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2014 11月の記事一覧

運動-内分泌連関(運動強度はホルモン分泌要因として最も重要)

2014.11.30 | Category: トレーナー,ブログ,ヘルスケア

1運動強度がホルモンに与える影響

 

運動は強度や時間、様式によりホルモンを分泌させます。

 

中でも、運動強度はホルモン分泌要因として最も重要になります。

 

 

2.ストレスとホルモン

 

ACTH/コルチゾールなどを含む下垂体ならびに自律神経-副腎皮質ホルモンが血中に増加し始めるのは、乳酸閾値に相当する50~60%、いわゆる乳酸閾値(LT)付近であり、心拍計でいえば110~130拍/分を超える強度に相当します。

 

このとき、ACTH分泌がストレスかどうかの指標となることから、運動はこの強度を超えれば、ストレス(運動ストレス)となります。

 

この際、下垂体前葉からはACTH、GH、プロラクチン(PRL)、TSH、中胚葉由来のβエンドルフィン、下垂体後葉由来のバゾプレッシン(AVP)やオキシトシン(OT)などがあります。

 

ランニングや自転車などのダイナミックな運動の際には、その強度の増加に伴い、エネルギー需要が高まり、その要求を満たす為に、筋や肝臓に貯蔵された糖・脂質が分解され、必要なATPが供給されます。

 

また、心拍出量の増加を高めより多くの血液を筋に送るため(血液再配分)、血中へのカテコラミン(主にアドレナリンとノルアドレナリン)やAVPが増加します。

 

 

 

3.高血圧症とホルモン

 

心臓からは血圧降下作用を持つ心房性ナトリウム利尿ホルモン(ANP)が分泌され、循環動態のバランスをとっており、ANPの分泌閾値はカテコラミンやAVPよりも低強度で生じることから、高血圧症に低強度運動を推奨する理由にもなっています。

 

引用・索引 スポーツ・運動生理学概説

 

運動と神経内分泌系(標的臓器自体が変容(筋細胞自体の肥大や受容体の増加))

2014.11.29 | Category: トレーナー,ブログ

1.運動と内分泌

 

負荷を徐々に上げるトレッドミルで走る場合、だんだんペースを上げると呼吸が荒くなり、運動継続が困難になります。

 

血中には乳酸やアンモニアなど、種々の代謝産物が増加し始め、ph値も低下し始めます。

 

この時、脳と身体を共に活性化するホルモンが血中に分泌され、筋や肝臓に蓄えられたエネルギー源(グリコーゲンなど)を分解し、必要なエネルギーを供給します。

 

こうしたホルモン分泌を統括するシステムを「内分泌系」といいます。

その統合中枢は脳(間脳)の視床下部にあり、視床下部には種々のペプチドを作る神経が局在しており、多くのペプチドホルモンを作り、多くは脳下垂体前葉に分泌し(神経内分泌)、他は下垂体後葉まで運ばれた後、そこから血中に分泌されます。

 

脳下垂体前葉は視床下部からペプチドホルモンを受けると、ホルモンの種類に応じて異なる細胞が応答し、5種類のホルモン(成長ホルモンなど)を合成し、血中に分泌します(内分泌)。

 

これらのホルモンは、糖-脂質のエネルギー貯蔵庫である肝臓や脂肪細胞、循環の要である心筋細胞や容量血管、水分代謝の要として腎臓などに運搬されます。

 

2.受容体

 

 

これらの器官(標的器官)の細胞には、ホルモンの種類に応じた特異的な受容体が備わっており、ホルモンによる刺激作用を受け止めると、細胞内の酵素を次つぎに変化させることで情報を伝達し、最終的には核からの情報を転写・翻訳することで種々の生理作用を起こします。

 

3.運動時の情報伝達の起源

 

 

視床下部の興奮に端を発する運動時の情報伝達の起源については不明な点がまだまだ多いという研究結果があり、少なくとも、大脳皮質の運動野や島皮質からの遠心性信号に加え、活動筋からの求心性信号が、視床下部に統合されて運動野の種々のホルモン応答を起こす可能性があるとされています。

 

また、運動を繰り返し行うと(トレーニング)、ホルモン分泌応答も変容し、これは、ホルモンの標的臓器自体が変容(筋細胞自体の肥大や受容体の増加)など、偶然が必然に変わるなど運動適応の反映ともみることができます。

引用・索引 スポーツ・運動生理学概説

 

相模原市体育協会スポーツ講習会「木場克己先生の体幹トレーニング講習会」サポート

2014.11.28 | Category: ブログ

相模原市体育協会スポーツ講習会「木場克己先生の体幹トレーニング講習会」サポート

 

先日(11月16日(日))相模原市体育館にて行われたスポーツ講習会「木場克己先生の体幹トレーニング講習会」サポートの一コマ

 

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多数の相模原市のアスリートの方から愛好家の方まで本当にありがとうございました!

 

 

 

 

運動中の栄養摂取で防止すべき低ナトリウム血症と低血糖

2014.11.28 | Category: トレーナー,ブログ

1.低ナトリウム血症とナトリウム

 

水分は運動中に体重が2%以上減少しないように補給する必要があります。

 

補給する量は気温や湿度などのコンディションに影響されますが、1時間当たり500~1,000ml程度が標準的になります。

 

長時間の運動で発汗量も多い場合の水分補給では「ナトリウム」が必要になります。

 

発汗で水分とナトリウムが減少した時に、ナトリウムを含まない飲料を摂取すると血液の水分量は増加しますが、ナトリウムは増加しないために、血中のナトリウム濃度が低下します。

 

※血中のナトリウム濃度は血液の浸透圧を維持するための主要な電解質なので、血中ナトリウム濃度が低下して血液浸透圧が低下することは危険になります。

 

そこで、血中ナトリウム濃度の低下を防ぐために無意識のうちに飲水活動が停止したり、過剰な水分が尿として排出されたりして脱水状態から回復しない(自発的脱水)という状態になります。

 

これに対して必要な量のナトリウムを含む飲料を摂取すると血液の水分とともにナトリウムが増加するため、浸透圧が維持されたまま血液量が増大して脱水状態から回復します。

 

自発的脱水を防ぐために必要なナトリウムは0.1~0.2%の食塩水とされています。

 

水分は運動中に体重が増加するほど補給しないようにすることが重要になります。

 

これは低ナトリウム血症の危険性が高まるためになります。

 

 

例としてマラソン競技において、マラソン後に体重の増加量が多いほど低ナトリウム血症の頻度が高い事を示しています。

 

マラソン後に体重が3~4.9kg増加した人の70%が低ナトリウム血症であり、この後抽出結果から完走した15,000人のうち1,900人が低ナトリウム血症の可能性があったと報告されています。

 

スポーツ飲料にはナトリウムが含まれていますが、その濃度は血液中のナトリウム濃度よりも低いために、体重が増加する(体液量が増加する)ほど飲用すると血中ナトリウム濃度は低下します。

 

2.低血糖と炭水化物

 

長時間の運動では、運動中に炭水化物を摂取することで血糖値の低下を防止して、疲労困憊するまでの時間を延長することができます。

 

 

 

長時間の運動時に血糖値を維持するためには、炭水化物を1時間当たり30~60g摂取することが必要になります。

 

引用・索引 スポーツ・運動生理学概説

血糖値の低下やグリコーゲンの減少が起こると体脂肪が枯渇していなくてもエネルギーが生産できない理由

2014.11.27 | Category: ブログ

1.脂肪と炭水化物の酸化

 

運動のエネルギー源として消費される炭水化物と脂肪の量と割合は、運動の強度と時間の影響を受けます。

 

エネルギーは運動の強度が高いほど炭水化物から供給される割合が大きくなり、相対的に脂肪から供給される割合が小さくなります。

 

逆に強度の低い運動では脂肪からの供給割合が大きく、炭水化物からの供給割合は小さくなります。

 

 

一般に強度の低い運動の時間は長く、強度の高い運動の時間は短くなり、このため、強度の高い運動のほうが強度の低い運動よりも、炭水化物を酸化して得られるエネルギーの割合が大きくなります。

 

 

運動開始後の短時間は炭水化物からの割合が増加しますが、その後、運動の時間が長くなるにつれてエネルギーが脂肪から供給されるようになり、炭水化物からの供給割合が減少します。

 

運動時間が長くなると運動前よりも炭水化物の消費量が少なくなるように見えますが、運動時は安静時に比べて酸素消費量が増大します。

 

酸素摂取量はエネルギー消費量の指標であり、運動時は安静時よりもエネルギー消費量が増大していることが示されています。

 

運動時間が長くなると消費されるエネルギーのうち、炭水化物から供給される割合は減少しますが、安静時よりも炭水化物の消費量は増大しています。

 

2.脂肪酸の酸化に炭水化物が必要

 

グルコースも脂肪酸もアセチルCoaまでサイクルに入ります。

 

 

グルコースはピルビン酸からオキザロ酢酸とアセチルCoAに代謝されるので、グルコースのみでクエン酸が生成されます。

 

これに対して、脂肪酸からはアセチルCoAは得られますが、クエン酸を合成するためにはグルコース由来のオキザロ酢酸必要になるために、脂肪がエネルギー生産されるためにはグルコースが必須になります。

 

これが、体内のグルコースが枯渇(血糖値の低下やグリコーゲンの減少)すると、体脂肪が枯渇していなくてもエネルギーが生産できない理由になります。

引用・索引 スポーツ・運動生理学概説

運動パフォーマンスを高める「運動に必要なエネルギーを補給する」と「水分補給」

2014.11.26 | Category: トレーナー,ブログ

1.運動前の栄養

 

運動能力を高めるための必要条件は「必要な筋力、筋持久力を獲得する」ことになります。

 

さらに必要条件として、「運動に必要なエネルギーを補給する」「水分補給」があります。

 

2.グリコーゲンローディング

 

炭水化物が不足してエネルギーを生産できなくなることが疲労困憊の主な原因になります。

 

このため、運動前にグリコーゲンの貯蔵量を高めることが持久運動を向上させることに役立ちます。

 

 

運動前に筋肉グリコーゲンを増やしておくことは、疲労困憊するまでの時間を延長するだけではなく、持久的な運動の後半にも強度の強い運動を行えることに寄与しています。

 

筋肉グリコーゲン貯蔵量を増大するためには炭水化物を多く摂取することが効果的ですが、グリコーゲンローディングえは摂取量を増やすだけではなく、「事前に筋肉グリコーゲンを枯渇させること」が重要になります。

 

グリコーゲンを枯渇させる運動を行う場合は、試合の3日ほど前に実施することが多く、このため、試合の3日前から炭水化物の摂取量を通常の1.5倍程度に増やして行います。

 

運動前にグリコーゲンの貯蔵量を増やすことは持久力向上に有効ですが、どのような競技にも必要ということはなく、運動が60~90分以上にわたって継続し、運動中に炭水化物を摂れないような場合に用いるとよいと考えられています。

 

 

3.運動直前の炭水化物

 

炭水化物が枯渇することで疲労困憊することのない競技では、必ずしも競技前に炭水化物を摂る必要はありません。

 

激しい運動が60分以上続く場合は競技前に1~4g/kg体重の炭水化物を摂取すると良いとされています。

 

運動直前に炭水化物を摂取すると、分泌されたインスリンと運動という刺激によって血糖値が一過性に低下しすぎる場合がありますが

 

このような血糖値の低下は誰にでも起きるわけではありません。

 

練習時などの反動性の低血糖になりやすいのかどうか確認しておくと良いです。

 

4.水分

 

運動を開始する60~90分前に250~500ml飲用することが勧められています。

 

60~90分前に飲用するのは、不要な水分が運動が始まるまでに尿として排出されるようにするためです。

 

 

気温が高い場合は多めに飲用するなど、飲用量は調整し、運動が1時間以上継続し、運動中に水分補給する機会の無い場合には、運動の直前に補給しても構いません。

引用・索引 スポーツ・運動生理学概説

スポーツ選手が不足しないよう注意すべき鉄(鉄欠乏性貧血)とカルシウム

2014.11.25 | Category: サプリメント

ミネラルとは

ミネラルサプリメント

 

人体は96%が炭素、水素、酸素、窒素の4つの元素で構成されており、残りの4%を構成する元素を「ミネラル(無機質、灰分)」と総称します。

 

役割ミネラル
骨や歯などの材料となり硬さなどを与えるCa、P、Mgなど
筋肉、血液、臓器、神経、皮膚などの成分となるFe、S、Pなど
生体の機能:体液や細胞内液の酸・アルカリ平衡、筋肉や神経の興奮性、血液凝固作用、浸透圧の調整Na、Cl、K、P、Ca、Znなど
酵素反応に関与Mg、Mn、Ca、Cuなど

 

日本で摂取基準が設定されているミネラルは、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、カルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)、リン(P)、鉄(Fe)、亜鉛(Zn)、銅(Cu)、マンガン(Mn)、ヨウ素(I)、セレン(Se)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)の13種類になります。

 

これらのうち、「鉄」「とカルシウム」が身体活動量が多い場合、不足しないように注意すべきミネラルになります。

 

スポーツと5大栄養素(高い競技力を保持する身体作り)

(さらに…)

グリコーゲンの回復には、食事中エネルギー比率より体重あたりの摂取量を目安にする

2014.11.23 | Category: トレーナー,ブログ

1.エネルギー源(グリコーゲン)

 

 

上記の図は2時間のトレーニングを連日行った場合の筋肉内グリコーゲン量の変化を示したものになります。

 

1日目のトレーニングで筋肉中のグリコーゲンが約半分に減少し、その後、炭水化物をエネルギー比で70%含んだ高炭水化物食を摂取した場合は、翌日のトレーニング前にはほぼ回復しています。

 

これに対して、炭水化物をエネルギー比で40%しか含まない低炭水化物食を摂取した場合は、グリコーゲンの回復は極めて悪くなります。

 

連日トレーニングを行うと、食事中の炭水化物量の違いによる回復の差が拡大し、低炭水化物食を摂取した場合、3日目のトレーニング前のグリコーゲン量は1日目のトレーニング後よりも少なくなります。

 

筋肉中のグリコーゲンの枯渇は、エネルギー不足で運動を継続できなくなる要因の一つになります。

 

このように、運動後のグリコーゲンの回復には炭水化物を十分に摂ることが重要になります。

 

グリコーゲンの回復に必要な炭水化物の摂取量は、食事中の炭水化物のエネルギー比率よりも体重あたりの摂取量目安にすることが重要になります。

 

摂取エネルギー量が異なると、エネルギー比率が同じでも炭水化物の摂取量は異なるためです。

 

たとえば、1日の摂取エネルギーが1,600Kcalの場合と3,600Kcalの場合、炭水化物のエネルギー比率が同じ60%でも、炭水化物からのエネルギー摂取量は、それぞれ960Kcalと2,100Kcalであり、これは炭水化物量に換算すると240gと525gになります。

 

グリコーゲン回復のためには炭水化物は少なくとも5.5/kg/日は必要とされています。

 

トレーニングの強度・時間など炭水化物摂取量
運動直後から4時間まで1~1.2g/kg体重何回かで
トレーニング時間が中程度で低強度の場合5~7g/kg/日
中~高強度の持久的トレーニング7~12g/kg/日
非常に激しいトレーニング(4~6時間)10~12g/kg/日以上

 

体重、トレーニング量、消費エネルギー量から必要な炭水化物摂取量を決定する必要があり、運動後、短時間でのグリコーゲン回復には、運動後速やかに炭水化物を補給したほうが効果は高くなります。

引用・索引 スポーツ・運動生理学概説

 

抗酸化ビタミン(トレーニングにより活性酸素種が増加した時に生体組織を防御する)

2014.11.22 | Category: ブログ,ヘルスケア

1.抗酸化ビタミン

 

運動時には酸素消費量が増大するために、体内で発生する活性酸素種の量も増大すると考えられています。

 

また、運動で筋肉組織が損傷されます。

 

 

この損傷された組織を修復するために損傷部位で好中球が発生する活性酸素種により、損傷部位だけではなく、周辺の組織も傷害されることがあると考えられています。

 

このような運動により体内での活性酸素種の増大に対して、生体内の抗酸化酵素の活性が運動トレーニングにより高まり、防御能が増大することが知られています。

 

しかし、この防御能の増大だけでは十分ではない場合があると考えられています。

 

名称化学名生理作用欠乏症
Aレチノール成長促進、生殖機能維持、免疫機能の維持、上皮細胞の正常化、視覚作用感染症に対する抵抗性低下、上皮細胞角化、夜盲症
DカルシフェロールCaの吸収促進と骨への沈着促進くる病、骨軟化症、骨粗鬆症
Eトコフェロール抗酸化作用不妊、新生児、幼児における赤血球溶解
Kフィロキノン血液凝固因子新生児における出血性疾患

 

抗酸化ビタミンは、理論的には体内での活性酸素種が増加した時に生体組織を防御するために有用と考えられ、特にビタミンEは許容上限量が設定されており、年齢によって異なりますが、成人男性で800~900mg/日、成人女性で650~700mg/日になります。

引用・索引 スポーツ・運動生理学概説

ビタミンB群の欠乏によりエネルギー生産能力の無酸素性作業閾値が低下する

2014.11.21 | Category: トレーナー,ブログ

1.B群のビタミン

 

B群のビタミンとは下記の表のB1からB12までの8種類のことをいいます。

 

名称化学名生理作用欠乏症
B1チアミン補酵素(チアミンピロリン酸の構成成分)脚気、多発性神経炎
B2リボフラビンフラビン酵素の補酵素(FAD、FMN)の構成成分口角口内炎、口唇炎
B6ピリドキシン補酵素ピリドキサルリン酸の構成成分皮膚炎
ナイアシンニコチン酸、ニコチン酸アミド酸化還元酵素の補酵素(NAD、NADP)の構成成分ペラグラ(皮膚炎、下痢、精神障害)
パントテン酸-補酵素(CoA)の構成成分-
ビオチン-炭酸固定反応に関わる酵素の補酵素の構成成分脱毛、神経炎、食欲不振
葉酸プテロイルグルタミン酸補酵素(炭素数一つの物質の活性化)巨赤芽球性貧血(神経管閉鎖障害)
B12コバラミン補酵素(核酸、アミノ酸の合成)悪性貧血
Cアスコルビン酸抗酸化作用、コラーゲン合成(副腎に多く含まれる)壊血病

 

これらは補酵素である点で共通しています。

 

B群のビタミンのいくつかはエネルギー生産に関与しており、実際に欠乏状態にするとエネルギー生産能力の指標である「無酸素性作業閾値」が低下します。

 

 

また、この欠乏状態では、「最大酸素摂取量」も減少します。

 

 

 

身体活動が増えるとエネルギー消費量も増えるので、エネルギー生産に関わるB1、B2、ナイアシンの摂取基準はエネルギー摂取量当たりで設定されています。

 

引用・索引 スポーツ・運動生理学概説

エネルギー生産と三大栄養素(炭水化物と脂肪がエネルギー源、タンパク質は身体の構成成分)

2014.11.20 | Category: トレーナー,ブログ

三大栄養素の代謝経路

 

三大栄養素はいずれもエネルギー源となりますが、「炭水化物と脂肪がエネルギー源として主要」になり、「タンパク質はエネルギー源としてよりも、身体の構成成分」として重要になります。

 

 

炭水化物は飲食物から摂取されるものの他に、体内にグリコーゲンとして貯蔵されています。

 

グリコーゲンを多く貯蔵しているのは筋肉と肝臓になり、肝臓のグリコーゲンは肝臓でのエネルギー源となるだけではなく、血中へのグルコースの供給源として重要になります。

 

一方、筋肉のグリコーゲンは筋肉でのエネルギー源となりますが、血中へのグルコースを供給することはありません。

 

筋肉中のグリコーゲンの分解によって生じるグルコース-6-リン酸は、脱リン酸化されてグルコースとならなければ筋肉細胞の膜を通過できません。

 

しかし、筋肉にはグルコース-6-リン酸を脱リン酸化する酵素が存在しないために、筋肉グリコーゲンは血中グルコースを供給できません。

 

アスリートの回復のための栄養とは(糖質摂取の種類により血中乳酸濃度、グリコーゲン再合成、筋損傷の回復に影響する)

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野球肩、野球肘へとつながる非投球側のKnee-in(足部と股関節を結んだ線より膝が内側に位置する)

2014.11.19 | Category: トレーナー,投球障害治療

野球肩、野球肘と関連するKnee-in

 

Knee in という状態は、投球側、非投球側下肢とともに生じる代表的な代償運動になります。

 

足部と股関節を結んだ線よりも内側に膝関節が位置した状態を便宜上Knee-inと呼んでいます。

 

野球肩、野球肘障害を治療するためには、投球動作を理解する事が重要

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糖新生(炭水化物摂取量が不足した時、肝臓でピルビン酸・アミノ酸のアラニンからグルコースを合成)

2014.11.18 | Category: トレーナー,ブログ

1.糖新生経路

 

炭水化物の体内貯蔵量はそれほど多いとは言えません。

 

体内に貯蔵されている炭水化物のエネルギー量は約1000Kcalですが、脂肪のエネルギー量は約100倍になります。

 

一日に必要なエネルギーは成人では約2000Kcal前後、スポーツ選手が一日のトレーニングで必要とするエネルギーは1000~2000Kcalであり、これらのエネルギーのすべてが炭水化物から供給されるわけではありませんが、脂肪が酸化されてエネルギーを供給するときに炭水化物が必要となるために、貯蔵量の少ない炭水化物が不足することがエネルギーが生産できなくなることによる「疲労困憊」の原因になります。

 

そこで、生体には炭水化物が不足しないように、炭水化物以外の物質からグルコースを合成します。

 

これを、「糖新生」といいます。

 

肝臓でピルビン酸やアミノ酸のアラニンから糖新生によってグルコースが合成されます。

 

糖新生には、筋肉内での代謝により生じたピルビン酸やアラニンが血液によって肝臓に運ばれたものなどが基質と利用されます。

 

 

その他、飢餓時などの炭水化物摂取量が不足したときには、筋肉や内臓などの身体を構成しているタンパク質が分解して生じるアミノ酸が糖新生の材料となり、また、筋肉での無酸素性エネルギー生産の結果として生じた乳酸も、肝臓での糖新生の基質となります。

引用・索引 スポーツ・運動生理学概説

乳酸生成の生理的な意義(運動中、酸素供給が不十分な場合にエネルギー生産を維持するため)

2014.11.17 | Category: トレーナー,ブログ

1.乳酸生成

 

酸素が十分に供給できない状況下でも、エネルギーを生産しなければならない場合があり、短距離走がその状況下にあります。

この時に、乳酸が産生されます。

 

 

ブドウ糖は、解糖系でピルビン酸まで代謝された後、酸素が供給された後、酸素が供給されている場合(有酸素代謝)はピルビン酸はオキザロ酢酸とアセチルCoAに代謝されてクエン酸回路に入り、さらにエネルギー生産に利用されます。

 

解糖系では、グリセルアルデヒド-3-リン酸が1,3-ビスホスホグリセリン酸に代謝される時に、NADHが生成されます。

 

NADHは酸化的リン酸化によってNAD+に変換され、そして、再びグリセルアルデヒド-3-リン酸を1,3-ビスホスホグリセリン酸に代謝される過程で利用されます。

 

しかし、酸素の供給が不十分な場合は、NADHを酸化的リン酸化でNAD+に変換できないためにNAD+が不足し、その結果、グリセルアルデヒド-3-リン酸を代謝できなくなり、解糖系でエネルギーが生産できなくなります。

 

このとき、ピルビン酸が乳酸に代謝されることによってNADHがNAD+に変換されれば、解糖系でのエネルギー生産が維持されます。

 

このように運動中に乳酸が生じるのは、酸素供給が不十分な場合にエネルギー生産を維持するための代謝の結果になります。

引用・索引 スポーツ・運動生理学概説

 

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