運動負荷の血液成分に及ぼす影響　２.血糖量及び 乳酸量の変動

奈良教育大学学術リポジトリNEAR

運動負荷の血液成分に及ぼす影響 ２.血糖量及び 乳酸量の変動

著者 中谷 昭, 中牟田 正幸

雑誌名 奈良教育大学紀要. 自然科学

巻 28

号 2

ページ 123‑128

発行年 1979‑11‑15

その他のタイトル Effects of Physical Load on Blood Components with the Bicycle Ergometer 2. Changes of blood glucose and lactic acid concentrations in the plasma after the short and long time all‑out physical exercise

URL http://hdl.handle.net/10105/2465

運動負荷の血液成分に及ぼす影響

2.血糖量及び乳酸量の変動

中谷 昭･中牟田 正幸

(奈艮教育大学生理学及び衛生学教室) (昭和54年5月1日受理)

Effects of Physical Load on Blood Components with the Bicycle Ergometer

2. Changes of blood glucose and lactic acid concentrations in the plasma after the short and long time all‑out physical exercise

Akira NAKATANI and Masayuki NAKAMUTA

{Laboratory of Physiology and Hygiene, Nara University of Education, Nara, Japan) (Received May 1, 1979)

Summary

The experiments were carried out to investigate the changes of blood glucose and lactic acid in the plasma after the short and long time alトout physical exercise with bicycle ergometer. Results obtained are as follows :

1) On the short time alトout physical exercise, blood glucose concentration reached the maximal value just after the exercise, but thereafter it began to decrease and was significantly lower 30 minutes after the exercise than the resting level. And also it began to increase and recover to the resting level 60 minutes after the exercise. On the other hand, blood glucose concentration on the long time all‑out physical exercise reach‑

ed the minimal value 15 minutes after the exercise, but thereafter it began to increase gradually and recovered to the resting level 60 minutes after the exercise.

2) On both the short and long time alトout physical exercise, lacticacidconcentration increased markedly after the exercise, especially, the former reached the maximal value 15 minutes and the latter reached the maximal value just after it respectively. But lactic acid concentration began to decrease gradually and recovered to the resting level 60 minutes after the exercise.

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描 音

前報において,著者ら(1978)は運動選手を被検者とし,自転車ergometerを用い,短時間及 び長時間の激運動を行った場合,総血清蛋白及び血清蛋白分画が運動後どのように変動するかに ついて追究した.本実験も,前報と同様に,運動と血液成分の関係を研究する一環として,血糖及 び乳酸の問題を取り上げ検討した.

運動が血糖及び乳酸に及ぼす影響については.従来から数多くの報告1‑6･8′11)があるが,運動の 種類,強度,時間,運動経験,栄養状態及びその他の条件によって実験成績は必ずしも一致してい ma

本研究では,運動の強度と時間を異にする2種類の激運動を行ない,血糖及び乳酸の運動後にお ける経時的変動を追究し,あわせてそれらの物質代謝の様相を究明した.なお,尿についても後日 に血液の変動とあわせて考え報告することにする.

材 料 と 方 法

(1)被検者 被検者として本学保健体育科の男子学生8名を選んだ.

(2)運動負荷法 運動負荷は自転車ergometerを用い,短時間激運動(負荷重量4kg,時速40km のもとに50秒間,その後10‑20秒でalトoutになるまで全力でペダルを踏ませる)と長時間数運動 (負荷重畳3kg,時速30kmのもとに9分50秒間,その後10‑20秒でalトoutになるまで全力でペ ダルを踏ませる)の2種類を同一人に対して数回練り返し行った.

(3)採血と試料 血液は安静時,運動直後, 15分後, 30分後及び60分後の5回にわたって採取し 遠心分離によって血桑を得た.また,同時に採尿も行った.

(4)定量法 血糖は Blood Sugar‑God‑Period‑Test 及び乳酸は Lactate‑UV‑Testによって 定量を行った.

結 果 と 考 察

(1)血糖量の変動

運動後における血糖の変動は表1及び図1に示すとおりである.表及び図に示すように,短時間 激運動における血糖は安静時93.7±1.4mg/dlに対し,運動直後103.9±2.6mg/dl (P<0.001)と 最高値を示し,その後減少して30分後には90.2mg/dl (P<0.01)となり安静時の水準より一時的

に軽度の低下をきたすが,その後増加して60分後には93.1±1.lmg/dlとなって安静時の水準に回 復した.他方,長時間激運動における血糖は安静時92.7±1.lmg/dlに対し,運動直後74.2±2.5 mg/dl (P<0.001). 15分後70.9±4.8mg/dl (P<0.001)と最低値を示し,その後増加するもの の30分後でも79.9±4.1mg/dl (P<0.001)となったが, 60分後には安静時の水準に回復した.以 上の結果から,短時間激運動の血糖は運動直後に最高値を,これに反して長時間激運動の血糖は15 分後に最低値を示すことがわかった.

血糖は肝臓中に貯えられているglycogenが分解して血中に放出され,筋肉で利用されてエネル ギー源となる.したがって,血糖が運動を行ったときに果してどのように変動するかについて知っ

Table 1. Changes of blood glucose concentration before and after physical exercise (mg/dl)

No. of

Before Just after   15 min. after   30 min. after   60 min. after exercise exercise exercise exercise exercise

Subjects H   N   M  

^   i n   t O   N   o O

94.9  94.0   99. 2  68.4   91.7 91. 8  92. 7  105. 4  75. 4   98. 7 95. 8  92. 0  107. 7  74. 8   94. 8 92. 7  91. 5  103. 5  72. 5  101. 6 93. 3  94. 7  101. 4  75. 4   93. 7 94. 8  91. 5  105. 5  75. 0   92. 6 94. 4  93. 0  102. 5  77. 2   94. 8 92. 0  92. 0  105. 6  74. 8   99. 8

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± SD   ±1.4 ±1.1  ±2.6  ±2.5   ±3.4  ±4.8   ±2.3  ±4.1  ±1.1

A : The short time alトout physical exercise B : The long time alトout physical exercise

0       15       30 Before and after physica】 exercise

; The short time all‑out physical exercise

▲｢‑｢▲ The long time all‑out physical exercise

Fig. 1 Changes of blood glucose concentration

126

ておくことは大変重要なことである.本実験においてみられるように,短時間の激運動を行なうと 血糖は運動直後に増加して最高値を示した.これは運動が一つのstresser となって交感神経を興 奮させ,また副腎髄質を刺激して adrenalin の分泌を起こさせたため,このホルモンが肝臓の glycogenの分解を促進し.血中に葡萄糖を動員させたのでないかと考えられる.しかし,運動終

了後時間が経過すると,血糖は減少しはじめ, 30分後には安静時の水準よりも一時的に軽度の低下 をきたすが,これはいわゆる陰性相 negative phase というべきものである.このような低下現 象を示すのは,おそらく肝臓における葡萄糖の動員が追いつかないためであろうと考えられる.こ れに反して,長時間激運動を行なうと,運動後血糖は減少しはじめ, 15分後には最低値を示した.

これは体内の glycogen の貯蔵が消費されて,血糖上昇の時期をみることなく,運動直後直ちに 血糖が安静時の水準より低くなったためであると考えられる.

ところで,血糖が正常値より高い状態を高血糖hyperglycemia,また低い状態を低血糖hyp0‑

glycemia と呼んでいる.本実験における短時間激運動では運動直後に高血糖親がみられ,また長 時間激運動では運動後いきなり低血糖Jy]に入ることが分った.以上の結果から,血糖の変動は運動 の強度と時間により高血糖期及び低血糖期のみられる2種類のpatternがあることが確認された.

ちなみに, Burger et al. (1924)は軽運動をした場合に血糖に変化がなかったと報告している.

それによると, 1時間にわたる体操やボクシングを空腹の状態で行うと,減少,不変あるいは増加 と一定しなかったと述べている.もちろん,軽運動といえども長い間の疲労するような作業では必 ず低下するといわれている(Scott et al. 1920).

(2)乳酸量の変動

運動後における乳酸の変動は豪2及び図2に示すとおりである.豪及び図に示すように,短時間 激運動における乳酸は安静時12.2±0.7mg/dlに対し, 15分校57.8±2.7mg/dl (P<0.001)と最

高値を示し,その後減少して60分後には11.9±0.6mg/dlとなって安静時の水準に回復した.他方, 長時間激運動における乳酸は安静時12. 2±0. 5mg/dlに対し言曇動直後72. 1±3. 9mg/dl(P<0. 001) と最高値を示し,その後減少して60分後には12.2±0.9mg/dlとなって安静時の水準に回復した.

乳酸は激しい運動を行なうと,筋肉内のglycogenが分解されて生成され,その量も多くなり, 血中に吸収されて乳酸量は増加する.しかし,運動に際して定常状態に保持されるような運動で は,血中乳酸量は増加しない.したがって,乳酸が運動を行ったとき′に果してどのように変動する かについて知っておくことは,血糖の場合と同株に,大変重要なことである.本実験においてみら れるように,短時間の激運動を行なうと,筋肉内に大量の乳酸が生成され,これが血液中へ拡散し てでてくるため,その時期は運動最後よりも15分後に血中乳酸は最高値を示した.この現象を血中 乳酸の遅延現象delayed appearance と呼んでいる.すなわち,筋肉への02の補給が問にあわ なくて無酸素状態anaerobic で運動が行なわれたために乳酸の消却が十分にできないで,筋肉中 に多くの乳酸が蓄積し,これが遅れて血Fl1‑でてくるので.血中乳酸が最高濃度に達するまでに,

しばらく時間がかかるためでないかと考えられる.したがって,運動量が小さければ,運動中にも 酸素の補給が十分に行なわれるので,この遅延現象はみられなくなり,運動直後に血中乳酸が最高 度に達し,その後時間の経過とともに減少していくのである.しかし,木実験における長時間の激 運動を行なうと,運動中に呼吸はおこなわれるが酸素の摂取量は十分でなく,また最後の10‑20秒 間は無酸素状態で運動するため, 10分間の時間も関係するけれど,運動直後に最高値を示したので ないかと考えられる.

Table 2. Changes of blood lactic acid concentration before and after physical exercise (mg/dl)

No. of Before Just after  15 min. after   30 min. after   60 min. after

exercise

Subjects H   N   M  

^   i n   i B   N   o O

( O   l f l   N   H   l f l   N   o O   N

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M   12.2  12.2   37.8  72. 1   57.8  51.0   31.7  31.1  11.9  12.2

±SD   ±0.7 ±0.5   ±2.3 ±3.9   ±2.7 ±2.9   ±3.1 ±2.7   ±0.6 ±0.9

A : The short time alトout physical exercise B : The long time alトout physical exercise

30

Before and after physical exercise

S S The血〕rt time all‑out physical exercise

▲一一̲A The long time all‑out physical exercise

Fie. 2 Changes of blood lactic acid concentration

128

阿久津(1960)は運動強度と血中乳酸との関係について,酸素需要の少ない程度の運動では血中 乳酸の増加をきたさないと述べている.このように運動が起こっても,ある限界の強度内では血中 乳酸の増加をきたさないのは,その限界内でうまく乳酸処理が行なわれているからであろうと推察

される.つぎに, Crescitelli (1944)は鍛練者と非鍛練者において,前者の方がたとえ激運動を行 っても乳酸量は低く,さらに最大努力の運動をしたときにも血中乳酸量の高い値を示すところまで 努力することができると報告している.また,彼は同一負荷運動における乳酸生成の推移を調べ.

体力のある者の方が乳酸生成量が少ないと述べている.このように血中乳酸の増加と体力との密接 な関係により,同一負荷運動時の血中乳酸量を体力の指標とする試みがなされている.

摘    要

血糖及び乳酸が運動後どのように変動するかを知るため,運動選手8名を被検者とし,自転車 ergometerを用い,短時間及び長時間の激運動を行ったところ,次のような結果を得た.

1)短時間激運動における血糖は運動直後に最高値を示し,その後時間の経過とともに減少して 30分後には安静時の水準に比較し軽度に低下するが,その後は増加して60分後には安静時の水準に 回復した.これに反して,長時間激運動における血糖は運動後の時間の経過とともに減少して15分 後に最低値を示すが,その後は増加して60分後には安静時の水準に回復した.

2)短時間及び長時間激運動における乳酸はいずれも運動後著しく増加し,前者では15分後に, 後者では直後に最高値を示すが,その後時間の経過とともに減少して60分後には安静時の水準に回 復した.なお,後者の増加率は前者のものよりも大きかった.

文    献

(1)阿久津邦雄(1960) :体力研究.13(4), 1‑5.

(2) Burger, G. E.C., and Martens, J. C. (1924) :Klim. Wchnschr, 3, 1860. (Karpovich, P. V. 1959 Physiology of Muscular Activityより引用).

(3) Crescitelli, F., and C. Taylor (1944) : Am. J. Physiol, 141, 630.

(4)伊藤 朗･鈴木理子･鈴木政登･LIJFj幸雄･良 寛･鈴木浩二･中島孝之(1977):日本体育学会第28回 大会号.

(5)喜多尚武･後藤芳雄･高橋登久子･提 達也(1974):体力研究, 28, 26‑38.

(6)百多尚武･後藤芳雄･提 達也(1976) :第31匡旧本体力医学会大会予稿集.

(7)中谷 昭･中牟旧正幸(1978):奈良教育大学紀要, 27(2). 153‑164.

(8)小野種市(1974) :三重医学, 18, 155‑158.

(9) Scott, E. L., and Hastings, A. B. (1920) :Proc. Soc. Exper. Biol. and Med. 17, 120. (Karpovich, P. V. 1959 Physiology of Muscular Activityより引用)

(10) Tsutsumi, T., H. Shibayama, H. Ebashi, Y. Goto and N, Kita (1977): Bull. Phys. Fit. Res.

Inst, 36,ト15.

(ll)提 達也･後藤芳雄･喜多尚武(1978):体力研究, 38, 13‑25.