが、40%の低下まで追い込んだグループよりも増加したことが示されました。そして、40%の低下まで追い込んだグループでは、タイプⅡx線維が有意に減少していたのです。

f:id:takumasa39:20180629124143p:plain

Fig.5:Pareja-Blanco F, 2017より筆者作成

 

 大きい運動単位の動員は、疲労困憊の手前でピークを迎えます。つまり、このときにもっと強力で速い筋線維であるタイプⅡx線維が動員されます。

 

 しかし、疲労困憊まで追い込むと、ピークを過ぎてしまい、運動速度が低下することからタイプⅡx線維の動員が少なくなることが予測されています。そのため、タイプⅡx線維の動員が少ない状態に神経活動が適応してしまい、結果としてタイプⅡx線維が減少したと推察されています(Pareja-Blanco F, 2017)。

 

 これが、筋力増強を目的としたときに、疲労困憊まで追い込んではいけないもうひとつの理由なのです。

 

 では、実際のトレーニングにおいて、どのようにして疲労困憊の手前を判断すれば良いのでしょうか?

 

 この答えのヒントを与えてくれるのがゴイアス連邦大学のGentilらの報告です。

 

 2018年3月、Gentilらは、トレーニング経験者を集め、最大強度の75%の高強度でベンチプレスを行わせました。被験者はスマホアプリのメトロノームを使用して、挙上2秒、下降2秒のリズムで疲労困憊になるまで繰り返しました。

 

 その結果、疲労困憊になる2回前からメトロノームのリズムから外れることがわかったのです。

 

 研究結果はベンチプレスのみであり、これを一般化することは難しいですが、Gentilらの報告は、スマホアプリのメトロノームを使用するなど簡易的であり、試してみても良いかもしません。

 

 何より、疲労困憊の手前で運動速度が低下するということを意識して、主観にはなりますが、自分の疲労困憊の手前となる回数を判断してみるのも良いと思います。その効果をみながら、回数を調整していきましょう。



 これらの知見は、新規的であり報告数も少ないため、さらなる検証が必要です。しかしながら、近年では、筋トレで疲労困憊まで追い込むことによるネガティブな影響が示唆されているのです。

 

 「筋力増強が目的であれば疲労困憊の手前で終わりにしよう」

 

 そこには現代のスポーツ医学が示す、注意すべき理由があるのです。 

 

 

www.awin1.com

 

 

 

 

◆ 読んでおきたい記事

シリーズ①:筋肉を増やすための栄養摂取のメカニズムを理解しよう

シリーズ②:筋トレの効果を最大にするタンパク質の摂取量を知っておこう

シリーズ③:筋トレの効果を最大にするタンパク質の摂取タイミングを知っておこう

シリーズ④:筋トレの効果を最大にするタンパク質の摂取パターンを知っておこう

シリーズ⑤:筋トレの効果を最大にする就寝前のプロテイン摂取を知っておこう

シリーズ⑥:筋トレの効果を最大にする就寝前のプロテイン摂取の方法論 

シリーズ⑦:筋トレの効果を最大にする運動強度(負荷)について知っておこう

シリーズ⑧:筋トレの効果を最大にする運動強度(負荷)の実践論

シリーズ⑨:筋トレの効果を最大にするセット数について知っておこう 

シリーズ⑩:筋トレの効果を最大にするセット間の休憩時間について知っておこう

シリーズ⑪:筋トレの効果を最大にするトレーニングの頻度について知っておこう

シリーズ⑫:筋トレの効果を最大にするタンパク質の品質について知っておこう

シリーズ⑬:筋トレの効果を最大にするロイシンについて知っておこう

シリーズ⑭:筋トレの効果を最大にするタンパク質の摂取方法まとめ

シリーズ⑮:筋トレの効果を最大にするベータアラニンについて知っておこう

シリーズ⑯:いつまでも若々しい筋肉を維持するためには筋トレだけじゃ不十分?

シリーズ⑰:筋トレの効果を最大にするセット数について知っておこう(2017年7月版) 

シリーズ⑱:筋トレとアルコール摂取の残酷な真実

シリーズ⑲:筋トレの効果を最大にするタンパク質の摂取量を知っておこう(2017年7月版)

シリーズ⑳:長生きの秘訣は筋トレにある

シリーズ㉑:筋トレの最適な負荷量を知っておこう(2017年8月版)

シリーズ㉒:筋トレが不安を解消するエビデンス

シリーズ㉓:筋肉量を維持しながらダイエットする方法論

シリーズ㉔:プロテインの摂取はトレーニング前と後のどちらが効果的?

シリーズ㉕:筋トレの前にストレッチングをしてはいけない理由

シリーズ㉖:筋トレの効果を最大にするウォームアップの方法を知っておこう

シリーズ㉗:筋トレの効果を最大にするセット間の休憩時間を知っておこう(2017年9月版)

シリーズ㉘:BCAAが筋肉痛を回復させるエビデンス

シリーズ㉙:筋トレの効果を最大にするタマゴの正しい食べ方

シリーズ㉚:筋トレが睡眠の質を高める〜世界初のエビデンスが明らかに

シリーズ㉛:筋肉の大きさから筋トレをデザインしよう

シリーズ㉜:HMBが筋トレの効果を高める理由~国際スポーツ栄養学会のガイドラインから最新のエビデンスまで

シリーズ㉝:筋トレの効果を高める最新の3つの考え方〜Schoenfeld氏のインタビューより

シリーズ㉞:筋トレによって脳が変わる〜最新のメカニズムが明らかに

シリーズ㉟:ホエイプロテインは食欲を抑える〜最新のエビデンスを知っておこう

シリーズ㊱:筋トレが病気による死亡率を減少させる幸福な真実

シリーズ㊲:プロテインは腎臓にダメージを与える?〜現代の科学が示すひとつの答え

シリーズ㊳:筋トレとアルコールの残酷な真実(続編)

シリーズ㊴:筋トレの効果を最大にする「関節を動かす範囲」について知っておこう

シリーズ㊵:筋トレが続かない理由〜ハーバード大学が明らかにした答えとは?

シリーズ㊶:筋トレと遺伝の本当の真実〜筋トレの効果は遺伝で決まる?

シリーズ㊷:エビデンスにもとづく筋肥大を最大化するための筋トレ・ガイドライン

シリーズ㊸:筋トレしてすぐの筋肥大は浮腫(むくみ)であるという残念な真実

シリーズ㊹:時間がないときにやるべき筋トレメニューとは〜その科学的根拠があきらかに

シリーズ㊺:筋トレの効果を最大にする新しいトレーニングプログラムの考え方を知っておこう

シリーズ㊻:筋トレは心臓も強くする〜最新のエビデンスが明らかに

シリーズ㊼:プロテインは骨をもろくする?〜最新の研究結果を知っておこう

シリーズ㊽:コーヒーが筋トレのパフォーマンスを高める〜その科学的根拠を知っておこう

シリーズ㊾:睡眠不足は筋トレの効果を低下させる~その科学的根拠を知っておこう

シリーズ㊿:イメージトレーニングが筋トレの効果を高める〜その科学的根拠を知っておこう

シリーズ51:筋トレ後のアルコール摂取が筋力の回復を妨げる?〜最新の研究結果を知っておこう

シリーズ52:筋トレ後のタンパク質の摂取は「24時間」を意識するべき理由

シリーズ53:筋トレが高血圧を改善させる〜その科学的根拠を知っていこう

シリーズ54:ケガなどで筋トレできないときほどタンパク質を摂取するべきか?

シリーズ55:筋トレは脳卒中の発症リスクを高めるのか?〜筋トレによるリスクを知っておこう

シリーズ56:筋トレを続ける技術〜意志力をマネジメントしよう

シリーズ57:筋トレ後にプロテインを飲んですぐに仰向けに寝てはいけない理由

シリーズ58:筋トレは朝やるべきか、夕方やるべきか問題

シリーズ59:筋トレの効果を最大にする食品やプロテインの選ぶポイントを知っておこう

シリーズ60:ベンチプレスをするなら大胸筋損傷について知っておこう

シリーズ61:筋トレの効果を最大にするタンパク質の摂取パターンを知っておこう(2018年4月版)

シリーズ62:筋トレ後のタンパク質摂取に炭水化物(糖質)は必要ない?

シリーズ63:ホエイ・プロテインと筋トレ、ダイエット、健康についての最新のエビデンスまとめ

シリーズ64:筋トレの効果を最大にする「牛乳」の選び方を知っておこう

シリーズ65:そもそもプロテインの摂取は筋トレの効果を高めるのか?

シリーズ66:筋力を簡単にアップさせる方法~筋力と神経の関係を知っておこう

シリーズ67:筋力増強と筋肥大の効果を最大にするトレーニング強度の最新エビデンス

シリーズ68:筋トレは疲労困憊まで追い込むべきか?〜最新のエビデンスを知っていこう

シリーズ69:筋トレで疲労困憊まで追い込んではいけない理由(筋力増強編)

シリーズ70:筋トレで筋肥大の効果を最大にする「運動のスピード」を知っておこう

シリーズ71:筋トレで筋力増強の効果を最大にする「運動のスピード」を知っておこう

シリーズ72:ネガティブトレーニングは筋肥大に効果的なのか?〜最新エビデンスを知っておこう

シリーズ73:筋トレを続ける技術〜お金をもらえれば筋トレは継続できる?

シリーズ74:プロテインは腎臓にダメージを与える?〜ハーバード大学の見解と最新エビデンス

 

 

References

Davies T, et al. Effect of Training Leading to Repetition Failure on Muscular Strength: A Systematic Review and Meta-Analysis. Sports Med. 2016 Apr;46(4):487-502.

Harridge SD. Plasticity of human skeletal muscle: gene expression to in vivo function. Exp Physiol. 2007 Sep;92(5):783-97.

Pareja-Blanco F, et al. Effects of velocity loss during resistance training on athletic performance, strength gains and muscle adaptations. Scand J Med Sci Sports. 2017 Jul;27(7):724-735.

Jones DA. Changes in the force-velocity relationship of fatigued muscle: implications for power production and possible causes. J Physiol. 2010 Aug 15;588(Pt 16):2977-86.

Pareja-Blanco F, et al. Effects of velocity loss during resistance training on athletic performance, strength gains and muscle adaptations. Scand J Med Sci Sports. 2017 Jul;27(7):724-735.

Gentil P, et al. Using velocity loss for monitoring resistance training effort in a real-world setting. Appl Physiol Nutr Metab. 2018 Mar 21:1-5.