有酸素運動で手首に重りをつけると違う？腕振りと酸素の消費を研究で読む

有酸素運動の消費カロリーを増やしたくて、歩くとき手首に重りをつけるべきか迷う人へ。速度と傾斜をそろえた歩行試験から、酸素摂取量、心拍数、主観的なきつさの違いを読む。その場の負荷と長期の体組成や筋力の変化を分け、研究の対象と条件を踏まえて道具の選び方を考える。

散歩に出る前、靴ひもの横に手首用の重りを並べる。いつもの道なら、手首に重りを巻くだけで運動を増やせるのではないか。着替える時間は増やせなくても、腕なら歩くたびに動いている。小さな道具で普段の移動を変えたい、という問いである。

答えの芯は、同じ速度と傾斜で歩くなら、手首の重りによって酸素摂取量と心拍数が増えた試験がある、ということだ。ただし対象は運動習慣の乏しい若い男性であり、その場の測定結果である。18〜39歳の女性の日常の散歩に、その測定値をそのまま当てはめることはできない。[1]

さらに興味深いのは、体の反応が増えても、本人が感じたきつさには有意差がなかった点だ。「楽に感じるから負荷も同じ」とは限らない。[1] 重りを買う前に、何が増え、何はまだ別の問いなのかを整理しておきたい。

同じ道を歩く話と、同じ条件で比べる話

手首の重りを考えるうえで中心になるのは、手に持つ重り、手首につける重り、足首につける重りを比較した無作為化比較試験である。参加者は運動習慣の乏しい男性12人で、年齢は平均20.8歳だった。使われた重りは1.36 kgと報告されている。18〜39歳の女性に同じ大きさの反応が起こるかは、この男性の結果だけでは判断できない。[1]

研究には、最大心拍予備量の75%に相当する運動で血圧を比べる条件と、トレッドミルの速度・傾斜を一定にして酸素摂取量などを比べる条件があった。心拍予備量とは、最大時と安静時の心拍数の差をもとに負荷を表す考え方である。血圧の比較と酸素摂取量の比較は、同じ条件としてひとまとめにしないことが大切だ。[1]

日常で「同じ道を歩いた」と言うとき、途中の信号待ちや歩く速さは日によって違う。重りをつけた日は歩く距離を短くした、ということもありうる。そこで実験では速度と傾斜を固定し、道具を変えたときの体の反応を比較した。少なくともこの問いでは、「いつもの散歩に似ているか」より「何をそろえて比べたか」が結果の読み方を決める。[1]

比較の条件が固定されていることは強みである。一方、それは自由に速さを変えられる帰宅路そのものではない。実験の数字を日常に持ち帰るときは、同じ道具という共通点だけでなく、歩行条件も一緒に持ち帰る必要がある。手首に巻く物だけが再現できても、試験全体を再現したことにはならないのである。[1]

腕を使う有酸素運動でも、器具のハンドルを押す場合は別の問いになる。そちらは既存記事「クロストレーナーの有酸素運動は腕も押す？脚だけとの負荷の違いを読み解く」に譲り、ここでは歩行中に身につける重りに絞る。

酸素の消費は増えたが、カロリー表にはならない

速度と傾斜をそろえた比較では、歩行速度は平均6.3 km/h、傾斜は平均6.3%だった。重りなしの酸素摂取量は26.6 mL/kg/分で、手首の重りでは30.4 mL/kg/分となった。手に持つ重りも30.4 mL/kg/分、足首の重りでは29.0 mL/kg/分で、いずれも重りなしより有意に高かった。[1]

酸素摂取量は、体が取り込んで使う酸素の量である。ここでの単位は、体重あたり・時間あたりの値だ。「酸素」という言葉から呼吸の深さだけを想像しやすいが、比較されているのは本人の感想ではなく測定値である。同じ歩行設定でも、重りの条件によってこの値が変わった。[1]

ここから受け取れるのは、手首の重りは見た目だけの付け足しではなく、この歩行条件では生理的な負荷を増やした、という結果である。ただし、酸素摂取量の数字をそのまま、いつもの買い物で追加消費するカロリーとして表示するのは飛躍になる。試験の速度・傾斜・対象に結びつけて読む値だからだ。[1]

また、手首と手持ちの重りは、足首の重りより酸素摂取量が有意に高かった。[1] 「同じ重さならどこにつけても同じ」という考えは、この試験の結果と合わない。ただし、この違いから、どの関節にどれほど力がかかったかまで説明することはできない。酸素の消費を比較した結果と、関節への力を比較した結果は別物である。

腕振りを大きくすれば同じ結果になるのか、手首の重りをさらに増やせばそれに比例するのか。そんな次の疑問も浮かぶ。しかし、この試験を読むときの主語は、あくまで設定された重りを使った参加者たちである。道具の重さを自由に変えた話へ広げず、まずは「この条件では増えた」という結論を保ちたい。[1]

きつさが変わらなくても、心拍数は同じではない

固定した歩行条件での心拍数は、重りなしで147.0拍/分、手首の重りで159.7拍/分だった。手持ちでは160.6拍/分、足首では154.6拍/分であり、いずれも重りなしより有意に高かった。手首と手持ちは、足首よりも有意に高い値だった。[1]

一方、本人が感じる運動のきつさを数値にした主観的運動強度は、重りなし11.7、手持ち12.1、手首12.2、足首12.3で、有意差はなかった。使われたのはボルグ尺度という、きつさを本人が評価する尺度である。酸素摂取量や心拍数の増加に見合うほどの体感の違いは確認されなかった。[1]

この結果は「きつくないから得をする」という宣伝文句にはしにくい。本人の手応えとは別に体の反応が変わった、という意味でもあるからだ。「今日は普段と同じくらいだった」と感じた日の運動記録でも、重りの有無を一言残しておくと、何をしたかを区別できる。これは試験の条件の違いを日常の記録に移す考え方である。[1]

有意差がないとは、条件どうしが完全に同一だったという意味でもない。平均値は異なっていても、この試験では主観的なきつさの差を統計的に確認できなかった、と読む。心拍数の有意差と並べると、感覚と測定を別々に扱う理由が見えてくる。腕の重さを感じたかどうかだけでは、結果全体を代弁できない。[1]

感覚と生理的な指標のずれは、音楽を使う有酸素運動の研究にも現れる。身体活動のある成人339人を含む15研究の系統的レビュー・メタ分析では、18〜39歳の女性だけの分析ではないため、その集団で同じ結果になるかは別途確かめる必要がある。音楽を聴く条件は主観的なきつさの低下と関連した。標準化平均差は−0.36、95%信頼区間は−0.67〜−0.04だった。一方、心拍数の差は−1.16拍/分、信頼区間は−3.57〜1.26で、有意ではなかった。[19]

これは手首の重りを音楽が相殺するという話ではない。別々の介入を別々に調べた結果である。それでも、音楽では感じ方が変わり、心拍数は明確には変わらないという組み合わせがあり、重りの試験では心拍数が変わり、きつさには有意差がないという組み合わせがあった。運動をひとつの「効いた感」で評価しないための対照になる。[1][19]

心拍数が高い条件を、そのまま優れた条件と呼ばないことも大切だ。試験が示すのは同じ速度・傾斜に対する反応の違いであり、本人が何を目的として歩くかという価値判断までは含まない。歩くこと自体を続けたい人と、決めた設定で負荷を変えたい人では、同じ測定結果を見ても選び方が異なってよい。高い数字を集めることが、運動の目的になる必要はない。[1]

音楽の分析では、結果によって確かさが異なった。限界まで運動できる時間は長くなる結果だったが、研究間のばらつきが大きく、その結果の確実性は非常に低いと評価された。主観的なきつさの結果だけを見て、持久力や心拍数も同様に変わると考えることはできない。[19]

手首の重りについても、この項目ごとの読み分けを使いたい。体感、心拍数、酸素摂取量のうち、どれを話しているのかを確かめるのである。「効率がよい」という短い言葉には、楽に感じること、同じ時間に負荷が増えること、長く続けられることが混ざりやすい。少なくともこの歩行試験が直接支えるのは、固定された設定での体の反応である。[1]

数字で読む手首の重りと歩行

12人：手首・手持ち・足首の重りを比較した、運動習慣の乏しい男性の人数。[1]

1.36 kg：試験に用いられた重りの報告値。一般向けの推奨重量ではない。[1]

6.3 km/h、傾斜6.3%：酸素摂取量などを比較した歩行設定の平均値。[1]

26.6から30.4 mL/kg/分：重りなしと手首の重りでの酸素摂取量。固定した歩行条件での比較である。[1]

147.0から159.7拍/分：同じ比較における心拍数。きつさの主観評価には有意差がなかった。[1]