北海道体育学研究47：29−34，2012

研究ノート

短時間複数回の定常運動による脂質代謝の亢進
森

田

憲

輝1

藤

井

慎1 中

島

寿

宏2

沖

田

孝

一3

Enhancement of fat metabolism by short repeated bouts of moderate exercise
Noriteru Morita1，Makoto Fujii1，Toshihiro Nakajima2，Koichi Okita3
Abstract
Aerobic exercise leads to enhance fat utilization. The minimum duration of exercise-induced fat utilizationis thought to be a 20-min continuous exercise. It is increasingly recognized that repeated bouts of exercise iseffective way to enhance exercise-induced fat oxidation. However, the minimum duration of repeated bouts ofexercise remains unclear. The purpose of this study was to compare the fat utilization between‘two repeatedbouts of 10-min exercise’and‘a single bout of 20-min exercise’of the same intensity (55% maximal oxygen
uptake) and total exercise duration (20 min). Seven healthy men participated in two trials: (1) a single 20-min
bout of cycle exercise (Single), (2) two 10-min bouts of cycle exercise, separated by a 10-min rest (Repeated). Each
exercise was performed with a cycle ergometer at 55% maximal oxygen uptake, followed by 60-min rest recovery.
No significant difference was observed in the responses of oxygen uptake levels and the rating of perceived
exertion during the cycle exercises. However, the values of respiratory exchange ratio during exercise and 60-min
rest recovery were significantly lower in the Repeated trial than in the Single trial (p <0.05). Total fat utilization
during the 60-min rest recovery was greater in the Repeated trial than in the Single trial (p <0.05). These results
suggest that the two 10-min bouts of moderate exercise could lead to greater exercise-induced fat utilizationcompared with a single 20-min bout of continuous exercise.
Key words : multiple bouts of exercise, lipolysis, aerobic exercise
Ⅰ．緒

あっても運動習慣の無い者や運動に苦手意識を持つ者で言はそれだけの運動を実施すること自体にストレスを感じ

有酸素運動は肥満や糖尿病，高血圧などの生活習慣病る者も少なくない．この実態を踏まえ，2006年に日本でやメタボリックシンドロームの予防・改善に有用であ策定された「健康作りのための運動基準2006」および「健る（Stewart et al., 2005; Nishijima et al., 2007; Kodama

康づくりのための運動指針2006」では，諸々の身体活動

et al., 2009）．有酸素運動を実施する際，健康な成人で（生活活動）と運動を併せた活動量によって１週間の推は１日に30分以上の中強度運動を週３〜５回行うことが奨身体活動量を提示している（厚生労働省，2006）．また，

推奨されている（Pate et al., 1995; American College of

上述の ACSM の運動ガイドラインも１日の推奨時間をSports Medicine [ACSM], 2011）．しかし，体力レベル

30分以上としているが，その運動時間は１回10分以上でや運動への志向性は個人によって異なり，健康な成人であれば細切れにしても問題ないという記述に変遷してき１．北海道教育大学岩見沢校スポーツ教育課程

１．Hokkaido University of Education Iwamizawa〒068−8642〒006−8585

2−34−1 Midorigaoka, Iwamizawa 068−8642

岩見沢市緑が丘 2−34−1

２．北海道工業大学空間創造学部

２．Hokkaido Institute of Technology
4−1, Maeda 7-jo 15-chome, Teine-ku, Sapporo 006-

札幌市手稲区前田7条15丁目4−18585

３．北翔大学大学院生涯学習学研究科〒069−8511

江別市文京台23

３．Graduate School of Program in Lifelong Learning
Studies, Hokusho University

著者連絡先

森田

23 Bunkyodai, Ebetsu 069−8511

憲輝

morita.noriteru@i.hokkyodai.ac.jp
─ 29 ─

森田憲輝ほか

短時間の分割運動での脂質代謝亢進

ている．このように現在では一定時間の持続した運動だ
けでなく，細切れ，つまり短時間複数回の運動や身体活動による健康づくりの効果が重要視されてきている．
これまでの複数回反復する運動（分割運動）に関する研究においては，運動アドヒアランス（adherence），
体重や体脂肪，血圧そして脂質代謝に関して報告がなされている（Jakicic et al., 1995; Murphy and Hardman,

Table 1. Physical and Physiological characteristics.
Valiables

N=7

Age, yr19.6 ± 0.8

Height, cm

167.3 ± 3.5

Weight, kg

68.8 ± 6.2

Body fat, %18.0 ± 5.3

BMI, kg/㎡

24.6 ± 2.4

1998; Coleman et al., 1999; Jakicic et al., 1999; Asikainen
et al., 2002a, 2002b; Goto et al., 2007; Goto et al., 2011）．
脂質代謝への影響において，Goto et al.（2007，2011）が持続運動と分割運動での脂質代謝応答の違いを検討
し，分割運動を実施した後には単回の持続運動を実施す
るよりも脂質代謝が有意に亢進していることを報告した．しかしながら，これらの研究で用いられた分割運動
プロトコルの総運動時間は，いずれも ACSM の運動ガ
イドラインに従い30分間を超えて設定されている．一方で，ACSM の運動ガイドラインにおいては体力レベ
ルの低い者では，ガイドラインで提示される身体活動量（運動量）以下の運動処方であっても効果が望めるとされ（ACSM, 2011），実際に運動習慣のない中高齢者

・VO2peak, mL/kg/min

49.0 ± 8.5

Peak watts, watt271.4 ± 23.4

・

Mean±SD. BMI, body mass index; VO2peak, peak oxygen uptake.

における生活習慣病の予防・改善のための運動介入試験
初期の運動時間は20分に設定されている（Nishijima et

持続運動条件と分割運動条件は順不同で実施し，各定

al., 2007）．また，運動による脂質代謝の活性化はおよ

常運動条件の実施には６日間以上の間隔を設定した．各

そ20分を経過し顕著になる（Goto et al., 2007; フォックス,運動条件の実施時間帯は同様になるように，つまり午前

1999）ことから，30分より短時間の総運動時間における分

中に初回の運動条件を実施した場合２回目の測定も午前

割運動の効果についても検討する必要性はあるといえる．

中の同一時間帯に設定し，午後に運動実験を実施したもそこで本研究では，総運動時間を20分間とし，中強度のは両条件とも午後の同一時間帯で測定を実施した．初の自転車運動を単回で実施する持続運動条件と，10分間回の定常運動実験の前日３食と当日の朝食内容を被験者の自転車運動を２回とその間に10分間の休息を挟んだ分

自身に記録してもらった．記載後の記録用紙を複写し，割運動条件について，運動中及び運動後の脂質代謝を比

一方を被験者に返却し，他方を検者が保管した．それに較することを目的とした．

基づき２回目の運動実験の前日に再度食事内容について
被験者へフィードバックし，両日の食事内容が可能な限Ⅱ．方

り同様になるよう指示した．なお，運動開始時間が午前

法中の場合は実験当日の朝食を欠食するよう指示し，開始

１．被験者

時間が午後の場合は２時間以上前に食事を済ませるよう

被験者は運動部に所属している男子大学生７名を対象とした．被験者の身体特性は Table 1 に示した．表中の指示した．さらに，運動前日から運動終了まで，激しい運動や飲酒を行わないことも指示した．

体組成は体組成計（タニタ社製，BC-118E）によって測定した体重，体脂肪率である．実験に先立ち，全被験者

３．運動実験プロトコルに本研究の主旨および目的，安全配慮について十分な説

各運動実験のプロトコルを図１に示した．運動強度は明を行い，被験者はすべてを理解したうえで参加同意書

最大作業負荷の40％とし，被験者は20分間の持続的な自に署名した．

転車運動（持続運動条件），もしくは10分間の自転車運動を２度，その運動間に10分間の休息を挟む分割運動条

２．実験の概要件を行った．最大作業負荷の40％としたのは，先行研究

分割運動および持続運動実験に先立ち，自転車エルゴ（Goto et al., 2007）が60％ VO2peak で実施しており，本メーター（COMBI 社製，AEROBIKE 75XL）を用いた研究もそれと同等の強度とすべく，予備実験での検討か

症候限界性の漸増負荷運動試験により最高酸素摂取量

らランプ負荷で得られた最大運動時の40％強度での定常（peak oxygen uptake, VO2peak）と最大作業負荷（W）

運動は50-55%VO2peak になることを確認していたためを測定した．負荷の増加割合は１分間当たり25Wとした．

である．各運動条件においては安静開始時から回復期終最大作業負荷を基に定常運動実験中の負荷を設定した．

了まで呼気ガスを採取した．また，運動中は５分毎に自

●

●

●

─ 30 ─Morita N．et al．Enhancement of fat metabolism by short repeated bouts of moderate exercise
比（Fat oxidation, ％）を算出した．運動開始10分目（6-a）持続運動10min@Ex），運動20分目（16-20min@Ex），
休息期（Rest），
回復期15分目（15min@Recv），回復期30分目（30min@Recv）， 回 復 期45分 目（45min@Recv）， 回 復 期60分 目（60min@Recv）の各時点のデータは，各時点の直前５分間の平均値を算出し，用いた．
b）分割運動５．統計処理データは，全て平均値±標準偏差（mean ± SD）で表した．各条件間の違いについては，２要因（対応あり×
対応あり）の分散分析（ANOVA；時間×運動条件）によって検定した．運動中データも分析に用いたが，時間経過によるデータの変動については解析結果には含めず，運Fig. 1．運動プロトコルの模式図．a，持続運動条件の測定プロト
コル，b，分割運動条件の測定プロトコル．W-up，ウォー
ムアップ；CD，クールダウン＆リカバリー．

動条件間の比較（主効果）と交互作用にのみ着目した．

覚的運動強度（Ratings of perceived exertion, RPE）を回復期の総脂質酸化量の比較において対応のある t 検定

聴取した．自転車エルゴメーターは最大負荷運動で用いを用いた．いずれの分析にも Dr. SPSS II for Windows

たものと同一のものを用いた．両条件での自転車エルゴ（SPSS 社製）を用い，危険率は５％未満を有意とした．

なお，分割運動条件の休息期データについては「対応あり」条件としなければならないため除外して分析した．

メーターのサドルの高さを統一し，靴とペダルは粘着テープを用いて固定した．着座後，被験者は呼気ガス分

Ⅲ．結析用のガスマスク，血圧計および心拍計（POLAR 社製，
S810i）を装着した．自転車エルゴメーター上で３分間

果

１．運動強度の安静状態を保持した後，ウォーミングアップ（W-up）

持続運動条件と分割運動条件での VO2の変化を図２にとして各被験者の最大負荷の20％で３分間自転車運動を示した．分割運動条件（54.4±9.1％VO2peak，運動20分

行った後に，60rpm で各運動プロトコルに沿った自転車

目）と持続運動条件（50.4±5.4％VO2peak，運動20分目）

運動を行った．運動終了後は，エルゴメーターで設定での間に有意な差は認められなかった．運動中の RPE のきる最小負荷で２分間のリカバリー運動を行った．リカ

最高値は，持続運動条件（11.1±1.5）と分割運動条件（11.0

バリー運動終了後60分間の回復期は椅座位で安静を保持±2.1）で，条件間に違いは認められなかった（図３）
．

●

●

●

した．各運動実験は同一の実験室で実施した（分割運動条件，23.8±1.3℃；持続運動条件，22.9±2.1℃）．

運動中および回復期終了までの RER の変化を図４に示した．RER においては持続運動条件と分割運動条件との間に主効果，つまり条件間に有意差が認められた（p４．呼気ガス分析= 0.021）．しかしながら，両条件間に交互作用（RER 動

呼気ガス分析は自動呼気ガス分析装置（ミナト医科態の違い）は認められなかった．運動終了直後から回復

学社製，AE-300S）を用いて行った．安静時から60分

期45分までの間は統計学的に有意でないものの分割運動

間の回復期が終了するまで breath-by-breath 法で測定した．酸素摂取量（oxygen uptake, VO2）
，二酸化炭素●

排出量（output of carbon dioxide, VCO2），呼吸交換比●（respiratory exchange ratio, RER）を測定・評価した．
いずれの項目も30秒間の平均値を用いた．糖質および脂質酸化量は，VO2と VCO2から以下の式によって推定し●●た（Janyacharoen et al., 2009）．
Fat oxidation(mg/min)=1.695× VO2(ml/min) - 1.701●

× VCO2(ml/min)●

CHO oxidation(mg/min)=4.585× VCO2(ml/min) ●  3.226× VO2(ml/min)●

得られた糖質および脂質酸化量を体重で除して，体格の影響を除外した値を分析に用いた．また，脂質（9kcal/1g fat） お よ び 糖 質 酸 化 量（4 kcal/1g glucose）
からエネルギー消費量を推定し，それらから脂質依存・Fig. 2．VO2（mL/min/kg）の変化．multiple bouts，分割運動条
件；Single bout，持続運動条件；6−10min@Ex，運動開
始10分目；16−20min@Ex，運動20分目；Rest，休息期；
15min@Recv，回復期15分目；30min@Recv，回復期30分目；
45min@Recv，回復期45分目；60min@Recv，回復期60分目．

─ 31 ─

森田憲輝ほか

短時間の分割運動での脂質代謝亢進Fig. 3．RPEの変化．multiple bouts，分割運動条件；Single bout，
持続運動条件；0−5min@Ex，運動開始５分目；6−10min@
Ex，運動開始10分目；11−15min@Ex，運動開始15分目；16−20min@Ex，運動20分目．

Fig. 5．運動中および回復期の脂質依存比の変化．mmultiple bouts，
分割運動条件；Single bout，持続運動条件；6−10min@Ex，
運動開始10分目；16−20min@Ex，運動20分目；Rest，休息期；
15min@Recv，回復期15分目；30min@Recv，回復期30分目；
45min@Recv，回復期45分目；60min@Recv，回復期60分目．
P<0.05，ANOVA による分割運動条件 vs. 持続運動条件．

100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50

P < 0.05

Fig. 4．運動中および回復期の RER の変化．multiple bouts，分割
運動条件；Single bout，持続運動条件；6−10min@Ex，運動開始10分目；16−20min@Ex，運動20分目；Rest，休息期；
15min@Recv，回復期15分目；30min@Recv，回復期30分目；
45min@Recv，回復期45分目；60min@Recv，回復期60分目．
P<0.05，ANOVA による分割運動条件 vs. 持続運動条件．

Fig. 6．回復期60分間の総脂質酸化量．multiple bouts，分割運動
条件；Single bout，持続運動条件．
P<0.05，t 検定による分割運動条件 vs. 持続運動条件．

条件が持続運動条件よりも低値にあった．

で実施する持続運動条件と10分間を２回実施する分割運動条件において運動中及び運動後60分間の回復期安静状

２．脂質代謝態において脂質酸化を評価・比較した．その結果，持続

図５に持続運動条件と分割運動条件における運動中から回復期60分間のエネルギー消費量に占める脂質依存比

運動条件に比較して分割運動条件において脂質酸化量および脂質依存比率の亢進が認められた．

の変化を示した．運動中の脂質依存比には，持続運動条件に比較して分割運動条件の脂質依存比が有意に高いこ

１．本研究の意義と（主効果）が認められた（p = 0.029）．しかしながら，これまでの運動分割法に関する研究は，いずれも総脂質依存比における交互作用，つまり脂質依存比の動態

運 動 時 間 を30分 間 と し て 実 施 さ れ て い た（Jakicic etにおける差は認められなかった．

al., 1995; Murphy and Hardman, 1998; Coleman et al.,

持続運動条件と分割運動条件における回復期の総脂質

1999; Jakicic et al., 1999; Asikainen et al., 2002a, 2002b;

酸化量を図６に示した．持続運動条件（69.4±8.6 mg/

Goto et al., 2007; Goto et al., 2011）．この30分間というkg）と比較して，分割運動条件（81.4±9.6 mg/kg）が総運動時間は ACSM の運動ガイドラインにおける健康より多く脂質を酸化していた（p = 0.036）．

な成人での中強度運動の１日当たりの下限時間にあたる（ACSM, 2008）．しかしながら，運動習慣のない低Ⅳ．考体力者においてはそれよりも短時間の設定で運動プロ察

グラムの処方がなされる（ACSM, 2008; Nishijima et al.,

本 研 究 で は， 男 子 大 学 生 を 対 象 に，50−55 ％2007）．本研究では，これまでの分割運動に関する研究

VO2peak の総運動時間20分間の定常負荷運動を，単回より短時間の設定である総運動時間20分の分割運動プロ●

─ 32 ─Morita N．et al．Enhancement of fat metabolism by short repeated bouts of moderate exercise
グラムにおいても運動後の回復期における脂質代謝亢進

応答を比較できたと考える．

効果がみられることを提示した．この結果は，低体力者
や運動習慣のない者，特に糖尿病や肥満などの代謝異常

Ⅴ．結症の患者やメタボリックシンドローム該当者における運論

動療法の初期において，これまでより負担の少ない運動

本研究では，男子大学生を対象に，50-55％ VO2peak

プログラムとして分割運動を活用できる可能性を示す．

の中強度の20分間の定常負荷運動を単回で実施する持続●運動条件と10分間２回で実施する分割運動条件の２条件
２．脂質代謝亢進の生理学的機序を実施し，運動時および運動後回復期の脂質代謝を評価・分割運動で脂質代謝が亢進する要因のひとつとして脂比較した．その結果，分割運動条件において運動中から質代謝に作用するホルモンへの影響が考えられる．運動回復期60分間にかけての脂質代謝の亢進が認められた．

によって分泌量が変動し，かつ脂肪分解に作用するホル

この結果から，体重減少や代謝異常症などの改善を目的

モンとしてエピネフリンがある．30分間もしくは60分間とした運動習慣のない者に対する初期の運動プログラムの定常運動を２回実施した先行研究では，２回目の運動としては，本研究で実施した総運動時間20分間の分割運

時にエピネフリンがピーク値を示し，また，その値は持動は，心理的・身体的な負担や脂質代謝量の側面から判続運動でのエピネフリンのピーク値よりも高い水準に達断し有効なプログラムとなりえると考える．

していた（Goto et al., 2007; Stich et al., 2000）．本研究
はそれらの先行研究に比較して１回の運動時間が10分間

Ⅶ．引用・参考文献と短いものの，それらの先行研究において運動開始15分
目の時点でもエピネフリンやノルエピネフリンの増加がAmerican College of Sports Medicine. (2011) 運動処方

観察されており，また10分間という短時間の運動実施時の指針 [ 第８版：日本体力医学会体力科学編集委員間ではあるものの分割運動条件の２回目の運動の際には

会監訳 ], 南江堂 , 東京 , pp. 168−169.

20分間以上経過しているため，エピネフリンの増加が表

Asikainen, T.M., Miilunpalo, S., Oja, P., Rinne, M.,

れないとは考えにくい．本研究においても分割運動に関Pasanen, M., and Vuori, I. (2002a) Walking trials in

する先行研究同様に２回目の分割運動時には増強したエ

postmenopausal women: effect of one vs two daily

ピネフリン分泌が生じ脂質代謝の亢進に作用したものとbouts on aerobic fitness. Scand. J. Med. Sci. Sports,

推測される．

12：99−105.

分割運動のこれらの研究（Goto et al., 2007; Stich et

Asikainen, T.M., Miilunpalo, S., Oja, P., Rinne, M.,al., 2000）においては血中インスリンおよび血糖値も測

Pasanen, M., Uusi-Rasi, K., and Vuori, I. (2002b)

定している．インスリンは脂質代謝において脂肪合成のRandomised, controlled walking trials in促進に作用し，つまり脂肪分解に対する抑制作用を示す

postmenopausal women: the minimum dose to

ホルモンである．先行研究（Goto et al., 2007; Stich et

improve aerobic fitness? Br. J. Sports Med., 36：

al., 2000）においては，分割運動の２回目の運動時には

189−194.

持続運動よりも大きなインスリンおよび血糖値の低下をColeman, K.J., Raynor, H.R., Muller, D.M., Cerny, F.J.,

観察している．これらの血液マーカーもエピネフリン同Dorn, J.M., and Epstein, L.H. (1999) Providing

様に反応時間は短く，上述の先行研究では15分目の時点

sedentary adults with choices for meeting their

で反応がみられている．そのため，本研究でも先行研究

walking goals. Prev. Med., 28：510−519.

と同様に脂質分解抑制作用を減弱させる応答を示し，さフォックス：朝比奈一男監訳・渡部和彦訳（1999）選らに上述のエピネフリンの作用によっても脂質代謝亢進

手とコーチのためのスポーツ生理学 . 大修館書店：という結果が導かれたと推察する．

東 京 , p. 43. < Fox, E.L. (1982) Sports Physiology.
Saunders Company. >３．研究の限界

Goto, K., Ishii, N., Mizuno, A., and Takamatsu, K. (2007)

本研究で血液生化学データによる代謝応答やホルモン

Enhancement of fat metabolism by repeated bouts

動態を評価できなかったことは本研究の限界と考える．

of moderate endurance exercise. J. Appl. Physiol.,

しかしながら，栄養状態や食事内容に関して本研究では102：2158−2164.

初回の測定日の前日３食と当日の朝食を調査し，２回目

Goto, K., Tanaka, K., Ishii, N., Uchida, S., and Takamatsu,の実験前日と当日の食事内容が初回時と同様になるよう

K. (2011) A single versus multiple bouts ofに指示した．また，両運動実験の実施時間帯の統一，実moderate-intensity exercise for fat metabolism.

験前日の激しい運動およびアルコールの摂取の節制など

Clin. Physiol. Funct. Imaging, 31：215−220.

比較的厳密に条件設定ができたことから，血液生化学

Janyacharoen, T., Auvichayapat, P., Tsintzas, K.,

データによる検討はできなかったものの高い精度で代謝

Macdonald, I.A., and Leelayuwat, N. (2009) Effect─ 33 ─

森田憲輝ほか

短時間の分割運動での脂質代謝亢進

of gender on fuel utilization during exercise at

exercise. J. Appl. Physiol., 88：1277−1283.

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is increased during a repeated bout of aerobic
─ 34 ─

平成24年４月10日

受付

平成24年６月25日

受理