持久力トレーニングを最適化

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持久力トレーニングを最適化
ランスC.Dalleck、M.S.&レンKravitz、Ph.D.
はじめに
あなたのクライアントの一人、レクリエーションランナーは、彼/彼女は10-kロードレースに登録していることを通知し、トレーニングプログラムを設計する際にあなたの入力をいただければ幸いです。 彼/彼女の持久力の訓練を最大限に活用したいと思って背景の研究を始め、乳酸塩の境界が持久力の性能の最もよい予測因子であることをすぐに発 しかし、あなたがあなたの読書を続けるにつれて、換気閾値、嫌気性閾値、および他の用語はまた、乳酸閾値と同じ生理学的事象と頻繁に言及される。 興味があるが混乱している、あなたはそれがすべて何を意味するのだろうか？”
このシナリオがよく知られているように聞こえるなら、あなただけではありません–持久力性能の最も重要な要素に関する一貫性のない用語を解読 この記事の目的は、乳酸、換気、および嫌気性の閾値の背後にある生理学的メカニズムを明確に説明するだけでなく、心拍数の閾値を議論することです。 この知識があなたの依頼人の乳酸塩の境界値の改善のための訓練の主義を輪郭を描くのに使用されている。
乳酸閾値と耐久性
伝統的に、最大酸素摂取量（Vo2Max）は、長期の運動活動の成功の重要な要素と見なされてきた（Bassett&Howley2000）。 しかし、最近の研究者は、乳酸閾値が持久力イベントにおけるパフォーマンスの最良かつ最も一貫性のある予測因子であることを提案している。 研究研究では、ランニング、サイクリング、レースウォーキングなどの持久力イベントにおけるパフォーマンスと、乳酸閾値での最大定常状態のワークロードとの間に高い相関があることが繰り返し発見されている(McKardle,Katch,&Katch1996)。
乳酸閾値とは何ですか？
安静時および定常状態の運動条件下では、血中乳酸産生と血中乳酸除去との間にバランスがある（Brooks2000）。 乳酸閾値は、血中乳酸レベルの急激な増加がある運動の強度を指す（Roberts&Robergs1997）。 乳酸閾値の正確な生理学的要因はまだ解決されているが、それは以下の重要なメカニズムを含むと考えられている（Roberts&Robergs1997）:
1)乳酸除去の減少
2)高速単収縮モーターユニットの募集の増加
3)解糖とミトコンドリア呼吸の不均衡
4)虚血（低血流）または低酸素症（血液中の低酸素content有量）
乳酸しきい値の重要なメカニズムを議論する前に、エネルギー産生の代謝経路の簡単な概要が必要である。
代謝経路の概要
体内で起こるすべてのエネルギー変換は代謝と呼ばれます。 したがって、代謝経路は、ATPおよび廃棄物（二酸化炭素など）の形成をもたらす一連の化学反応である。 ボディの3つのエネルギーシステムはATP PC（頻繁にphosphagenと言われる）システム、解糖（砂糖の破壊して下さい）、およびmitochondrial呼吸（mithochondrionのATPの細胞生産）です。
ATP-PCは、ATP産生を維持するための最短の容量（最大15秒）を持つ身体の最も単純なエネルギーシステムです。 短距離走のような強い練習の間に、ATP-PCはATPの最も急速な、利用できる源である。
最大下持久運動中、筋収縮のためのエネルギーは、最初は解糖と同じ経路を有するミトコンドリア呼吸を介してほぼ独占的に再生されたATPから来る。 身体のエネルギーシステムが独立して働くと考えるのは誤解です。 実際には、三つのエネルギーシステムは、ATPを生成するために協力して協力して動作します。 解糖によって、血ブドウ糖か筋肉グリコーゲンは一度作り出されるmitochondriaに入るか、または練習の強度によって乳酸塩に変えられるピルビン酸塩に変えら ピルビン酸塩は乳酸塩の境界の下の練習の強度のレベルでmitochondriaに乳酸塩の境界の上の練習の強度のレベルでmitochondrial呼吸のための容量は超過し、ピルビン酸 この時点で、乳酸閾値を超える継続的な筋肉収縮を維持している解糖系およびホスファゲンエネルギー系は、高い速度でATPを産生することができるが、短い時間しか産生することができないため、高強度の運動が損なわれる（Bassett&Howley2000）。
だから、運動活動のためのエネルギーは、すべてのエネルギーシステムのブレンドを必要とします。 しかし、特定のエネルギーシステムの関与の決定要因は、運動の強度に大きく依存する。 ここで、乳酸閾値に寄与するメカニズムの議論を続けましょう。
1)乳酸除去
かつては負の代謝事象と見なされていたが(サイドバー I参照)、高強度運動中にのみ起こる乳酸産生の増加は自然である(Roberts&Robergs1997)。 安静時でさえ、わずかな程度の乳酸産生が行われ、これは乳酸除去も存在しなければならないか、または安静時に乳酸蓄積が起こることを示す。 乳酸塩除去の主要な手段には、代謝燃料としての心臓、肝臓、および腎臓によるその取り込みが含まれる（Brooks1985）。 肝臓内では、乳酸はグルコース産生のための化学的ビルディングブロック（糖新生として知られている）として機能し、その後血流に放出され、他の場所 さらに、非運動またはより少なく活動的な筋肉は乳酸塩の通風管および消費が可能です。 乳酸閾値を超える運動強度では、生産と取り込みの間に不一致があり、乳酸除去の速度は明らかに乳酸生産の速度よりも遅れている（Katz&Sahlin1988）。
2)高速単収縮モーターユニットの募集の増加
低レベルの強度では、主に低速単収縮筋肉が運動負荷をサポートするために募集されます。 遅いけいれん筋肉はmitochondrial呼吸のエネルギーシステムのエネルギー新陳代謝を高める高い好気性の持久力容量によって特徴付けられます。 逆に、運動強度の増加に伴い、解糖系に向けられた代謝特性を有する高速けいれん筋肉の募集に向かってシフトがある。 これらの筋肉の動員は、エネルギー代謝をミトコンドリア呼吸から解糖にシフトさせ、最終的には乳酸産生の増加につながる（Anderson&Rhodes1989）。
3)解糖とミトコンドリア呼吸の不均衡
運動強度の増加では、解糖の反応を介してピルビン酸へのグルコースの移動速度への依存が増加している。 これは解糖性フラックスと呼ばれます。 先に記述されているように、解糖の終わりに作り出されるピルビン酸塩はmitochondriaに入るか、または乳酸塩に変えることができます。 解糖率が高いと、ピルビン酸はミトコンドリア呼吸のためにミトコンドリアに入るよりも速く産生されると信じている研究者もいる（Wasserman、Beaver、&Whipp1986）。 ミトコンドリアに入ることができないピルビン酸塩は乳酸塩に変換され、それは体内の他の場所（肝臓や他の筋肉など）の燃料として使用することが
4)虚血および低酸素症
長年にわたり、乳酸産生の主な原因の1つには、運動筋に対する血流の低レベル（虚血）または血中酸素含有量の低レベル（低酸素）が含まれていると考えられていた（Roberts&Robergs1997）。 これは嫌気性閾値という用語につながり、これはまもなくより詳細に議論されるであろう。 しかし、運動の非常に激しい発作であっても、筋肉の運動における虚血または低酸素症を示す実験データはない（Brooks1985）。
残念ながら混乱しているが、乳酸閾値は、最大定常状態、嫌気性閾値、好気性閾値、個々の嫌気性閾値、乳酸破断点、および血中乳酸蓄積の発症を含む研究者によ 乳酸閾値の話題を読むたびに、これらの異なる用語が本質的に同じ生理学的事象を記述していることを認識することが重要である（Weltman1995）。
換気閾値とは何ですか？
運動強度が漸進的に増加するにつれて、気道の内外の空気（換気と呼ばれる）は直線的にまたは同様に増加する。 運動の強度が増加し続けるにつれて、換気が非線形の方法で増加し始める点があります。 換気が漸進的な線形増加から逸脱するこの点は換気閾値と呼ばれる。 換気閾値は、筋肉および血中アシドーシスの発症に対応する（ただし同一ではない）（Brook1985）。 アシドーシスを中和するのに役立つ化合物である血液緩衝剤は、筋繊維アシドーシスを減少させる働きをする。 これは二酸化炭素の増加をもたらし、身体は換気の増加とともに排除しようとする（Neary et al1985）。

血液中の乳酸値とアシドーシスの増加に伴って換気量が増加するため、科学者たちは当初、これは換気量と乳酸閾値が同様の運動強度で発生することを示すものであると考えていた。 この解釈は、換気閾値を測定することが乳酸閾値と比較して非侵襲的であるため、魅力的である。 数多くの研究が閾値間に密接な相関関係を示しているが、別々の研究は、訓練状況および炭水化物栄養補給を含む異なる条件が、同じ個体の閾値を実質的に異なる可能性があることを示している(Neary et al1985)。
嫌気性閾値とは何ですか？
嫌気性閾値という用語は、運動の高強度レベルでは、筋肉に低レベルの酸素（または低酸素）が存在するという概念に基づいて1960年代に導入された（Roberts&Robergs1997）。 この時点で、運動を続けるためには、エネルギー供給が好気性エネルギーシステム（ミトコンドリア呼吸）から嫌気性エネルギーシステム（解糖およびリン
しかし、嫌気性閾値という用語の使用に強く反対する研究者が多く、誤解を招くと考えている。 嫌気性閾値という用語を使用することに対する主な議論は、筋肉への酸素供給が特定の運動強度で制限されていることを示唆していることである。 しかし、前述したように、筋肉が最大運動強度であっても酸素を奪われることを示す証拠はない（Brooks1985）。 嫌気性閾値を使用することに対する第二の主な議論は、運動強度のこの時点で、代謝が好気性から嫌気性エネルギーシステムに完全に移行することを示唆していることである。 この解釈は、嫌気性エネルギーシステム（解糖系およびホスファゲン系）は、運動のより高い強度でATP再生のタスクを完全に引き継ぐのではなく、むしろミト
心拍数閾値とは
1980年代初頭、Conconiとイタリアの研究者は、心拍数偏向点を決定することにより、走行試験を通じて乳酸閾値を検出する方法論を開発した(Conconi1982)。 間接的乳酸閾値測定に対するこの容易で非侵襲的なアプローチは、トレーニングプログラム設計および運動強度の推奨に広く利用されている（Hofmann et al1994,Janssen2001）。 しかし、いくつかの研究は、心拍数の偏向点がすべての個人の約半分にしか見えず、一般的に乳酸閾値を過剰に推定することを示している（Vachon、Bassett、&Clarke1999）。 これらの調査結果および使用と関連付けられる重大な間違いのために、個人的なトレーナーおよび適性の専門家は顧客のための持久力の訓練プログラムを設計するとき心拍数の境界方法を推薦することから落胆する。
嫌気性、換気性、乳酸および心拍数の閾値の概要
要約すると、換気性および乳酸閾値は、非常に類似しているが、正確に同じ運動負荷で発生すると見 レイコミュニティと運動の専門家との用語嫌気性閾値の使用は、体のエネルギーシステムの機能の多くの混乱と過度の単純化につながっています。 心拍数閾値技術には現在非常に多くの誤差があり、この技術を自信を持って利用できるようにするにはさらなる研究が必要です。 従って、巧妙な持久力のトレーニングプログラムの設計の焦点は乳酸塩の境界の生理学的な理解に基づいています。
トレーニングと乳酸閾値
トレーニング強度は、乳酸閾値に対応する速度（mph）または作業負荷（サイクリング速度）に基づくべきであることが示唆されているが、トピックの主要な研究者であるArthur Weltmanは、乳酸閾値を改善するための最小または最適なトレーニング強度を特定するためには、より多くの研究が必要であることを認めている（Weltman1995）。 それにもかかわらず、持久力の訓練の後で、乳酸塩の境界が訓練前より個人の最高の酸素通風管（Vo2Max）のより高い相対的なパーセントで起こることは この生理学的な訓練の適応は乳酸塩の生産と取り外し間のバランスを維持している間個人がより高い定常状態の連続した速度か循環の作業負荷 持久力の訓練は乳酸塩の生産の率および乳酸塩の取り外しのための機能に両方影響を与えます。
持久力トレーニング後の乳酸産生の減少は、ミトコンドリアのサイズ、ミトコンドリア数、およびミトコンドリア酵素の増加に起因する可能性がある(Holloszy&Coyle1984;Honig,Connett,&Gayeski1992)。 従ってこれらの訓練の適応の結合された結果はある特定の作業負荷で乳酸塩の生産の量を下げるmitochondrial呼吸によってエネルギーを発生させる高められ
さらに、持久力トレーニングは筋肉による乳酸の利用率の増加を引き起こし、循環からの乳酸の除去能力を高めるように見える（Gladden2000）。 その結果、運動強度の高いレベルで発生する高められた乳酸産生率にもかかわらず、血中乳酸レベルは低くなります。 持久力の訓練はまた筋肉、特に遅いけいれん筋肉のまわりで毛管密度を改善するかもしれないことに注意されるべきです。 この適応は、運動する筋肉への血流を改善し、乳酸およびアシドーシスのクリアランスを高める（Roberts&Robergs1997）。
乳酸閾値トレーニングプログラムとトレーニング
乳酸閾値改善のための最適なトレーニングはまだ研究者によって完全に特定されていませんが、ク 研究によると、大量、間隔および定常状態のトレーニングを組み合わせたトレーニングプログラムは、乳酸閾値の改善に最も顕著な効果を有することが示されている(Roberts&Robergs1997,Weltman1995)。
トレーニング量
最初は、クライアントの乳酸閾値レベルを改善する最良の方法は、持久力活動がサイクリング、ランニング、水泳であるかどうかにかか トレーニング量の増加は、徐々に、週に約10-20％の順に行う必要があります（Bompa1999）。 例えば、個人が現在1週あたりの20マイルを動かしていれば、訓練の容積の増加は1週あたりの2-4マイルべきである。 このアプローチは保守的に見えるかもしれませんが、訓練や怪我を防ぐのに役立ちます。 さらに、訓練のこの段階の間の強度は、容積が着実に増加しているとき、低いべきです。 個人が達成する最高の訓練の容積は多数の要因に依存し、あなたの顧客の全面的な物理的な容量そして刺激の決定によって最もよく測定すること 訓練の状態、年齢、体重および訓練時間のような要因はすべてあなたの顧客が達成することが現実的に可能である訓練の容積を定める。 増加された訓練の容積の首位の利点は乳酸塩の境界の改善に先に説明したように命令的のmitochondrial呼吸のための高められた容量である。
間隔と定常状態のトレーニング
トレーニング量の適切な蓄積に続いて、対処すべき次の側面は間隔と定常状態のトレーニングです。 個人の乳酸塩の境界のまわりで集中されるこの段階の間の正しい訓練の強度はあなたの顧客のトレーニングプログラムの継続的成功へ主である。 間隔と定常状態の訓練を監視するために使用される方法は、強度が過小推定または過剰推定されていないことを確認する必要があります。
ほとんどの個人は、vo2Maxの増分試験中に採取された血液から乳酸閾値を正確に決定できる科学実験室にアクセスすることはできません。 その結果、心拍数予備率（HRR）および知覚運動（RPE）スケールの評価の相対的な割合を含む、乳酸閾値の非侵襲的な推定のための代替方法が推奨されている。 研究は乳酸塩の境界が訓練された個人の80-90%HRRおよび訓練されていない個人の50-60%HRRに起こることを示した(Weltman1995)。 RPEスケールは、定常状態および間隔訓練中の訓練強度を決定する最も正確な方法であり得る。 研究によると、rpeは、性別、訓練状況、実施される運動の種類、または訓練の強さにかかわらず、運動に対する血中乳酸応答に強く関連していることが示されている(Weltman1995)。 調査からの調査結果は乳酸塩の境界が‘幾分堅い’および‘堅い’の感じに対応するRPEのスケールの13そして15の間で起こることを示した(Weltman1995)。
定常状態のトレーニング
定常状態のトレーニングセッションは、乳酸閾値にできるだけ近くに行う必要があります。 これらの試合の長さは、トレーニングの状態、実行されている持久力活動の種類、および持久力活動の距離によって異なります。 初心者ランナーは、5-kロードレースのためのトレーニング、彼らの最初の定常状態の実行を実行するだけの期間でワークアウト10分を行うことができます。 セミプロのサイクリスト、80から100マイルの間隔の競争の多数日のための訓練は、持続期間の時間の定常状態の試しを完了するかもしれない。
インターバルトレーニング
インターバルトレーニングワークアウトは、乳酸閾値を超える速度またはワークロードで短時間実行される高強度のトレーニン 定常状態のトレーニングと同様に、インターバルワークアウト時間と距離は、トレーニングの状態、実行される持久力活動の種類、および持久力活動の距離に依存 初心者ランナーは、5-kロードレースのための訓練は、各繰り返しの間に十分な回復時間で、レースペースよりも速く、三つの、1マイル間隔を完了することができます。 セミプロのサイクリストは、80-100マイルの距離の複数日のためのトレーニングは、繰り返しの間に適切な回復の試合で、またはそれらのレースペースを超えて、いくつかの5-10マイルの間隔を実行することができます。
定常状態とインターバルトレーニングを成功させるための鍵は、トレーニング強度の慎重な監視です。 これらのトレーニングセッションを高い強度で実行する必要がありますが、トレーナーは最終的にオーバートレーニングになるので、これらのトレーニングのレースの落とし穴を避けるためにクライアントを確保する必要があります。 さらに、定常状態およびインターバルトレーニングは、毎週のトレーニング量の約10-20％を超えてはならないことが示唆されている（Foran2001）。
乳酸、換気、嫌気性および心拍数のしきい値の要点
うまくいけば、あなたは今、乳酸、換気、嫌気性、および心拍数のしきい値の用語、生理学的メカニズム、およ 彼/彼女の10-kロードレースの準備のためにあなたのクライアントのための最適な持久力トレーニングプログラムを設計するタスクは、今より少なく手ごわい 明らかに、乳酸閾値は、持久力関連の活動やイベントの成功の最も重要な決定要因であり、持久力トレーニングプログラムの主な目標は、このパラメータの改善でなければなりません。 これは、最初にトレーニング量の開発に焦点を当て、次に定常状態セッション（乳酸閾値で）およびインターバルトレーニング（乳酸閾値を超える）の組み込みに 最後に、正しい訓練の強度があらゆる持久力訓練プログラムの成功に必要であることを覚えなさい。 心拍数の予備(HRR)の相対的なパーセントおよび感知された努力(RPE)のスケールの評価の両方の利用は試しの間にあなたの顧客の訓練の強度を監視するた
表1. 記事に関連する用語
アシドーシス：pHの低下
嫌気性閾値：低血流および酸素の条件の間に乳酸産生の増加を記述する元の概念
糖新生：非炭水化物源: 解糖の反応を介してピルビン酸へのグルコースの転送の増加率
低酸素症:血中酸素content有量の低レベル
虚血:血流の低レベル
乳酸:この化合物は、より高強度の運動中にピルビン酸から製造されています
乳酸閾値:血中乳酸レベルの急激な増加がある運動の強度
代謝経路:ATPと廃棄物の形成を引き起こす化学反応
代謝:体内のすべてのエネルギー変換の合計
ミトコンドリア呼吸: 最終的にATPの生産と酸素の消費につながるミトコンドリア内の反応
ホスファゲン系:ATPとPCの結合反応からのエネルギーの生産
ピルビン酸:炭水化物の代謝に由来する化合物
基質:食品などの酵素によって作用し、変化する物質
換気閾値:換気の非線形増加がある運動強度の漸進的な増加における発生
サイドバー I. 乳酸は疲労の原因ではない
疲労の原因の古典的な説明は、痛みの感覚と激しい運動中に経験した筋肉の”火傷”によって示され、乳酸の蓄積です。 コーチ、運動選手、個人的なトレーナー、および科学者は同様に伝統的にある特定の強度で練習を続ける無力と乳酸アシドーシスをつないだ。 乳酸閾値は筋細胞内の状態がアシドーシスの発症に有利な状態に移行したことを示しているが，乳酸産生自体は運動強度の高い疲労に直接寄与しない。 プロトン（H+）蓄積は、乳酸産生と一致するが、乳酸産生によって引き起こされないため、細胞のpHが低下し（代謝性アシドーシス）、筋肉収縮が損なわれ、最終的には疲労につながる（Robergs、2001）。 高められたプロトンの蓄積は支えられた筋肉収縮のための筋肉myofilamentsのATPの分裂の強い物理的な練習の間に少数の異なった生化学的な反作用から、

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