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理学療法士・トレーナーによる筋トレやダイエットについての最新の研究報告を紹介するブログ

ダイエットすると筋肉量や筋力が減ってしまう科学的根拠を知っておこう!


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 最近、ビールにも「糖質ゼロ」の商品が発売され、書店には数多くの「糖質制限」や「低炭水化物ダイエット」といったダイエット本が並んでいます。

 

 このような背景から、多くの場合で糖質を減らしたり、炭水化物の摂取を制限するエネルギー(カロリー)制限ダイエットが行われています。

 

 確かにエネルギー制限ダイエットは効率よく体重を減らすことができます。しかし、減るのは体重だけではありません。じつは筋肉量や筋力も減ってしまう可能性が示唆されています。

 

 筋肉量は、外見の魅力度を高める指標にもなります。女性は男性の上半身の筋肉量が多いほど魅力的に感じることが示唆されており、また最新の研究報告では、女性が魅力的に感じる「筋肉の部位」も明らかになっています。

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 さらに、筋肉量が多く筋力が強いほど、病気による死亡率も低下することが報告されています(Abramowitz MK, 2018)。

 

 そのため、ダイエットによって筋肉量が減り、筋力が低下していしまうことは身体的な魅力度や健康を損なうことにつながってしまう可能性があるのです。

 

 では、本当にダイエットをすると筋肉量や筋力が減ってしまうのでしょうか?

 

 今回は、その答えとなる科学的根拠(エビデンス)とメカニズムについて考察していきましょう。

 

 

Table of contents

 

 

◆ ダイエットすると筋肉量と筋力が低下するエビデンス

 

 体重は脂肪量と脂肪を除いた除脂肪量を合わせた重量になります。

 

 体重 = 脂肪量+除脂肪量

 

 除脂肪量とは、脂肪量を取り除いた筋肉や骨、内臓や血液など総重量のことを言います。骨や内臓の重量はほとんど変化しないので、除脂肪量の変化を筋肉量や水分量の変化として解釈されます。

 

 そのため、体重の減少は、脂肪量の減少だけでなく、除脂肪量(≒筋肉量)の減少も含まれます。

 

 体重の減少 = 脂肪量の減少+除脂肪量(≒筋肉量)の減少

 

 炭水化物の摂取量を減らす低炭水化物ダイエットをすると、たしかに体重は減りますが、脂肪量だけでなく、除脂肪量である筋肉量も減る可能性があるのです。

 

 フロリダ大学のKriegerらは、これまでに報告された炭水化物の摂取制限によるダイエット効果を調査した87の研究報告をもとにメタ回帰分析を行いました。

 

 分析のもととなる研究報告は、19歳以上の被験者を対象に1日あたりのエネルギー摂取量を1000kcal以上とし、4週間以上の継続した低炭水化物ダイエットが行われたものが選ばれています。

 

 その結果、炭水化物からのエネルギー摂取量を35〜41.4%未満に抑えた低炭水化物ダイエット(タンパク質の摂取量は1日あたり1.05g/kg)を12週間以上継続して行うと、体重は6.56kg減少しますが、除脂肪量も1.74kg減少する可能性が示されました(Krieger JW, 2006)。

 

 ここから、低炭水化物ダイエットにより体重が減少した場合、「その25%が除脂肪重の減少によるもの」であることが推察できます。

 

 このようにダイエットによる体重の減少は、脂肪量だけでなく、除脂肪量である筋肉量をも減らしてしまうことが科学的にも示唆されているのです。

 

 また、ダイエットは筋肉量の減少だけでなく、筋力の低下も招きます。

 

 筋力の増減は、筋肉量と神経活動の適応によって決まります。

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 筋力 = 筋肉量+神経活動の適応

 

 ダイエットは筋肉量の減少に寄与するので、筋肉量と神経活動から発揮される筋力も減少する可能性が示唆されています。

 

 シドニー大学のZibelliniらは、これまでに報告されたダイエットによる膝伸展筋力や握力への影響を調査した研究結果をもとにメタアナリシスを行いました。

 

 その結果、被験者108名の7つの研究結果をもとに解析された膝伸筋筋力では、ダイエットを行い始めるベースライン値から7.5%の減少を示しました。

 

 また、中程度のエネルギー制限ダイエットを行った被験者169名の7つの研究報告を分析すると、握力はベースライン値から4.6%の減少を示しました。

 

 これらの結果からZibelliniらは、ダイエットでは筋肉量に減少にともなう筋力低下が生じることから、これを予防するためにもダイエットに筋力トレーニングをあわせて行うことを推奨しています(Zibellini J, 2016)。

 

 では、なぜダイエットすると筋肉量が減ってしまうのでしょうか?



◆ ダイエットは筋タンパク質の合成量を減らし、分解量を増やす

 

 筋肉のもととなる筋タンパク質は24時間、いつも合成と分解を繰り返しており、そのバランスがつり合っていることによって筋肉量は維持されています。

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 そこで、筋トレをして十分なタンパク質を摂取すると筋タンパク質の合成量が分解量よりも大きくなり、筋肉量が増える筋肥大が生じます。

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 では、ダイエットをすると筋タンパク質の合成と分解のバランスはどうなるのかというと、合成量が抑えられ、分解量が大きくなることによって筋肉量が低下してしまうのです。

 

 マクマスター大学のHectorらは、筋トレ経験のない被験者(年齢22±1歳, BMI28.6±0.6)を対象に、エネルギー摂取量を40%減少させたダイエットを10日間行い、その前後の体重、除脂肪量、大腿四頭筋(外側広筋)の筋タンパク質の合成率を計測しました。

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Fig.1:Hector AJ, 2018より筆者作成

 

 その結果、10日間のエネルギー制限ダイエットにより、体重は1.8±1.0kg減少しましたが、除脂肪量も1.0±0.8kg減少してしまいました。また、筋タンパク質の合成率の低下も認められたのです。

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Fig.2:Hector AJ, 2018より筆者作成

 

 この結果から、エネルギー制限ダイエットによる筋肉量の減少は、筋タンパク質の合成量の減少が寄与することが示唆されました(Hector AJ, 2018)。

 

 さらに、エネルギー制限ダイエットにより筋タンパク質の分解量が増加する可能性も報告されています。

 

 イースタンミシガン大学のCarboneらは、筋トレ経験のない被験者(年齢22±1歳, BMI23.9±0.7)を対象に、エネルギー摂取量を20%少なくしたエネルギー制限ダイエットを10日間行いました(タンパク質摂取量は同等)。ダイエットの前後で筋タンパク質の分解率が計測されました。

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Fig.3:Carbone JW, 2014より筆者作成

 

 その結果、エネルギー制限ダイエットをすると、筋タンパク質の分解率が60%も増加することが示されたのです。

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Fig.4:Carbone JW, 2014より筆者作成

 

 これらの結果から、10日間という短期のエネルギー制限ダイエットにより、筋タンパク質の合成量が低下するだけでなく、分解量も増加することによって、筋タンパク質の合成・分解バランスが筋肉量の減少に大きく傾いてしまうのです。

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 これがダイエットをすると筋肉量が減ってしまうメカニズムです。

 

 では、なぜ筋タンパク質の合成・分解バランスが筋肉量の減少に大きく傾いてしまうのでしょうか?

 

 

◆ 筋タンパク質の合成を調整するIGF-1

 

 この問の答えは完全には明らかになっていないのですが、そのひとつに挙げられているのが「IGF-1(インスリン様成長因子1)」です。IGF-1は身体のほぼすべての細胞の成長を促進させるペプチドです。

 

 僕たちは毎日、適度な運動と食事によって筋肉量を維持しています。運動や炭水化物を摂取するとIGF-1の分泌が促進されます。IGF-1の分泌が増えると、筋タンパク質の合成を促進するスイッチであるmTORが活性化して筋タンパク質の合成量が高まります。

 

 同時に、筋タンパク質の分解を促進するFOXOの働きを抑えることで分解量を抑制します。

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Fig.5:Spiering BA, 2008より筆者作成

 

 このような適度な運動や食事(十分な炭水化物)の摂取によるIGF-1の働きによって筋タンパク質の合成・分解バランスが保たれ、筋肉量が維持されているのです(Spiering BA, 2008)。

 

 しかし、エネルギー制限ダイエット(とくに低炭水化物ダイエット)では、炭水化物の摂取制限によりIGF-1の分泌が低下してしまいます(Fazeli PK, 2014)。IGF-1の分泌が抑えられると、mTORの活性化とFOXOの抑制作用が減弱してしまい、筋タンパク質の合成量が低下するとともに分解量が増加してしまいます。結果として筋肉量が減少してしまうのです。

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Fig.6:Spiering BA, 2008より筆者作成

 

 

 ダイエットによって筋肉量が減ってしまうメカニズムは完全には明らかになっていません。しかし、とくに炭水化物の摂取を減らしてエネルギー摂取量を制限すると、IGF-1への影響などにより筋タンパク質の合成量が低下し、分解量が増加することによって筋肉量が減少する可能性が高くなることが示唆されているのです。

 

 しかしながら、低炭水化物ダイエットは効果的に体重を減らすことができるダイエット方法です。低炭水化物ダイエットで筋肉量を減らさずに体重を減らすにはどうしたら良いのでしょうか?

 

 次回、筋肉量を減らさずにダイエットする方法論について最新のエビデンスをご紹介しながら、考察していきましょう。

 

 

 

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◆ ダイエットの科学シリーズ

シリーズ1:「朝食を食べないと太る」というのは都市伝説?〜最新エビデンスを知っておこう

シリーズ2:ダイエットが続かないのは「寝不足」が原因?【最新エビデンス】

シリーズ3:テレビをつけたまま寝ると太る最新エビデンス

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シリーズ7:筋トレをして筋肉を増やせばダイエットできる説を検証しよう!

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シリーズ9:太ると頭が悪くなる?最新エビデンスを知っておこう!

シリーズ10:ダイエットをすると頭が良くなる最新エビデンス【科学的に正しい自己啓発法】

シリーズ11:ダイエットすると筋肉量や筋力が減ってしまう科学的根拠を知っておこう!

シリーズ12:筋肉を減らさない科学的に正しいダイエット方法を知っておこう!【食事編】

シリーズ13:筋肉を減らさずにダイエットするならタンパク質の摂取量を増やそう!

シリーズ14:ダイエットで食欲を抑えたいならタンパク質を摂取しよう!

シリーズ15:タンパク質が食欲を減らすメカニズムを知っておこう!

シリーズ16:寝不足がダイエットの邪魔をする!〜睡眠不足が食欲を高める最新エビデンス

シリーズ17:ダイエットは超加工食品を避けることからはじめよう!

シリーズ18:ダイエットするなら「太る炭水化物」と「やせる炭水化物」を見極めよう!

シリーズ19:ダイエットするなら「白米よりも玄米」を食べよう!

シリーズ20:ダイエットするなら「やせる野菜と果物」を食べよう! 

 

 

◆ 筋トレの科学シリーズ

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

シリーズ75:筋トレによる筋肥大の効果は強度、回数、セット数を合わせた総負荷量によって決まる

シリーズ76: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(2018年8月版)

シリーズ77:筋トレとHMBの最新エビデンス(2018年8月版)

シリーズ78:筋トレによる筋肉痛にもっとも効果的なアフターケアの最新エビデンス

シリーズ79:筋肥大のメカニズムから筋トレをデザインしよう

シリーズ80:筋トレの効果を最大にする週の頻度(週に何回?)の最新エビデンス

シリーズ81:筋トレ後のクールダウンに効果なし?〜最新のレビュー結果を知っておこう

シリーズ82:筋トレの総負荷量と疲労の関係からトレーニングをデザインしよう

シリーズ83:筋トレのパフォーマンスを最大にするクレアチンの最新エビデンス

シリーズ84:筋トレのあとは風邪をひきやすくなる?〜最新エビデンスと対処法

シリーズ85:筋トレのパフォーマンスを最大にするカフェインの最新エビデンス

シリーズ86:筋トレとグルタミンの最新エビデンス

シリーズ87:筋トレとアルギニンの最新エビデンス

シリーズ88:筋トレとシトルリンの最新エビデンス

シリーズ89:筋トレするなら知っておきたいサプリメントの最新エビデンスまとめ

シリーズ90:筋トレをするとモテる本当の理由

シリーズ91:高タンパク質は腎臓にダメージを与えない〜最新エビデンスが明らかに

シリーズ92:筋トレするなら知っておきたい食事のキホン〜ハーバード流の食事プレート

シリーズ93:筋トレを続ける技術〜マシュマロ・テストを攻略しよう

シリーズ94:スクワットのフォームの基本を知っておこう【スクワットの科学】

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シリーズ118:筋トレで筋力をアップさせるための最小のトレーニング量を知っておこう!【最新エビデンス】

シリーズ119:筋トレとHMBの最新エビデンス【2020年版】

シリーズ120:科学的に正しい自己啓発法を知っておこう!【筋トレ編】

シリーズ121:ダイエットすると筋肉量や筋力が減ってしまう科学的根拠を知っておこう!

 

◆ 参考文献

Abramowitz MK, et al. Muscle mass, BMI, and mortality among adults in the United States: A population-based cohort study. PLoS One. 2018 Apr 11;13(4):e0194697.

Krieger JW, et al. Effects of variation in protein and carbohydrate intake on body mass and composition during energy restriction: a meta-regression 1.  Am J Clin Nutr. 2006 Feb;83(2):260-74.

Zibellini J, et al. Effect of diet-induced weight loss on muscle strength in adults with overweight or obesity - a systematic review and meta-analysis of clinical trials.  Obes Rev. 2016 Aug;17(8):647-63. 

Hector AJ, et al.  Pronounced energy restriction with elevated protein intake results in no change in proteolysis and reductions in skeletal muscle protein synthesis that are mitigated by resistance exercise.  FASEB J. 2018 Jan;32(1):265-275.

Carbone JW, et al. Effects of short-term energy deficit on muscle protein breakdown and intramuscular proteolysis in normal-weight young adults. Appl Physiol Nutr Metab. 2014 Aug;39(8):960-8.

Spiering BA, et al. Resistance exercise biology: manipulation of resistance exercise programme variables determines the responses of cellular and molecular signalling pathways. Sports Med. 2008;38(7):527-40.

Fazeli PK, et al. Determinants of GH resistance in malnutrition.  J Endocrinol. 2014 Jan 27;220(3):R57-65.

 

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