運動を続けてもすぐ疲れるのは、セロトニンが増えるからなのか。中枢疲労の定義と持久運動の食事・補給試験から、脳への指令、筋肉の力、疲労感の違いを読む。血中アミノ酸の比率が変わっても成績が変わらない研究や、混合成分の試験を踏まえ、体力づくりの記録で確かめたい点を整理する。
自宅で運動を始めたのに、今日は脚より先に「もう休みたい」が来た。体力をつけようと運動を続けているのに、疲れを感じる日はある。そこで「脳のセロトニンが増えすぎるから」という説明を見ると、自分の疲れにも名前が付いた気がする。
運動中の疲労に脳や脊髄が関わり、セロトニンがその調節に関与しうることには研究の裏付けがある。ただし、すぐ疲れる人の原因をセロトニンだけに決めることはできない。中枢疲労は、本人が感じる疲れ全般と同じ意味ではなく、筋肉を自分の意思で働かせる能力が低下する現象としても調べられている。[2][11]
既存記事「有酸素運動でセロトニンは増える？血液の値と脳の働きを分ける研究の読み方」には、増えた値をどう読むかという問いを譲る。ここで読むのは、その仮説が運動を続けられなくなる理由をどこまで説明できるかである。「疲労の原因は脳にある」という題の既存記事とも分け、筋肉側の変化と並べて検討する。
中枢疲労は「頭が疲れた」の別名ではない
中枢とは脳と脊髄を含む神経系の側を指す。運動の指令は、脳の運動に関わる領域から脊髄の運動ニューロンを経て筋肉へ伝わる。運動ニューロンは筋肉に信号を送る神経細胞である。この経路を扱うレビューでは、中枢疲労を随意的な筋活動の進行性の低下として説明している。仕事のメールを読みすぎた感覚とは、測る対象が違う。[2]
一方、末梢疲労は筋肉側で力を出す能力が落ちることを指す。競技中の選手の疲労を整理したレビューは、筋肉の力の低下には中枢からの運動指令の減少と、筋細胞の力の低下の双方が関わるとしている。力が下がったという結果だけでは、指令が弱くなったのか、指令を受けた筋肉側で変化したのかを分けきれない。競技中の選手を扱う知見を、日常の体力づくりに取り組む18〜39歳の女性にそのまま当てはめられるかは、運動課題の違いも含めて検討が要る。[15]
さらに、疲労感と運動成績も同じものではない。きつさを感じながら速度を保つ場合も、動作の正確さを変えながら課題を続ける場合もある。レビューでは、運動が進むにつれて別の運動単位や協力する筋肉を使い、出力を保つ過程が論じられている。運動単位とは、運動ニューロンとそれが動かす筋線維の組である。[15]
日常の記録で「疲れた」とだけ書くと、脚の力が保てない、息が苦しい、気が進まない、といった別の経験が同じ欄に入る。研究が指標を分けるのは、この違いを消さないためだ。本人のつらさを軽く扱うためではない。疲労感を評価する尺度も、全身運動の成績を測る試験も、それぞれ疲労の違う面を捉える方法として扱われている。[15]
初日の汗は、予約した人だけが持ち帰れる。
セロトニン仮説は、材料の通り道から始まった
セロトニンは神経細胞の間の情報伝達に関わる物質で、疲労研究では眠気や気分、感覚との関係から注目されてきた。持久運動中に脳内のセロトニン濃度や活動が増えることと、身体的な疲労の増加との関連を整理したレビューがある。ただし、関連があるという説明は、日々の疲れの原因を単独で特定する検査とは異なる。[11]
仮説の鍵は、セロトニンの材料となるアミノ酸のトリプトファンである。血液中の遊離トリプトファンと、分岐鎖アミノ酸の比率が、脳への材料の入り方に関係すると考えられてきた。分岐鎖アミノ酸は、研究でしばしば「BCAA」と表記されるアミノ酸群だ。持久運動中のこの比率の上昇と、脳内セロトニンや疲労の出現との関係が、仮説を支える材料になっている。[7][11]
ここから「比率を下げれば疲れなくなる」という発想が生まれる。しかし仮説を検証するには、材料の指標が動いた後、実際の運動成績まで変わるかを確かめなければならない。仮説を整理したレビューも、分岐鎖アミノ酸の補給による成績への影響は一貫せず、栄養操作の効果は十分に確立していないと述べている。[7]
脳内の情報伝達も、単に物質が多いか少ないかだけでは整理できない。運動と神経伝達を扱うレビューでは、神経伝達物質の量の変化が、実際に放出される量の変化を引き起こすのか、それを反映するのかが重要な問いとされている。材料、濃度、放出、運動成績は、順番につながって見えても同じ測定ではない。このレビューは動物の脳内測定も扱っており、18〜39歳の女性の疲労感にそのまま当てはめるには、ヒトでの検証が必要だ。[16]
「セロトニンはよい物質なのに、疲れの原因なのか」という疑問もここで生まれる。レビューが扱うのは、持久運動という条件のもとでの働きである。気分に関係する物質を善玉、運動を止める物質を悪玉と分けると、その条件が抜け落ちる。物質の呼び名だけで運動の良し悪しを判定しない読み方が必要だ。[11][16]
食事で指標が変わっても、走る力まで同じには変わらない
運動前の食事を比べた無作為化比較試験では、糖質の量と質を変え、90分のランニング後の力や神経系の指標を調べている。糖質量は体重当たり1.5 g/kgと0.8 g/kgで比較された。多い条件では、持続的に最大の力を出す課題や、自分の意思で筋肉を働かせる程度を示す指標が、少ない条件より保たれた。[3]
糖質の少ない条件では、それらの指標の低下とともに、より高いセロトニンや脂肪の利用、低いインスリン反応がみられた。著者らは中枢の関与を示す観察として論じている。ただし、この試験の結果を「食べれば脳だけが回復する」と置き換えるのは早い。糖質の利用やインスリン反応も一緒に変わっているからだ。[3]
この試験の糖質量は、長いランニングを調べるための比較条件である。駅まで歩く人や、運動を始めたばかりの人の食事量の指定ではない。日常への持ち帰り方は、数値をそのまま食卓に移すことより、運動前の食事が力や神経系の指標の比較条件になっていると理解することだ。体力の変化を見たいなら、食事条件まで変えた日の記録を単純に並べない。[3]
別の無作為化試験では、12人が運動の90分前に、同じエネルギー量の異なる穀類の食事を取り、自転車運動を行った。食べない条件も設けられた。食事の種類によって、トリプトファンとほかの大きな中性アミノ酸の比率は変わったが、身体的・認知的な成績を変えるには至らなかった。[13]
この試験では、食べない条件で回復期の空腹感と疲労感が大きかった。一方、運動成績は食事によって変わらなかった。疲労感の結果だけを見れば「違いがあった」、成績だけを見れば「違いがなかった」となる。同じ研究の中に両方が成り立つ。どちらかを消してしまうと、食事が何を変えたのかが分からなくなる。[13]
長いランニング後の神経系の指標と、自転車運動の成績では、そもそも問いが違う。食事の比較内容も同一ではない。この違いを残したまま読むと、糖質が中枢疲労に関わる可能性と、血中のアミノ酸比率だけでは運動成績を予測できないことが、両立する。[3][13]
ランニングの試験では、糖質の質も比較されている。血糖値の上がり方の指標であるグリセミック指数が高い条件と低い条件で、持続的な力や中枢の活動を示す指標の保たれ方が異なった。糖質の量だけでなく質も含めて検証した点が、この研究の特徴である。「食べた」「食べなかった」の区別だけでは、試験の比較内容を言い尽くせない。[3]
また、最大の力を一瞬出す課題と、その力を保とうとする課題も分けて見る必要がある。この試験が持続的な最大随意収縮や随意的な筋活動の指標を組み合わせたのは、出力だけでなく、中枢の関与を検討するためだ。単にランニング後の感想を集めた試験として読むと、その工夫を見落とす。日常の「疲れた」と研究の中枢疲労の間にあるのは、こうした測り方の違いである。[3]
穀類を比較した試験では、食事後、運動中、回復期という時間の区別も重要になる。トリプトファンとほかのアミノ酸の比率は、どの場面で測るかによって違う動きを示した。ある時点で採った血液の結果だけを、運動の始めから終わりまで変わらない性質として扱わない。運動後に疲れたと感じたときも、運動中の成績と回復期の感想は別の欄に置いて考えると、この試験の結果を理解しやすい。[13]
数字で読む中枢疲労の試験
90分：運動前の糖質量・質の違いを調べた試験のランニング時間である。[3]
1.5 g/kgと0.8 g/kg：同試験の糖質量の比較条件。日常の推奨量ではない。[3]
12人：穀類の食事と食べない条件を比較し、血中比率の変化が運動成績の変化に結び付かなかった試験の対象である。[13]
32人：混合成分の補給試験には、運動習慣のない健康な若年成人が参加した。[5]
9週間：その混合成分の試験では、この期間にわたり高強度の自転車トレーニングを行った。[5]
初日の汗は、予約した人だけが持ち帰れる。
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