HIITのローラー台は続けると省エネになる？最大酸素量と機械的効率を分けて読む

自転車の介入試験では、高回転の練習で総効率が改善した例と、持続運動のほうが高い総効率を示した例がある。最大酸素量・出力・消費エネルギーの関係を整理し、男性や競技者の結果を日常のローラー台へ移す際の限界を読む。同じ設定でのきつさを記録する方法も紹介する。

ローラー台の表示は前と同じ負荷なのに、今日は脚がよく回る。息にも少し余裕がある。「体力がついた」で片づけたくなる場面だが、研究では、運動で使える酸素量と、こぐ仕事に対する効率を別々に調べている。[1][6][7]

HIIT、つまり高強度の運動と回復を繰り返すトレーニングで、自転車の機械的効率が改善する場合はある。持続運動との比較では、結果が分かれている。若い男性の比較試験では、両方の運動で最大酸素量が改善した一方、総効率は持続運動群のほうが高かった。男性の比較結果を18〜39歳の女性にそのまま当てはめることはできない。[6][7]

したがって「続けると省エネになるか」への答えは、改善する例はあるが、対象、こぎ方、評価する指標による、である。脚の筋量の話は既存記事「HIITの筋肥大は自転車でも起こる？脚の筋量と持久力の変化を分けて読む」に譲り、ここでは同じ自転車の仕事をどのように評価するかに焦点を合わせる。

最大酸素量と機械的効率は別々に読む

最大酸素量は、運動中に取り込んで利用できる酸素量の上限を表す指標だ。一方、機械的効率は、体が使うエネルギーに対して、ペダルをこぐ仕事をどれだけ取り出せるかという見方になる。自転車の研究では、最大酸素量、出力、総効率がそれぞれ評価項目として扱われている。同じ「効率がよい」という日常語でも、酸素を多く使える能力と、仕事に変える割合は区別したい。[1][3][6]

ここでいう出力は、どれだけ強く自転車の仕事をしているかを表し、単位はWである。回転数はペダルを回す速さであり、出力とは別の条件だ。男性サイクリストの試験では、最大出力に対する同じ割合の運動でも、回転数を変えて総効率が測られた。表示される数字のうち、何をそろえて比べているかが研究を読む入口になる。[1]

さらに効率にも計算の仕方がある。総効率と、安静時の分を差し引いて考える正味の効率を、同じ数字として扱うことはできない。若年者と年長者を比較した研究は正味の機械的効率を、閉経後女性の研究は総効率と正味の効率の両方を評価している。論文の「効率が改善」を読むときは、何という効率かまで確認する必要がある。[2][6]

これは家の自転車の表示が役に立たないという話ではない。日々の記録と、研究室で算出する効率とでは、答えられる問いが違うということだ。「同じ設定を楽に終えた」は練習の感想として残せる。しかし、それだけで機械的効率が上がったと判定するのは早い。研究では出力だけでなく、呼吸に関わる指標や条件を合わせて評価している。[1][6]

同じ設定で楽になった場合と、同じきつさでもっと高い出力を出せた場合も、記録では分けたい。後者はこぐ能力の変化として興味深いが、仕事に使ったエネルギーとの関係を測らずに効率の上昇とは呼べない。タイムや出力の改善と総効率の変化を別々に示す試験があるのは、その区別が必要だからだ。[1][4]

短い全力運動で効率が上がった試験はある

健康な若年成人と年長成人を調べた介入研究では、若年群は17人、平均年齢26.2歳、年長群は13人、平均年齢54.5歳だった。電磁ブレーキ式の自転車で、週3回、6週間のHIITを行った。年長成人も含む結果であり、18〜39歳の女性だけに同じ改善が生じるかは別に確かめる必要がある。運動部分は6秒の非常に高い強度の運動を6回で、その間に2分の休息を置く構成である。[6]

トレーニング後は、段階的に負荷を上げる検査で求めた正味の機械的効率が、運動前より有意に高くなった。評価したのは、呼吸の応答が変わる換気性閾値と呼ばれる段階と、最大酸素量に相当する段階である。効率の値に若年群と年長群の差はなかった。年齢が異なる群で改善が観察されたことは、この問いに直接関わる結果だ。[6]

ただし、「6秒だけ頑張ればよい」と読むと試験の姿が変わってしまう。短い運動と長めの休息を組み合わせ、決まった頻度で繰り返している。運動部分の短さと、休息を含む練習全体は別物だ。通勤後の空き時間に同じ運動を詰め込むため、休息だけを削ってしまえば、研究と同じ構成ではなくなる。[6]

解析では、最大出力の増加が効率の増加と関係していた。これは「ペダリングの無駄が消えた」という説明だけで理解しないための手掛かりになる。測定された効率の変化には、より高い出力を発揮できるようになる変化も関わる。動きの見た目が整ったことだけを、改善の原因として断定する試験ではない。[6]

また、この研究の年長群の平均年齢から、あらゆる年代や運動経験に結果を広げることはできない。健康な参加者が所定の自転車運動を終えた結果として読むのが適切だ。自分の練習へ取り入れる場面では、同じ秒数を再現することより、運動経験に合った負荷と休息を相談する材料にしたい。[6]

回転数を変えると効率と成績がずれる

持久系トレーニングを積んだ男性サイクリスト16人の無作為化比較試験は、回転数の話を具体的にしてくれる。普段自分で選ぶ回転数より20%高く回す群と、20%低く回す群に分け、6週間で18回のインターバルトレーニングを行った。鍛えられた男性の結果であり、18〜39歳の女性の日常的な運動に同じ改善幅を当てはめる根拠にはならない。[1]

高回転群では、自分で選ぶ回転数が毎分92回から101回へ上がった。総効率は、毎分90回で測ったとき22.7%から23.6%、毎分110回では20.0%から20.9%へ改善した。自分で選んだ回転数でも、22.8%から23.2%へ変化している。効率の数字には、どの回転数で測ったかという条件がついている。[1]

ここで見落としたくないのが成績だ。両群とも走行距離と平均出力が有意に伸び、短時間のタイムトライアルでは低回転群のほうが優れた成績を示した。高回転群で効率の改善が観察されたからといって、その群が競技成績でも必ず上回るわけではなかった。効率の順位を、そのまま速さの順位にはできない。[1]

ペダルに加わる力の回転中の分布については、両群とも変化が小さかった。この結果も、「効率が上がったなら、踏み方の波形が大きく変わったはず」という直感と合わない。こぐ速さ、自分で選ぶリズム、出せる出力、総効率は、同じ方向にそろって動くとは限らないのである。[1]

研究の高回転は、全員に同じ回転数を押しつけた設定でもない。本人が選ぶ回転数を基準にしている。毎分101回という結果の数字だけを見て、自分もそこを目標にする根拠にはならない。ローラー台の前に貼るなら、他人の回転数より、自分がどの設定でどう感じたかの記録のほうが、この試験の条件の読み方に近い。[1]

よく鍛えられた女性サイクリスト24人を対象にした別の比較研究では、8週間の練習で低回転を組み込むプログラムが、自由に選ぶ回転数のプログラムより有酸素能力の改善に有利だった。ただし、その練習にはスプリント、高強度のインターバル、低強度の長い運動が含まれる。回転数だけを家の短いHIITに移して、同じ成果を期待するのは飛躍だ。18〜39歳の女性でも、競技経験が異なれば、このプログラムの結果をそのまま適用できない。[3]

女性サイクリストの比較では、低回転群も自由回転群も各12人で、低回転は毎分50〜70回、自由回転は毎分80回を超える設定だった。全力の短い運動は30秒を8〜12回、高強度の区間は4分を4〜6回で、さらに150〜180分の低強度運動も組み込まれていた。これは、ローラー台で短い区間だけを重くこぐ練習とは、かなり異なる組み合わせである。[3]

その研究で比較したのは、最大酸素量だけではない。最大有酸素出力や、換気の応答が変わる段階の出力なども評価している。低回転群の有酸素能力の伸びが大きかったという結論を、すべての測定値で低回転が勝ったという意味に広げないことが大切だ。「体力が伸びた」の中身を分ければ、自分が知りたいのは最大酸素量なのか、ある強度で出せる出力なのかも考えやすくなる。[3]

総効率の変化も、前後の値を並べて読むと誤解が減る。毎分90回で22.7%から23.6%へ変わった結果は、こいだ時間や体重が同じ割合で変わったという意味ではない。あくまで、その測定条件で得られた総効率の前後差である。研究の数字から暮らしの成果へ移るには、間に別の測定が必要になる。数字が細かいほど意味まで正確に見えるが、数字の肩書きを外してはいけない。[1]

また、高回転群で変わった自分の選ぶ回転数は、練習後の選択の変化でもある。自分にはこの速さが自然だと感じるリズムも、練習の条件とともに変わりうる。最初にこぎやすかった回転数を永久の正解にする必要はないが、研究で変化したことと、速い回転が誰にでも最適であることは別に考えたい。[1]

数字で読む自転車の効率

6週間：若年成人と年長成人で正味の機械的効率が改善した介入期間。[6]

22.7%から23.6%：高回転群を毎分90回で測定した総効率の変化。[1]

16人：高回転と低回転を比較した、持久系トレーニング経験のある男性の人数。[1]

7週間：スプリント運動と持続運動を比較し、持続運動群で高い総効率を認めた試験の期間。[7]

0.28から0.32g/分：閉経後女性の試験で変化した最大脂肪酸化量。効率そのものの数字ではない。[2]