1) 神戸大学大学院 人間発達環境学研究科 人間環境 学専攻 兵庫県神戸市灘区鶴甲 311 2) 関西鰭泳会 大阪市東淀川区大桐 51487306 3) 東レ株式会社 大阪市北区中之島 333 中之島三井ビルディング 4) 日本体育大学 社会体育学科 神奈川県横浜市青葉区鴨志田町12211 5) 東京有明医療大学 保健医療学部 東京都江東区有明 291 6) 倉敷芸術科学大学大学院 人間文化研究科 岡山県倉敷市連島町西之浦2640 連絡先 大下和茂
1. Division of Human Environmental Science, Graduate School of Human Development and Environment, Kobe University
311 Tsurukabuto, Nada-ku, Kobe-city, Hyogo 2. Kansaikieikai
51487306 Daido, Higashiyodogawa-ku, Osaka-city, Osaka
3. TORAY Industries, Inc.
333 Nakanoshima, Kita-ku. Osaka-city, Osaka 4. Department of Lifelong Sports and Recreation, Nippon
Sports Science University
12211 Kamoshida-cho, Aoba-ku, Yokohama-city, Kanagawa
5. Faculty of Health Sciences, Tokyo Ariake University of Medical and Health Sciences
291, Ariake, Koutou-ku, Tokyo
6. Graduade School of Science and the Humanities, Kurashiki University of Science and the Arts 2640 Nishinoura, Tsurajima-cho, Kurashiki-city, Okayama
Corresponding author 062d844d@stu.kobe-u.ac.jp
フィンスイミングのサーフィス種目における
Critical Velocity 理論から考察したエネルギー供給特性
大下 和茂1,2) ロスみさき2,3) 小泉 和史4) 矢野 澄雄1)
樫本 俊兵2) 高橋 康輝5) 川上 雅之6)
Kazushige Oshita1,2, Misaki Ross2,3, Kazushi Koizumi4, Sumio Yano1, Syunpei Kashimoto2, Kouki
Takahashi5and Masayuki Kawakami6: The energetics of surface events in ˆnswimming: Analysis using
the critical velocity method. Japan J. Phys. Educ. Hlth. Sport Sci. 55: 471480, December, 2010 AbstractThe present study was performed to investigate the energetics of surface events (SE) in ˆn-swimming by analyzing the concepts of critical velocity (Vcri) and anaerobic ˆn-swimming capacity (ASC). Ten ˆnswimmers (ˆve males and ˆve females, aged 24±6 years), who were members of the Japanese national team, performed maximal eŠort swimming over ˆve test distances (100 m, 200 m, 400 m, 800 m, and 1500 m). The distance-time relationship for the 200-m, 400-m, and 800-m distances showed a linear relationship (r2>0.99) in all subjects. Therefore, Vcri was calculated for these three distances,
and ASC was deˆned as the y-intercept of the regression line between distance and time. A signiˆcant correlation was found between the mean velocity (V-) over each distance and Vcri (r=0.7699). ASC was signiˆcantly correlated with V-100 m, V-200 m, and V-400 m (r=0.6981). Furthermore, ASC was signiˆcantly correlated with the residual error of V-800 m (r=0.90) or V-1500 m (r=0.71) calculated by regression analysis of the relationship between Vcri and V-800 m or V-1500 m. The results of this study suggest that aerobic performance contributes to ˆnswimming performance over distances ranging from 100 m to 1500 m. Although anaerobic performance also contributes to performance over distances of less than 400 m, it makes very little contribution over distances of 800 m and 1500 m.
Key wordsFinswimming, Surface, Critical Velocity
緒
言
フィンスイミングとは,足ヒレをつけて水中や 水面を進み,速さを競う競技である.このうち, 水面を泳ぐサーフィス種目(以下「SF」とする) は , 50 m か ら 20 km ま で の 距 離 種 目 で 構 成 さ れ,プールで行われる場合は,男女共に,50 m, 100 m, 200 m, 400 m, 800 m および1500 m の距 離種目で競われる.世界トップレベルの選手にお ける競技時間は,50 m で約15秒,1500 m で13 分程度を要する. ところで,運動時のエネルギー供給は有酸素性 と無酸素性に分類でき,運動時間によりこれらの 供給割合が異なる.そして,有酸素性または無酸 素性エネルギー供給能力を評価する指標として, これまでに様々なものが報告されている.その中 で,Monod and Scherrer (1965) は,局所筋の最 大仕事量とその時の運動持続時間との間に直線関 係 が 成 立 す る こ と を 認 め , そ の 直 線 の 傾 き を Critical Power(以下「CP」とする)と称し,理 論上,疲労困憊に至ることなく運動が継続できる 最大の運動強度を表していると報告した.この概 念は局所筋のみならず,自転車運動(Bishop etal., 1998; Bishop and Jenkins, 1998; Eckerson et al., 2004, 2005; Jenkins and Quigley, 1991, 1992; Miura et al., 1999, 2000; Okudan and Gokbel, 2006),走運動(Denadai et al., 2005; Smith and Jones, 2001),漕艇運動(Hill et al., 2003; Shimo-da and Kawakami, 2005)そして泳運動(Deker-le et al., 2005; Greco et al., 2007; Martin and Whyte, 2000高橋・若吉,2001; Wakayoshi et al., 1992a, 1992b, 1995)をはじめとする全身運 動にも応用され,無酸素性作業閾値(以下「AT」 とする),Onset of Blood Lactate Accumulation (以下「OBLA」とする)そして Maximum Lac-tate Steady SLac-tate(以下「MLSS」とする)など の持久的運動能力もしくは有酸素性エネルギー供 給能力(以下「有酸素性能力」とする)を評価す る指標との高い関連性が報告されている.CP を 泳運動(クロール泳)に応用した Wakayoshi et al. (1992a) は,最大努力泳時の泳時間と泳距離 と の 間 に み ら れ る 直 線 関 係 の 傾 き を Critical Velocity(以下「Vcri」とする)と称し,Vcri は, 30分間の最大努力泳時の平均泳速度(Wakayoshi et al., 1992b; Wakayoshi et al., 1995)や1500 m 最大努力泳時の平均速度(高橋・若吉,2001) などと関係することが報告されている.さらに Vcri の概念は SF においても応用され,1500 m 最大努力泳時の平均泳速度と有意な正相関を示す と言われている(Oshita et al., 2007; Oshita et al., 2009).
一方,最大仕事量とその時の運動持続時間との 間に見られる直線関係(すなわち CP)の y 切片 は , Anaerobic Work Capacity ( 以 下 「 AWC 」 とする)と称され,理論上,無酸素的に運動でき る能力を示すと考えられている.実際,AWC は, Wingate test (Hill, 2004) および酸素借(Miura et al., 2002)などと高い関連性を示す事や,筋量 (Bishop et al., 1998; Miura et al., 2002),筋中グ リコーゲン濃度(Miura et al., 1999)そしてクレ アチン経口投与(Eckerson et al., 2004; Eckerson et al., 2005)に影響される事が報告されている. そして,クロール泳においても Vcri の y 切片は, Anaerobic Swimming Capacity(以下「ASC」と する)と称され,短距離泳の泳速と高い関連性を 示すと言われている(加藤ほか,2007). 以 上 か ら , Vcri お よ び ASC の 概 念 を 用い , SF における各種目の泳速度と比較すれば,どの 種目にどのようなエネルギー供給が貢献している かをある程度把握ができると考えられる.すなわ ち,Vcri との関連性が高い種目では有酸素性能 力の貢献度が高く,ASC との関連性が高い種目 では無酸素性能力の貢献度が高くなる.しかし, Vcri と SF 各種目の泳速度とを比較した研究は少 なく,ASC と SF 泳速度を比較した研究は,我 々の散見する限りみられない. そこで本研究は,フィンスイミングにおける競 技力向上への活用として,Vcri 概念を SF に応用 し,SF 各種目の有酸素性および無酸素性エネル ギー供給について検討を加えた.
Fig. 1. Determination of the critical velocity (Vcri) and the anaerobic swimming capacity (ASC) in a typical subject from the distance-time relationship. (Characteristics of the subject; male, 25 yrs, 166.9 cm in height, 68.4 kg in weight and preferred event was long distance)
方
法
A. 対象 対象は,2005年から2007年の間,国際大会に 日本代表として選考された,男女10例(男性 5 例および女性 5 例,平均年齢24±6 歳)であっ た.対象者のうち,男性 4 例および女性 4 例は, 800 m , 1500 m お よ び そ れ 以 上 の オ ー プ ン ウ ォーター種目など,いわゆる長距離種目を得意と する者であり,その他の男性 1 例および女性 1 例は,200 m400 m のいわゆる中距離種目を得 意とする者であった.身長および体重(平均±標 準偏差)は,男性で171.4±4.0 cm および70.2± 3.2 kg , 女 性 で 160.8 ± 4.6 cm お よ び 58.2 ± 3.4 kg であった.なお,本研究実施にあたり,対象 者には,インフォームドコンセントを行った.ま た,本研究は,ヘルシンキ宣言の精神に則り行わ れた. B. 測定方法 対象者に対し,100 m, 200 m, 400 m, 800 m お よび1500 m の最大努力泳を実施した.測定は, 日本水泳連盟公認の室内長水路(50 m)プール (水深 2 m,水温27±1°C)において実施し,泳時 間 の 計 測 は , 競 泳 用 自 動 審 判 計 時 シ ス テ ム (Seiko,Japan)を使用した.使用するモノフィ ンおよびスノーケルは,世界水中連盟の定める規 定(World Underwater Federation, 2006)のも のとした.測定は連続した 2 日間で行い,1 日の 測定はランダムに選んだ 3 種目までとし,各測 定間隔には 1 時間以上の休息を設けた.なお, 測定前にはウォーミングアップを設け,対象者の 任意による運動を行った.また,各測定は,対象 者の任意により複数回の測定を可能とし,その場 合,最も速い記録を採用した.なお,複数回の測 定について,100 m および200 m の 2 回測定が 2 例ずつあり,400 m 以上の複数回測定は行われな かった.また,泳法は,日本水中スポーツ連盟公 認のインストラクター(2 スターインストラク ター)が確認を行い,世界水中連盟の定める競技規則(World Underwater Federation, 2006)に 違反する泳法があった場合,その記録は無効とし た.その結果,無効となった記録は一例もなかっ た.
C. Vcri および ASC の算出
本 研 究 に お け る Vcri の 算 出 は , 自 転 車 運 動 (Bishop et al., 1998),走運動(Smith and Jones,
2001)もしくはクロール泳(Dekerle et al., 2005) を対象とした先行研究に基づき,およそ 2 分か ら12分の全力運動を対象とした.この範囲のう ち,世界水中連盟に公認される種目は,200 m, 400 m および800 m であると考えられるため,本 研究における Vcri の算出は,この 3 種目を対象 とした.そして,最大努力泳時の泳距離(200 m, 400 m および800 m)と泳時間との回帰直線 の傾きを Vcri そして,y 切片を ASC とした.な お,Vcri の算出に関して,性差は認められてい ない(Greco et al., 2007). D. 統計処理 Vcri の算出に関して,泳距離とその最大努力 泳時間との関係は,対象者毎に回帰分析を行っ た.各種目の泳時間から平均泳速(以下「V泳 距離」と略す.例えば100 m の平均泳速度は「V
Table 1 Means and standard deviations of the relative contribution () of the anaerobic swimming capacity (ASC) to the mean velocity of each performance test, and a faster raito () of the mean velocity of each performance test for the critical velocity (Vcri)
Variables Male Female Total Mean±S.D. Mean±S.D. Mean±S.D. 100 m ASC 29.98±6.44 20.87±4.44 25.43±7.17 Vcri 28.47±4.40 22.73±5.56 25.60±5.78 200 m ASC 14.99±3.22 10.43±2.22 12.71±3.58 Vcri 17.08±3.59 12.72±2.99 14.90±3.96 400 m ASC 7.50±1.61 5.22±1.11 6.36±1.79 Vcri 8.58±2.53 4.90±1.79 6.74±2.86 800 m ASC 3.75±0.81 2.61±0.56 3.18±0.90 Vcri 3.84±0.79 2.73±0.57 3.28±0.88 1500 m ASC 2.00±0.43 1.39±0.30 1.70±0.48 Vcri
ASC=ASC (m)/swimming distance (m)×100 Vcri=swimming velocity (m/s)/Vcri (m/s)×100- 100
Fig. 2. A. Correlation coe‹cient between the critical velocity and the mean swimming velocity (V) of the each distance. B. Correlation coe‹cient between the anaerobic swimming capacity and the mean swimming velocity (V) of the each distance. 100 m」とする)を算出し,Vcri もしくは ASC との関係を調べた.各種目の泳速度がどの程度 Vcri より速かったかの割合(以下「Vcri」)は, Vcri と 各 種 目 の 平 均 泳 速 度 か ら 算 出 し た ( Vcri=泳速度(m/ s)/Vcri (m/s)×100100). またその泳距離に占める ASC の割合(以下「 ASC」)は,ASC と各種目の泳距離から算出した
( ASC= ASC(m)/泳距離(m)×100).Vcri は
有 酸 素 性 能 力 に よ る 貢 献 を 示 す こ と か ら , Vcri は無酸素性能力による貢献が高いと考えら れる.一方,ASC が無酸素性能力を示すことか ら, ASC も無酸素性能力による貢献が高いと 考えられる.Vcri の概念が SF にも応用できると するならば,各種目のVcri とASC は,ほぼ 同じ値を示すと考えられる.各種目の平均泳速度 と Vcri または ASC との関係は,回帰分析を用い て比較検討を行った.その結果,平均泳速度と Vcri または ASC,どちらか一方の項目のみに有 意な関連性が認められた場合,その回帰直線から 求めた平均泳速の残差と,関係が認められなかっ た項目との関係を回帰分析により検討を加えた. こ れ ら の 集 計 お よ び 統 計 処 理 は , Microsoft EXCEL 2003および JSTAT (For windows, ver. 11.1) を用いて行った.なお,統計的有意水準は 5 未満とした.
結
果
100 m, 200 m, 400 m, 800 m および1500 m の 平均泳速度(標準偏差)は,男子で2.16 (0.05), 1.97 (0.05), 1.83 (0.04), 1.75 (0.03) および1.67 (0.04),女子で1.93 (0.11), 1.77 (0.08), 1.65 (0.08), 1.62 (0.06) および1.54 (0.06) であった (単位は,いずれも m/s).Vcri および ASC の平 均値(標準偏差)は,男子で1.68 (0.04) m/s お よび30.00 (6.44) m,女子で1.57 (0.06) m/s お よび20.90 (4.45) m であった. 全 対象 者に おい て, 200 m, 400 m および 800 m の泳距離と,その最大努力泳時間との間には, r2>0.99の有意(p<0.01)な直線関係が認めら れた.Fig. 3. A. The relationship between the anaerobic swimming capacity and residual error of the mean velocity of 800 m SF, calculated from the regression analysis for the relationship be-tween the critical swimming velocity and the mean velocity of 800 m SF. B. The relation-ship between the anaerobic swimming capaci-ty and residual error of the mean velocicapaci-ty of 1500 m SF, calculated from the regression analysis for the relationship between the criti-cal swimming velocity and the mean velocity of 1500 m SF. This relationship becomes sig-niˆcant positive correlation, if they excluded an outlier (y=0.002x-0.052, r=0.705, p= 0.034).
ASC およびVcri を Table 1 に示す.各種 目において,ASC とVcri は,ほぼ類似する 値であった.なお,V1500 m のVcri は,Vcri の方が V1500 m よりも速かったため算出して いない.
Vcri と 各 種 目 の 平 均 泳 速 度 と の 相 関 係 数 を Fig. 2A に示す.Vcri は,V100 m と 5 水準 で,V200 m, V400 m, V800 m および V1500 m と 1 水準で有意な正相関を示した. ASC と 各 種 目 の 平 均 泳 速 度 と の 相 関 係 数 を Fig. 2B に示す.ASC は,V400 m と 5 水準 で,V100 m および V200 m と 1 水準で有意 な正相関を示した.V800 m および V1500 m は,ASC との有意な関連性を示さなかった. V800 m および V1500 m は,Vcri のみと有 意な関連性が認められたため,これらの回帰直線 における V800 m もしくは V1500 m の残差と ASC との関係を調べた.V800の残差は,ASC と有意な正相関を示した(Fig. 3A).V1500の 残 差 は , ASC と 有 意 な 関 連 性 を 示 さ な か っ た (Fig. 3B).しかし,1500 m におけるこの関係 において,外れ値の一例(残差0.05,ASC 36.91 m)がみられた.この一例を除いた場合, 有意な正の相関を示した(r=0.71, p=0.03, y= 0.002x0.052).
考
察
A. 考察 自転車運動,走運動,漕艇運動および泳運動に おいて,最大仕事量とその時の運動持続時間との 間には,有意な直線関係がみられる(Bishop etal., 1998; Bishop and Jenkins, 1998; Dekerle et al., 2002, 2005; Denadai et al., 2005; Eckerson et al., 2004, 2005; Greco et al., 2007; Hill et al., 2003; Hill 2004; Jenkins and Quigley, 1991,
1992加藤ほか,2007小林ほか,2008;
Mar-tin and Whyte, 2000; Miura et al., 1999, 2000, 2002; Okudan and Gokbel, 2006; Smith and Jones, 2001; Shimoda and Kawakami, 2005高 橋・若吉,2001; Wakayoshi et al., 1992a, 1992b, 1995).本研究においても,200 m,400 m およ び800 m における泳距離と各最大努力泳時間との 間には,有意な直線関係が認められた.すなわち, SF においても Vcri が算出可能であることを示唆 しており,算出された Vcri は V1500 m と有意 な正相関を示した.クロール泳において,1500 m は総エネルギーの約 9 割以上が有酸素的に供 給されていると言われ(荻田ほか,1998),Vcri と1500 m 最大努力泳速度とは,有意な正相関を 示すと言われている(高橋・若吉,2001).SF におけるエネルギー供給割合は明らかではない
が,フィンを使用して泳いだ場合の酸素摂取量 (Pendergast et al., 2003)や内的仕事量(Zam-paro et al., 2002)を比較した研究から,フィン を使用して泳いだ場合も,クロール泳や自転車運 動などと類似するエネルギー供給割合である可能 性が示唆されている(大下ほか,2007).また, 本研究結果と同様の結果は,先行研究(Oshita et al., 2007, 2009)でも認められており,SF におい ても,Vcri は有酸素性能力を示す一指標になる と考えられる. 一方,AWC もしくは ASC は,無酸素性能力 を示す様々な指標との関連性が報告されている (Bishop et al., 1998; Bishop and Jenkins, 1998; Eckerson et al., 2004, 2005; Hill, 2004; Jenkins and Quigley, 1991加藤ほか,2007; Miura et al., 1999, 2000; Vandewalle et al., 1997).例えば, クロール泳における50 m 全力泳速度は,ASC と 正相関を示すことが報告されている(加藤ほか, 2007).一方,本研究において ASC は,400 m 以下の各種目における泳速と有意な正相関を示し た.最大努力運動時の無酸素性エネルギー供給量 を 自 転 車 運 動 や ク ロ ー ル 泳 で 調 べ た 研 究 (Medbo and Tabata, 1989荻田ほか,1998)に おいて,総酸素借は 23 分の全力運動で最高値 に達すると報告されている.これは,本研究の 200 m から400 m に相当する運動時間(平均 1 分 47秒から 3 分50秒)であることから,400 m 以 下の各種目において,泳速度と ASC とは,高い 関連性を示したと考えられる.また,本研究で は,泳距離(泳時間)の増加と共に ASC との相 関係数が低下した事から,運動時間の延長と共に 無酸素性能力の貢献度が低くなったと考えられ る.自転車運動およびクロール泳における総エネ ルギーのうち,無酸素性エネルギーの供給割合は, 30秒の最大努力運動で約65,1 分で約50そ して 23 分で約35と運動時間の延長とともに 低くなると言われ(Medbo and Tabata, 1989荻 田ほか,1998),本研究で観察された傾向と一致 する.さらに,本研究では,各種目の泳速度がど の程度 Vcri より速かったかの割合(すなわち, Vcri ) と , そ の 泳 距 離 に 占 め る ASC の 割 合 (すなわち,ASC)が,類似する値を示した. 例えば,本研究の V100 m は,Vcri よりも男性 で平均29,女性で平均23そして全体で平均 26速かった.Vcri が有酸素性能力を示す指標 であるとすれば,この泳速度の差異は,無酸素性 能力による貢献が高いと考えられる.そこで, 100 m に占める ASC の割合を見ると,男性で平 均30,女性で平均21そして全体で平均25 となり,V100 m におけるVcri と類似する. この傾向は,100 m から800 m まで,いずれの距 離においてもほぼ同様であり(V1500 m は, Vcri よりも遅いため算出していない),平泳ぎに ついて調べた先行研究(Abe et al., 2006)におい ても同様の結果が報告されている.すなわち, Vcri と各泳速度との差異は,ASC によって説明 できる可能性が示された.これら ASC に関する 結果から,SF においても,ASC は無酸素性能力 を示す一指標になると考えられる. Vcri が有酸素性能力と高い関係性を示すと言 う報告は多いが,短時間運動もしくは無酸素性能 力との関係については,一定の見解が得られてい ない.すなわち,Vcri はクロール泳において, 60秒以内の全力泳速度(高橋・若吉,2001)や 50 m および100 m 全力泳速度(加藤ほか,2007) との有意な関連性が認められていないが,平泳ぎ 泳において,50 m の全力泳速度と有意な正相関 が認められている(Abe et al., 2006).そして, 本研究において Vcri は,V100 m と有意な正相 関を示した.本研究の100 m に相当する運動時間 (平均49秒)は,総エネルギーのうち約 5 割が有 酸素性機構により供給されていると考えられてい
る(Medbo and Tabata, 1989荻田ほか,
1998).すなわち,この距離を全力で泳ぐ場合, エネルギー供給に無酸素性機構のみでなく,有酸 素性機構も貢献しており,Vcri が V100 m と相 関を示す可能性は十分に考えられる.これは, SF において,たとえ短距離種目であっても,有 酸素性能力の貢献を無視できないという可能性を 示唆しており,競技力向上には,有酸素性および 無酸素性機構,両方の能力を向上させる必要があ ると言える.
一方,ASC と各泳距離との関係を見れば,100 m から400 m の泳速は,ASC および Vcri それぞ れと有意な関連性を示した事から,無酸素性およ び有酸素性の両能力が貢献していると考えられ る.しかし,800 m 以上の距離において,泳速度 は Vcri のみと有意な関連性を示した事から,こ れら種目では有酸素性能力のみの貢献によると考 えられる.しかし,無酸素性能力の貢献が全くな いとは考えられない.そこで,V800 m もしく は V1500 m と Vcri との回帰直線における,V 800 m もしくは V1500 m の残差と ASC との関 係について調べた.その結果,V800 m の場合 は,有意な正相関を示した.すなわち,V800 m と Vcri の関係が予測式通りにならない原因は, ASC により説明できることを示唆している.一 方,V1500 m の場合は,有意な関連性を示さな かった.しかし,この関係において,外れ値の一 例がみられ,これを除いた場合,有意な正相関を 示した.この一例は,男性対象者のうち,Vcri および ASC が上位に位置していたにも関わらず, V1500 m は最下位の成績であった.さらに, 400 m までの種目では,全対象者中,最も速かっ たにも関わらず,それ以上の距離種目では順位が 低くなった.この要因として,対象者は,中距離 種目が得意な選手であり,長距離種目のペース配 分等の経験的な問題点があったかもしれない.し かし,もう一人の中距離種目が得意な選手におい て,他の対象者との顕著な差異は認められなかっ た.したがって,この外れ値が専門種目によるも のなのかどうか,今後,専門種目との関係性を検 討する必要性がある.いずれにしても,外れ値を 除いた場合,V1500 m と Vcri の関係が予測式 通りにならない原因は,ASC により説明できる ことを示唆している. これらの結果から,各種目のパフォーマンスに つ い て , 100 m か ら 400 m ま で の 各 SF 種 目 で は,有酸素性および無酸素性の両能力の貢献度が 高く,800 m 以上の種目では,有酸素性能力の貢 献が高く,無酸素性能力も貢献しているが,その 割合は低くなる可能性を示している.すなわち, 800 m 以上の距離種目において,競技力向上に は,無酸素性機構の役割が全くないわけではない が,その貢献度はかなり低く,有酸素性能力の向 上が必要不可欠であると言える.さらに,フィン スイミング競技では,オープンウォーター種目と して,6 km や20 km が公認される.この場合, 運動時間がプール種目の1500 m よりも長くなる 事から,有酸素性機構の貢献度が高くなり,無酸 素性機構の貢献度は低くなると考えられる.実 際,競泳競技において,Vcri とオープンウォー タースイミングの成績との関連性も報告されてお り(小林ほか,2008),フィンスイミングにおい ても,1500 m よりも長い距離種目におけるパフ ォーマンスの評価に Vcri が応用できる可能性は 十分に考えられる. B. 研究の限界と今後の課題 本研究は,Vcri の概念を SF に応用し,SF 各 種目の有酸素性および無酸素性エネルギー供給に ついて検討を加えた.しかし,以下に示す問題点 も挙げられる. まず,Vcri や ASC の算出に関して,注意を示 唆する報告が散見される.Vcri もしくは CP の 概念は,理論上,疲労困憊に至らず,運動を持続 できる最大強度を示すと定義されているが,ク ロ ー ル 泳 時 の Vcri と OBLA , MLSS も し く は AT を調べた研究(Dekerle et al., 2002, 2005; Greco et al, 2007; Martin and Whyte, 2000; Wakayoshi et al., 1995)において,Vcri は,こ れらの指標よりも高い値を示しており,疲労困憊 に至らず運動を持続できる最大強度を示していな い可能性が考えられる.この傾向はクロール泳の みでなく,自転車運動時(Okudan and Gokbel, 2006)や走運動時(Denadai et al., 2005; Smith and Jones, 2001)においても認められている.本 研究において,Vcri は V1500 m よりも高い速 度であった.先述のように V1500 m に相当す る運動時間の総エネルギーは,ほとんどが有酸素 性 に 供 給 さ れ る と 言 わ れ て い る が , そ れ は , MLSS よりも高い強度になると言われている. すなわち,SF においても,200 m,400 m およ び800 m から算出したVcri は,有酸素性能力を
反映するが,疲労困憊に至らず運動を持続できる 最大強度より高くなる可能性が考えられる.一 方,本研究の ASC は,短距離種目の泳速度(短 時間の全力運動能力)と高い関連性を示したが, これと相反する結果が報告されている.すなわち, ASC は短時間の全力運動能力と関係性を示さな いという(Abe et al., 2006; Dekerle et al., 2002; Vandewalle et al., 1997).この要因として, Dekerle et al. (2002) や Vandewalle et al. (1997) は,算出する種目の選択により,その値が大きく 変化することを挙げている.本研究では,自転車 運動(Bishop et al., 1998),走運動(Smith and Jones, 2001)もしくはクロール泳(Dekerle et al., 2005)を対象とした先行研究に基づき,およ そ2分から12分の全力運動を対象とした結果, 200 m , 400 m お よ び 800 m か ら Vcri を 算 出 し た.しかし,運動時の酸素摂取量や血中乳酸濃度 等の生理学的指標を測定して比較するには至って いない.そのため,本研究における Vcri および ASC が実際に有酸素および無酸素性能力を反映 していたかどうかは,推測の域を越えず,今後, 生理学的指標を用いて,Vcri および ASC の有効 性について検討を加えたい. また,本研究は,男女一括した分析を実施し た.先述の通り,Vcri の算出に関しては,性差 が認められていない(Greco et al., 2007).しか し,運動機能には性差が認められる場合がある. 例えば,女性の換気性作業域値(以下「VT」と する)は,最大酸素摂取量に対して,男性よりも 相対的に高い強度で発現し,男性に対する女性の VT の比率は,最大酸素摂取量(5060)より 高く,6070に相当すると言われている(加賀 谷,2005).この点に関して,男女それぞれで対 象者数を増やし,SF 各種目における性差を配慮 したエネルギー供給割合について検討を加える必 要がある. そして,本研究では,各距離種目のパフォーマ ンスをプールでの平均泳速から評価した.プール において平均泳速を調べる場合,スイムミルのよ うに泳速のみの影響でなく,スタートおよびター ン後における加速の技術,ターンそのものの技術 そしてペース配分等,複数因子が関わる可能性が ある(大下ほか,2009).例えば,ペース配分に ついて,本研究に含まれた 2 名の中距離種目得 意者は,いずれも1500 m やそれより長いオープ ンウォーター種目にも出場した経験を有しており, 800 m や1500 m が得意種目とは言えないが,測 定上の問題はないと思われた.しかし,本研究で は,中距離得意者が長距離種目を泳ぐ場合に, ペース配分が泳速に影響した可能性が考えられ た.これは,長距離種目に限ったことではなく, 短距離の場合でもペース配分はパフォーマンスに 影響する可能性が示唆されており(大下ほか, 2008,2009),得意種目別に検討を加える事も必 要といえる.このように,泳速に関わる独立変数 は複数想定される.しかし,この点に関しては, 本競技におけるパフォーマンスにどのような因子 が,どの程度関わっているかの科学的な分析が乏 しく,因子の特定が困難だと言える.その中で も,本研究は,泳速と Vcri および ASC の単回帰 による分析であったが,フィンスイミング競技の エネルギー供給に関する一定の結果を提示できた と言える.今後,フィンスイミングのパフォーマ ンスに関わる因子を複数特定した上で,それらと Vcri および ASC との関係について検討を加えた い.
ま
と
め
本研究の目的は,フィンスイミングおけるサー フィス種目(100 m1500 m)の泳速度と Critical Velocity ( Vcri ) お よ び Anaerobic Swimming Capacity (ASC) との関係について調べることで あった.対象は,日本チームのメンバーである 10名のフィンスイマー(男性 5 名,女性 5 名 平均年齢24±6 歳)とし,5 種目の最大努力泳 (100 m, 200 m, 400 m, 800 m および1500 m)を 実施した.200 m から800 m における泳時間と泳 距離との関係は,全対象者において有意な直線関 係を示した(r2>0.99, p<0.01)ことから,この 直 線 の 傾 き を Vcri そ し て y 切 片 を ASC と し た.全種目において Vcri は,平均泳速(V)と有意な正相関を示した(r=0.760.99, p<0.05). 一方,ASC は,V 100 m から V 400 m と有意 な正相関を示した(r=0.690.81, p<0.05).800 m 以 上 の 種 目 に お い て ASC は , V 800 m と Vcri との回帰直線から求めた V800 m の残差お よび V1500 m と Vcri との回帰直線から求めた V1500 m の残差との有意な正相関を示した(r =0.90および0.71, p<0.05).以上の結果は,1) 有酸素性能力は,100 m から1500 m における各 種目の泳速に貢献すること,2)無酸素性能力は, 400 m 以下における各種目の泳速に貢献するこ と,そして 3)無酸素性能の貢献は,800および 1500 m でかなり低くなる事を示唆している. 文 献
Abe, D., Tokumaru, H., Niihata, S., Muraki, S., Fukuo-ka, Y., Usui, S., and Yoshida, T. (2006) Assessment of Short-Distance Breaststroke Swimming Perfor-mance with Critical Velocity. J. Sports Sci. Med., 5: 340348.
Bishop, D., Jenkins, D.G., and Howard, A. (1998) The critical power function is dependent on the duration of the predictive exercise tests chosen. Int. J. Sports Med., 19: 125129.
Bishop, D., and Jenkins, D.G. (1998) The in‰uence of resistance training on the critical power function & time to fatigue at critical power. Aust. J. Sci. Med. Sport, 28: 101105.
Dekerle, J., Sidney, M., Hespel, J.M., and Pelayo, P. (2002) Validity and reliability of critical speed, criti-cal stroke rate, and anaerobic capacity in relation to front crawl swimming performances. Int. J. Sports Med., 23: 9398.
Dekerle, J., Pelayo, P., Clipet, B., Depretz, S., Lefevre, T., and Sidney, M. (2005) Critical swimming speed does not represent the speed at maximal lactate steady state. Int. J. Sports Med., 26: 524530. Denadai, B.S., Gomide, E.B., and Greco, C.C. (2005)
The relationship between onset of blood lactate ac-cumulation, critical velocity, and maximal lactate steady state in soccer players. J. Strength Cond. Res., 19: 364368.
Eckerson, J.M., Stout, J.R., Moore, G.A., Stone, N.J., Nishimura, K., and Tamura, K. (2004) EŠect of two and ˆve days of creatine loading on anaerobic working
capacity in women. J. Strength Cond. Res., 18: 168 173.
Eckerson, J.M., Stout, J.R., Moore, G.A., Stone, N.J., Iwan, K.A., Gebauer, A.N., and Ginsberg, R. (2005) EŠect of creatine phosphate supplementation on anaerobic working capacity and body weight after two and six days of loading in men and women. J. Strength Cond. Res., 19: 756763.
Greco, C.C., Pelarigo, J.G., Figueira, T.R., and Denadai B.S. (2007) EŠects of gender on stroke rates, critical speed and velocity of a 30-min swim in. young swim-mers. J. Sports Sci. Med., 6: 441447.
Hill, D.W. (2004) The relationship between power and time to fatigue in cycle ergometer exercise. Int. J. Sports Med., 25: 357361.
Hill, D.W., Alain, C., and Kennedy, M.D. (2003) Modeling the relationship between velocity and time to fatigue in rowing. Med. Sci. Sports Exerc., 35: 20982105.
Jenkins, D.G. and Quigley, B.M. (1991) The y-intercept of the critical power function as a measure of anaero-bic work capacity. Ergonomics, 34: 1322.
Jenkins, D.G. and Quigley, B.M. (1992) Endurance training enhances critical power. Med. Sci. Sports Ex-erc., 24: 12831289. 加賀谷淳子(2005)男女の体型・機能差とスポーツ. 臨床スポーツ医学,22: 12171223. 加藤大門・北島正樹・高橋篤史・高橋繁浩・若吉浩二 (2007)水泳選手の有酸素及び無酸素性エネルギーの 簡便的評価法の検討.日本水泳水中運動学会年次大 会論集6568. 小林生海・綾部誠也・鈴木大地・内藤久士・青木純一 郎(2008)オープンウォータ水泳の競技記録と有酸 素性作業能力の関連性.体力科学,57: 443452. Martin, L. and Whyte, G.P. (2000) Comparison of
criti-cal swimming velocity and velocity at lactate threshold in elite triathletes. Int. J. Sports Med., 21: 366368.
Medbo, J.I. and Tabata, I. (1989) Relative importance of aerobic and anaerobic energy release during short-lasting exhausting bicycle exercise. J. Appl. Physiol., 67: 18811886.
Miura, A., Kino, F., Kajitani, S., Sato, H., and Fukuba, F. (1999) The eŠect of oral creatine supplementation on the curvatur e constant parameter of the power-du-ration curve for cycle ergometry in humans. Jpn. J. Physiol., 49: 169174.
Miura, A., Sato, H., Sato, H., Whipp, B.J., and Fukuba, Y. (2000) The eŠect of glycogen depletion on the cur-vature constant parameter of the power-duration curve for cycle ergometry. Ergonomics, 43: 133141. Miura, A., Endo, M., Sato, H., Sato, H., Barstow, T.J., and Fukuba Y. (2002) Relationship between the cur-vature constant parameter of the power-duration curve and muscle cross-sectional area of the thigh for cycle ergometry in humans. Eur. J. Appl. Physiol., 87: 238244.
Monod, H. and Scherrer, J. (1965) The work capacity of a synergic muscular group. Ergonomics, 8: 329 338.
荻田 太・小野寺丈晴・若吉浩二(1998)超最大強度 におけるプル,キック,スイム中の代謝特性.水泳 水中運動科学,1: 1318.
Okudan, N. and Gokbel, H. (2006) The ventilatory anaerobic threshold is related to, but is lower than, the critical power, but does not explain exercise tolerance at this workrate. J. Sports Med. Phys. Fitness, 46: 15 19.
Oshita, K., Ross, M., Koizumi, K., Kashimoto, S., Taka-hashi, K., and Kawakami, M. (2007) Does the critical velocity re‰ect the endurance performance in Japanese elite Finswimmer??. Asia-Paciˆc Confer-ence on Exercise and Sports SciConfer-ence: 89.
Oshita, K., Ross, M., Koizumi, K., Kashimoto, S., Yano, S., Takahashi, K., and Kawakami, M. (2009) The critical velocity and 1500-m Surface performances in Finswimming. Int. J. Sports Med. 30: 598601. 大下和茂・ロスみさき・小泉和史・矢野澄雄・樫本俊 兵・高橋康輝・川上雅之(2009)100 m サーフィス におけるレース前半および後半の waving 変数と泳速 の関係.体育の科学,59: 131135. 大下和茂・ロスみさき・小泉和史・矢野澄雄・樫本俊 兵・高橋康輝・川上雅之(2008)50 m サーフィスに おける Waving 頻度,Waving 長および泳速の関係. 水泳水中運動科学,11: 1418. 大下和茂・ロスみさき・小泉和史・樫本俊兵・高橋康 輝・川上雅之(2007)競泳(自由形およびバタフラ イ)と比較したフィンスイミングの記録特性.日本 水泳水中運動学会年次大会論集4548.
Pendergast, D.R., Mollendorf, J., Logue, C., and
Samimy, S. (2003) Evaluation of ˆns used in un-derwater swimming. Undersea Hyperb. Med., 30: 57 73.
Shimoda, M. and Kawakami, Y. (2005) Critical power determination with ergometry rowing, relation to row-ing performance. Int. J. Sport Health Sci., 3: 2126. Smith, C.G. and Jones, A.M. (2001) The relationship
between critical velocity, maximal lactate steady-state velocity and lactate turnpoint velocity in run-ners. Eur. J. Appl. Physiol., 85: 1926.
高橋繁浩・若吉浩二(2001)流水プールを用いた水泳 疲 労 性 閾 値 と し て の Critical Swimming Velocity の 簡便的決定法の検討.中京大学体育学論叢,42: 11 17.
Vandewalle, H., Vautier, J.F., Kachouri, M., Lechevali-er, J.M. and Monod, H. (1997) Work-exhaustion time relationships and the critical power concept. A critical review. J. Sports Med. Phys. Fitness, 37: 89102. Wakayoshi, K., Ikuta, K., Yoshida, T., Udo, M.,
Moritani, T., Mutoh, Y., and Miyashita, M. (1992a) Determination and validity of critical velocity as an in-dex of swimming performance in the competitive swimmer. Eur. J. Appl. Physiol., 64: 153157. Wakayoshi, K., Yoshida, T., Kasai, T., Moritani, T.,
Mutoh, Y., and Miyashita, M. (1992b) Validity of critical velocity as swimming fatigue threshold in the competitive swimmer. Ann. Physiol. Anthropol., 11: 301307.
Wakayoshi, K., D'Acquisto, L.J., Cappaert, J.M., and Troup, J.P. (1995) Relationship between oxygen up-take, stroke rate and swimming velocity in competi-tive swimming. Int. J. Sports Med., 16: 1923. World Underwater Federation (2006) Finswimming
in-ternational rules, World Underwater Federation. Zamparo, P., Pendergast, D.R., Termin, B., and
Minetti, A.E. (2002) How ˆns aŠect the economy and e‹ciency of human swimming. J. Exp. Biol., 205: 26652676.