運動後における回復のための 栄養補給に関する知見の文献研究

2017 年度 博士論文

高強度運動後の早期回復を目指した 栄養補給に関する研究

21534101 東郷将成

目 次

第 Ⅰ 章 運 動 後 に お け る 回 復 の た め の 栄 養 補 給 に 関 す る 知 見の 文 献 研 究 お よ び 本 研 究 の 目 的

1 . 運 動後 の 栄 養 補 給 の 意 義

2 . 運 動時 に お け る エ ネ ル ギ ー 代 謝 の メ カニ ズ ム 3 . 栄 養補 給 の タ イ ミ ン グ と 摂 取 すべ き 糖 質 量 4 . 栄 養補 給 形 態 の 違 い

5 . 栄 養素 の 組 み 合 わ せ が 筋 グ リコ ー ゲ ン 回 復 に与 え る 影 響 6 . 本 研究 の 目 的

第 Ⅱ 章 高 強 度 運 動 後 に お け る 糖 質 飲 料 の 摂 取 時 間 の 長 短 が 血 糖 値 ， イ ンス リ ン 分 泌 お よ び エ ネ ル ギ ー基 質 利 用 に 与 え る 影 響 1 . 序 文

2 . 方 法 3 . 結 果 4 . 考 察 5 . 小 括

1 2 4 6 8 1 0 1 2

1 4 1 5 1 7 2 3 2 6 3 0

第 Ⅲ 章 高 強 度 運 動 後 の ア イ ス ク リ ーム 摂 取 が 血 糖 値 ， イ ン ス リ ン 分 泌 お よ びエ ネ ル ギ ー 基 質 利 用 に 与 え る 影 響

1 . 序 文 2 . 方 法 3 . 結 果 4 . 考 察 5 . 小 括

第 Ⅳ 章 高 強 度 運 動 後 の 食 品 摂 取 形 態 お よ び 温 度 の 違 い が 血 糖 値 ， イ ンス リ ン 分 泌 お よ び エ ネ ル ギ ー基 質 利 用 に 与 え る 影 響

1 . 序 文 2 . 方 法 3 . 結 果 4 . 考 察 5 . 小 括

3 1 3 2 3 4 3 7 4 2 4 8

4 9 5 0 5 2 5 5 5 8 6 0

S um m a r y

謝 辞

引 用 文 献

図 表 一 覧

6 8

7 3

7 4

8 8

第Ⅰ章

運動後における回復のための 栄養補給に関する知見の文献研究

および本研究の目的

1 . 運 動 後 の 栄養 補 給 の 意 義

運 動 時 の エ ネ ル ギ ー 源 と な る ア デ ノ シ ン 三 リ ン 酸 （ A T P ） の 体 内 貯 蔵 量 は 多 く ない ． その た め ， 継 続 的 に 運 動 す る ため に は A T P の 再 合 成を 繰 り 返 さ なけ れ ば な ら な い ． A T P の 再 合 成 は 運 動 時 間 や 強 度 に 伴 っ て 異 な る エ ネ ル ギ ー 供 給 系 で 遂 行 さ れ る ． エ ネ ル ギ ー 供 給 系 に は 無 酸 素 系 代 謝 で ある A T P - ク レ ア チ ンリ ン 酸 系 お よ び 解 糖 系 ， 有 酸 素 系 代 謝 で ある T C A 回 路 お よ び 電 子 伝 達 系 が ある ． こ れ ら は 相 互に 作 用し あ う こ と で ， 合 目 的 的 に A T P の 再 合 成 を 行 っ てい る ． 数 十 秒 の 高 強 度 運 動 で は 解 糖 系 が 主 な エ ネ ル ギ ー 供 給 系 と し て 働 き ， 筋 に 蓄 え ら れ て い る 糖 質 で あ る 筋 グ リ コ ー ゲ ン を 利 用 す る ． そ の た め ， 高 強 度 運 動 の 継 続 に 伴 い 筋 グ リ コ ー ゲ ン が 枯 渇 す る [ 1 ] ． 一 方 ， 長 時 間 の 持 久 的 な 運 動 時 に は T C A 回 路 お よ び 電 子 伝 達 系 が 主 な エ ネ ル ギ ー 供 給 系 を 担 い ， 三 大 栄 養 素 （ た ん ぱ く 質 ， 脂 質 お よ び 炭 水 化 物 ） が 利 用 さ れ る ． 利 用 さ れ る 割 合 は ， 運 動 強 度 に よ っ て 異 な り ， 低 強 度 の 持 久 的 な 運 動 で は 主 に 脂 質 が 利 用 さ れ る も の の ， 一 定 量 の 炭 水 化 物 （ 糖 質 ） も 利 用 さ れ る[2]． 一 方 ， 高 強 度 の 持 久 的 な 運 動 で は 糖 質 が 利 用 さ れ る[ 1]． し た が っ て ， 継 続 的 な 高 強 度 運 動 や 長 時 間 の 持 久 的 な 運 動 に 際 し て ， 糖 質 を 適 切 に 摂 取 す る こ とが よ り 良 い 運 動 能 力 の 発 揮 や 維 持 の た め に 重 要 であ る[ 3, 4 , 5]． こ れ ま で 運 動 前 の 有 効 な 栄 養 摂 取 方 法 に つ い て 多 く の 知 見 が 報 告 さ れ

てき た[ 4, 5, 6]． し か し な が ら ， 運 動 後 の 栄 養 補 給 方 法 に つ い て の 知 見 は 限 ら れ て い る ． 一 日 に 複 数 回 の 試 合 が あ る 場 合 に つ い て は ， 運 動 直 後 の 糖 質 補 給 が 次の 運 動 に お い て も 能 力 を 最大 限 発 揮 さ せ る た め に 必 要 不 可 欠 と な る[ 7, 8]． 加 え て ，連 日 の 練 習 や 強化 合 宿 中に つい て は ， 複 数 回 の 運 動 の 成 果 で あ る ト レ ー ニ ン グ 効 果 を 引 き 出 す と い う 観 点 に お い て も 運 動 後 の 糖 質 補 給 が 重 要 と なっ て く る ．

2 . 運 動 時 に お け る エ ネ ル ギ ー 代謝 の メ カニ ズ ム

筋 グリ コ ーゲ ンの 貯 蔵 量 は 食 事 の 摂 取 状 況に よ っ て 異 なる も の の[ 9 ]， 脂 質 の 貯 蔵 量 と 比 べ る と か な り 少 量 で あ る ． 筋 グ リ コ ー ゲ ン は 最 大 酸 素 摂 取 量 （V．

O2m a x） の 8 0 %相 当 強 度 に おけ る 約 75 分 間 の 持 久的 な 運

動 で 枯 渇 し[ 1 0 ]， 運 動 強 度 が 上 が れ ば 必 然 的 に 枯 渇 ま で の 時 間 が 短 縮 す る こ と か ら ， 比 較 的 長 い 時 間 の 運 動 を 継 続 す る 場 合 に は 必 ず 糖 質 摂 取 を 行 い ， 筋 グ リ コ ー ゲ ン 量 を 増 や し て お く 必 要 が あ る ． 経 口 摂 取 し た 糖 質 は 肝 臓 や 筋 に グ リ コ ー ゲ ン と し て 貯 蔵 さ れ る ． 肝 臓 の グ リ コ ー ゲ ン は 血 糖 （ グ ル コ ー ス ） と し て 血 中 を 流 れ ， イ ン ス リ ン に よ っ て 筋 細 胞 内 に 取 り 込 ま れ る ． イ ン ス リ ン は 膵 臓 ラ ン ゲ ル ハ ン ス 島 β 細 胞 よ り 分 泌 さ れ る ペ プ チ ド ホ ル モ ン で ， 筋 内 へ の 糖 取 り 込 みを 促 進 する ． グ ル コ ー ス ト ラ ン ス ポ ー タ ー4（G L U T 4） は 運 動 に よ り 活 性 化 し ， 筋 細 胞 表 面 の 糖 取 り 込 み を 促 進さ せ る[ 1 1]．G LU T4 に よ っ て 取 り込 ま れ た 糖 質 は 無 酸 素 系 で ある 解 糖 系 や ミ ト コ ン ド リ ア に 局 在 す る 有 酸 素系 のT C A 回路 を 経 て A TP を 合 成す る ．

他 方 ， 経 口 摂 取 し た 脂 質 は リ ン パ 管 か ら 肝 臓 に 到 達 し ， そ の 後 脂 肪組 織 でト リ グリ セ リ ド （T G） と し て貯 蔵 さ れる ． 運 動 時 は TG が グ リ セ ロ ー ル お よ び遊 離 脂 肪 酸 （F F A） に 分 解 さ れ ，F F A は F a t ty a c i d t r a n sl o c a s e c l u s t er of d if f er e n t i a ti o n 3 6（F AT / C D 3 6） に よ っ て筋 細 胞に 取 り

込 ま れミ ト コ ン ドリ ア で β 酸 化を 受 け ATP を 合 成す る ．F A T/ C D 3 6 も G

LU T 4 同 様に 運 動 に よ っ て FF A の 筋 の 取 り 込 み が 増 加 す る こ とが 明 ら

か と な っ て い る[ 1 2 , 1 3 ]． 脂 質 を 運 動 の エ ネ ル ギ ー 源 と し て 利 用 す る 場 合 に は 筋 内 の リ ポ た ん ぱ く リ パ ー ゼ （L P L） が 活 性 化 し ， 脂 質 の 利 用 量 が 増 加 す る[1 4, 1 5]．

こ の よう に 糖 質 お よ び 脂 質が エ ネル ギ ー 基 質 とな り ， ミ ト コ ン ド リ ア の T C A 回 路 に て A TP が 合 成さ れ る も の の ， 解 糖 系に おい て T C A 回 路 に 入 り き れ な か っ た ピ ル ビ ン 酸 は 一 時 的 に 乳 酸 と な り[ 5 , 1 6 ]， 乳 酸 ト ラ ン ス ポ ー タ ー4（M C T 4） を 介 し て 直 接 エ ネ ル ギ ー 源 と し て 利 用 さ れる こ と も

ある[ 11 ]． 他 方 ， ケ ト ン体 も 運 動 時で は M C Tを 介 し て 筋 細胞 質 ゾ ル や ミ

ト コ ン ド リ ア に 取 り 込 ま れ ， エ ネ ル ギ ー 源 と し て 利 用 さ れ る こ と が 明 ら か と な っ てい る[ 1 7 ]．運 動 時 や 運 動 直 後 で は 各 種 輸 送 体や エ ネ ル ギ ー 供 給 系 が 運 動 に 応 じ て 適 切 に 働 き ， 体 内 の グリ コ ー ゲ ンや 脂 肪 を 分 解 し て A TP を 合 成し て い る ．

3 . 栄 養 補 給 の タ イ ミ ン グ と 摂 取 すべ き 糖 質 量

運 動 後 の 栄 養 補 給 に 関 す る 文 献 に お け る 運 動 負 荷 設 定 お よ び 補 給 内 容 を そ れ ぞ れ 表 1 -1 お よ び 2 に 示 し た ． 栄 養補 給の タ イ ミ ン グ に つ い て は ，I v y e t al . [1 8 ]が 運 動 直 後の 摂 取 が 運 動 2 時 間 後 の 摂 取 と比 較 し て 運 動 4 時 間 後 ま での 筋 グリ コ ー ゲ ン の 回 復 量が 多い こ とを 示 し て い る ． 筋 グ リ コ ー ゲ ン の 早 期 回 復 に は 運 動 直 後 に 糖 質 を 補 給 し て 血 糖 値 を 高 め てお く こ とが 望 ま し い[ 1 8, 19 , 2 0]． ま た ， 血 糖 値 の 上 が りや す さ を 反 映 す る グ リ セ ミ ッ ク イ ン デ ッ ク ス （G I） 値 の 高 い 食 品 の 摂 取 が 早 期 の 筋 グ リ コ ー ゲ ン の 回 復 量 を 増 大 さ せ る こ と が 明 ら か と な っ て い る[ 2 1 ]． 加 え て ， 運 動 後 の 栄 養 補 給 で は ， イ ン ス リ ン の 分 泌 量 の 増 加[ 1 8, 1 9 , 2 2]に よ り 筋 グリ コ ー ゲ ンの 早 期 回 復[ 13 , 2 3, 2 4, 2 5]が 促 進 さ れる ． 稲 井 ら[ 2 6]は ， マ ウ ス を 用 い て 運 動 直 後 ，3 0，6 0 お よ び 1 2 0 分 後に 糖質 飲 料 を 摂 取 す る こ と で 筋 グ リ コ ー ゲ ン の 再 合 成 率 に 相 違 が 生 じ る か を 検 討 し ， 直 後 の 摂 取 に お い て 血 糖 値 お よ び イ ン ス リ ン 濃 度 が 高 値 を 示 し ， 筋 グリ コ ー ゲ ン が 回 復 し た こ と を 示 し た ． よ っ て ， 運 動 直 後 に 糖質 補 給 を 行 っ て 血 糖 値 を 高 め ， イ ン ス リ ン の 分 泌 を 促 進 さ せ ら れ る 食 事 の 摂 取 が 好 まし い ．

摂 取 す べ き 糖 質 量 に つ い て は ， 運 動 直 後 に 単 回 の 食 事 を 摂 取 し た 研 究 を 概 観 する と ， 糖 質 量 が 0 .8 -2 . 0 g/ k g 体 重[ 1 8, 2 2 ]，エ ネ ル ギ ー 量 が

5[ 2 2] -1 0 k c al / kg 体 重[ 2 0 ]で 筋 グリ コ ーゲ ンの 回 復 が み ら れ てい る （表 1 -2） ． 糖 質 摂 取 の ガ イ ド ラ イ ン[ 2 3]で は ， 運 動 後 4 時 間 以内 の 筋 グ リ コ ー ゲ ンの 早 期 回 復に つ い て は ，1. 0 -1 . 2 g/ k g 体 重 ，2 4 時 間 後の 筋 グリ コ ー ゲ ンの 回 復 に つ い て は 1 0 -1 2 g / k g 体 重/日 の 糖 質 補 給が 推 奨さ れ て い る ． 糖 質 飲 料 の 濃 度 に つ い て は ，7 % [2 5 ], 2 1% [1 9 , 2 0], 2 5％ [1 8 ]と 比 較 的 濃 度 の 高 い 飲 料 で も グ リ コ ー ゲ ン 回 復 が 確 認 さ れ て い る ． 運 動 前 の 糖 質 飲 料 の 濃 度に つ い て はイ ン ス リ ン の 過 剰 分 泌 に よ る イ ン ス リ ン シ ョ ッ ク を 考 慮 し な け れ ば な ら な い が ， 運 動 後 で は エ ネ ル ギ ー 補 給 を 優 先 し 高濃 度 の 糖 質 飲 料 の 補 給が 望 まし い ．

4 . 栄 養 補 給 形 態 の違 い

食 品 の 形 態 や 咀 嚼 に よ る 摂 取 時 間 の 違い は 血 糖 値 ， イ ン ス リ ン お よ び 消 化 管 ホ ル モ ンの 分 泌 に 影 響 を 与 え る[ 2 7]． 運 動 直 後 は 筋 へ の 血 液 循 環 が 優 先 さ れ た ま ま で ， 消 化 器 系 へ の 血 液 循 環 量 は 減 少 し て い る た め 消 化 吸 収 能 力 が 低 下 す る ． あ わ せ て ， 運 動 後 に は 食 欲 を 増 大 さ せ る ホ ル モ ン で あ る グ レ リ ン の 分 泌 低 下 に 伴 う 食 欲 の 低 下 が 起 き る[ 2 8, 2 9]． こ れ ら 理 由 に よ り ， 通 常 の 食 事 か ら の 糖 質 補 給 が 難 し い こ と が 考 え ら れ る ． 実 際 に ， 筋 グ リ コ ー ゲ ン の 早 期 回 復 の た め に は ， 運 動 直 後 に マ ル ト デ キ ス ト リ ン な ど を 含 有 し た 飲 料 の 補 給 が 有 効 で あ る こ と が 述 べ ら れ て い る[ 20 ]． つ ま り ， 運 動 後 の 筋 グ リ コ ー ゲ ン 回 復 に 際 し て 栄 養 補 給 形 態 に も 気 を 配 ら な け れ ば な ら な い ． 飲 料 と 固形 食 品 と で は 飲 料 の 方 が 胃の 排 出 や 吸収 の 速 度 が 速 い ． ま た ， 固 形 食 品 は 食 品 構 造 や 調理 方 法 な ど の 影 響 を 受 け ， 摂 取 時 間 自 体 を 遅 延 さ せ る こ と も 考 え ら れ る ． 加 え て ， 運 動 直 後に 摂 取 す る 食 品 は で き る だ け 消 化 管に 負 担 を か け な い 食 品 が 好 ま し く ， 単 回 も し く は 頻 回 で 固 形 食 品 を 含 む 一 般 的 な 食 事 で 運 動 直 後 に 必 要 な 糖 質 量 を 満 た す こ と は 難 し い ． し た が っ て ， 筋 グ リ コ ー ゲ ン の 早 期 回 復 を 考 え た 場 合 ， 運 動 現 場 で 摂 取 し や す い 食 品 は 飲 料 や 液 体 に 近い よ う な 形 態の も の と なる だ ろ う ．

一 方 で ，2 4 時 間 後 に 筋 グ リ コ ー ゲ ン を 回 復さ せ る の で あ れば ， 固 形 食 品 の 摂 取 でも か ま わ ない ．P ar k in e t a l. [ 3 0]は ，G I 値 の 高 い 固 形 食 品 を 運 動 直 後 ，2 時 間 後 お よ び 4 時 間 後 に 摂 取 し て も そ れ ぞ れ 2 時 間 遅 れ で 摂 取 し て も ， 摂 取 エ ネ ル ギ ー 量 や 糖 質 量が 同 一 であ れ ば ，2 4 時 間 後 の 筋 グリ コ ー ゲ ンの 回 復 量 は 相 違 が な か っ たこ と を 示 し て い る ．24 時 間 後 の 筋 グリ コ ー ゲ ン回 復 が 目 的 で あ れ ば ， 運 動 後 ， 直 ちに 食 事 に よ る 糖 質 補 給 が で き な い 場 合 に は ， 喫 食 で き る ま で 飲 料 に よ り 糖 質 補 給 を 行 い ， 喫 食 可 能 と なっ た 段 階 で 固 形 食 品 を 頻 回 摂 取 し て 筋 グリ コ ー ゲ ン の 回 復を 行 う べ き で ある[ 22 , 3 0]．

5 . 栄 養 素 の 組 み 合わ せ が 筋 グ リコ ー ゲ ン 回 復 に与 え る 影 響

筋 グ リ コ ー ゲ ン は 糖 質 だ け で は な く ， た ん ぱ く 質 や 脂 質 を 組 み 合 わ せ て 摂 取 す る こ と に よ り 回 復 量 が 高 ま る こ と が 明 ら か と な っ て い る ． 運 動 直 後 の 糖 質 と た ん ぱ く 質 を 組 み 合 わ せ た 摂 取 は イ ン ス リ ン 分 泌 を 増 加 さ せ [2 4 ]，筋 グ リ コ ー ゲ ンの 回 復 を 促 進 さ せ る[ 2 0]． 実 際に ， 糖質 0 .8 g /k g 体 重 お よ び た ん ぱ く 質 0 .4 g / k g 体 重 を 含 む 飲料 摂 取 で 糖 質 1. 2 g / k g 体 重 の 飲 料 の み の 摂 取 よ り も イ ン ス リ ン の 分 泌 量 が 多 く な り ， 筋 グ リ コ ー ゲ ン の 回 復 量 が 増 大 し た こ と が 明 ら か と な っ て い る[ 2 2]． た ん ぱ く 質 の 付 加 は 筋 グ リ コ ー ゲ ン を 回 復 さ せ る だ け で な く ， た ん ぱ く 質 代 謝 を 亢 進 さ せ ， 筋 た ん ぱ く 質 の 合 成 に も 寄 与 す る ． 先 行 研 究 で は 糖 質 に た ん ぱ く 質 を 付 加 （ た ん ぱ く 質 比 2 0 %以 上 ） さ せ る こ と で 筋 グリ コ ー ゲ ンや 筋 た ん ぱ く 質 を 増 加 さ せ た こ とが 報 告 さ れ てい る[ 1 9, 3 1, 3 2 ]．

他 方 ， 近 年 脂 質 に よ る 筋 グ リ コ ー ゲ ン 回 復 の 可 能 性 に 関 す る 報 告 が 増 え て き た ． 運 動 後 の 低 糖 質 ， 高 脂 肪 食 の 摂 取 は 回 復 時 に 筋 の TG 貯 蔵 量 を 増 加 さ せ ， 同 じ エ ネ ル ギ ー 量 の 高 糖 質 ， 低 脂 質 食 の 摂 取 と 比 較 し て 全 身 の 脂 質 分 解 を 亢 進 さ せ ， 摂 取 後に 行 っ た 運 動 中の 脂 質 酸 化 量 を 増 大 さ せ た こ と が 明 ら か と な っ て い る[ 3 3 ]． こ の 結 果 は ， イ ン ス リ ン が 脂 肪 組 織 の LP L活 性 を 高 め 脂 肪 を 運 動 時 の エ ネ ル ギ ー源 と し て 利 用 し た こ と[ 34 ]， 運 動 後 に お い て ，F AT / C D3 6 [ 1 2, 1 3]や M C T[ 1 1] が ，

G LU T4 同 様 に 多 く発 現 し ， 脂 質 の エ ネル ギ ー 利用 率 を 増 加 さ せ たこ と が 関 与 し た と考 え ら れ て い る ．

一 方 ，寺 田[3 5 , 3 6]は 脂 質 に よる 筋 グリ コ ーゲ ン 回 復の 可 能 性 に つい て 異 な る 観 点 か ら 検 討 し ， マ ウ ス に 乳 化 し た 脂 質 と 糖 質 を 摂 取 さ せ る こ と で 腸 管 か ら 分 泌 さ れ る イ ン ス リ ン の 前 駆 体 で あ る gl u c o s e -d e p e n d e nt in s u l i n ot r op i c p o ly p e p ti d e（G IP） な ど の イ ン ク レ チ ン を 増 加 さ せ ， イ ン ス リ ン 分 泌 を 促 進 し ， 筋 グ リ コ ー ゲ ン を 回 復 さ せ た こ と を 報 告 し て い る ． 試 験 食 品 の 糖 質 量 は ， ヒ ト に 換 算 す る と 1. 0 g / k g 体 重 相 当 で あっ た[ 35 , 3 6]． こ の こ と か ら ， 筋 グ リ コ ー ゲ ン の 回 復 に 必 要 な 糖 質 量 を 付 加 し ， た ん ぱ く 質 ， 脂 質 を 含 ん だ 食 品 を 摂 取 す る こ と で 筋 グ リ コ ー ゲ ン の 回 復 が 促 進 さ れ る 可 能 性 が 考 え ら れる ．

6 . 本 研 究 の 目 的

運 動 直 後 に お け る 筋 グ リ コ ー ゲ ン の 早 期 回 復 に は ， 血 糖 値 お よ び イ ン ス リ ン 分 泌 を 高 め る こ と が 重 要 で あ る ． こ れ ま で ， 運 動 直 後 の 栄 養 補 給 に 関 し て は ， 運 動 後 の 食 事 摂 取 タ イ ミ ン グ の 差 異 が 回 復 に 及 ぼ す 影 響 に つ い て 検 討 し た 研 究 が 多 く ， 運 動 直 後 の 栄 養 補 給 が 好 ま し い と 結 論 づ け ら れ て い た ． し か し な が ら ， 運 動 直 後 の 糖 質 摂 取 時 間 の 長 短 が 回 復 に 与 え る 影 響 を 検 討 し た 研 究 は な い ． ま た ， 筋 グ リ コ ー ゲ ン の 回 復 量 を 増 加 さ せ る た め に は ， 糖 質 と た ん ぱ く 質 あ る い は 脂 質 を 含 ん だ 食 品 を 同 時 に 摂 取 す る こ と で イ ン ス リ ン 分 泌 を 促 し ， 糖 取 り 込 み を 促 進 さ せ る こ と も 重 要 で あ る ． 近 年 で は 筋 グ リ コ ー ゲ ン 回 復 に 対 す る 糖 質 と 脂 質 の 同 時 摂 取 の 有 効 性 も 示 さ れ た が ， 対 象 が マ ウ ス で あ り ， ヒ ト を 対 象 と し た 研 究 は な い ． さ ら に ， 運 動 後 の 栄 養 補 給 方 法 の 違 い が イ ン ス リ ン 分 泌 お よ び 筋 グ リ コ ー ゲ ン 回 復 に 及 ぼ す 影 響 を 検 討 し た 研 究 で は ， 回 復 時 の エ ネ ル ギー 基 質 利 用 に つ い て 検 討 し た も の は 少 ない ．

本 研 究 の 目 的 は 運 動 直 後 の 筋 グ リ コ ー ゲ ン の 回 復 の た め の 適 切 な 栄 養 補 給 法 を 提 案 す る た め ， 筋 の グ リ コ ー ゲ ン の 回 復 を 促 進 さ せ る イ ン ス リ ン 分 泌 に 着 目 し ，1） 運 動 直 後 の 糖 質 飲 料 の 摂 取 時 間 の 長 短 が 血 糖 値 ，イ ン ス リ ン 分 泌 お よ び エネ ル ギ ー 基 質利 用 に 与 え る 影 響 ，お よ び 2）

糖 質 お よ び 脂 質 を 含 ん だ 食 品 の 摂 取 が 血 糖 値 ， イ ン ス リ ン 分 泌 お よ び エ ネ ル ギ ー 基 質 利用 に 与 え る 影 響 を ， 検 証 す る こ と とし た ．

こ れ ら を 明 ら か に す る こ と は ， ト ッ プ ア ス リ ー ト や 運 動 愛 好 家 な ど の 運 動 実 践 者 の 栄 養 管 理 の た め の 有 益 な 情 報 を 提 供 す る こ と に 繋 が る と 考 え ら れ る ． 運 動 現 場 で は 運 動 直 後 に 生 じ る 食 欲 低 下 に よ っ て ， 筋 グ リ コ ー ゲ ン の 回 復 の た め に 必 要 な 体 格 に 見 合 っ た 十 分 な 糖 質 量 の 摂 取 が 困 難 な 場 合 も あ る ． こ の こ と か ら ， 必 要 と さ れ る 糖 質 量 を 少 量 ず つ 頻 回 で 摂 取 す る こ との 有 効 性 を 示 せ れ ば ， 運 動 直 後 の 糖 質 摂 取 方 法の 提 言 に 繋 が る ． ま た ， 糖 質 と 脂 質 を 含 ん だ 食 品 が ヒ ト の イ ン ス リ ン 分 泌 に 及 ぼ す 影 響 を 明 ら か に し ， さ ら に ， エ ネ ル ギ ー 基 質 利 用 へ の 影 響 を も 明 ら か と す る こ と は ， 運 動 後 に 筋 グ リ コ ー ゲ ン の 回 復 に 適 し た 栄 養 補 給 方 法 の 提 言 に 繋 が る だ ろ う ． 本 研 究 の 最 終 的 な 目 的 は ， 運 動 直 後に 筋 グリ コ ー ゲ ン の 回 復 の た め に 有 効 な 食 品 な ら び に そ の 摂 取 方 法 を 具 体 的 に 明 示 す る こ と で あ り ， こ の 明 示 は 運 動 実 践 者 へ の 有 益 な 情 報 と し て だ け で な く ， 研 究 結 果 と し て も 食 品 栄 養 科 学 分 野 へ の 貢 献 に 繋が る と 考 え ら れ る ．

第Ⅱ章

高強度運動後における糖質飲料の摂取時 間の長短が血糖値，インスリン分泌および

エネルギー基質利用に与える影響

1 . 序 文

高 強 度 運 動 の 主 な エ ネ ル ギ ー 源 と な る 糖 質 の 多 く は 筋 に グ リ コ ー ゲ ン と し て蓄 え ら れ て い る ． 筋 グリ コ ー ゲ ン は 最 大 酸素 摂 取 量 の 8 0%相 当 強 度 の 運 動 を7 5分 継 続 す る こ と で枯 渇 す る と さ れて い る[ 10 ]． 無論 ， 運 動 強 度 が 増 大 す れ ば ， 筋 グ リ コ ー ゲ ン の 枯 渇 ま で の 時 間 は 短 縮 し ， 運 動 強 度 が 低 く て も 運 動 時 間 が 長 く な れ ば ， 筋 グリ コ ー ゲ ン は 枯 渇 し て し ま う ． し た が っ て ， 高 強 度 運 動 を 比 較 的 長 く 継 続 す る た め に は 運 動 前 に 筋 グ リ コ ー ゲ ン を い か に 多 く 蓄 え ら れ る か が 重 要 と な る ． さ ら に ， 高 強 度 の 運 動 が 1 日 に 連 続 す る 場 合 や 連 日 に 渡 っ て 実 施 さ れ る 場 合に は ， 運 動 後 に ど れ だ け 筋 グ リ コ ー ゲ ン を 回 復 さ せ る こ と が で き る か が そ の 後 の 運 動 パ フ ォ ーマ ン ス に 影 響 を 及 ぼ す ．

運 動 後 の 筋 グ リ コ ー ゲ ン の 早 期 回 復 の た め に は 運 動 間 の 糖 質 補 給 に よ っ てイ ン ス リ ン 分 泌 を 促 進 さ せ る 必要 が あ る[ 1 8, 2 3, 37 ]． 国 際 ス ポ ー ツ 栄 養 学 会の ポ ジ シ ョ ン ス タ ン ド で は ， 運 動 で 消 費 し た 筋 グ リ コ ー ゲ ンの 回 復 に は 運 動 直 後 か ら 3 0 分 以 内 に 1. 0 -1. 2 g/ k g 体 重 の 糖 質 を 摂 取 す

か を 比 較 検 討 し た ． そ の 結 果 ， 運 動 直 後 の 糖 質 摂 取 が 血 糖 値 な ら び に イ ンス リ ン濃 度 を 高め ， 筋 グリ コ ー ゲ ンを 最 も 回 復 さ せ たこ と を 示 し た ． こ の よ う な 摂 取 タ イ ミ ン グ の 違 い が イ ン ス リ ン 分 泌 に 及 ぼ す 影 響 の 他 に ， 運 動 後 で は な い も の の ， 食 品 の 形 態 や 咀 嚼 に よ る 摂 取 時 間 の 違 い が 血 糖 値 ， イ ン ス リ ン お よ び 消 化 管 ホ ル モ ン の 分 泌 に 影 響 を 与 え る こ と も 報 告 さ れ て い る[2 7, 3 9, 4 0 , 4 1]． 高 強 度 運 動 直後 に は 必 要 と さ れる 糖 質 量 の 全 量 を 早 急 に 摂 取 す る こ と が 難 し い 場 合 も あ る ． そ の よ う な 場 合 に は 少 量 ず つ 頻 回 に 時 間 を か け て 摂 取 す る こ と と な る も の の ， こ れ ま で に 運 動 後 の 糖 質 の 摂 取 時 間 の 遅 延 が イ ン ス リ ン 分 泌 に 及 ぼ す 影 響に つい て 検 討 し た 研 究 は 我 々 の 知 る 限 り な い ． そ こ で 本 研 究 の 目 的 は ， 高 強 度 間 欠 的 な 運 動 直 後 の 高 糖 質 飲 料の 摂 取 時 間の 長 短が イ ン スリ ン 分 泌 に 与 え る 影 響 を 検 討 す る こ と とし た ．

2 . 方 法

被 検 者

被 検 者 は 運 動 部 に 所 属 す る 男 性 運 動 競 技者 6 名 と し た （ 年齢 20 . 2± 0. 4 歳 ，身 長 1 76 .7±4. 0 c m，体 重 6 6. 3±3. 6 k g， 最 大 酸素 摂 取 量 6 4. 3±5 .9 m l /k g / mi n， 最 大 運 動 強 度 3 2 8±32 . 1 W） ． 全 ての 被 検 者 に 対 し 事 前 に 実 験 の 目 的 ， 内 容 お よ び 危 険 性 に つ い て 十 分 に 説 明 を 行 い ， 書 面に て 実 験 参 加 の 同 意 を 得 た ． な お ， 実 験 実 施 前 の ス クリ ー ニ ン グ と し て ， 喫 煙 の 有 無 を 確 認 し 該 当 す る 被 検 者 は 除 外 し た ． 本 研 究 は 酪 農 学 園 大 学 研 究 倫 理 審 査 委 員 会 に よ り 承 認 （15 -1 0） を 得 て 実 施 し た ．

実 験 の 概 要

被 検 者 は ， 事 前 に 自 転 車 エ ル ゴ メ ー タ ー （ エ ア ロ バ イ ク 7 5 X LⅡ ， コ ン ビ ウ ェ ル ネ ス 株 式 会 社 ） を 用 い て 最 大 酸 素 摂 取 量 （V．

O2m a x） お よ び 最 大 運 動 強 度 の 決 定 を 行 っ た ．本 実 験 と し て 被 検者 は 運 動 実 施の 6 時

（F A ST） お よ び 1 0 -1 5 m l を 3 0 秒 ご とに 摂 取 す る 条 件 （S LO W） を 設 定 し た ． 各 条 件 施 行 後 ，2 時 間 座 位 安 静 状 態 を 保 持 し た ． 高 強 度 間 欠 的 運 動 前 （Pr e） ， 直 後 （P o s t） ，糖 質 飲 料 摂取 後 3 0 分 ，4 5 分 ，60 分 お よ

び 1 2 0 分に 適 宜 身 体 組 成 ，採 血 ， 呼 気 ガ ス お よ び 直 腸 温 の 測 定 を 行 っ

た ． 実 施 環境 は ， 気 温 24 ℃ ， 相 対 湿 度 50 %に 設 定 し た ． 実験 24 時 間 前 か ら 激 し い 運 動 や 飲 酒 を 禁 止 し た ． 全 て の 被 検 者 は 両 条 件 を 別 日 に ク ロ ス オ ー バ ー か つ ラ ン ダ マ イ ズ し て 実 施 し た ． 実 験 は 被 検 者 の サ ー カ デ ィア ンリ ズ ム を 考 慮 し ，1 週 間 以 上の 期 間を お い た 同時 間 帯 で 実施 し た ．

最 大 酸 素 摂 取 量 お よび 最 大 運 動 強 度 の 決 定

被 検 者 は 実 験 室 に 来 室 後 ， 着 衣 の な い 状 態 で 体 重 の 計 測 を 行 っ た ． 体 重 を 計 測 後 ， 自 転 車 エ ル ゴ メ ー ター （ エ ア ロ バ イ ク 7 5 X LⅡ ， コ ンビ ウ ェ ル ネ ス 株 式 会 社 ） に 乗 り ， サ ド ル お よ び ハ ン ド ル 位 置 を 調 整 し ， 心 拍 数 計 （H 1 ト ラ ン ス ミ ッ タ ー ，P o l ar E l e ct r o O y） お よ び V．

O2m a x 測 定 の た め 呼 気 ガ ス 分 析 装 置 （A E -3 0 0 S， ミ ナ ト 医 科 学 株 式 会 社 ） の マ ス ク を 装 着 し た ． 自 転 車 エル ゴ メ ー タ ー 上 で 2 分 間 の 安 静 状 態 を 保持 し たの

ちに 3 0 W で 2 分 間 の ウ ォ ーミ ン グア ッ プを 実 施し た ． そ の 後 ， 回 転 数を

6 0r p m に 維 持 し た状 態 で 1 分 間 に 3 0 W ず つ漸 増 する ラ ン プ 負 荷に て

疲 労 困 憊 ま で 追 い 込 ん だ ． 疲 労 困 憊 の 判 断 基 準 は ，1． 回 転 数 が 5 0

rp m を 下 回 っ た 時 点 ，2． 酸 素 摂 取 量 の レ ベ リ ン グ オ フ が み ら れ た 時 点 ， 3． 最 大 心 拍 数 が 2 20 -年 齢 を 超 え た時 点 ，4． 被検 者が 運 動 継 続 困 難 と 判 断 し た 時 点 と し た ． 呼気 ガ ス 採 取 法 に て 1 0 秒 毎に 得 ら れ た 酸 素 摂取 量 の 最 大 値 をV．

O2m a x， さ ら に その 時 の 負 荷 量を 最 大 運 動 強 度 と し た ．

高 強 度 間 欠 的 運 動 プ ロ ト コ ル

運 動 プ ロ ト コ ル は 筋 グ リ コ ー ゲ ンの 効 率 的 な 減 少 を 目 的に 高 強 度 間 欠 的 運 動 と 軽 運 動 を 組 み 合 わ せ て 実 施 し た[ 1]． 高 強 度 間 欠 的 運 動 は 自 転 車 エ ル ゴメ ー タ ー （P ow e r m a x-VⅡ ， コ ン ビ ウ ェ ル ネ ス 株 式 会 社 ）を 用 い ， 体 重 1k g あ たり 0 .0 7 5 kp の 負 荷 で 3 0 秒 間 の 全 力 ペダ リ ン グを 4 セ ッ ト 実 施し た ． ま た ，2 -3 セ ッ ト の 間 に は 自 転 車エ ル ゴ メ ー ター （ エア ロ バ イ ク 7 5 X L Ⅱ ， コ ン ビ ウ ェ ル ネ ス 株 式 会 社 ） を 用 い ， 最 大 運 動 強 度 の 4 0%強 度 で 3 0 分 の 自 転 車 漕 ぎ 運 動 を 行っ た ． な お ， 運 動 間の 移行 時 間 は 4 分 と し た ． 高 強 度 間 欠 的 運 動 は セ ッ ト 毎に 平均 パ ワ ー （W） ， ピ ー ク パ ワ ー （W） ， 最 高 回 転 数 （r p m） ， 最 高 回 転 数 ま で の 到 達 時 間 （s e c） と 運 動 前 後 の 主 観 的 運 動 強 度 （ ボ ル グ ス ケ ー ル ）[ 4 2, 4 3 ]を 測 定 し ， 摂

糖 質 飲 料

糖 質 飲 料 は 高 強 度 間 欠 的 な 運 動の 4 セ ッ ト 目 の 直 後 に 摂取 し た ． 糖 質 飲 料 は 市販 の ス ポー ツ ド リ ン ク （ ポ カ リ ス エッ ト ， 大 塚製 薬 株 式 会 社） と し た ． た だ し ， 運 動 後 の 糖 質 の 早 期 回 復 を 目 的 と し ，5 0 0 m l の 飲 料に 推 奨 糖 質 量 の 1 . 2 g / k g 体 重[ 2 3]に な る よ う に ブ ド ウ 糖 （D ( +) -グ ル コ ー ス ， 和光 純 薬 工 業株 式 会 社 ） を 溶 解し た （ エ ネ ル ギー 3 2 4±2 2. 1 k c a l, 糖 質 80 .8±5. 5 g） ．食 品 の 温 度 は F A ST で 5. 5±0. 8 ℃ ，S LO W が 5. 8±0. 4 ℃ で あ っ た ．

血 液 生 化 学 分 析

血 糖 値 は 指 先 血 よ り 測 定 し た ． 測 定 に は 小 型 血 糖 測 定 器 グ ル テ ス ト NE O ス ー パ ー （G T -1 82 0， 株 式 会 社 三 和 科 学 研 究 所 ） を 用 い た ． イ ン ス リ ン お よ び GI P の 分 析 の た め ，正 中 肘 静 脈 よ り採 血 を 行 っ た ． 採 取 し た 血 液 は 3 0 0 0 rp m，4℃ で遠 心 分 離 に て 血 清を 作 成 し た の ちに 分 析 ま で-8 0℃ の 冷 凍 庫 で 保 管 し た ． そ の 後 ， イ ン ス リ ン の 分 析 に つ い て は 外 注 依 頼 （ 札 幌 臨 床 検 査 セ ン タ ー 株 式 会 社 ） し た ．GI P の 測 定 は H u m an GI P( T ot a l) E LIS A（ 株 式 会 社 矢 内 原 研 究 所 ） を 用 い て 分 析 を 行 っ た ．

呼 気 ガ ス の 採 集 お よ び分 析

高 強 度 間 欠 的 運 動 前 後 お よ び 糖 質 飲 料 摂 取 後 の エ ネ ル ギ ー 基 質 利 用 を 把 握 す る た め 呼 気 成 分 の 測 定 を 行 っ た ． 呼 気 は 自 動 呼 気 ガ ス 分 析 装 置 （AE -3 0 0S， ミ ナ ト 医 科 学 株 式 会 社 ） を 使 用 し ， 酸 素 摂 取 量 （V．

O2） ， 二 酸 化 炭 素 排 出 量 （V．

C O2） を 測 定 し ， 呼 吸 交 換 比 （R E R） を 算 出 し た ． 糖 質 お よ び 脂 質 酸 化 量 は 先 行 研 究[ 8, 4 4 ]に 従 い ， た ん ぱ く 質 酸 化 の 寄 与 は 低 い と 仮 定 し ，V．

O2 お よ び V．

C O2 か ら 以 下の 式 で算 出 し た ． 各 指 標 は 呼 気 ガ ス 採 取 法 に て 1 0 秒 毎 に 記 録 し ， 各 測 定 時点 に お い て 1 分 間 の 平 均 値 を 測 定 値 と し て 算 出 し た ．

C H O o xi d a t i on = 4. 2 10 V．

C O2 - 2. 9 6 2 V． O2

F at o xi d a t i o n = 1. 6 9 5 V．

O2 - 1 .7 0 1 V． C O2

直 腸 温 の 測 定

運 動 中 お よ び 糖 質 飲 料 摂 取 以 降 の 深 部 体 温 の 変 化 を 調 べ る た め に 直 腸 温 の 測 定 を 行 っ た ． 直 腸 温 は 肛 門 括 約 筋 を 超 え る 1 5 c mの 位 置へ 温 度 セ ン サ ー を 挿 入 し ， デ ー タ 収 集 型 ハ ン デ ィ タ イ プ 温 度 計 （LT -8 A，

統 計 解 析

本 研 究 の 結 果 は ， 平 均 値 ± 標 準 偏 差 （M e a n±S D） で 示 し た ． 各 指 標 の 推 移 の 摂 取 条 件 間 の 比 較 は 重 複 測 定 の 二 元 配 置 分 散 分 析 （ 摂 取 条 件 × 測 定 時 点 ） を 用 い ， 交 互 作 用 あ る い は 主 効 果 の 有 無 を 確 認 し た ． 交 互 作 用 が 認 め ら れ た 場 合 に は T u k e y -K ra m e r 法 を 用 い て 多 重 比較 検 定 を 行 っ た ． ま た ， 各 指 標 に つ い て 運 動 直 後 か ら 試 験 食 品 摂 取 1 2 0 分 後 まで の 曲 線 下 面 積 （A r e a u n d er t h e c ur v e : A U C） を 算出 し た ． 高 強 度 間 欠 的 運 動 時 の 指 標 お よ び A U C の 摂 取条 件 間の 比 較 に は 対 応 の ある t 検定 を 用 い た ． 加 え て ， 各指 標 間 の 相 関 関 係 は ，P e a r s on の 相 関 分 析 を 用い て 検 討し た ． い ず れも 危 険 率 5%未 満 を 有 意 水 準 とし た ．

3 . 結 果

高 強 度 間 欠 的 運 動 時 の 指 標

4 セ ッ ト の 全 力 ペ ダ リ ン グ に お け る 平 均 パ ワ ー （p = 0. 80） ， ピ ー ク パ ワ ー （p = 0. 7 0） ， 最 高 回 転 数 （p = 0. 70） ， 最 高 回 転 数 ま で の 到 達 時 間

（p = 0. 2 6） お よ び 主 観 的 運 動 強 度 （p = 0 . 9 9） に 摂 取 条 件 間 で 有 意 な 差 は み ら れ な か っ た （ 表 2 -1） ．

食 品 の 摂 取 時 間

摂 取 時 間 は F A ST が 4. 9±1. 2 分 ，S LO W で 2 1. 9±6 .4 分 と S LO W が F A S T より も 有 意 に 摂 取 時 間 が 長 か っ た （p <0 . 01） ．

糖 質 関 連 項 目

運 動 前 後 お よ び 試 験 食 品 摂 取 後 の 血 糖 値の 経 時 変 化 お よ び A U C を 図 2 -2に 示 し た ． 血糖 値 は 両 条 件 と も に 摂 取 後 30分 で 最 高値 に 到 達 し 時 間 経 過 に つ れ て 低 下 し た ． 血 糖 値 の 経 時 変 化 は 摂 取 条 件 で 有 意 な

被 検 者 の う ち1名 が 溶 血 検 体 で あ っ た た め ， イ ン スリ ン ，GI Pの 測 定 値 お よ び統 計 結 果 は 5 名の 値 と し た ． 運 動 前 後 お よび 試 験 食 品摂 取 後の イ ンス リ ンの 経 時 変 化 お よ び A U C を 図 2 - 3 に 示 し た ．イ ン スリ ン も 血 糖 値 と 同 様 に 両 条 件 で 摂取 後 3 0 分 に 最 高 値 に 到 達 し 時 間 経 過に つ れ て 低 下 し た ． イ ン ス リ ン の 経 時 変 化 は 摂 取 条 件 で 有 意 な 交 互 作 用 は み ら れ な か っ た（F = 0. 4 5，p =0 . 81， 図 2 -3 A） ． イ ンス リ ンの A U C は 摂 取 条 件 で有 意 な 差 は な か っ た （p = 0 .2 8， 図 2 -3 B） ． 一 方 で ， 被 検 者6 名 中 5

名 で S LO W が FA S T よ りも 試 験 食 品 摂 取 3 0 分 後の イ ンス リ ン 分泌 量

が 多 か っ た ．

運 動 前 後 お よ び 試 験 食 品 摂 取 後 の G IP の 経 時 変 化 お よ び A UC を 図 2 -4 に 示 し た ．GI P は 血 糖 値 お よ び イ ン スリ ン と 同 様に 両条 件 で 摂 取後 30 分 に 最 高 値 に 到 達 し 時 間 経 過 に つ れ て 低 値を 示 し た ．G IP の 経 時 変 化 は 摂 取 条 件 で 有 意 な 交 互 作 用 は み ら れ な か っ た （F = 0. 0 7， p = 1. 0 0， 図 2 -4 A） ．G IP の A U C は 摂 取 条 件 で 有 意 差 が な か っ た

（p =0 . 14， 図 2 -4 B） ．

呼 気 成 分

運 動 前 後 お よ び 試 験 食 品 摂 取 後 の 呼 気 成 分 の 変 化 を 図 2 -5 , 6, 7 , 8, 9 に 示 し た ． その 結 果 ，V．

O2，V．

C O2 は 両 条 件 とも に 運 動 直 後に 増 加傾 向 が み ら れ そ の 後 時 間 経 過 に つ れ て 減 少 し て い っ た ．V．

O2（F = 1. 6 0，

p = 0. 18， 図 2 -5） ，V．

C O2（F =1 . 47，p = 0. 2 1， 図 2 -6） な ら び に RE R

（F = 0. 3 5，p = 0. 88， 図 2 -7） は 摂 取 条 件 で 有 意 な 交 互 作 用 は み ら れ な か っ た ． 糖 質 （F = 0. 4 8，p = 0. 7 9， 図 2 -8） お よ び 脂 質 （F = 0. 3 6，p =0 . 8 7， 図 2 -9） 酸 化 量 の 経 時 変 化 は 摂 取 条 件 で有 意 な 交互 作 用 は み ら れ な か っ た ．

直 腸 温

運 動 前 後 お よ び 回 復 中 の 直 腸 温 の 変 化を 図 2 -1 0 に 示 し た ． 直腸 温 は 両 条 件 と も に 運 動 前 か ら 運 動 直 後 に か け て 上 昇 が み ら れ ， 時 間 経 過 に つ れ て 低 下 傾 向 を 示 し た ． 直 腸 温 は 摂 取 条 件 に 有 意 な 交 互 作 用

（F = 0. 8 2，p = 0. 5 4） は み ら れ な か っ た ． ま た ， 摂 取 条 件 で 主 効 果

（F = 0 .0 8，p = 0. 7 8） も 認 め ら れ な か っ た ．

血 糖 値 と イ ン ス リ ン A U C の 関 係

血 糖 値 と イ ン ス リ ン の A U C は 正 の 相 関 関 係 の 傾 向 が み ら れ た

（r = 0. 6 1 9，p =0 .0 6） ．

4 . 考 察

本 研 究 で は ， 高 強 度 間 欠 的 運 動 直 後 に お け る 糖 質 飲 料 の 摂 取 時 間 の 長 短 が 筋 グ リ コ ー ゲ ン 回 復 を 促 進 す る イ ン ス リ ン 分 泌 に 与 え る 影 響 を 比 較 検 討 し た ． その 結 果 ， 血 糖 値 ， イ ン スリ ン 分 泌お よ び GI P の 変 化 に 摂 取 条 件 間 で 相 違 は 確 認 さ れ な か っ た ． ま た ， 直 腸 温 お よ び 呼 気 ガ ス に よ り 分 析 し た エ ネ ル ギ ー 基 質 利 用 の 変 化 に も 摂 取 条 件 間 で 相 違 は 確 認 さ れ な か っ た ．

本 研 究 で は 糖 質 飲 料 の 摂 取 時 間 を 被 検 者 の 任 意 の 早 さ で 自 由 摂 取 す る 条 件 （F A ST） と 1 0 -1 5 m l を 3 0 秒 ご と に 摂 取 す る 条 件（S LO W）の 2 条 件 を 設 定 し ， 後 者 で は 摂 取 時 間 の 遅 延 を 図 っ た ． 結 果 的 に 糖 質 飲 料 の 摂 取 時 間 は F A S T で 4. 9±1. 2 分 ，S LO W で 2 1 . 9±6 . 4 分 とな っ た ． よ っ て ，両 条 件 の 時 間 差 は 約 1 7 分 程 度 あっ た ．I vy e t a l. [ 18 , 3 7]

は ， イ ン ス リ ン に よ る 筋 内 へ の 糖 取 り 込 み 能 は 運 動 終 了 後 か ら 時 間 経 過 と 共 に 低 下 す る こ と を 報 告 し て い る ． し か し な が ら ， 本 研 究 の 結 果 か ら 糖 質 飲 料 摂 取の 約 1 7 分 の 遅 延 は イ ンス リ ン 分 泌 に 摂 取 条 件 で 相 違を 生 じ さ せ な か っ た ． し た が っ て ， 運 動 直 後 よ り 少 量 で も 頻 回 に わ た っ て 糖 質 飲 料 を 摂 取 し ， 糖 質 必 要 量 を 充 足 で き れ ば ， 運 動 後 2 0 分 程 度 ま で は イ ン ス リ ン 分 泌 に よ っ て 導 か れ る 筋 グ リ コ ー ゲ ン の 回 復 効 果 に 相 違 が ない こ とが 示 唆さ れ る ．

F AS T と S LO W と の 間 でイ ン ス リ ン 分 泌 に 差が 生 じ な かっ た 理 由 と し て ， 本 研 究 の 飲 料 の 濃 度 と 胃 か ら の 排 出 速 度 が 影 響 し て い る か も し れ な い ． 本 研 究 の 糖質 飲 料 の 濃 度 は ， 推 奨 糖 質 摂 取 量を 満 た す た め に 市

販 の 5 0 0 m l の ス ポー ツ ド リ ン クに ブ ド ウ 糖 を 加 え ，1 5%以 上 の 高 濃度 と

し た ． 先 行 研 究 に お い て も 回 復 を 目 的 に 摂 取 さ れ た 糖 質 飲 料 の 濃 度 は 7％[ 2 5], 21％[1 9 , 2 0], 25％[1 8 ]と比 較 的 高濃 度 で あ っ た ．し た が っ て ， 本 研 究 に お け る 糖 質 飲 料 の 濃 度 は 決 し て 高 す ぎ る と い う わ け で は な い ． とこ ろ が ，摂 取 す る 飲 料 の 濃 度 が 高 い ほ ど 胃 内 で 等 張に 希 釈さ れ て か ら 移 送 さ れ る た め ， 胃 内 容 排 出 速 度 が 遅 く な る と さ れ て い る[ 4 5]． つ ま り ， 本 研 究 の F A S T 条 件 で は 胃 か ら の 排 出 速 度 が 落 ち ， 結 果 的 に

S LO W 条件 の 頻 回 摂 取 と 同 様 の 速 度 で 胃 か ら 排 出さ れ て い た ため に ，

イ ンス リ ンに 摂 取 条 件 間 で 差 が 生 じ な か っ た 可 能 性が 考え ら れ る ． 血 糖 値の 経 時 変 化 に は 有 意 な 交 互 作 用 が 認 め ら れ な か っ た も の の ，2 時 間 後 ま での A U C は S LO W が F AST よ り も 高 値 を 示し た ． ま た ， 試 験 食 品 摂 取 後 3 0 分 時 の イ ン ス リ ン は 被 検 者 6 名 中 5 名で F AST よ り も

S LOW で 高 値 を 示 し た ． 加 え て ， 両 条 件 を 含 め る と 血 糖 値 と イ ン ス リ ン

の 回 復 量 と の 間 に 正 の 相 関 関 係 が 認 め ら れ た こ と を 報 告 し てい る ． 本 研 究 に お い てイ ン ス リ ンの 値に 摂 取 条 件 間 で 有 意 な 差が な か っ た た め ，い ず れ の 摂 取 条 件 が 筋 グ リ コ ー ゲ ン の 回 復 に 良 い と は 言 い き れ な い も の の ， 血 糖 値 を 高 め る こ と が イ ン ス リ ン 分 泌 を 促 進 さ せ る う え で 重 要 で あ る とい う こ と は 強 調 で き る だ ろ う ．

本 研 究 に お け る 糖 質 飲 料 は 15％ 以 上 の 高 濃度 で あ っ たに も か かわ ら ず ， 両 条 件 と も に イ ン ス リ ン の 分 泌 に 伴 う 急 激 な 血 糖 値 の 低 下 ， い わ ゆ る イ ン ス リ ン シ ョ ッ ク は 生 じ な か っ た ． こ の こ と は ， 運 動 後 の 筋 グ リ コ ー ゲ ンの 急 速 な 回 復 を 図 る た め に ， 本 研究 で 利 用し た 5 0 0 m l の ス ポ ー ツ ド リ ン クに 推 奨 量 の 糖 質 を 加 え る こ と の 有 用 性 を 示 し てい る か も し れ な い ． 一 方 で ， 呼 吸 交 換 比 お よ び 糖 質 利 用 量 は 両 条 件 と も に 摂 取 後 45 分 で 上 昇 す る 傾 向 に あ っ た ． こ の こ と は 摂 取 し た 糖 を 筋 に グ リ コ ー ゲ ン と し て 蓄 積 でき ずに ， エ ネ ル ギ ー 源 と し て 利 用 し てい た こ と を 推察 さ せる ． 筋 グ リ コ ー ゲ ン の 蓄 積 量 を 増 や す た め に は ， 血 糖 値 お よ び イ ン ス リ ン 分 泌 量 の 上 昇 と と も に ， 呼 吸 交 換 比 お よ び 糖 質 利 用 量 の 上 昇 抑 制 も 図 れ る 糖 質 飲 料 の 濃 度 調 節 や 他 の 栄 養 素 と の 組 み 合 わ せ な ど の 工 夫 を 考 え て い かな け れ ば な ら ない ．

本 研 究 の 糖 質 飲 料 の 温 度 は 5℃ 前 後 で あ っ た ．S LO W は FA ST よ り も 運 動 後 か ら 飲 料 摂 取 終 了 ま で約 1 7分 長 か っ たも の の ， 摂 取条 件 間に 直 腸 温 の 有 意 な 差 は み ら れ な か っ た ． 運 動 後 の 深 部 体 温 は 時 間 経 過 と

と も に 低 下 し ， 低 温 の 飲 料 を 摂 取 す る こ と で さ ら な る 低 下 を 示 す と さ れ る

[4 6 ]．本 研 究 で は ， 同 じ 温 度 の 飲 料 で あ れ ば ，1 7 分 程 度の 摂 取 時 間 の

長 短 は 深 部 体 温 の 冷 却 効 果 に 相 違 を 生 じ な い こ と が 示 さ れ た ． こ の こ と も 胃 か ら の 流 出 速 度 が 同 程 度 で あ っ た こ と が 関 与 し て い る の か も し れ な い ．

5 . 小 括

本 研 究 は ， 運 動 現 場 で 常 用 さ れ てい る ス ポ ー ツ ド リ ン クに ブ ド ウ 糖 を 溶 解 し た 飲 料 を 試 験 食 品 と し て ， 高 強 度 間 欠 的 な 運 動 直 後 の 高 糖 質 飲 料 の 摂 取 時 間の 長 短 が イ ン ス リ ン 分 泌 に 与 え る 影 響 を 検 討 す る こ と を 目的 と し た ． そ の 結 果 ， 糖 質 飲 料 を 短 時 間 で 多 量 に 摂 取 し て も 少 量 ず つ 頻 回 に 分 け て 時 間 を か け て 摂 取 し て も イ ン ス リ ン 分 泌 量 に 相 違 は な か っ た ． ま た ， 摂 取 時 間 の 長 短 に 関 係 な く ， 血 糖 値 を 上 昇 さ せ ら れ る ほ ど イ ン ス リ ン 分 泌 量が 多 く な る 傾 向 に あ っ た ． そ の 一 方 で ， 糖 質 酸 化 量 が 増 大す る 傾 向 も 示 さ れ た ． よ っ て ， 血 糖 値 を 上 昇 さ せ ， イ ン ス リ ン 分 泌 量 を 増 大 さ せ つ つ も ， エ ネ ル ギ ー 源 と し て の 糖 質 の 利 用 抑 制 を 図 る 栄 養 補 給 方 法 を 考 え なけ れ ば な ら ない ．

第Ⅲ章

高強度運動後のアイスクリーム摂取が 血糖値，インスリン分泌およびエネルギー

基質利用に与える影響

1 . 序 文

運 動 後 の 筋 グ リ コ ー ゲ ン の 早 期 回 復 の た め に は 体 重 を 考 慮 し た 糖 質 必 要 量 を 摂 取 し ， 血 糖 値 を 高 め ， イ ン ス リ ン 分 泌 を 促 進 さ せ る こ と が 有 効 で あ る[ 4 7]． 一 方 で ， 運 動 後に 糖 質 の み を 多 量に 摂 取 す る と ， エ ネ ル ギ ー 基 質 と し て 糖 質 利 用 が 促 進 さ れ る た め ， イ ン ス リ ン 分 泌 を 促 し な が ら も 糖質 利 用 抑 制 を 図 る こ とが 重 要 であ る ．

こ れ ま で 運 動 後 に 糖 質 の み を 摂 取 す る こ と で も イ ン ス リ ン が 分 泌 さ れ る も の の ， 他 の 栄 養 素 を 同 時 に 摂 取 す る こ と で さ ら に イ ン ス リ ン 分 泌 を 促 進 さ せ た こ と が 明 ら か と な っ て い る ． 例 え ば ， 糖 質 と た ん ぱ く 質 の 同 時 摂 取 は 糖 質 の み の 摂 取 よ り も イ ン ス リ ン 分 泌 を 促 進 し 筋 グ リ コ ー ゲ ン の 回 復 量 を 増 加さ せ た こ とが 報 告 さ れ てい る ［1 9 , 2 0, 24 , 3 1, 4 8, 49］ ． ま た ， 近 年 で は 糖 質 と 脂 質の 同 時 摂 取 に よ っ て 糖 質 単 体の 摂 取 よ り も 筋 グリ コ ー ゲ ン の 回 復 効 果 が 高 ま っ た こ と も 明 ら か に さ れ て い る ． こ の 機 序 は 脂 質 を 摂 取 し た 際 に 分 泌 さ れ る 消 化 管 ホ ル モ ン で あ る G lu c o s e -d e p e n d e n t I n s ul i n ot r o pi c P o ly p e p ti d e （ G IP ） お よ び G lu c a g o n -l ik e p ep t i d e -1（G LP -1） が ， イ ン ス リ ン 分 泌 を 高 め る 作 用 を 持 つ こ と に 起 因 す る[ 3 5 ]． 稲 井 ら[ 3 6 ]は マ ウ ス を 対 象 に 乳 化 し た 脂 質 を 含 ん だ 牛 乳 に 糖 質 を 付 加 し た も の を 摂 取 す る こ と で ， 糖 質 の み を 摂 取 し

た 場 合 よ り も GI P お よ び イ ン ス リ ン 分 泌 を 促 進 さ せ ， 筋 グリ コ ー ゲ ンを 回 復 さ せ た こ とを 明 ら かに し た ．

他 方 ， 運 動 後 の 深 部 体 温 を 早 く 安 静 状 態 に 戻 す こ と に よ る 筋 グ リ コ ー ゲ ン の 回 復 効 果 も 明 ら か に さ れ て い る ．N a p er a l s k y e t a l. ［50］ は ， 3 2. 6 ℃ の 暑 熱 環 境 下 に お け る 運 動 後 そ の ま ま の 環 境 で 曝 さ れ る よ り も

2 2. 2 ℃ の 常 温 環 境 下で 過 ご し た 方が ，4 時 間 後 の 筋 グ リ コ ー ゲ ン が 高

値 を 示 し たこ と を 報 告 し た ．

こ れ ら の こ と か ら ， 運 動 直 後 の 筋 グ リ コ ー ゲ ン の 回 復 に は ， 糖 質 と 脂 質 を 含 ん だ 乳 製 品 な ら び に 冷 却 作 用 の あ る 低 温 食 品 の 摂 取 が 適 し て い る 可 能 性 が 考 え ら れ る ．ア イ ス クリ ー ム は ，PF C 比が 9: 4 0 :5 1 と 糖 質 お よ び 脂 質 の 含 有 割 合 が 高 い 乳 製 品 で あ る ． 加 え て ， 言 わ ず も が な 冷 食 品 で あ る こ と か ら 冷 却 効 果 も 備 え て お り ， 筋 グ リ コ ー ゲ ン の 回 復 食 と し て 有 効 で あ る か も し れ な い ． そ こ で 本 研 究 は 運 動 直 後 の 筋 グ リ コ ー ゲ ン の 回 復 に 必 要 な 糖 質 量 の ア イ ス ク リ ー ム 摂 取 が 血 糖 値 ， イ ン ス リ ン 分 泌 お よ び エ ネ ル ギ ー 基 質 利 用 に 与 え る 影 響 を 同 じ 糖 質 量 の ス ポ ー ツ ド リ ン ク と 比 較 す る こ と を 目 的 と し た ．

2 . 方 法

被 検 者

被 検 者 は 運 動 部 に 所 属 す る 健 康 な男 性 運 動競 技 者 8 名 で あ っ た（ 年 齢 2 0. 3±1 . 1 歳 ，身 長 1 7 4. 6±4. 8 c m， 体 重 6 3. 0±4 . 7 k g，最 大 酸 素 摂 取 量 60 . 6±9. 7 m l / kg / mi n， 最 大 運 動 負 荷 3 07 . 5±3 7. 9 W） ． 全 て の 被 検 者 に 対 し 事 前 に 実 験 の 目 的 ， 内 容 お よ び 危 険 性 に つ い て 十 分 に 説 明 を 行 い ， 書 面 に て 実 験 参 加 の 同 意 を 得 た ． な お ， 実 験 実 施 前 の ス ク リ ー ニ ン グ と し て ， 乳 糖 不 耐 症 や 喫 煙 の 有 無 を 確 認 し 該 当 す る 被 検 者 は 除 外 し た ． 本 研 究 は 酪 農 学 園 大 学 研 究 倫理 審 査 委 員 会に よ り 承認

（15 -1 0） を 得 て実 施 し た ．

実 験 の 概 要

被 検 者 は 試 験 食 品 の 摂 取 以 外 は 前 章 と 同 様の プ ロ ト コ ル を 遂 行 し た ． 試 験 食 品 は コ ン ト ロ ー ル と し て ス ポ ー ツ ド リ ン ク （C O N） お よ び ア イ ス ク リ ー ム （I C E） と し ， そ れ ぞ れ 任 意 の 速 度 で 摂 取さ せ た ．

最 大 酸 素 摂 取 量 お よび 最 大 運 動 強 度 の 決 定 前 章 と同 様 の 方 法 で 決 定 し た ．

高 強 度 間 欠 的 運 動 プ ロ ト コ ル 前 章 と同 様 の 方 法 を 利 用 し た ．

試 験 食 品

試 験 食 品 は C O N とし て ， 前 章 と 同 様 の 市 販 の ス ポ ー ツ ドリ ン ク （ ポ カ リ ス エッ ト ， 大 塚 製 薬 株 式 会 社 ）5 0 0 m l に 運 動 後の 早期 回 復の た め の 推 奨 糖 質 量 1. 2 g/ k g体 重[ 2 3]と なる よ う ブ ド ウ 糖 （D ( +) -グ ル コ ー ス ，和 光 純 薬 株 式 会 社 ） を 溶 解 し た ．I C E は 酪 農 学 園 大学 で 製 造さ れ て い る オリ ジナ ルア イ ス クリ ー ム （ 乳 固 形 成 分 1 5%以 上 ）を 使 用し ，C O N と 同 じ 糖 質 量 と な る よ う 分量 を 調 整 し た （ 表 3 -1） ． な お ， ア イ ス ク リ ー ムの 糖 質の 組 成 は ，29 . 3 %が 乳 糖 ，7 0. 7 %が シ ョ 糖 で あ っ た ．食 品の 温 度 は C O N で 5. 3±0. 4 ℃ ，I C E が-1 3. 8±1. 5 ℃ で あ っ た ．

血 液 生 化 学 分 析

前 章 と 同 様 の 手 順 で 採 血 ， 測 定 お よ び 分 析 を 行 な っ た ． イ ン ス リ ン の 他 に ， 総 ケ ト ン 体 ， ア セ ト 酢 酸 （A C A C） ，3 -ヒ ド ロ キ シ 酪 酸 （3 -O H B A） ，