雑誌 BICYCLE21 12月号記事からの抜粋です。

富和清訓（ロードレースドクター）x 栗村修（ロードレース解説者）

「疲労の指標、血中乳酸値を予測できる時代がやってきた！」

サイクルモード2015・ライジング出版ブースにて行われた本誌連載「こちらドクターカー」でおなじみの富和清訓先生と栗村修氏のトークショー。ここでは会場に来られなかった方のため、トークショーの内容を大幅にパワーアップさせて、富和先生の連載コラム出張特別版というかたちでお届けする。

エネルギーの産生と「乳酸がたまる」

「乳酸たまって脚パンパンでさ〜」レース会場でよく耳にする言葉です。「乳酸たまっているからローラー回してきま〜す」。これもまたよく聞きます。
これまで、乳酸は老廃物・疲労物質の代名詞のように言われてきました。しかし、近頃は乳酸は重要なエネルギー源のひとつとして捉えられるようになってきました。老廃物・疲労物質の代名詞と、重要なエネルギー源では、180度異なります。一体どういうことなのでしょうか？
まずエネルギーの産生について説明しましょう。血液からの糖（炭水化物）が細胞膜を通って細胞内に入って、細胞質基質という場所で糖が利用され、ピルビン酸になる過程でアデノシン三リン酸（ATP）が産生されます。また、細胞内のミトコンドリアという器官の中でピルビン酸をもとに大量のATPが産生されます（図１）。このATPがエネルギーの素で、ATPがアデノシン二リン酸（ADP）になる際にエネルギーが放出されます。
従来より、乳酸は無酸素運動（＝解糖系）で作られると言われています。では乳酸産生のもとは何でしょうか？ それは糖です。図示しましたように、糖が細胞質基質でATPを産生、そしてピルビン酸や乳酸という物質になります。乳酸とピルビン酸の関係は、乳酸を酸化させるとピルビン酸になるという関係です。つまり、乳酸は酸化されてピルビン酸となり、結果的にはミトコンドリア内でATP産生の源となるのです。

乳酸は疲労物質ではない。
人は乳酸をエネルギー源として利用する

ここで少し、筋肉について考えてみましょう。筋肉には大きくわけて2つの種類、遅筋線維と速筋線維があります。特徴は（図２）の通りです。
ピルビン酸の酸化という過程はミトコンドリアで行われ、主に遅筋線維がその舞台になります。一方、解糖系という糖を利用してピルビン酸や乳酸を産生する過程は、主に速筋線維がその舞台になります。つまり、速筋線維で産生されたピルビン酸は別の遅筋線維で主に利用されています。この時、ピルビン酸はMCT（モノカルボン酸トランスポーター）という運び屋を介して速筋線維から別の遅筋線維に運ばれます。エネルギー源を効率よく上手に利用していますね。
乳酸は糖を利用することによって生じます。従来から、糖が枯渇していない状況では運動を終えて疲労している時には「乳酸が多く産生されていることが多い」と言われています。従って、血中乳酸濃度を疲労の指標にすることは間違いではないと考えます。
ただし、疲労の原因はその他の環境、体温、電解質異常を含めた脱水、筋肉の細かい損傷などが合わさったものと考えるべきだとされています。乳酸が酸化され、ピルビン酸を介してATP産生の源になるわけですから、乳酸は疲労物質ではなく、我々は乳酸をエネルギー源として利用しているという捉え方をすべきです。疲労物質と言われると、老廃物で早く捨ててしまわなければならないようなイメージを描いてしまいます。

LTを超えるとどうなるのか

無酸素運動というのは、ATPの産生に酸素を必要としない過程です。しかし、酸素の供給がないために、無酸素運動で乳酸が産生されるというわけではないと考えられています。なぜならば、安静にしていても、充分に酸素を得られている条件でも、無酸素運動によってピルビン酸や乳酸が産生され、またそれを利用してミトコンドリアでさらにATPを産生しているからです。
乳酸閾値（しきいち）ということばを聞いたことのある方も多いでしょう。簡単に言うと、ある運動強度以上になると血中乳酸濃度が急激に上昇するポイントです。乳酸閾値は Lactate Threshold （LT）と呼ばれます(図３)。
我々の身体は糖と脂肪をエネルギーとしています。しかし、脂肪は貯蔵には便利ですが、エネルギーとしてはあまり使い勝手がよくないようです。脂肪をエネルギーとして利用するには少し複雑な過程を踏む必要があるからです。また、脂肪は水に溶けないので運搬に手間がかかります。脂肪は運動強度の低い安静時からでも利用されていますが、大きなエネルギーを要する際にはその運用に間に合わないといったところです。
つまり、LTを超えると、脂肪よりも糖の利用が進みます。また、LTを超えるような運動強度では、アドレナリンなどの交感神経（※）を活発にするホルモンが産生され、交感神経が優位になり、さらに糖の利用が進むようです。さらにLTを超えるような運動強度を要する場合には、大きな瞬発力を兼ね備えた速筋線維が動員されるので糖の利用が活発になるとも考えられています。これらの作用が総合的に重なり合うことでLTを超えるような運動強度になると急に血中乳酸濃度が上昇するとされています。

※動物の体内・臓器などを調節する神経は自律神経と呼ばれ、交感神経が優位な（戦闘モード・活発）
状態と副交感神経が優位な（リラックスモード・安静）状態のバランスによって調節されている

血中乳酸濃度を予測できる
GoMoreスタミナセンサーの衝撃

2015年8月、血中乳酸濃度の状態を体表から予測できる機器が市場に出ました。ジークスの「GoMoreスタミナセンサー」(以下GoMore)です。
この機器は画期的です。今までは乳酸を計測しようとすると、血液検査をしなければならなかったのですが、GoMoreでは体表から予測できるというのですから。
GoMoreはサイクルコンピューターに付随したハートレートモニターのように装着します。GoMoreは特許出願されており、どのような方法で乳酸値を予測しているのか明確なことまではわかりません。しかし、私見の域では、GoMoreが胸部に装着するもので、随時心拍数を計測していることから、心拍数のほんのわずかな変動に着目していると考えます（図４）。
なぜならば、運動中における心拍数のわずかな変動と自律神経の変調については、その関係が過去に研究・報告されているからです。心拍変動解析、周波数領域解析という手法を用いますが、本稿では割愛します。GoMoreは心拍数のわずかな変動を捉えることで、自律神経に及ぼす影響を察知しているのだと考えます。先ほど、交感神経が優位になった場合には糖の利用が進むことを説明しました。GoMoreが心拍数のわずかな変動を交感神経が優位だと察知した場合には、体内では交感神経が優位になり、糖の利用が進むことで乳酸が多く産生されていると予測することができるのです。

GoMoreは良い練習相手になる

トレーニングをする時、従来のハートレートモニター管理では、「最大心拍数は220マイナス年齢」と言われており、それを基準に運動強度を決めていきます。しかし、この場合だと、年齢によって運動強度の限界が決められていました。限界点が決められてしまうと、トレーニングでどのように効果が得られたのかを確認するのは容易ではありません。もちろん、レースでのタイムや順位というものが指標にはなりますが、トレーニングの効果を日々確認するのは難しいです。
ヒトの身体はいろんな環境に順応していく特性を持っています。例えば、高地トレーニングもそのひとつですね。酸素が薄いと赤血球とヘモグロビン、最大酸素摂取量の増加がみられます。同様に、トレーニングで体内に乳酸が多い状況を作ると、その乳酸をもっと利用しようとして、毛細血管やミトコンドリアの数が増加します。ミトコンドリアが増えると、乳酸を利用することが活発になり、同じ強度でも血中乳酸濃度が小さくなり、血中乳酸濃度が急激に上がるポイントであるＬＴをより大きくすることができます。前述の図３のように、ＬＴがより右側に移動すれば、遅筋線維での乳酸の利用範囲が広がり、より強い運動強度になるまで速筋線維での糖の利用を据え置き、ゴールスプリントに備えることが可能になります。自転車競技での「脚をためる」という行為になるわけです。
ＬＴを上げることはトレーニングの良い指標です。GoMoreは最初に、一定に保てるベストの運動強度でその運動を続けるようにキャリブレーション（体力計測）をするように勧めてきます。それは、ユーザーの限界やＬＴがどこにあるのかを測定しているのだと考えられます。ユーザーの限界やＬＴには個人で大きな差があるわけで、その基準を登録しておくのは今後のトレーニングの指標には重要です。
一方で、ユーザーの特徴が記録されているので、手を抜くとすぐに指摘されるのが良い点でもあり、困った点でもあり……。そもそも、手を抜くとキャリブレーションの時点でやり直すようにとGoMoreから却下されてしまいます。特に１人で練習をしなければならないサイクリストにとっては、良い練習相手になると思います。ただし、必ず自身の健康管理を重視したうえでトレーニングを行うことがとても重要です。特にシーズンが終わったこの時期、自身のケア、健康診断などを怠って新たなトレーニングをするのはよろしくありません。

脚がパンパンになる理由

最後に、レース後の「乳酸がたまって脚がパンパン」という表現について。それは、下肢の脹れ（むくみ・浮腫）が目立った症状であり、原因の多くは静脈環流（血液の戻り）が悪くなったために生じていると考えてよいと思われます。レース後の脚では筋線維の細かい傷による物質やカリウムの漏出や乳酸が生じていると考えられ、速やかに取り去るためにも静脈還流を活発にさせることが望ましいのです。

参考文献　八田秀雄. 新版 乳酸を活かしたスポーツトレーニング. 東京: 講談社. 2015
Akselrod S. et al. Power spectrum analysis of heart rate fluctuation: a quantitative probe of beat-to-beat cardiovascular control. Science. 1981; 213: 220-222.
早野順一郎. 心拍ゆらぎと自律神経.　Therapeutic Research. 1996; 17(1): 163-235

雑誌 BICYCLE21 11月号記事からの抜粋です。

先行リリースされていた iOS 版アプリに続き、Android 版アプリもリリースされ、8月 22 日に正式発売と相成った世界初のアスリート向けウエラブルスタミナセンサー
「GoMore」。しかし、この新機軸のデジタルガジェットの仕組み、そして使いこなし方にまだピンと来ていない読者も多いはず。そこで、今回は GoMore の日本での総販売代理店である株式会社ジークスの渡辺浩代表が誌面に登場。対するは、本紙の連載コラムでおなじみの栗村修氏。両者の対談で GoMore の画期的な使い方が明らかに!

採血をしなくても乳酸値がわかる！

栗村「ここのところ忙しくて体力も落ちていて、自転車に乗っていた時にパワーメーターを見ていたのですが、結局、オーバーペースになってハンガーノック状態になりました。このスタミナセンサー『GoMore』はこうしたことを防げると思います。 僕が現役の時はパワーメーターが普及しておらず、心拍計の世代でした。でも、GoMoreは心拍計ではないのですね」
渡辺「もちろん心拍計としても使えますが、心拍計を超えたトレーニングができます。取得できるデータ量が多いので、スマホと連動することで非常に多くの情報処理ができるわけです。なおかつスマホはネットにつながるので、自分のやったトレーニングをネットに上げることができます」
栗村「ということは、スマホを持っていればこれだけ買えばいいと。今はGPS連動型やパワーメーター型とかあって価格が違ってくると思うので、価格的にはコストパフォーマンスがありますね」
渡辺「GoMoreは心拍数と同時に血中の乳酸値も計ります」
栗村「選手は血中乳酸値を採血して計りますが、この機械は採血をせずに乳酸値を測定できるということですか」
渡辺「そうです」
栗村「どうやって乳酸値を計測しているのですか」
渡辺「そこは特許出願中ということもあり、あまり詳細に説明できませんが、実は心電図の波を計測することでどのくらいの乳酸値が出るかがわかるというアルゴリズムが組み込まれているのです」
栗村「特許取得となると、類似製品が市場に出にくいということになりますね。ところで僕らの頃は乳酸値というと、それが溜まると足がパンパンになるという理解の仕方でしたが、最近では、乳酸自体はエネルギー源と理解されています。運動していると乳酸が出てきていると」
渡辺「確かに乳酸は疲労物質ではありませんが、乳酸が溜まるタイミングで疲労感が出るというのは、その通りですね。基本的には通常負荷の運動の時点でも乳酸は出ていますが溜まっていきません。ある強度の運動になってくると乳酸の値が上がっていきます。そして、ある時点になるとグッと乳酸値が上がる閾値があります（＝乳酸閾値、LT）。昔は無酸素状態と言っていました。乳酸ができるまでには、まず糖が解糖して、ピルビン酸ができて、これがミトコンドリアを介して酸素が入ってきて、ATP（エネルギー、アデノシン三リン酸）を作るという過程があります。その途中に副産物としてできるのが乳酸です。乳酸はエネルギー源としてピルビン酸に再変換され、ミトコンドリアで処理されますが、運動の負荷が上がるとこの処理が追いつかなくなるので、血中乳酸濃度が上がり、疲労につながってくるのです」
栗村「その処理の均衡が破られるかどうかのところが、継続できる運動なのか、疲労していくかの分岐点ですね」
渡辺「そういうことですね。それが乳酸閾値，LTです」
栗村「僕らの時代は心拍計オンリーでした。心拍計を見ながらギリギリのところで運動したり、それを超えないように心拍計にアラームを付けたり。でも、どうも心拍数は日によってブレるし、アバウトでした」
渡辺「心拍数は日によって、体調によっても変わりますし、トレーニングを続けていくと徐々に下がっていきます。乳酸閾値も徐々に上がっていきます。心拍トレーニングは、個人差が大きく計測が難しい最大心拍数を指標として運動強度を想定していることに問題があります」
栗村「そもそも、一般の方が正確なAT、LT値を割り出すこと自体が不可能に近いです。しかし、GoMoreはLT値をある程度割り出してくれるということですね」
渡辺「そうです。さらにいうならば、パワーメーターを付けたうえでGoMoreを付けてもらうと、よりわかります。FTPテストを20分ぐらい全力でやると、その平均が、選手が疲労しないで１時間こぎ続けることができるFTP（機能的作業閾値パワー）の値ということになりますが、そもそも全力で走っているかどうかわかりません。そこでGoMoreを使えば、スタミナゼロというところまで追い込めます」

オーバーペースやスローペースとはサヨウナラ！
GoMoreのペース把握が初心者を救う

栗村「初心者でもわかりやすい表示がありますね」
渡辺「スマホの画面には現在残っているスタミナ値が表示されて、それに応じて笑顔のマークがどんどんつらい顔に変わっていきます。また、走行距離と今のペースであと何km走れるかも出ます。あと50km走らないといけない時は、あと50km走れるような、こういう負荷で走らないといけないということがわかるわけです」
栗村「それは特に初心者にとっては大変助かりますね。前述のハンガーノックは北海道のあるライドに参加した時のことだったのですが、パワーメーターの数字が逆に減速する原因になってしまったのかもしれません。心拍計とパワーメーターの弱点は、自分の身体の数値の指標を理解していないと、ただ現状を知らせてくれる機械に過ぎないということですね。だから、自分がいまどのような状況にあるのか、最大でどのくらいできるのかというのは、自分の正確なデータを持っていないとわかりません。このGoMoreを付けて走りたかったです。イベントレースではスピードを出して抜き去っていく人につられて、つい自分もスピードを出してついていってしまい、オーバーペースになってしまうことが起こりやすいですが、GoMoreがあればそういうことを防いでくれますね。人間の感覚に比べて客観的な正確な数字を出してくれますし、その日に自分が可能な最大速度を算出してくれる」
渡辺「そうです。GoMoreに50kmと表示されたということは、全力で50km走れます。つまり50km走れるためのペースがここに表示されるということです」
栗村「100km走るコースで200kmと表示されたら、今よりもペースを上げられる。オーバーペースも防げるし、逆にペースアップの目安にもなるということですね」
渡辺「その通りです」
栗村「すごくいいですね。視覚的に見れるので、特に女性やビギナー、メカに弱い人などでも使いやすいです」
渡辺「そうですね。そういった方達にもオススメできますし、もっと鍛えたいという方達も、GoMoreがあればどこまで追い込めるか、さらにどのくらい負荷をかければいいのかなどがわかるわけです」

トレーニングを客観的に見つめて練習の質が向上！ 
パワーメーターとの相乗効果も魅力的

栗村「初心者だけでなく、本気でトレーニングする方にも役立つ製品でしょうね」
渡辺「上級者向けとしても十分使えます。FTPの計測時はパワーメーターを付けて計測しますが、20分追い込むのはなかなか難しいですね。その日の体調とかもあります。でもGoMoreを付けて計測時に追い込めば、正しくいFTP計測ができます」
栗村「FTPは今やプロではなくて市民レーサーの有酸素運動の指標みたいになっていますが、ひとり歩きしている感もあります。FTPテストは絶対値ではなく、ある一定の時間内のタイムトライアルをして出てきた数字なので、精神力の強い人と弱い人だとかなり数字が変わってきてしまいます。また、同じ人でもその日によって異なります。でも、その曖昧な部分をGoMoreは補足できますね」
渡辺「理想は1時間ですが、20分でやったとすると、20分でぴったりゼロにするようなペースでこいでみる。GoMoreの表示の残量をゼロにするようにこぐわけです」
栗村「つまり、あと１分だと頑張ってこいでも、GoMoreの残量が20%だったとすれば、実はそれまでに追い込めていないということですね」
渡辺「そうなんです。その場合はゼロになるようにパワーを上げてこげばいいわけです」
栗村「体感的には苦しいが、まだ踏めるとGoMoreが教えてくれるわけですね。これは面白いですね。タイムトライアルを走る時も、ワット数を見ているともっと踏めるのに苦しいと錯覚で思い込んでしまうケースがあります。パワーメーターとセットで使えば、いい相乗効果が期待できますね。上級者にとっても素晴らしいです。
パワーメーターに関しては、実は単に付けてるだけになっている人が結構いるんですね。ただ数字を見ているだけになっている。毎日乗っていれば頭が整理されてその数字の意味がわかってきますが、GoMoreを使えばパワーメーターを生かすことができますね。自分のターゲットをはっきり設定できるようになりますから。５分走とかもできますか？
渡辺「できます。ただし１分は無理です。最低３分は乗ってもらわないと」
栗村「この前、ロードレースの経験はありませんが野球やサッカーなどの経験がある大学生を集めて、選手発掘のトライアウト企画をやりました。素人の彼らをローラーに乗せて、３分走や10分走をやらせたのですが、『３分で全力を出し切るようにこいでください』と言うと、彼らは初めてなので力が残ってしまうのです。しかし、見ている僕らは出し切っているのか、力が残っているのかわからないわけです」
渡辺「GoMoreはBluetoothに接続できますので、近くにいるコーチも画面を見ることができます。それを見て、もうすこしこげるとか、抑えるといった指示もできるわけです」
栗村「人材発掘する時も、パワーメーターと心拍計だけ付けてもらっていてもわからないです。GoMoreがあれば、より客観的にその人の能力を知ることができますね。スポーツのコーチがGoMoreを知ったら、加速度的に導入が進むと思います」
渡辺「スポーツの世界では、そもそも１００%の正確な数値を測定することはできません。乳酸値だって人によって違いがあります。しかし、GoMoreを使い続けることによって、その人の固有の数値がわかってくるんですね。これが最大のメリットです」
栗村「ある程度の誤差が出たとしても、その許容範囲を理解すれば、これはすごいですね。最初は初心者向けかなと思いましたが、パワーメーターと併用すれば人材発掘にも使えます。パイオニアの製品と被らないので、コラボしてもいいですよね」
渡辺「リアルタイムで無酸素エネルギーが減っていくのがわかりますから、リアルタイムでどれだけパワーを使えるかわかるという点も大きいですね」
栗村「初心者にとっては『あなたのエコメーター』、上級者にとっては『もっとがんばれるメーター』ですかね。メンタルという数値化できない部分を表示してくれるとも言えますね」
渡辺「はい」
栗村「特にタイムトライアルに有効ですね。常にペースが一定していますから。ロードは駆け引きなどがありますから、あまりペースは一定していません」
渡辺「そうですね。ペースを一定に保たなければいけない競技にももちろん向けていると思いますが、ヒルクライムにも向いていますね」
栗村「そうですね。特に初心者はヒルクライムでオーバーペースになりやすいです」
渡辺「インターバルトレーニングにも使えます。ペースを落とした時にどれくらい回復するか、数値でわかりますから。インターバルトレーニングではオーバーペースになってあまり効果的でない練習をやってしまう場合が多いですから」
栗村「質の高い練習が実現できますね。画期的な製品です。あとは全日本の強化ヘッドコーチの浅田顕監督など、日本のトップの方にこの製品の感想を聞いてみたいですね。自転車競技のトップレベルの人からGoMoreに対する指摘があれば、上級者向けにもっと改良できるかもしれません」
渡辺「それはぜひ検討したいですね。上級者の方にもぜひ試していただいて、ご意見を寄せていただければと思います」
栗村「自分は人材発掘ですごくメリットを感じました。今、自転車の人材発掘は少ない人数を対象にしていて、２年ぐらいかかっています。それをもっと多数の人を対象にして短期間でできないかと考えています。この製品はそれに役立ちますね」
渡辺「GoMoreとパワーメーターを併用して人材発掘すれば、もう一目瞭然です。ぜひ役立てていただきたいと思います」

スポーツサイクルにおいて一般的な指標として、心拍数、ケイデンス、パワーなど、さまざまなデータがある。それらを活用するにはそれぞれのデータを分析しなければならず、読み取ったデータからリアルタイムにトレーニング強度を調整することには知識と経験が必要だ。
「GoMore」は、わかりやすいひとつの指標としてスタミナを表示する。それを可能にしたのが、bOMDIC 社のハートウェーブテクノロジーだ。一般的なハートレートモニターは心臓の鼓動の周期を測定するだけだが、「GoMore」のセンサーは鼓動の波形を測定することにより、医療機器に匹敵する高解像度の信号を得ることができる。 運動による疲労度に関係しているのが血液中の乳酸濃度だ。特にはげしい運動をした際、筋肉中に乳酸が蓄積することが知られている。bOMDIC は心臓の鼓動の波形と血中乳酸値とを関連づけ、アルゴリズム化。センサーで測定したデータから乳酸値を導き出し、スタミナという指標で表示することを可能にした。 スタミナとは、クルマにたとえれば燃料にあたるものだ。「GoMore」では、自分のスタミナがどのくらい残っているかを専用 iPhone アプリの画面上にバーで表現する。燃料計を見て航続距離を予測しながらクルマを運転するように、ユーザーはスタミナを表したバーを見てペース配分をすることができる。

「GoMore」を使用するには iPhone などの iOS 8搭載端末が必要。無料の専用アプリをインストールし、Bluetooth 通信でセンサーと iPhone を接続する。センサーをチェストベルトに取り付けて胸に装着。最初にユーザーの性別、身長、 体重、生年月日を入力した後、キャリブ レーションを行う。キャリブレーションは「GoMore」を起動した状態で、自転車に乗って 10km を全力で走った時に感じたきつさの段階を入力する。これにより、ユーザーひとりひとりに合ったスタミナの正確な算出が可能だ。
アスリートが運動の持続をあきらめてしまう時の理由は4つある。それは、①呼吸の増加 (乳酸の蓄積) ②エネルギーの欠乏 ③意思の欠如 (精神的問題)  ④筋肉疲労の蓄積 (短時間では回復不能)。 このうち「GoMore」は①と②の限界を表示。あとどのくらい運動できるかを 2 本のバーで確認することができる。①に対応するのが「無酸素性エネルギー」のバーで、②に対応するのが「有酸素性エネルギー」のバーだ。
また、運動前のスタミナを100% とした時の、運動中のスタミナ消費量と残量を確認することもできる。これを見て、ツーリングであればゴール地点に向けたペース配分を考えたり、トレーニングであれば強度の見直しをしたりできる。
運動中に潜在的なスタミナと、実際に使用したスタミナがわかるので、あとどれくらい運動を続けられるかがわかるのが「GoMore」の特長だ。また、ワークアウトの終了後にはトレーニングによって向上したレベルが表示されるので、モチベーションアップにもなる。記録されたレポートには、地図上にスタミナが変化した場所も表示される。最適なペース配分を組み立て、前回よりもさらに遠くまで走るプランを立てたり、より効果的 なトレーニングメニューの作成を可能にする。
価格は1万8000円(税抜)。Android 版 アプリは今年7月以降にリリース予定だ。