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筋肉における酸素摂取量(mVO2)はO2供給能力、O2消費能力によって決定される(トレーニングを継続すると筋肉内のミトコンドリアの量が増える)

2015.04.18 | Category: トレーナー

心拍出量

心拍出量

酸素消費量

骨格筋で消費された酸素(O2)1分当たりの量を酸素摂取量(VO2ml/min)といいます。

 

一般的に、Fickの法則に基いて、心拍出量(Q)と動静脈酸素濃度較差(CaO2-CvO2)との積として算出され、以下の式で表されます。

 

VO2=Q×(CaO2-CvO2)

 

心拍出量(Q)は1分当たりに心臓から送り出される血液量、すなわちO2供給量であり、動静脈酸素濃度較差(CaO2-CvO2)との積によって筋細胞でのO2消費量を表します。

 

Q=HR×SV

 

となり、心拍数(HR)と1回拍出量(SV)との積で算出され、運動中、HRは運動強度にほぼ比例して上昇します。

 

SVは約50%VO2maxで定常状態に達しますが、以後、QはHRの影響を受けて運動強度とともにほぼ直線的に上昇し、Qの上昇に伴ってVO2は上昇します。

 

エネルギー消費量は酸素摂取量と比例する(VO2max=Q×(CaO2-CvO2))

1回拍出量

1回拍出量(SV)とは、心臓が1回拍動する際に、送り出される血液量のことになります。

 

特に持久的スポーツ競技選手の心臓は肥大しているのでSVが大きくなります。

 

この適応は、俗にスポーツ心臓と呼ばれ、左心室容量の増加と左心室壁の肥厚を伴います。

 

スポーツ心臓ではSVが大きいので、安静時HRは低くなります(例:50拍/分程度)。

 

動静脈酸素較差(CaO2-CvO2)

動静脈酸素濃度較差は動脈血(A)と混合静脈血(V)のO2濃度の差を意味し、運動の局面であれば、活動筋でO2がどれだけ抜き取られたかを反映しています。

 

通常、動脈血のO2濃度は約20mlO2/100mlであり、たとえ高強度運動であったとしても、運動中にはほとんど変化しません。

 

一方、混合静脈血のO2濃度は安静時の約15mlO2/100mlから運動時には5mlO2/100mlほどまで低下することがあります。

 

この場合、安静時から運動時の動静脈酸素較差は5mlO2/100mlから15mlO2/100mlとなり、筋肉でO2が消費されていることを意味します。

 

 ミトコンドリアと酸素消費量

トレーニングを継続すると筋肉内のミトコンドリアの量が増えるので、動静脈酸素濃度較差が上昇し、筋肉における酸素摂取量(mVO2)は「O2供給能力」と「O2消費能力」とによって決定されています。

 

なお、「O2供給能力」には心拍出量以外にも、①血流配分、②血液のO2運搬能力、③毛細血管網、④O2拡散効率、⑤ミトコンドリアでのエネルギー合成能力などのさまざまな要因が関与しています。

 

また、「O2消費能力」には主に⑤に依存しています。

 

最大酸素摂取量を上げるには「強度」乳酸性作業閾値を上げるには「時間」が重要

引用・索引 スポーツ・運動生理学概説 著者 山崎啓司 page356 明和出版


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