Transcript 運動生理（呼吸・循環）

運動と呼吸
および
心機能
運動効果の概略
呼気分画と運動による変化
←
予
備
吸
気
最 量
大 →
吸
気 ←
量 一
肺
回
活
換
量
気
全
量
肺
→
気
量
←
予
備
機 呼
能 気
的 量
残 →
気
←
量
残
気
量
→
酸素負債
【軽い運動】
【強い運動】
A：運動中の酸素不足量
B：運動中の酸素摂取量
C：回復時の酸素摂取量（酸素負債）
A＋B＝酸素需要量
A＝C
酸素解離曲線
心臓を中心とした循環
心臓の特殊心筋（自律性）
心電図
運動の強さと循環応答
運動の循環器・呼吸器に対する効果
１．心機能の改善と向上
運動に対する心機能の改善・向上，ひいては血圧の理想化
２．呼吸器機能の改善と向上
肺活量・最大酸素摂取量の改善・向上
基礎体力を向上させる
最大酸素摂取量とは
酸素摂取量とは，１分間あたりに体内に取り込まれる
酸素量であり，最大酸素摂取量とは，その最大量のこと
である。なお，その値は一般に体重あたり（mL/分/kg）で
表示される。
最大酸素摂取量の測定は，漸増的に運動強度を上げ
ていきながら酸素摂取量を継続しながら測定していく。
運動負荷の種類としては，自転車エルゴメーターやト
レッドミルが使用されるが，両者の数値には一般的に違
いが生じる（自転車エルゴメーターの方が低くなる傾向に
ある）。
最大酸素摂取量と運動強度の関係
一回拍出量と運動強度
心拍数と運動強度
最大酸素摂取量に対する％と心拍数
200
180
心拍数（
拍／分）
160
20～29歳
30～39歳
40～49歳
50～59歳
60～歳
線形 (20～29歳)
線形 (30～39歳)
線形 (40～49歳)
線形 (50～59歳)
線形 (60～歳)
140
120
100
80
60
40
20
0
0%
20%
40%
60%
％V O 2m ax（
％）
80%
100%
心拍数と％VO2max
１．推定最高心拍数＝（２２０－年齢） 拍／分
運動時心拍数－安静時心拍数
２．％HRmax＝
最高心拍数－安静時心拍数
×１００
したがって，たとえば５０％強度での心拍数は，
５０％ HRmax＝（最高心拍数－安静時心拍数）×0.5
＋安静時心拍数
たとえば，２０歳で安静時60拍なら
（200－60）×0.5＋60＝140×0.5＋60＝70＋60＝130拍／分
厚生労働省の「健康づくりのための運動所要量」
◆運動強度が最大酸素摂取量の50％の場合
年齢階級（歳代）
20
30
40
50
60
合計運動時間（分／週）
180
170
160
150
140
目標心拍数（拍／分）
130
125
120
115
110
◆運動強度が最大酸素摂取量の60％の場合
年齢階級（歳代）
20
30
40
50
60
合計運動時間（分／週）
90
85
80
75
70
145
140
130
125
120
目標心拍数（拍／分）
１回の運動時間が10分以上で１日合計20分以上毎日運動を行うことが望ましい。
長期間ベットレストの人体に及ぼす影響
１．循環器系
(1)安静時および運動時心拍数増大
(2)心容量減少
(3)一回拍出量減少
(4)起立耐性低下
(5)最大酸素摂取量減少
(6)加速度耐性低下
(7)造血機能低下と赤血球減少
２．骨代謝
(1)尿中Ca排泄増大
(2)骨脱灰（N，P，Caが0.5％／月で減少）
(3)骨軟化→骨折の可能性増大
３．筋肉系
(1)萎縮
(2)筋肉の脂肪置換
４．内分泌系
(1) 副腎皮質ホルモン減少
(2)血漿インスリン濃度上昇（感受性低下）
※ 副腎皮質ホルモンのうち糖質コルチコイドは，
炎症症状やアレルギー症状を除去したり，細菌
感染に抵抗する白血球のうちの好中球や赤血球，
血小板を増加させる。
また，副腎皮質ホルモンあらゆるストレスに抵抗
するためにも重要な役割を示す。
糖代謝に及ぼすベットレストの影響
【高齢者血糖値】
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
血糖値（mg/dL）
血糖値（mg/dL）
【若年者血糖値】
0
30 60
120
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
180
0
【若年者インスリン値】
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
30 60
120
180
糖負荷後時間（分）
１週間後
120
180
糖負荷後時間（分）
【高齢者インスリン値】
インスリン値（μU/mL）
インスリン値（μU/mL）
糖負荷後時間（分）
30 60
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0 30 60
120
180
糖負荷後時間（分）
４週間後
（皆川彰他：臨床病理，25，p.495，1977より改変）
トレーニング前後の糖負荷試験成績
インスリン値（μU/mL）
血糖値（mg/dL）
200
150
100
50
0
200
150
100
50
0
0
30
60
90
120
糖負荷後時間（分）
トレーニング前
0
30
60
90
120
糖負荷後時間（分）
トレーニング後
インスリン非依存型糖尿病者での結果
（山田哲雄他，糖尿病治療研究会報，３，37 - 42，1982 より作成）
90
80
85
78
ＨＤＬ（mg/dL）
血糖値（mg/dL）
運動習慣による血液性状の変化
80
75
70
76
74
72
70
実験前 実験後
中性脂肪（mg/dL）
160
140
120
＊
100
80
実験前 実験後
コレステロール（mg/dL）
実験前 実験後
180
170
160
＊
150
実験前 実験後
データは平均±SEM（n=10）
被験者は健康な女子短大生である。
運動期間前と２週間にわたる運動期間後の母平均の差の検定は，
対応のあるt-検定で行い，p<0.05で有意を「＊」で表現した。
高脂血症に及ぼす運動療法の効果
150
100
50
0
300
HDLコレステロール（mg/dL）
総コレステロール（mg/dL）
中性脂肪（mg/dL）
200
250
200
150
100
50
期間後
p<0.05
80
60
40
20
0
0
期間前
100
期間前
期間後
被験者は13名
（伊藤 朗・高橋徹三他，運動処方研究，173，1982より作成）
期間前
期間後
運動の代謝改善に対する効果
１．糖質代謝改善
インスリン感受性を改善し，血糖調節を安定させる
２．脂質代謝改善
HDLコレステロール濃度上昇，または中性脂肪及び
総コレステロール濃度を低下させる
トレーニング前の血圧階級別にみたトレーニングの効果
収縮期血圧（mmHg）
160
150
140
130
120
***
***
***
*
**
***
*
110
***
110
100
120
(n=23)
(n=29)
(n=38)
(n=85)
(n=152)
(n=126)
(n=38)
(n=20)
90
***
拡張期血圧（mmHg）
170
100
***
90
***
80
(n=152)
**
70
60
(n=5)
(n=28)
(n=85)
***
(n=173)
(n=71)
(n=8)
*
50
期間前
期間後
期間前
期間後
成人女子522名に週１回，３ヵ月間健康づくり運動を実施した結果。
有意差の表示は，p<0.05で有意を「*」，p<0.01で有意を「**」 ，p<0.001で有意を「***」で表現。
（体育科学センター編著，片岡他，スポーツによる健康づくり運動カルテ，講談社，p.180，1983より）