長い距離の練習をしまくれば後半の減速は無くなる？エネルギー供給の仕組みから考える「後半を磨く練習方法」

車は、走行をするために「ガソリン」という燃料を「エネルギー」に変換し、そのエネルギーを車輪に加えることで前に進みます。そして優れた車ほど、「ガソリン」を効率よく「エネルギー」に変換する仕組みを持っており、スピードと燃費を高いパフォーマンスで実現することができます。

陸上選手も同じです。エネルギーとスピード、パフォーマンスは切っても切れない関係にあります。よく言われますよね、「お前は走り込みをしないから後半失速するんだ！もっと走りこめ！スタミナをつけろ！！」。

多くの人が、体力をつけて後半の失速を無くしたい思いで、長い距離の走り込みを行っていると思います。短距離なら300m、中距離なら1000mや1500m、長距離なら5~10Km走などがあるでしょうか？

多くの方が走っていればスタミナがつく、と言うこのロジックに対して疑うことなく練習を行っていると思います。今回はあえて、この多くの人が疑わないロジック「走ればスタミナがつく」に対してメスを入れていきたいと思います。

そもそも「スタミナ」って何？それって走りこめば増える？そんな疑問に対して解説をしていきます。

①スタミナとは？運動に必要なエネルギー源

車が走るためには「ガソリン」が必要です。では、人間が動くためには何が必要なのか？人間のエネルギー源について知っている方はいるでしょうか？

人間のエネルギー源、それはズバリ「ATP・・・アデノシン三リン酸」と呼ばれているものです。もっと詳しく説明しましょう。

人間が運動するには「筋肉」を動かす必要があります。そしてこの「筋肉」を収縮させるために必要な物質が「ATP」です。もっと詳しく言うならアデノシン三リン酸を分解するときに生じるエネルギーを使い、筋肉を動かします。

※アデノシン三リン酸とは、アデニンとリボースからなる「アデノシン」と言う構造に「リン酸」が3つ結合しているものです。そして、このリン酸は「高エネルギーリン酸結合」と言う反応でくっついており、リン酸が結合するために高いエネルギーを持った構造ができます。この高エネルギーリン酸結合を分解することによって、エネルギーが放出され、そのエネルギーを用いて筋肉を動かします。

つまり、人間が運動をするには必ずATPが必要です。ですが、人間の体に蓄えていられるATPの量には限りがあり、すぐに消費してしまいます。そのため、人間はATPを消費しながら同時に創り出すことで運動を維持します。このATPを作り出し、消費することでエネルギーを供給する一連の仕組みを「代謝経路」と言います。

そしてこの「代謝経路」は、運動の強度や継続時間によって変化します。今回はこの代謝経路に焦点をあて、どの種目にどのような代謝経路が使われているのか？どのような仕組みでエネルギーが供給されているのか？本当に走り込みを増やせば後半の失速が無くなるのか？などについて紹介していきたいと思います。

②「代謝経路」について理解するメリット

ここから代謝経路について説明をしていくのですが、その前に、この代謝経路について学ぶことが今後の陸上競技人生においてどのようなメリットがあるのかを説明します。

人間には、運動の強度や時間によって、全く異なる「代謝経路」によってエネルギーが引き出されていることが研究によってわかっています。つまり、全力で短時間の運動をする短距離やフィールド種目、そこそこ高い力で動き続ける中距離、低い出力で長期間の運動を続ける長距離、それぞれの場合で全く異なる「代謝経路」が使われいます。そしてこれらの「代謝経路」のトレーニング方法は全く別のものになります。つまり、練習の段階で、自分がどの種目で、どの「代謝経路」を高めなければならないのか？そのためにどのような練習をしなければならないのか？全て変わってきます。

この記事で「代謝経路」を理解していただくことで、今後の練習の組み立てや、効率の良いメニュー開発を行っていただくことで、競技力最大化に繋がります。

③代謝経路の種類

代謝経路は以上の図のように別れています。

まず、無酸素運動系と有酸素運動系に大きく大別されます。

そして、種類は大きく分けて3つとなっています。1つ目は「ATP-CP系」、2つ目が「解糖系」、3つ目が「有酸素系」です。他にも様々な呼び方がありますが、今回はこれらの名前で統一して説明を進めたいと思います。

ATP-CP系

ATP-CP系は、ATP(アデノシン三リン酸)の分解(高エネルギーリン酸結合の分解)によってエネルギーを生み出し、供給を行う代謝経路です。

いろいろ難しい伝え方になってしまいごめんなさい。要は、ATPという物質が体の中に蓄積されていて、それらを分解するときに発生するエネルギーによって体を動かす仕組みです。ATPを分解しながらエネルギーを作るので、ATPが無くなっていくにつれエネルギー供給が弱くなっていきます。そこで最近注目されているのが「クレアチン」です！クレアチン、詳しくいうと「クレアチンリン酸」は、分解されたATPを、再結合して修復する役割を持っています。ATPが復活する分、このATP-CP系という代謝経路の効果を長続きさせることができます。要は、枯渇したエネルギー源を再び作り出してくれると言うことです。

このATP-CP系は無酸素運動時の主たる供給系となります。運動直後に最もエネルギーを供給し、徐々に供給の効果を小さくしながら20~30秒付近でその効果はほとんどなくなります。短距離やフィールドの選手はこのATP-CP系によって作られ供給されるエネルギーを使って運動をします。

ATP-CP系の特徴として、①運動時間が短いほど②休憩を長くとればとるほど、エネルギー供給の貢献度が高くなる特徴があります。短い距離のインターバル走で、しっかりとしたレストを入れるとパフォーマンスが回復したり、短い距離で力を出したりできるのはこの特徴が原因です。

解凍系

続いて紹介するのは解糖系です。筋肉を動かすために必要なATPですが、運動直後に発揮されるATP-CP系の代謝経路によって消費されてしまうことを先ほど説明させていただきました。体のATPがなくなってきたとき、身体の中ではこのATPを再合成しようとする動きが働きます。そのうちの一つがこの「解糖系」です。解糖系は、身体の中に蓄積された「グルコース」、つまり純粋な「糖(ブドウ糖)」を分解し、ATPを再合成する供給系です。「走る前に炭水化物をとってエネルギーを補給しましょう」とよく言われるのは、この解糖系のエネルギー供給に必要な「グルコース(糖)」を補給するためです。中・高校での理科で習った「消化酵素」の授業などで習ったのを覚えているでしょうか？炭水化物、いわゆる「デンプン」は唾液などの消化酵素によって「グルコース」に分解されます。「グルコース」は血液の中に漂うことで体の中に蓄積されます。この「グルコース」を「解糖系」と言う供給経路によってATPへと再合成、その後ATPを分解したときに発生するエネルギーで筋肉を動かすと言うメカニズムです。グルコースからATPを再合成するプロセスについてより詳しく知りたい方は、こちらのサイトを見てみてください！かなり丁寧にまとまっています！長いので本当に興味のある方だけみてみてください！笑

出典：
http://www2.huhs.ac.jp/~h990002t/resources/downloard/15/15biochem3/02sugarcatabolism_1_15.pdf

この解糖系は、運動開始直後15秒からエネルギー供給をはじめ、60秒ほどまで続くエネルギー供給系路です。解糖系は、ATPーPC系より長く機能する特徴があり、またグルコースの分解によって得られるエネルギーは高いエネルギーを持っているため、高い瞬発力をサポートすることも可能になります。つまり、400mや800mなど、ある程度のスピードを維持しながら、１分程度の連続運動をする競技の方は、この解糖系によって得られるエネルギーを多く使っていることになります。

そして、この解糖系によってATPを生み出すさい、その副産物として「乳酸」が出来上がります。そうです、ケツワレの原因と言われている「乳酸」はこの「解糖系」のせいで発生しているんです。なので、高負荷なショートダッシュではなく、200＋100m、300m~600mなどのちょうど30~60秒かかる練習ではケツワレが起こります。

酸化系

ATPが枯渇、グルコースも枯渇、あるいはATP-CP系や解糖系を使うほどの運動強度がない運動が長時間続く場合、どのようにしてエネルギー源であるATPを生み出すのでしょうか？

実は、私たちが無意識に行なっているある行為が「ATP」を生み出しているのです。それは「呼吸」です。呼吸によって体内に供給された「酸素」によってATPを作り出し、エネルギーに変換します。このような代謝経路を「有酸素系」と言います。

得られた酸素によってATPを生み出す機能を「細胞呼吸」と言います。高校生の時に「生物」の授業を取っていた人はお馴染みかもしれませんね。細胞内にあるミトコンドリアという機関で酸素が取り込まれ、グルコースのような栄養分子を酸化させる事によって二酸化炭素と水に分解し、ATPをエネルギーとして放出します。

酸化系は、運動開始直後から20秒ほどでだんだんと供給の貢献度が高くなり、その後徐々に供給量をあげながら、呼吸によって得られた酸素からエネルギーを作り、供給し続けます。

しかし、この酸化系によるATP合成は、解糖系などに比べて大きなエネルギーを供給することが出来ないため、強度が低く、継続時間の長い運動の時に非常に必要になります。

つまり、長距離走の選手などはほとんどのエネルギー供給をこの「酸化系」によって行なっていることになります。

④各代謝経路の関係性について

前節でお話した、代謝経路の「エネルギー供給の貢献度」を縦軸に、「時間」を横軸にまとめたのが以下の図です。ここからは、代謝経路がどのように変わっていくのかについてご説明します！

代謝経路は徐々に変わっていく

図を見てお気づきになられた方が多いと思いますが、代謝経路が重なっている部分が多いかと思います。

代謝経路は、運動の強度と継続時間によって使われる種類が違うというお話をさせていただきました。具体的には上記の図のように、一部重なりがら徐々に変化をしていきます。

例えば、ATP-CP系と解糖系の部分を説明しましょう。ATP-CP系は最蓄積されたATPをどんどん分解し、高いエネルギーを出力します。運動直後に最も供給が多くなり、大きくATPを消費しながら供給量を小さくしていきます。15秒付近からはその穴を埋めるように解糖系による糖分解によるエネルギー供給が小さく始まっていきます。25秒付近ではかなり大きくなりATP-PC系よりも大きくエネルギーを供給し逆転します。最後に30秒頃にはATP-CP系は完全に消滅し、解糖系のみになります。この間15秒ほど代謝経路が重なりながら徐々に移り変わっていきます。

長めのランニングトレーニング(目標タイム高め)を我武者羅にしまくれば後半強くなる？

先に結論から言います。

100m→ほとんど強くならない、関係ない。

200m→若干関係あり。

400m→かなり強くなる。

800m→強くなる

1500m→無論強くなる。

100mの選手

前節で紹介した代謝経路の変換を見てみてください。100mの場合、ATP-CP系のみの供給で競技が終わってしまいます。つまり、それ以上の長時間の練習で使われる代謝経路を使う練習をしてもほとんど意味がないでしょう。ATPを修復するためのクレアチン摂取などの方が効果的です。

200mの選手

若干解糖系の供給が重なってきます。そのため、解糖系の代謝経路を刺激する1分以内の連続運動を練習に取り入れることで、後半に効果を残すかもしれません。

400~1500mの選手

大きく関係があるでしょう。これらの30秒以上継続する運動では、「解糖系」「酸化系」の供給貢献度が高くなってきます。

例えば、400mのレースを想像します。400mを50秒で走ることを考えます。まずATP-CP系は30秒付近で切れてしまいます。解糖系の供給経路を45秒間しっかり使うことになり、かつ酸化系の供給も徐々に進み、40秒ほど供給を続けます。つまり、解糖系のエネルギー供給系を刺激する練習(ある程度高負荷で30~1分連続で行う練習 ex)300m/40秒間走/300+100など)はかなり効果があります。また、酸化系の供給もあるため、酸化系の供給経路を刺激する練習も一部効果が期待できます。(450mや500m走など)。

また、女子の400m選手の場合だと1分ほどほど運動することになるので、その場合は酸化系での供給が多く行われることになります。

中距離では500m~600mなど、解糖系と酸化系を同時に鍛えられる練習が必要と言えます。またそれぞれを独立的に刺激するための300mや1500mなどの練習も効果があると言えるでしょう。

長距離に関して言えば、酸化系以外の練習はほとんどいらないと言えます。1500m走など一部ラストスパートでの運動強度が高い種目に関しては解糖系などを鍛える練習をすると、スピード強度が上がった時のパフォーマンスが上がることが期待できます。

エネルギー供給だけが後半のスピード維持に繋がるわけではない

最後に注意していただきたいことをお伝えします。

エネルギー供給系の特性で練習距離やタイム設定を選ぶことの重要性についてお話ししました。これは、後半の伸びと言われる部分を効果的に鍛えるためにこれらの考えが必要であると紹介しています。

しかし、ここで勘違いしてはいけないのが「後半の伸びはエネルギー供給だけに依存するわけではない」という事実です。いくら効率的な練習をしてエネルギー供給系を鍛えても、後半がなかなか速くならない選手は多くいらっしゃいます。

その理由は「走りの技術が足りずブレーキをかけてしまっている(トップスピードを高めるための技術が足りていない」というパターンがあるからです。トップスピードを高めることが後半の伸びを獲得するために必要不可欠な練習になります。これらができていない場合、どれだけ供給系を鍛えたり、クレアチンや糖分を摂取しても高い効果は望めないでしょう。

では、実際にトップスピードを高めるにはどんな練習をすればいいのか？これらの課題を解決するための記事もたくさんありますので、よかったらぜひ読んでください！

⑤まとめ

今回は「そもそもスタミナって何？」や、「種目ごとによって練習で走る距離を目的ベースで選ぶことの大切さ」などをお伝えさせていただきました！ちょっぴり難しい内容だったと思います。ごめんなさい。。。

しかし、練習を組み立てる上でエネルギー供給系について知り、練習の組み立てることは絶対に必要になってきます。実際に練習を組み立てる中で分からないことがあれば、またこちらの記事を読んでみてください！

それでは！