日本経済新聞 関連サイト

ようこそ ゲスト様

日経 Gooday

ホーム  > スポーツ・エクササイズ  > “筋肉博士”石井直方のやさしい筋肉学  > 体重を落とすためには「よく動く」ことが有利なワケ
印刷

“筋肉博士”石井直方のやさしい筋肉学

体重を落とすためには「よく動く」ことが有利なワケ

第17回 筋肉に備わる「筋収縮」と「熱発生」の関係

 コーチング・クリニック(ベースボール・マガジン社)

“筋肉博士”石井直方先生(東京大学教授)が、筋肉のメカニズムや機能を毎回わかりやすく解説していきます。今回は、筋肉における「仕事」と「熱」の関係について。筋肉に負荷をかけた運動よりも効率的に熱の産生を高める仕組みを取り上げます。

力学的パワーと熱との関係

 等尺性収縮をしているとき、筋肉は仕事をしていないということを連載13回「運動パフォーマンスにおける筋の力学的パワー」で書きました。仕事がゼロということはパワーもゼロ。単純に考えると、消費エネルギーもゼロということになり、無限に力を維持できるということにもなります。

 しかし、そんなことは実際にはあり得ません。等尺性収縮をしているとき、筋肉は力学的パワーを発揮しない代わりに「熱」という手段で、エネルギーを発散しているのです。

「筋肉にかける負荷を小さくして、たくさん動くようにすると熱生産が大きくなるので、エネルギー消費も大きくなります」(石井)。(©Cathy Yeulet-123rf)

 筋肉は、これまで述べてきたような力学的なエネルギーを発揮することと、働きながら熱を生産するという2つの役割を担っているということになります。つまり、筋肉全体のエネルギー消費を考えるときは、「仕事」と「熱」という2つの視点で見る必要がある。仕事+熱=全エネルギーということになるわけですね。

 自動車のエンジンやモーターも同様で、これらも動いていれば熱くなります。そして、放出する熱に比べてよりたくさんの力学的仕事をするものは、熱効率のよい機械ということになります。ガソリンエンジンなどは非常に高い熱が出るため、冷やしながら使わないとオーバーヒートしてしまいます。熱効率としては20~30%でしょう。

 筋肉も平均的な熱効率は20~30%、一番効率のよい部分で50%程度だと思われますが、実際の熱効率は力に依存して変化します。例えば、等尺性収縮で力だけ出しているときは熱しか出ないので、熱効率はゼロ。無負荷で収縮しているときも同じです。

 では、筋肉が出す力学的パワーと熱はどういう関係にあるのでしょうか。これをA. V. ヒルというノーベル賞も受賞した生理学者が詳細に調べました。

 等尺性条件で筋肉にさまざまな負荷をかけて収縮を行わせ、熱発生率(1秒間当たりにどのくらい熱が発生するか)を測定。その値に、連載13回で解説した力-速度関係から導き出した力学的パワーを加えると、全エネルギー発生率が求められます(図参照)。そのことをヒルは1938年の論文で発表しました。この研究の結果、等尺性収縮で速度が出ていない場合、熱の発生は一番小さいということがわかりました。

図 筋とモーターの力とエネルギー発生率との関係
[画像のクリックで拡大表示]

等尺性収縮をしている時は熱生産率も小さい

 等尺性収縮をしているときは熱しか出ませんが、熱生産率そのものも小さい。つまり、等尺性で頑張っているとき、筋肉はエネルギーをほとんど使っていません。エネルギーをセーブして、力を出しているわけです。負荷が小さくなり、スピードが上がっていくに従って、どんどん熱生産が増えていく。無負荷で短縮しているときは非常に大きな熱が出ます。

1/2 page

最後へ

次へ

BACK NUMBERバックナンバー

バックナンバーをもっと見る

RELATED ARTICLES関連する記事

スポーツ・エクササイズカテゴリの記事

カテゴリ記事をもっと見る

FEATURES of THEMEテーマ別特集

  • 長年の悩み「腰が痛い」を解決する

    男女とも非常に多くの人が悩むのが「腰痛」だ。ぎっくり腰のように、痛みは強いが原因が分かりやすいものは対策しやすいが、問題なのは原因がはっきりしない、「なんだか知らないけど、いつの間にか…」始まってしまう慢性腰痛。長年にわたって悩む人も少なくない。だが、この10年で腰痛治療は大きく変わった。

  • 痛風・尿酸値の「そこが知りたい」

    多くの男性が気にする「痛風」、そして「尿酸値」。「プリン体を抑えた発泡酒などを選べばいい」「魚卵、レバーはダメ」など、いろいろな“常識”が知られているが、これらの常識がすべて正しいわけではない。

  • 放置は厳禁! 「脂肪肝」対策の新常識

    肝臓は生命維持に欠かせない臓器で、実にさまざまな機能を担っている。だが、肝臓は「沈黙の臓器」だけあって、肝機能関連の数値がちょっと悪くなったくらいでは症状は現れない。「とりあえず今は大丈夫だから…」と放置している人も多いかもしれないが、甘くみてはいけない。本テーマ別特集では、誰もが正しく知っておくべき「肝臓の新常識」をまとめた。

テーマ別特集をもっと見る

スポーツ・エクササイズSPORTS

記事一覧をもっと見る

ダイエット・食生活DIETARY HABITS

記事一覧をもっと見る

からだケアBODY CARE

記事一覧をもっと見る

医療・予防MEDICAL CARE

記事一覧をもっと見る

「日経Goodayマイドクター会員(有料)」に会員登録すると...

  • 1オリジナルの鍵つき記事鍵つき記事がすべて読める!
  • 2医療専門家に電話相談できる!(24時間365日)
  • 3信頼できる名医の受診をサポート!※連続して180日以上ご利用の方限定

お知らせINFORMATION

SNS

日経グッデイをフォローして、
最新情報をチェック!

RSS

人気記事ランキングRANKING

  • 現在
  • 週間
  • 月間
明日は変えられる。 提供:アステラス製薬

NIKKEICopyright © 2018 Nikkei Inc. All rights reserved.