プランクで支えきれなくなるとき、カリウムが足りないと考えてよいのか。筋肉の内外で起きるイオンの変化を、ラットの実験と人の等尺性運動の研究から読む。血液の値、筋電図、発揮する力を区別し、乳酸だけでは説明できない疲労と、栄養補給へ話を飛ばさないための視点を整理する。
プランクを終え、床に膝をつく。時計はまだ先へ進んでいるのに、体を支える方は続かなかった。「カリウム不足なのだろうか」と食べ物を検索する前に、足りなくなった場所を決めつけないでおきたい。筋疲労の研究には、収縮に伴って筋肉の内外のイオンが変化し、カリウムもその動きに含まれるという報告がある。そこで測ったのは食事の不足ではなく、収縮中のイオンの変化だ。[11]
カリウムと疲労には関わりが考えられる。ただし、血液の値と筋肉の周囲、細胞の内側を同じものとして読むことはできない。ラットの筋肉実験では、細胞内のカリウム濃度の低下と、灌流液の血漿側へのカリウムの出現が収縮中に観察された。ここで扱っているのは、強い収縮の最中の分布や移動の問題である。動物実験であり、18〜39歳の女性のプランク中にも同じ変化が起こるかは、人で確かめる必要がある。[11]
そして、力が落ちる仕組みはカリウムだけではない。筋肉の収縮装置そのものや、それを動かすカルシウムの放出、無機リン酸の蓄積も研究されている。[2][3] 既存記事「プランクの効果は重りを足すと増える？保持時間と筋肉の負荷を分けて読む」に負荷の増やし方の問いは譲り、ここでは、止まって支える間に筋肉のどこで何を測っているのかをたどる。
動かない姿勢でも、力を保つ仕事は続いている
等尺性運動とは、筋肉が力を出しながら長さをほぼ保つ運動を指す言葉である。研究では、膝を伸ばす力を一定の条件で出す課題などが使われる。等尺性の力が低下することは筋疲労の特徴であり、繰り返し収縮させる実験では、力を生む装置の変化と、その装置へ届くカルシウムの変化が分けて検討されてきた。[3] プランクの見た目の静けさから、筋肉の内部まで休んでいると想像する必要はない。
ただし、膝を伸ばす実験と、体を床から支えるプランクは同じ課題ではない。膝伸ばしで測った力の減少率を、そのまま腹部の疲れの割合へ移すことはできない。実験の数字は、どの筋肉に、どのような刺激を与え、どの出力を測ったかと一緒に読むものだ。[6][11] 時計に出る保持時間と、装置に出る筋力の値も別の指標になる。
たとえば、膝を伸ばす最大努力を繰り返す人の研究では、本人が出す力だけでなく、神経を電気刺激したときに生じる筋肉の力も測られた。この測定なら、「もう続けたくない」という感覚だけに頼らず、筋肉の収縮機能の変化を調べられる。[6] 床の上で感じるきつさを否定するためではない。きつさの理由を調べるには、感覚とは別の物差しも必要だということである。
「プランクは体力がつくか」という問いも、今日の保持の限界と、続けた後に変わる能力を分けるところから始まる。疲労を起こした筋肉の内部を調べる実験は、今なぜ力が落ちたかを考える根拠になるが、それだけで長期の体力向上の量を示すものにはならない。[3][6] きつかった記憶は残せる。そこから将来の効果まで一息に言い切るのは早い。
疑問の続きは、体で確かめるのがいちばん早い。
カリウムの「内側」と「外側」は同じ数字ではない
この区別を具体的に見せるのが、切り離したラットの後肢へ液を流す灌流実験である。研究者は筋肉を電気で刺激し、断続的な強い収縮を5分間続けた。初めの等尺性張力は後肢当たり平均2.85kgで、その間に45%低下した。[11] 人が自分の意思で行う運動ではなく、流す液と刺激を管理した動物実験であることを、数字より先に覚えておきたい。18〜39歳の女性の保持時間や力の低下率へ、この値をそのまま当てはめることはできない。
この実験では、調べた筋肉の細胞内で乳酸濃度が上がり、それに伴ってカリウムとマグネシウムの濃度が下がった。一方で、ナトリウムと塩化物の濃度は上がった。流れてくる液からのナトリウムと塩化物の取り込みも測られている。[11] カリウムだけが独立して働くというより、複数のイオンの動きが並行している場面だ。
著者らは、強い収縮中の細胞内のイオン濃度の変化が、筋疲労へ寄与する主要な要因だと結論している。[11] これは大切な結論だが、「カリウムを食べればプランクが長くなる」という意味へ変えることはできない。実験で操作したのは収縮と灌流の条件であり、食事の選び方を比較した結果ではないからだ。移動を観察したことと、補給の効果を確かめたことの間には距離がある。
ここでいう血漿側の変化も、日常の採血結果と直結させない。切り離した後肢を通る液の変化と、生活している人の全身を循環する血液の値では、測っている場が違う。[11] 「血液」と聞くと、病院でもらう検査票の枠を思い浮かべやすい。しかし、同じ単語が出たことは、同じ検査をした証拠にはならない。
また、細胞の内側の濃度が下がったという結果を、体全体からその成分がなくなったという説明へ置き換えない。論文が捉えたのは、収縮に伴う内外の濃度変化と液とのやり取りである。[11] 体の総量、血液の濃度、筋肉内の分布は、それぞれ別に問うべき対象だ。「不足」という便利な言葉だけで包むと、実験で見えた動きがかえって見えなくなる。
電気の波形が変わっても、原因が確定するわけではない
カリウムを別の角度から考えた人の研究もある。筋肉で糖を利用する仕組みに関わるミオホスホリラーゼが欠乏している患者3人を対象に、膝を伸ばす等尺性収縮を続けてもらった研究だ。筋電図、つまり筋肉の電気的な活動の記録を解析し、その周波数の分布が疲労中にどう移るかを調べている。疾患のある患者を対象とした結果であり、18〜39歳の健康な女性にそのまま当てはめることはできない。[9]
当時の仮説は、その分布の移動が筋肉への乳酸の蓄積によるというものだった。しかし、患者では通常の比較対象よりも大きな移動が見られ、著者らは乳酸がこの現象の原因である可能性はきわめて低いとした。[9] ここで否定されたのは、疲れたときのあらゆる変化を乳酸が説明するという話ではなく、この筋電図の変化を乳酸に帰す説明である。何を否定した研究なのかを狭く正確に読む必要がある。
著者らは、患者の過度な疲れやすさについて、筋肉の膜が興奮する働きの不全を考え、細胞外のカリウムの蓄積が波形の移動や疲れやすさを説明しうると述べた。[9] 興奮とは、ここでは気分の高まりではなく、筋肉の膜に電気的な活動が起こることを指す。この研究のカリウムは、原因候補として示されたものだ。カリウムの蓄積を確定した話へ強めないことが重要になる。
特定の疾患がある少人数の研究を、健康な人のプランクの説明としてそのまま採用することもできない。[9] それでも、電気の記録が変わったら乳酸、と自動的に結びつける見方を問い直す材料にはなる。スマートフォンのタイマーには、筋肉の膜もイオンの濃度も表示されない。震えた秒数から成分の不足を読み取る機能まで、時計に頼まなくてよい。
筋電図で見ている周波数の分布と、力を測る装置で見ている張力は、どちらも疲労研究に登場するが、同じ値ではない。患者の研究は前者の変化を調べ、ラット後肢の実験は張力の低下とイオンの変化を追っていた。[9][11] 別々の研究の結果をつなぐときには、この違いが残る。波形の移動を見つけた研究へ、別の実験の張力低下率を付け足して、人の疲れの全体像が完成したと考えないようにしたい。
血液の値と筋肉の周囲を分けるというのも、どちらか一方だけが本物だという話ではない。何が知りたいかによって、測る対象を選ぶ必要があるということだ。ラットの灌流実験では、細胞内の濃度と、後肢を流れる液の変化を対応させている。[11] それは収縮する筋肉と外側とのやり取りを考えるための組み合わせであり、家で支えられなかった理由を検査票の単独の項目から決める作業とは違う。
この区別を生活へ持ち帰るなら、運動中の経験をまず経験のまま扱うことになる。「終わりの方で腕がつらかった」は観察である。「だから細胞外のカリウムが増えた」は仕組みについての推測になる。患者の研究でもカリウムは説明の候補として論じられたのであり、体感から濃度を判定したわけではない。[9] 観察を詳しく残すことと、原因を急いで名付けることは、別々にできる。
数字で読む筋肉の疲れ
ラット後肢の灌流実験では、断続的な電気刺激を5分間行った。人のプランクの推奨時間ではない。[11]
同実験の等尺性張力は45%低下した。条件を管理した後肢の値である。[11]
筋電図の仮説を調べた臨床研究の患者は3人だった。対象の特性と少人数という制約がある。[9]
若い健康な人の代謝研究は16人を対象とし、そのうち8人が女性だった。[6]
その研究で力の低下と無機リン酸の蓄積の相関は0.761だった。補給の効果を示す数値ではない。[6]
疑問の続きは、体で確かめるのがいちばん早い。
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