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2014 10月の記事一覧

無酸素性エネルギー産生(酸素が無い状況でもATPを合成でき、瞬間的に爆発的なエネルギーを供給できるのは無酸素性エネルギー供給機構によるもの)

2014.10.31 | Category: トレーニング,運動生理学

 

無酸素性エネルギー産生(酸素が無い状況でもATPを合成でき、瞬間的に爆発的なエネルギーを供給できるのは無酸素性エネルギー供給機構によるもの)

軽強度の運動であれば、ATPの再合成に必要なエネルギーは、酸素で食物から得たエネルギー源を酸化してまかないます

 

しかし、呼吸を止めても数十秒の全力疾走が可能にもなり、これは酸素が無い状況でもATPを合成できるからになり、瞬間的に爆発的なエネルギーを供給できるのは無酸素性エネルギー供給機構によるものです

 

このように無酸素性にATPを再合成できる仕組みには非乳酸性機構と乳酸性機構の2つの機構があります。

筋線維の種類(遅筋(slow-twitch:ST型)線維と速筋(first-twitch:FT型)線維に選別される)

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筋収縮とエネルギー産生(歩行のような軽運動でも安静時の3~5倍、ジャンプやダッシュ運動では瞬間的に数十倍のエネルギーを必要とする)

2014.10.30 | Category: 運動生理学

 

筋収縮とエネルギー産生(歩行のような軽運動でも安静時の3~5倍、ジャンプやダッシュ運動では瞬間的に数十倍のエネルギーを必要とする)

筋収縮には莫大なエネルギーが必要になります

 

歩行のような軽運動でも安静時の3~5倍、ジャンプやダッシュ運動では瞬間的に数十倍のエネルギーを必要としていますが、これらのエネルギーはすべて「アデノシン三リン酸(adenosine triphosphate:ATP)という高エネルギー結合を持つ物質でまかなわれています。

 

筋線維の種類(遅筋(slow-twitch:ST型)線維と速筋(first-twitch:FT型)線維に選別される)

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筋線維の種類(遅筋(slow-twitch:ST型)線維と速筋(first-twitch:FT型)線維に選別される)

2014.10.29 | Category: 運動生理学

 

筋線維の種類(遅筋(slow-twitch:ST型)線維と速筋(first-twitch:FT型)線維に選別される)

 

人の骨格筋線維は、遅筋(slow-twitch:ST型)線維と速筋(first-twitch:FT型)線維に選別され、FT線維はさらにFTa線維とFTb線維に細分され、また、ST線維はtypeⅠ線維、ST線維はtypeⅡ線維と呼ばれることもあります。

 

筋線維の構造(筋鞘、筋原線維(アクチン・ミオシン)、筋小胞体、ミトコンドリア)

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運動学習と神経基盤(運動の学習は運動神経系だけではなく視覚、聴覚、体性感覚などの知覚と認知も関与し、動きが未熟である場合、感覚からの情報がないと上達しない)

2014.10.28 | Category: トレーニング,運動生理学

 

運動学習と神経基盤(運動の学習は運動神経系だけではなく視覚、聴覚、体性感覚などの知覚と認知も関与し、動きが未熟である場合、感覚からの情報がないと上達しない)

脳と運動学習

動作や運動の技能(スキル)獲得は、スポーツや体育の場面では効率的に身体を動かす技術を身につけることや、細やかな手仕事を行う場面では正確で繊細な動きを身につけることを意味します

 

しかし、技能の獲得とは、体幹や手足の動きの効率性ばかりではなく、脳や神経系からの側面で考えると、「シナプスとシナプスの選択的つながりの強化(Consolidation)」を示しています。

 

神経筋トレーニング(γ運動神経機械受容器の閾値を下げることにより、主動筋組織の感度を高め、予測できない力に素早く反応できるようになる) (さらに…)

筋線維の構造(筋鞘、筋原線維(アクチン・ミオシン)、筋小胞体、ミトコンドリア)

2014.10.27 | Category: 運動生理学

 

筋線維の構造(筋鞘、筋原線維(アクチン・ミオシン)、筋小胞体、ミトコンドリア)

筋線維を直接覆う膜を筋鞘(sarcolemma)といい、基底膜(basement membrane)と形質膜(plasma membrane)の二重構造になっています

 

形質膜(細胞膜)はリン脂質からできており、膜を貫通するように、ナトリウム(Na+)チャンネル、カリウム(K+)チャンネル、Na+-K+ポンプが存在し、これらのチャンネルあるいはポンプは、静止電位や活動電位を発生させる役割を担っています。

 

形質膜のところどころに、膜が陥没して筋線維の内部に落ち込んだ管があり、この管は横行小管(T管)と呼ばれ、活動電位を筋細胞内部へと伝える作用を持ちます。

 

無酸素性エネルギー産生(酸素が無い状況でもATPを合成でき、瞬間的に爆発的なエネルギーを供給できるのは無酸素性エネルギー供給機構によるもの)

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筋肉の種類と構造(骨格筋は骨に付着し身体を動かす、心筋は血液ポンプとして作用する、平滑筋は内臓や血管を形作り、消化機能や血液の運搬を補助する)

2014.10.26 | Category: 運動生理学

 

筋肉の種類と構造(骨格筋は骨に付着し身体を動かす、心筋は血液ポンプとして作用する、平滑筋は内臓や血管を形作り、消化機能や血液の運搬を補助する)

筋肉は骨格筋(skeletal muscle)、心筋(cardiac muscle)、平滑筋(smooth muscle)の3種類に分けることができます

 

生体内で担う機能は、骨格筋は骨に付着し身体を動かすこと、心筋は血液ポンプとして作用すること、平滑筋は内臓や血管を形作り、消化機能や血液の運搬を補助することになります。

 

また、骨格筋は自分の意志で動かすことができるために随意筋、一方、心筋と平滑筋はそれができないために不随意筋とも呼ばれています。

 

人は全身に430数個の骨格筋が存在し、体重の40%を占めています。

運動単位(眼球の外眼筋などは小さな運動単位から成り立ち、あまり細かく調整する必要のない筋には、大きな運動単位(一本の運動ニューロンで多数の筋線維を支配する)がある)

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運動単位(眼球の外眼筋などは小さな運動単位から成り立ち、あまり細かく調整する必要のない筋には、大きな運動単位(一本の運動ニューロンで多数の筋線維を支配する)がある)

2014.10.25 | Category: 運動生理学

 

運動単位(眼球の外眼筋などは小さな運動単位から成り立ち、あまり細かく調整する必要のない筋には、大きな運動単位(一本の運動ニューロンで多数の筋線維を支配する)がある)

CrossFit athlete flipping a tire — Image by © Artiga Photo/Corbis

一本の運動ニューロンは数本から、かなりの本数の筋線維に接続します

 

この運動ニューロンと筋線維の組み合わせを「運動単位(Motor Unit)」といい、運動を制御する単位を表します。

 

細かく調節される筋(眼球の外眼筋など)は小さな運動単位から成り立ち、あまり細かく調整する必要のない筋には、大きな運動単位(一本の運動ニューロンで多数の筋線維を支配する)があります。

筋肉の種類と構造(骨格筋は骨に付着し身体を動かす、心筋は血液ポンプとして作用する、平滑筋は内臓や血管を形作り、消化機能や血液の運搬を補助する)

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競技中の水分摂取の重要性(一般的に体重の3%の水分が失われると体温上昇とともに循環器(心臓や血管系〉の能力が低下する)

2014.10.24 | Category: 水分補給

 

競技中の水分摂取の重要性(一般的に体重の3%の水分が失われると体温上昇とともに循環器(心臓や血管系〉の能力が低下する)

かつて、日本のスポーツ界には練習中に水を飲むことを極端に制限する風潮がありました。

 

のどの渇きを我慢することで精神力を鍛えるという目的があったわけですが、これは生理学的の常識から見て明らかに意味のないことになり、現在では積極的に水分摂取をしなければならないという認識が広まるようになりました。

 

運動中の水分摂取を極端に制限すると、特に暑熱環境では体内の水分量の減少により体温調節能力が損なわれ、その結果、体温の上昇が進んで熱中症などを引き起こす危険性が高まり、熱中症予防の観点からの水分摂取は、その重要性を常に再認識するべきです

 

また、試合や練習を効率よく行う上でも水分摂取は重要になり、一般的に体重の3%の水分が失われると、運動能力が低下するといわれ、暑い日には1時間で2~3㍑の汗が出ることもあります。

 

※体重60kgの選手なら、3%は1.8kgですので、この時点ですでにパフォーマンスは落ちています。

スポーツ選手の食事内容とタイミング(疲労回復を促進するための食事として、運動後30分以内に高炭水化物を摂ることが望ましい)

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スポーツ選手の食事内容とタイミング(疲労回復を促進するための食事として、運動後30分以内に高炭水化物を摂ることが望ましい)

2014.10.23 | Category: 栄養学

 

スポーツ選手の食事内容とタイミング(疲労回復を促進するための食事として、運動後30分以内に高炭水化物を摂ることが望ましい)

 

スポーツ栄養学では、食事の内容もさることながら、摂取するタイミングについての重要性が指摘されています

 

 

これは、アメリカで行われた研究で、運動後のグルコース摂取と筋内のグリコーゲンの状態を調べたものになります。

 

筋肉内のグリコーゲンの回復状態は、いわゆる疲労回復の状態を反映します。

 

運動によって低下したグリコーゲンレベルが回復していれば、次に運動するときにより大きな筋出力を長い時間にわたって発揮することができるからです。

 

研究では、食事の内容として炭水化物を多く含んだもの、タイミングとして運動後2時間経ってから摂取した場合はグリコーゲンの回復具合は思わしくありません。

 

この研究結果をもとに、疲労回復を促進するための食事としては、運動後なるべく早めに、できれば、30分以内に高炭水化物を摂ることが望ましいといわれるようになりました。

競技中の水分摂取の重要性(一般的に体重の3%の水分が失われると体温上昇とともに循環器(心臓や血管系〉の能力が低下する)

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筋損傷の要因(筋肉の伸張性筋収縮によりポッピングサルコメアとカルパインが筋の損傷に関与する)

2014.10.22 | Category: リハビリテーション,運動生理学

 

上記は大腿直筋の筋損傷部位の超音波診断画像になります。

 

周辺部の筋節(サルコメア)は正常ですが、中央部のものだけはその構造に乱れが見られます。

 

短縮性筋収縮や等尺性筋収縮に比べて、伸張性筋収縮後では甚大な筋損傷がみられる場合が多くなります。

 

伸張性筋収縮を行うと、筋節には外部からの力と自分自身が縮もうとする力の2つの力が働き、極めて大きな機械的ストレスがかかり、多数ある筋節の機械的な強度は必ずしも同じではなく、中には他と比べて弱い筋節があり、伸張性筋収縮の際にこれらが耐えられなくなる時に破壊されると考えられています。

これを「ポッピングサルコメア(popping sarcomere)説」と呼ばれています。

トレーニングと血糖値の関係(低血糖状態でトレーニングをすればするほどグルカゴン分泌により筋肉が落ちていく)

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高強度トレーニングによる筋疲労の原因(乳酸性アシドーシス・クレアチンリン酸減少・無機リン酸蓄積)

2014.10.21 | Category: トレーニング,運動生理学

 

高強度トレーニングによる筋疲労の原因(乳酸性アシドーシス・クレアチンリン酸減少・無機リン酸蓄積)

筋に収縮を繰り返し負荷すると、筋の収縮機能(発揮する張力あるいはパワーなど)はやがて低下します

 

このときの筋細胞内を観察すると、機能の低下に伴い器官の損傷が起こる場合と起こらない場合があります。

 

前者を筋損傷(muscle damage)、後者を筋疲労(muscle fatigue)と呼ばれています。

トレーニングと血糖値の関係(低血糖状態でトレーニングをすればするほどグルカゴン分泌により筋肉が落ちていく)

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長時間運動による筋疲労の原因(ミトコンドリアの疲労耐性と筋グリコーゲン量減少)

2014.10.20 | Category: トレーニング,運動生理学

 

長時間運動による筋疲労の原因(ミトコンドリアの疲労耐性と筋グリコーゲン量減少)

ミトコンドリアでは、酸素を利用してATPが産生され、この反応は酸化的リン酸化(oxidative phosphorylation)と呼ばれます

 

長時間の運動では、酸化的リン酸化により需要に応じたATPが供給され続けることが、運動を継続するうえで必須になります。

 

したがって、ミトコンドリアを多く含んでいれば、酸化的リン酸化を介して、より多くのATPを供給できることになります。

 

需要に対してATPの供給が下回ると、無機リン酸(Pi)の蓄積が始まるために筋疲労が起こります。

 

※ST線維(遅筋線維)が高い疲労耐性を有している(疲れにくい)のはミトコンドリアを豊富に含んでいるためです。

トレーニングと血糖値の関係(低血糖状態でトレーニングをすればするほどグルカゴン分泌により筋肉が落ちていく)

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トレーニングと血糖値の関係(低血糖状態でトレーニングをすればするほどグルカゴン分泌により筋肉が落ちていく)

2014.10.19 | Category: 栄養学

 

アスリートと血糖値

走っていて急に下腹部が痛くなる事、誰もが一度や二度はこんな経験をしたことがあるはずです。

 

その時の状況として食事直後の時によくおこり、これは食事と関係があるということになり、食事の直後は、消化吸収の為に胃腸が活発に働きます。

 

胃で細かく分解された食物は、それぞれ分子レベルの栄養素となり腸から血液中に取り込まれ、身体の各部に運ばれ、そのために胃腸には一時的に多くの血液が集められ、消化吸収をスムーズに行おうとします。

 

普段、筋肉に配分されている血液も、この際には胃腸を中心とする内蔵に集められ、これが、昔から「食後の後は激しく動いてはいけない」といわれる理由になります

 

これに反して、食後すぐに激しい運動をすると、内臓に集中していた血液が腕や脚の筋肉に移動してしまい、内臓は酸素不足になり、中でも脾臓が痙攣を起こしてしまい、これが下腹部が痛くなる現象の正体になります。

 

※消化吸収が妨げられるので運動を中止しろと内蔵が警告をしている状態になります。

 

筋肉での糖質の合成(血糖値が通常レベル以下だと取り込まれない為、インスリンが膵臓から血液中に出ることで筋肉はグルコースを取り込める)

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環境温度と筋の特性(低温では筋の収縮速度は低下するので、収縮速度の大きな速筋線維が低温環境下では運動するには有利になる)

2014.10.18 | Category: 運動生理学

 

環境温度と筋の特性(低温では筋の収縮速度は低下するので、収縮速度の大きな速筋線維が低温環境下では運動するには有利になる)

豚を12℃の低温で飼育すると、筋の中の遅筋線維の割合が増えるという報告があります

 

※増加した体脂肪を効率よくエネルギー源にすることのできる遅筋線維が増えると理屈に合います。

 

逆に、別の研究で、ラットを1日1時間低温(20℃)の水中で遊泳させたところ、高温(30℃)の水中で遊泳させた場合に比べ熱伝導率がはるかに高いので、20℃の水中では激しく運動しても筋温は1℃低下すると考えられます。

 

※低温では筋の収縮速度は低下しますので、収縮速度の大きな速筋線維が低温環境下では運動するには有利になる為です。

トレーニング内容と食事(オフシーズンとインシーズンでのタンパク質、炭水化物の摂取量の違い)

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長距離選手とタンパク質(1時間を超えるような運動を行う場合、エネルギー源として糖質、脂質のほかにタンパク質も利用される)

2014.10.17 | Category: 有酸素運動,栄養学

 

長距離選手とタンパク質(1時間を超えるような運動を行う場合、エネルギー源として糖質、脂質のほかにタンパク質も利用される)

タンパク質は筋肉の主材料ですので、種目を問わずスポーツ選手には最重要といえる栄養素です

 

大きな筋力やパワーを要する種目の選手のほうが、タンパク質摂取に対する関心も高く積極的に摂取しており、これはまったく理にかなった傾向です。

 

最近は、持久系種目の選手にもタンパク質を摂取させるような研究が多数発表されています。

 

長距離走のパフォーマンス向上のポイント(筋の面積当たりの毛細血管数とミトコンドリア密度を上げ酸素の拡散と利用を促し、1回拍出量と心拍出量を最大限に多くすること)

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