はじめに
筋力トレーニングによって骨格筋へ与えられる刺激は、大きくマスキュラーダメージ、メカニカルテンション、メタボリックストレスの3様式が存在する。
この記事では、この3様式がどのようなものなのかを解説し、それらがどのように筋肥大に貢献するのかを解説する。この知識を筋力トレーニングにどう応用するかまで解説する。
マスキュラーダメージ
マスキュラーダメージとは
マスキュラーダメージとはまさしく筋繊維の損傷である。
骨格筋がマスキュラーダメージを受けると、筋繊維の細胞膜と基底膜の間が損傷し、身体は損傷を治すために成長因子を放出する。
マスキュラーダメージは、比較的強い負荷が骨格筋に与えられたときに発生する。具体的にはストレッチ種目やエキセントリック収縮時、慣れていない種目を行ったときに発生しやすい。
マスキュラーダメージとサテライト細胞、そしてIGF-1は密接な関係がある。マスキュラーダメージによって損傷を受ける場所である細胞膜と基底膜の間にはサテライト細胞が存在しており、マスキュラーダメージによってサテライト細胞が活性化するのだ。
マスキュラーダメージはサテライト細胞の持つ細胞の分化、回復及び増殖を活性化させるトリガーと考えられる。筋繊維の損傷により、損傷筋繊維由来因子が発現し、サテライト細胞の分化、増殖が活性化する。
IGF-1とは下垂体前葉で分泌された成長ホルモンを基に肝臓で生成されるホルモンで、サテライト細胞にある受容体と結合することで作用を発揮する。
マスキュラーダメージによって活性化したサテライト細胞にある受容体であるIGF1Rに、体内で分泌されたIGF-1が結合することで細胞の増殖と分化が促進される。
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12891709/及びhttps://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11007571/参照。
マスキュラーダメージはサテライト細胞内のIGF-1受容体活性化に適しており、IGF-1を介した筋肥大に貢献しやすいといえる。IGF-1はmTOR等のタンパク質合成のスイッチとなる分子を刺激する。
ちなみにIGF-1の活性化によって、筋繊維の新たな形成、つまり筋形成(Hyperplasia)という現象が発生すると示唆されているが、青年期以降のヒトでの過形成を報告する文献や研究がほとんど存在せず、再現性が低い。
応用
マスキュラーダメージは、成長ホルモン及びIGF-1を介した筋肥大に貢献する。筋力トレーニングにこれを応用する場合、まずは食事や睡眠を最適化し、体内で分泌される成長ホルモンの分泌量を高める。
次にマスキュラーダメージを与える時には、できるだけストレッチ種目で、ピンポイントを狙うような種目を選択すると良いだろう。これは狙った部位以外の筋肉へ成長ホルモン及びIGF-1の作用が発生することを防ぐためである。そして狙った部位のみを狙えているかどうかは、対象筋のみが発汗しているかどうかが基準になる。
運動と間質液中の成長ホルモン及びIGF-1の濃度と、それらと発汗の関連性を調査した研究では、9人(うち女性3名)に50分の中強度トレーニングをさせ、運動中に皮膚間質液と血液を収集した。他の7人(うち女性4名)に成長ホルモン及びIGF-1を皮膚間質液に投与し、その影響と発汗量を評価した。
結果として、運動によって成長ホルモンとIGF-1が皮膚間質液内で増加すること、運動誘発性発汗は皮膚間質液及び血中の成長ホルモンと関係があるが、運動による血管拡張に両ホルモンは関係ないことが報告された。
https://link.springer.com/article/10.1007/s00421-024-05448-9参照。
この研究から、運動誘発性発汗が成長ホルモン及びIGF-1の局所的分泌によって発生することが分かる。
身体全体が汗を書くようなトレーニング(パワーフォームでのスクワットやベンチプレス等)は内臓を含む全身のIGF-1レベルを上げてしまい、全体的な大きさを獲得するうえでは効果的であるが、弱点克服やボディビルディング特化トレーニングとしては適していない。
メタボリックストレス
メタボリックストレス
メタボリックストレスは筋収縮を通じて分泌されるホルモンや、蓄積される代謝物によって筋繊維に与えられる刺激である。
トレーニングを通じて内因性のホルモンが分泌される。IGF-1や成長ホルモン、テストステロンといった筋肥大に貢献するホルモンはトレーニング中に分泌され、特に中～高回数のトレーニングで分泌されることが多くの文献で報告されている。
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2262468/、https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8458810/、https://journals.physiology.org/doi/full/10.1152/ajpendo.2001.280.3.E383?rfr_dat=cr_pub++0pubmed&url_ver=Z39.88-2003&rfr_id=ori%3Arid%3Acrossref.org参照。
内分泌系ホルモンは筋肥大に貢献するが、それは筋肥大のトリガーにはならない。それは筋肥大というトリガーが発生してから筋肥大という結果が起こるまでの過程で貢献する。
またトレーニングによる内分泌系ホルモン増加はトレーニング後3時間程度しか増加せず、かつ外部投与される量と比較すると量が少ない。例えば週3回トレーニングする場合ホルモンが増加するのは1週間の9時間程度。全体の5.35％である。
内分泌系ホルモンを無視して良いと言っているわけではない。実際栄養素戦略や睡眠戦略をホルモン基準で構築することを筆者は推奨している。ここで言いたいのは内分泌系ホルモン増加がメタボリックストレスを採用する理由ではないということである。
メタボリックストレスを採用する理由は代謝物の蓄積にある。これは筋形質肥大のトリガーになると考えられる。代謝物としては乳酸や水素イオン、無機リン酸やクレアチンなどがあげられる。これらの代謝物は無酸素解糖系をエネルギー供給系として主に使用する運動で蓄積される。無酸素解糖系は6～12レップの動作で支配的になる。
応用
メタボリックストレスは筋形質肥大を目的とする時に採用するものになる。この目的のためには対象筋に代謝物を蓄積させることが重要で、そのためにも回数は無酸素解糖系が支配的になる6～12回を選択する。
筋形質肥大で重要なことは局所的オーバーロードである。筋形質トレーニングとして有名なSSTと従来のトレーニングを比較したところ、総ボリュームは従来のトレーニングが多かったが、筋肥大効率はSSTが有意に高かった。筋形質トレーニングでは、決められたセット内でのボリュームを高める形でオーバーロードを狙う。
筋形質肥大については別の記事で解説しているので、詳しくはそちらを参考にしてほしい。
メカニカルテンション
メカニカルテンションとは、筋繊維にかかる物理的張力である。この物理的張力こそが筋肥大の中でも筋原線維肥大発生のトリガーと考えられている。これについては多くの文献で解説されているのでここでは詳しく説明しない。
応用
筋繊維にかかるメカニカルテンションを最大化するためには、爆発的挙上、フルレンジで行うこと、エキセントリック収縮を適切に行うことが重要となる。というのもメカニカルテンションは基本的にエキセントリック収縮時に発生するからである。
コンセントリック収縮を爆発的に挙上することで、仕事率が高くなるとともにⅡ型繊維も多く動員される。
先に述べたが筋収縮にはエネルギーが必要になる。神経伝達のためのカルシウム、水の引き込みのためのナトリウム、ATP産出のためのグリコーゲンなどである。コンセントリック収縮をゆっくり行うと筋収縮の時間が長くなり限りあるエネルギーを使ってしまう。一方で骨格筋が引き伸ばされているときはエネルギーを要しない。このことは筋主縮のメカニズムから理解できる。このことからコンセントリック収縮を爆発的に行ったほうが全体で筋繊維にかけられるメカニカルテンションが多くなる。
エキセントリック収縮は、ストンと落とすよりも時間をかけて降ろした方が良い。ただ意図的にゆっくりと降ろすとかえって腱の動員を高めてしまうので注意。止めるようにエキセントリック収縮を耐えていく。感覚としてグッグッと途中で動きを止めながら降ろさない感じである。
まとめ
マスキュラーダメージは筋繊維の損傷で、サテライト細胞の活性化を起こす。IGF-1を介した筋肥大に貢献すると考えられるため、対象筋のみをアイソレートさせたストレッチ種目で使用すると効果を最大限発揮できる。
メタボリックストレスの中でも効果的なのは代謝物の蓄積であり、筋形質肥大のトリガーとなる。メタボリックストレスを対象筋に与えるには、６～12回できる重量で局所的オーバーロードを達成する。
メカニカルテンションは筋原線維肥大に貢献する刺激で、爆発的挙上、ネガティブ重視、フルレンジで行うことで対象筋への刺激を最大化できる。
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