ほうれん草を食べると超人的なパワーを出すキャラクターといえば「ポパイ」です。
「ポパイ」は水夫のポパイと恋人のオリーブ、そしてポパイの天敵である大男ブルータスの3人が繰り広げる1930年代のコメディで、日本でも人気のアニメでした。
ポパイはほうれん草を食べると超人的なパワーを発揮します。これは、ほうれん草を食べない野菜嫌いな子供たちを引き合いに出したエピソードとされています。
このアニメのエピソードに対して、現代のスポーツ科学は、こう述べています。
「ほうれん草を食べるとパワーが高まる」
そこで注目されている栄養素が「硝酸塩」です。
硝酸塩はほうれん草をはじめレタスやチンゲンサイなどの緑葉野菜に多く含まれています。近年、エビデンスレベルの高いメタアナリシスなどの解析により、硝酸塩の摂取が筋力や筋持久力を向上させ、筋トレのパフォーマンスを高める可能性が示唆されているのです。
＊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。
今回は、硝酸塩の摂取が筋力や筋持久力を高める最新エビデンスをご紹介しましょう。
Table of contents
- ◆ 硝酸塩の摂取が筋パワーを増大させるエビデンス
- ◆ 硝酸塩の摂取が筋力と筋持久力を増強させるエビデンス
- ◆ 硝酸塩のエルゴジェニック効果のメカニズム
- ◆ 緑葉野菜を1日1皿分は食べよう！
- ◆ 筋トレの科学シリーズ
- ◆ 参考文献
◆ 硝酸塩の摂取が筋パワーを増大させるエビデンス
運動能力やパフォーマンスを高めることが期待できる栄養素や食品のことを「エルゴジェニック・エイド」といいます。筋トレのパフォーマンスを向上させるエルゴジェニック・エイドにはクレアチンやカフェイン、ベータアラニンなどがあり、そのエビデンスも報告されています。
『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』
これらは加工したサプリメントとして摂取されることが多いのですが、近年では天然食品への関心が高まっています。そこで注目されているのが、ほうれん草などの緑黄色野菜に多く含まれる「硝酸塩」なのです。
硝酸塩の摂取によるエルゴジェニック効果として最初に検証されたのが「持久力」です。
2013年以降に報告されたメタアナリシスの結果により、硝酸塩の摂取は持久力のパフォーマンスに対して小から中程度のエルゴジェニック効果を発揮すると結論づけられています（Hoon MW, 2013、McMahon NF, 2017）。
その後、硝酸塩の摂取による「筋力」への効果に対する検証が行われ、これらをまとめて解析したメタアナリシスが報告されるようになりました。
2021年、インディアナ大学のCogganらは、硝酸塩の摂取による筋パワーへの影響について検証した19の研究結果をもとにメタアナリシスを行いました。
対象は268名（男性218名、女性50名）として、硝酸塩の摂取による筋パワーへの効果を解析するとともに、サブグループ解析として年齢、性別、トレーニング方法による影響を解析しました。
その結果、硝酸塩の摂取は筋パワーを有意に増加させることが示され、その効果は単回摂取、5-6日間の複数回摂取ともに認められました。
Fig.1：Coggan AR, 2021より筆者作成
さらに、このような硝酸塩による筋パワーの増強効果は、年齢、性別、単関節トレーニング（アイソレート）または複関節トレーニング（コンパウンド）などのトレーニング方法に関わらず示されました。
これらの結果から、硝酸塩の摂取は性別や年齢に関わらず「筋パワーを増強させる」ことが示唆されたのです。また、この増強効果は、効果量より最大筋力の5％の増加に相当すると推察されています。アスリートにとって、パフォーマンスが1％向上するだけで、勝利の確率が2倍になることが推定されていることからも、5％の筋力増強がアスリートにとって非常に大きなものであることがわかります（Hopkins WG, 1999）。
そして、筋パワーだけでなく、硝酸塩による筋力や筋持久力への効果も解析されています。
◆ 硝酸塩の摂取が筋力と筋持久力を増強させるエビデンス
2021年、リオデジャネイロ連邦大学のAlvaresらは、硝酸塩の摂取による筋力および筋持久力への影響について検証した34の研究結果をもとにメタアナリシスを行いました。
対象は18〜65歳の被験者であり、運動経験のないものからレクリエーションレベル、アスリートまでが含まれていました。硝酸塩の食品源はほうれん草やビートルート、調理したコラードグリーンなどで、1日当たり6.4〜26mmolの量の硝酸塩を1回ないしは複数回にわたり摂取されました。
これらの摂取による筋力、筋持久力についてまとめて解析を行い、また効果における摂取量や摂取頻度、トレーニング状況などの影響についてのサブグループ解析が行われました。
その結果、硝酸塩の摂取による筋力の増強効果は小さいが有意な効果が示され、筋持久力の向上は小〜中程度の有意な効果が示されました。
Fig.2：Alvares TS, 2021より筆者作成
また、サブグループ解析では摂取量、摂取頻度（単回または複数回）、トレーニング状況に関わらず効果が期待できることが示されました。
これらの結果から、硝酸塩の単回または複数回の摂取は、アスリートであってもトレーニング経験がなくとも筋力や筋持久力を高める可能性が示唆されたのです。
Alvaresらは今回のメタアナリシスの結果は「硝酸塩の摂取が筋力および筋持久力をそれぞれ4％と12％向上させる」ことを意味しており、この割合は運動競技では無視できない効果であるとしています。しかしながら、解析のもととなる研究数は多くないこと、メカニズムが明確に理解されていないことから、結果を慎重に解釈する必要があると述べています。
では、現時点でわかっている硝酸塩が筋力や筋持久力を増強させるメカニズムについて見ていきましょう。
◆ 硝酸塩のエルゴジェニック効果のメカニズム
まずは、硝酸塩の摂取が筋力を増強させるメカニズムから見てみましょう。
バーベルを持ち上げようとするとき、脳からの指令が筋肉に伝わると、筋小胞体からカルシウムイオンが放出され、それに反応して筋タンパク質であるアクチンとミオシンによる滑り込み（クロスブリッジの形成）が生じて筋肉が収縮し、筋力が発揮されます。
十分な筋力を発揮するためには、筋小胞体から放出されるカルシウムイオンが重要になります。硝酸塩は、このカルシウムイオンの放出と感受性に影響を与える可能性が示唆されています。
ほうれん草などの硝酸塩を含む野菜を摂取すると、消化吸収された硝酸塩の多くが筋肉に貯蔵されます。食事で硝酸塩を1回摂取すると、筋肉で硝酸塩濃度が著しく上昇することが報告されており（Wylie LJ, 2019）、貯蔵された硝酸塩は亜硝酸塩に変化し、一酸化窒素（NO）を形成します。
そして、NOが増加すると筋収縮を生じさせる際のカルシウムイオンの放出が促進され、さらにはカルシウムイオンの感受性を高めることによって筋力を増強させることが示唆されているのです（Coggan AR, 2018）。
つぎに、硝酸塩が筋持久力を向上させるメカニズムです。
筋トレを続けていると、疲労とともにバーベルが持ち上がりにくくなります。この疲労の原因とされているのが水素イオンと無機リン酸です。
筋トレは主に解糖系という仕組みを用いてATPを再合成してエネルギーとして用いています。しかしながら、解糖系によるエネルギー生成は、同時に水素イオンを放出します。トレーニングの継続とともに水素イオンが蓄積されると、筋肉を酸性（アシドーシス）にしてしまいます。筋肉が酸性になると、筋小胞体からのカルシウムイオンの放出が抑制され、筋肉が収縮できなくなります（Stellingwerff T, 2011）。
また、トレーニングの負荷量が増えていくと、無機リン酸が放出されます。無機リン酸の放出が増えると、カルシウムイオンの感受性が低下し、アクチンとミオシンによって形成されるクロスブリッジが減少することによって強い筋力を発揮できなくなります（Sundberg CW, 2019）。
高強度トレーニングやトレーニングの負荷量が増えていくと、水素イオンや無機リン酸の増加によりカルシウムイオンの放出が抑制されるとともに感受性が低下することによって筋肉の疲労が生じてバーベルが持ち上がらなくります。
このような筋疲労に対しても、硝酸塩の摂取によるNOの増加が筋小胞体からのカルシウムイオンの放出を促進し、感受性を高めることによって筋疲労を抑えて、筋持久力を向上させることが示唆されています。また、NOは強力な血管拡張物質でもあり、筋肉組織の灌流を促進し、水素イオンなどの代謝物が除去されることも筋持久力の向上に寄与しているとされています（Pitcher JB, 1997）。
これが現時点で報告されている硝酸塩の摂取が筋力や筋持久力を向上させるメカニズムです。しかしながら、筋疲労の要因は多岐にわたるものであり、今後のさらなる検証が必要とされています。
◆ 緑葉野菜を1日1皿分は食べよう！
硝酸塩の摂取は、カルシウムイオンの放出と感受性を高めることによって筋力や筋持久力を向上させる可能性が示唆されています。では、硝酸塩を含む野菜をどのくらい摂取すれば、このようなエルゴジェニック効果を得られるのでしょうか？
Alvaresらのメタアナリシスの結果では、硝酸塩を1日あたり「6.4〜26mmol」の摂取量により効果が認められており、2022年の最新のメタアナリシスでは1日あたり「5〜14.9mmol」の摂取量の摂取が運動パフォーマンスを向上させることが報告されています（Silva KVC, 2022）。
生のほうれん草200g（約1株）に含まれる硝酸塩はおおよそ24mmolであり、半分でも12mmolの硝酸塩を摂取することができます。40gのほうれん草と他の緑葉野菜を摂取して1日8.2mmolの硝酸塩を摂取した研究報告でも運動パフォーマンスの向上が認められています（Porcelli S, 2016）。
硝酸塩はほうれん草以外にもレタスやサラダ菜、ルッコラ、セロリ、パクチーなどにも多く含まれており、これらの緑葉野菜を含むサラダを「1日で1皿分」を食べるだけでもエルゴジェニック効果が期待できる可能性があるでしょう。筋トレ前の摂取であれば硝酸塩を多く含むビーツを使用したビートルートジュースの摂取も効果的です。
しかしながら、気をつけたいのが発がん性のリスクです。
硝酸塩の過剰摂取は、発がん性物質であるニトロソ化合物の生成に関与し、いくつかのがんの発症リスクと関連することが報告されております（Said Abasse K, 2022）。一方、他の報告では硝酸塩の摂取と発がん性に関連がないことも報告されており（McNally B, 2016）、現時点でも議論が続いています。
これに対して、FAO/WHO合同食品添加物専門家会合（JECFA）は、食物由来の硝酸塩のうちどのくらいの量が亜硝酸塩に転換するのかがはっきりとしていないことなどから、硝酸塩の摂取と発がんリスクとの間に関連があるという証拠にはならないとしています（農林水産省HP）。
ここからわかることは、筋トレのパフォーマンスを高めたいのであれば、緑葉野菜を過度に食べる必要はなく、「日々の食事で適度な量（1皿分程度）の緑葉野菜をしっかりと摂取する」ということです。
野菜の摂取は、心臓病による死亡のリスクや脳卒中の発症リスクも減少させ、血圧の低下との関連も報告されています。また、緑葉野菜にはダイエット効果があることがわかっており、減量における除脂肪の効果も期待できます。食べ過ぎる必要はありませんが、食べないことも問題になるのです。
筋トレというとタンパク質や炭水化物が注目され、野菜がおろそかになりがちです。日々の食事から緑葉野菜をしっかりと摂取し、筋肉に硝酸塩を貯めておくことがトレーニングのパフォーマンスの向上につながるでしょう。
ポパイはほうれん草を食べると超人的なパワーを発揮します。これは、ほうれん草を食べない野菜嫌いな子供たちではなく、私たちトレーニーに対するエピソードなのかもしれませんね。
◇ ダイエットの最新エビデンスをまとめた新刊です！
◇ 筋トレのエビデンスをまとめた著書です！
◆ 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
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シリーズ95：スクワットのフォームによって筋肉の活動が異なる理由【スクワットの科学】
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シリーズ122：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123：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124：ダイエット後のリバウンドを防ぐ「筋トレの方法論」を知っておこう！
シリーズ125：筋トレによる筋肥大の効果を最大化する「重量（強度）」の最新エビデンス【2021年版】
シリーズ126：タンパク質の摂取タイミングは「筋トレの前と後」のどちらが効果的か？
シリーズ127：睡眠前のタンパク質の摂取が筋トレによる筋肥大を最大化させる【最新エビデンス】
シリーズ128：筋トレによる筋肥大と除脂肪の効果を最大にする「プロテインの摂取パターン」を知っておこう！
シリーズ129：「脂肪を減らし、筋肉を増やすこと」がもっとも病気による死亡率を減少させる
シリーズ130：科学が明らかにした「モテるボディの絶対条件」を知っておこう！
シリーズ131：筋トレには「腹部を引き締める」除脂肪の効果がある！？
シリーズ132：筋トレによる筋肥大の効果を減らさずに除脂肪するためのエネルギー摂取量の考え方
シリーズ133：筋トレしながら筋肉量を維持して脂肪量を減らす「減量のペース」を知っておこう！
シリーズ134：筋トレで減量するなら注意したい「利用可能エネルギー量の不足」について知っておこう！
シリーズ135：筋トレやダイエットをするなら自分の「エネルギー必要量」を知っておこう！
シリーズ136：筋トレによる筋肥大の効果を最大化する「最適なエネルギー摂取量」を知っておこう！
シリーズ137：筋トレで減量が辛いときには「ダイエットブレイク」を取り入れてみよう！
シリーズ138：筋トレ前の炭水化物（糖質）の摂取は必要ない？【2022年版】
シリーズ139：筋トレするなら知っておきたいオメガ3の効果と摂取タイミング
シリーズ140：筋トレ後にタンパク質＋炭水化物（糖質）を摂取しても筋肥大の効果はアップしない
シリーズ141：ほうれん草（緑葉野菜）を食べると筋トレのパフォーマンスがアップする最新エビデンス
◆ 参考文献
Hoon MW, et al. The effect of nitrate supplementation on exercise performance in healthy individuals: a systematic review and meta-analysis. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2013 Oct;23(5):522-32.
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