2022.09.30

健康のための毛細血管新生–トレーニング強度と持続時間の効果

骨格筋の毛細管形成は、骨格筋における酸素や栄養の供給、代謝物の除去の中心的な決定要因であり、健康および運動パフォーマンスにとって重要な意味をもっています。筋毛細管形成はインスリン感受性に必須であり、全身最大酸素摂取量および限界出力（筋代謝の恒常性が徐々に失われる生理的限界）と関係があるように思われます。

したがって、筋の毛細管が増加することは、健康と運動パフォーマンスの両方にとって有利であると考えられています。

身体活動のレベルは、筋毛細血管形成に影響を与えます。座りがちな生活、固定された状態、ベッドでの安静は、全てではないが、いくつかの研究で毛細血管網の退行性変化と関連していますが、1970年代初頭の先駆的研究により、身体活動が新しい毛細血管の成長を促すことが明らかになりました。その後、様々な身体的トレーニングの介入が毛細血管の成長に与える影響について多くの研究が行われ、座りがちな被験者では、数週間のトレーニングにより、一般的に毛細血管と繊維の比率（C:F）が10％～30％増加することが明らかになりました。

さらに、横断的研究により、エリート持久系アスリートでは、筋毛細血管の平均C:F値が～3.0に達し、未トレーニング被験者の典型的平均値～1.5～2.0と比較して約2倍高いことが報告されています。

骨格筋における新しい毛細血管の成長（血管新生）は、毛細血管網の拡張を刺激したり抑制したりする多数の因子が関与する、厳密に制御されたプロセスです。これらの血管新生因子は今回の総説には含まれていませんが、これらの血管新生因子のアップレギュレーションとダウンレギュレーションにつながる生理学的刺激は、様々な形態の身体活動が骨格筋毛細血管形成をいかに改善するかを理解する上で非常に重要です。

骨格筋における生理的血管新生は、流れる血液が血管内皮に与える摩擦力、血管の受動的伸張によって引き起こされる機械的刺激、筋代謝シグナルも役割を果たしているようです。

この3つの因子はすべて筋活動中に刺激されますが、それぞれの大きさは、与えられたトレーニングセッションの強度と時間によって変化する可能性があります。どのような種類の活動が筋の毛細血管新生を改善するのに最も効果的であるかを研究した文献は少ないですが、最近の証拠では、非常に高強度の運動は中強度の運動と同程度には血管新生を誘導しないことが示唆されています。

骨格筋の毛細血管新生は、健康とパフォーマンスの両方に極めて重要であるため、異なる運動様式がどの程度毛細血管の成長を誘導するかについての具体的な知識が必要とされます。さらに、座りっぱなしの生活、ベッドレスト、怪我後の固定による運動不足は、骨格筋の毛細血管新生を著しく低下させるため、患者、「普通の人」、そしてアスリートにとって、血管新生を効率的に誘導する方法の根拠を確立することは最も重要なことです。

今回は、トレーニング強度、期間、トレーニングセッション数、総トレーニング時間などの様々なトレーニング特性が、健康な若年者と高齢者の筋毛細血管新生に及ぼす効果を調べた研究を紹介します。

目的

本研究は、健康成人の骨格筋における毛細血管形成に及ぼす連続運動およびインターバル運動の強度および時間の影響を検討することを目的とした。

方法

PubMedとWeb of Scienceを開始時から2021年6月まで検索した。研究の適格基準は，健康な成人における2週間を超える持久的運動トレーニングであり，毛細血管／繊維比（C：F）および／または毛細血管密度（CD）が報告されていることであった。メタ分析を行い、その後、参加者の特徴やトレーニングの方式によるサブグループ分析を行った。

結果

38の研究による57の試験が含まれた（10％／90％、運動／定食）。C:Fは47試験391名、CDは50試験428名で測定された。運動トレーニングは、C:F（平均差、0.33（95％信頼区間、0.30-0.37））を異質性低く（I2 = 45.08％）、CD（平均差、1ミリ平方あたりの毛細血管数 49.8 (36.9-62.6) ）、異質性中程度（I2 = 68.82％）に増加させることが分かった。低強度トレーニング（最大酸素消費量（V̇）の50％未満）と比較して、座りがちな被験者では、中強度トレーニング（V̇の50～80％）を継続すると21％、高強度のインターバルトレーニング（V̇の80～100％）後は54％高いC：Fの相対変化が観察された。毛細血管の増加の大きさは、トレーニングの介入期間に依存しなかった。既にトレーニングを受けている被験者では、様々な種類のトレーニングによって毛細血管形成がさらに増加することはなかった。

結論

座りがちな被験者において、中強度の持久的トレーニングおよび高強度のインターバルトレーニングは毛細血管形成の増加をもたらすが、低強度のトレーニングはあまり効果がない。調査した期間内では、座りがちな被験者のトレーニング時間に関する毛細血管形成への効果は確認されなかった。メタアナリシスでは、毛細血管形成の増加が得られるかどうか、得られるとしたらどの組み合わせが最適か（時間対強度）を見極めるために、アスリートグループでさらに研究を進める必要性が強調されています。

以上のように、座りがちな人（デスクワークに従事するような人）は、中強度の持久力トレーニングか高強度のインターバルトレーニングが毛細血管の増加に必要なようです。

個人的な意見ですが、長期的な実施を考慮すると、座りがちな人が高強度インターバルトレーニングを実施することは現実的ではないと思われます。中強度の有酸素運動を実施するのが良い手段になりそうです。50～80％V̇O2maxの強度が推奨されます。

心拍数の計算についてはコチラのサイトで求めると良いです。大まかな目標心拍数を求めることができるので、参考程度に使うと良いです。算出された目標心拍数の±5拍/分（140と出たなら135〜145拍/分の範囲で有酸素運動を行う）の感じでOKです。

頻度は、最初は週3くらいから始め、段階的に週5回を目標に頻度を増加させるのが良いです。2週間おきに頻度を1回増やしてみましょう。

実施時間は1回30分を目標に、時間の確保が難しいなら15分を2回でも良いです。長く続けれる人は40分や60分など実施してOKです。

まとめ

毛細血管の多い少ないは疲れにくい身体（＝体力）に直結します。運動をすれば毛細血管は増えるので、中程度強度での有酸素運動を行なって、疲れにくい身体を作っていきましょう。

体内的には運動して早い段階で効果は出始めますが、体感は4週間程度で効果を実感し始めるはずです。

5日できない週があっても良いので、長く続けれるようにしましょう。運動と身体は裏切りません。

参考文献

Effects of Exercise Training Intensity and Duration on Skeletal Muscle Capillarization in Healthy Subjects: A Meta-analysis