Ｃ NSCA JAPAN

Volume 24, Number 8, pages 2-8

特変わりゆくスポーツと科学 パート25

集

feature

高地（低酸素）トレーニングの実際とその効果～これからの利活用促進に向けて～杉田 正明 日本体育大学体育学部 教授

1. はじめになり、体内の酸素の取り込みが減るたおり（22）、末梢における機能改善の面

高地トレーニングの合宿では、空気

め、身体はそれに適応しようとエリスからも有酸素パフォーマンスを向上さの薄い場所で生活することで受動的なロポエチンという骨髄における赤血球せることが明らかとなっている。

低酸素刺激を受け、さらにトレーニン生産を促進するホルモン増加によっ

酸素濃度の低い場所に滞在すること

グすることで能動的な低酸素刺激も得て赤血球やヘモグロビン、血液量などによって身体を適応させ、血液を増やられる。この両方の刺激があることでを増やそうと代償的反応が生じ、ヘモし生理的な機能が向上した身体で平地

高地トレーニングの効果がもたらされグロビンやヘマトクリットを増加さに降りることで、楽に運動できるようるので、トレーニングだけでなく、そせ、その結果として最大酸素摂取量やになるというのが高地トレーニングのの環境に滞在し、生活することは大切ランニングパフォーマンスを改善させ基本的な考え方であり、1 ヵ月以上高である。

ることが可能であると報告されている地に滞在しトレーニングを実施するの（16）。

がトップアスリートでは一般的であしかし、本稿では自然環境での高地
トレーニングと人工的な低酸素環境にまた、ヘモグロビンと酸素の親和力る。 欧 米 で は 1997 年 にLevineら（11）おける低酸素トレーニングをわけ隔てを調整する赤血球 2, 3 -DPGも増え、多によって提唱された、“リビング・ハないものとして取り扱い用いることにくの酸素をヘモグロビンから筋組織な

イ－トレーニング・ロー”（LHTL：低した。高地トレーニングによる身体へ

どへ酸素供給を促進することができ

酸素下で生活し、より低所でトレーニのポジティブな効果は主に低酸素にるようになり、さらに毛細血管の発ングする）が定着し、Meta-analysis（メ

よってもたらされると国内外で取り扱達、ミオグロビン濃度の増加、ミトコ

タ分析）によってもその方法は積極的われてきていることと、低酸素トレー

ンドリアにおける酸化系酵素活性の増に支持されている（3,7）
。しかし、わニングの効果に関する有益な研究が進加およびミトコンドリア量の増加がもが国では長く高地に滞在し、高地でト

んできているからである。

たらされ、酸素利用効率が高まること

レーニングをする“リビング・ハイ－ト

がトレーニング効果として挙げられレーニング・ハイ”（LHTH）の方法でている（2,16）。高い持久的競技者にお女子マラソンにおいてシドニーオリン

メカニズム

い て もHypoxia-inducible Factor1α や

ピック、アテネオリンピックで高橋尚空気の薄い高所（低酸素環境）でト

GLUT- 4 などの mRNA濃度が増加す

子選手、野口みずき選手両選手が金メレーニングをすると、酸素分圧が低くることも筋生検の結果から報告されてダルを獲得してきた歴史がある。実際

2. 高地トレーニングによる効果の2

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にトップアスリートが n = 1 で実施すたパフォーマンス発揮を可能とするこるトレーニングは、勝つための高地トとへの貢献を示唆するものであるが、レーニングであり、学術的な傾向と異ヘモグロビンが増量しなくても 1 度のなる方法を用いていることも仕方のな

最大パフォーマンス発揮であればほぼいことであろう。

同程度のプラスの効果が得られること

個体差を最適化し、様々な条件を最を示したとも考えることができる。こ

高・最善の状態にして、世界一を目指

れはオーストラリアのAIS（Australian

す方法は、学術的な常識や研究の制Institute of Sport）の 研 究 グ ル ー プ

約を超えて実施されることは当然であに よ る 研 究 で あ る が、 ア メ リ カ のり、あとから科学が追いついていくと研 究 グ ル ー プ で あ るLevine＆Stray-

いう側面も十分にあるといえる。

Gundersen（12）およびWilber（21）によれば、ヘモグロビン量を増やし最大酸3. 高地トレーニングとパフォーマ

素摂取量を増加させるための高所滞在ンス向上の要件を、滞在高度は、標高 2,000 ～

高地トレーニングは、これまで言わ2,500 mで滞在時間 22 時間／日以上、れているとおりヘモグロビンが増える

標高 2,500 ～ 3,000 mで、12 ～ 16 時間

ことによってパフォーマンスの改善が／日以上で、いずれも滞在期間 4 週間

もたらされているのだろうか？

これ以上としている。そして、高所滞在にに関して大変興味深い研究が報告されよる総ヘモグロビン量 1％の増加は最て い る。Garvican LAら（6）は、14 名

大酸素摂取量 0.6 ～ 0.7％の増加をもたの高度に鍛錬された女性サイクリス

らす（図 2 ）ことを報告し、高地トレー（標ト を 対 象 に 26 泊 の 低 酸 素 室 滞 在

ニングの有用性を支持している。

高 3,000 mで 14 時間／日）と平地でト

一方、高地トレーニングは短期間でレーニングを行なうLHTLにおける実も効果はあるのか？

ということにつ験で、この方法で生じたヘモグロビン

いて、筆者らは富山県の立山で実施し量を静脈切開して増量分を抜き取った

た短期間の高地トレーニングプロジェ

選手群とそのまま総ヘモグロビン量がクト研究において、測定合宿を担当す

増量した選手の 2 群に分けて持久的パる機会を得た。そして、標高 2,450 m

フォーマンスに与える影響を検討してでの 3 泊 4 日の高地トレーニングで実いる。その結果、トレーニング前のレ

際的なパフォーマンス向上の基礎となベルまで血液を抜き取られた群では低る同じペースで走行した際の血中乳酸

図 1 LHTL（ 26 泊）前後におけるヘモグロ
ビン量、最高酸素摂取量、4 分間最大自転
車駆動による平均パワー、漸増負荷法によるオールアウトまでの運動時間の変化（左：ヘモグロビン増加群、右：ヘモグロ
ビン抜き取り群）

酸素曝露でもたらされたヘモグロビン
量が増量した群と 4 分間の自転車の最大トライアルでほぼ同程度のパフォー
マンスの改善をみせた（図 1 ）。しかし、
その後 10 分の休息後に実施した漸増負荷法による疲労困憊までの運動テス
トにおけるオールアウト時間では、ヘモグロビン量を減らされた群では実験
前の時間まで運動を実施することができなかった。ヘモグロビン量の増大は、運動後の素早い回復とその後の連続し

図2

4

ヘモグロビン量の変化率とVO2maxの変化率（ n = 145 ）との関係（および 95％ CI）。
○はコントロール群

Ｃ National Strength and Conditioning Association Japan3

図3

クロスカントリー男子高校生選手 7 名の 3 泊 4 日高所トレーニング
前・中・後、7 日後の 3 分間ペース走中の血中乳酸濃度の変化
表1

立山高所トレーニング直後の競技成績

陸上競技・中長距離
選手名 滞在期間

競技会ま
での日数

A

3泊4日

7 日後

1,500m 3 分 56 秒 62

→

日本選手権
3 分 52 秒 82

B

3泊4日

5 日後

1,500m 3 分 56 秒 14→

日本学生選手権3 分 55 秒 79

C

3泊4日

8 日後

5,000m 13 分 53 秒 0

→

日本選手権
13 分 47 秒 3 5 位

種目

これまでの
ベスト記録

大会名
記録

図 4 低温・高所トレーニング前後のMNR装置内での右下肢挙上運動中および回復中のクレアチンリン酸（Pcr）の相対値、血中乳酸および筋細胞内Phの変化（1）（＊ p < 0.05、※ p < 0.01）

濃度の有意な改善を報告している（18）

たの 3 泊 4 日であるが試合前に高地環

で 1 日 2 回、1 回 1 時 間 のAT（ 140 ～

（18）
（図 3 ）。図にはまとまった人数で境でしっかり練習をした後に、実際に

170 bpm）水 準 の ぺ ダ リ ン グ 運 動 ト

統計処理が可能な高校生クロスカン

試合に出てみたらどうなるのかについレーニングによって、トレーニング

トリー選手のデータを示したが、このても試行した。その結果、表 1 に示す

後に運動時の筋における酸化的代謝

他にも実業団の長距離男子、女子選手

とおり、1,500 m、5,000 mで自己新記の上昇や、血中乳酸濃度の低下、pHが参加しており全く同傾向を示した。

録を達成したのである。これらのことの低下抑制を示していることからもすなわち、3 泊 4 日の高地トレーニン

は血液の変化よりも骨格筋内のミトコ（図 4 ）、骨格筋の低酸素環境への適応

グ の 1 日 後、7 日 後 に 平 地 で 実 施 しンドリアにおける酵素活性やミトコンが認められたといえ、先の 3 泊 4 日のた 3 分間ペース走後の血中乳酸濃度がドリアそのものが増えたりすることな結果をある程度支持する報告であると

特に第 2 速度と第 3 速度で高地トレー

どによって酸素の取り込みや酸素利用

いえよう。したがって、高地トレーニ

ニング前よりも有意に低い水準を示し

効率促進および筋緩衝能の改善効果に

ングは、3 泊や場合によっては 2 泊程たのである。ヘモグロビンなどの血液よるものと推測される。

度の短期間でも生体への低酸素刺激が性状はトレーニング前後には全く変化

これまでに報告されている実験室十分に確保できる標高とトレーニングは認められず、この実験を 2 年間にわ実験では、アルベールビル冬季五輪の強度および量の組み合わせによってたって繰り返したが、得られた結果は代表（複合）を含む 4 選手が気温 5℃、は、血液性状の変化を伴わずにその後同じであった。この結果を受けて、たっ

標 高 2,000 m相 当 の 低 圧 低 酸 素 室のパフォーマンスに良い効果をもた

4

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らすコンディショニング高地トレーの改善はみられているものの、低酸素

く、瞬発系や解糖系能力などへのポジ

ニングになりうることを示している。

群では、10 秒間全力駆動時のパワー

ティブな効果とそのメカニズムについ1 泊 2 日や週末だけの高地トレーニン

低下率は低くなり、40 秒間全力駆動て報告されるようになってきており、グを反復したりすることも過負荷の原時の平均パワーの上昇がみられた。低高地トレーニングの実施は、わが国で理から考えれば、普段かけることので

酸素環境下で高強度の間欠的トレーニ

も持久系種目だけでなく、瞬発系、球きない大きな負荷刺激を身体（筋肉）にングを行なうと、無酸素的にエネル

技系、格闘技系競技などへ波及していかけることができるため、現実的にはギーを生み出す酵素（ホスホフルクト

くことが期待される。

高強度トレーニングとして意義ある効キナーゼ）の活性が上がること（15）や果的なものといえるかもしれない。

GLUT- 4 のmRNA発現など、筋におけ4. 高地トレーニングとレジスタン

最近では、持久力に加えて、無酸素

る解糖系活性の亢進を示していること

ストレーニング

性能力（パワー発揮能力）の向上にもつ（5）も見受けられていることから、こ低酸素環境下におけるレジスタンス

ながるという報告が見受けられる。低うした機序によりパフォーマンスが向トレーニングの効果について、次に筆

酸素環境下における短時間・高強度の上したことが推察される。

者らの結果（14）を紹介したい。運動部

間欠的運動（トレーニング）によって、ま た、 女 子 の ア ス リ ー ト 16 名 ずに所属している男子学生 14 名を 2 群

無酸素性、有酸素性エネルギーの発揮

つ を 対 象 に、 酸 素 濃 度 14.5%（ 標 高（常酸素群、低酸素群）に分け、週 2 回

パワーへ及ぼす効果について検討を行

約 3,000 m相当）と 20.9 %（標高 0 ｍ）で

×6 週間、低酸素群では標高 2,200 m

なったが、乳酸が身体の中に過剰に蓄（ 7 秒間自転車全週 2 回のトレーニング

相当の低酸素環境（ 16.0％）に 30 分間

積しないように筋緩衝能力も上がるこ［ 1 本ごとの休息 30 秒］）
力駆動を 10 本

曝露後、肘関節の屈曲、伸展のレジスとによって、結果的に無酸素性能力の（8）では、低酸を 4 週間実施した研究

タンストレーニング（フレンチプレス、向上につながることは、仮説として十素群では、7 秒間全力駆動（体重の 4%

アームカール）を 70％ 1 RM×10 回×分に考えられた。

負荷）を 30 秒の休息で 10 回繰り返す

4 セット（セット間は 1 分の休息）を行

図 5 は、15 名 の 短 距 離 男 子 選 手

テストにおいて、トレーニング前になわせた。そしてトレーニングの前を 2 群に分け、常酸素環境と低酸素環

比べて 1 本目からパワーの増大がみら後でそれぞれの 1 RMを測定するとと境 下（ 16.0%： 標 高 2,200 m相 当 ）で、（図 6 ）。
れ、10 本目まで高い値を示した

もに、MRIにより筋横断画像を撮影し10 秒間（休息 5 秒間）、あるいは 20 秒

かなり明確にトレーニング効果がみらた。低酸素群の運動側（HC-E）と非運

間（ 休 息 10 秒 間 ）の 全 力 自 転 車 駆 動

れている点で興味深く、さらに持久力動側（HC-N）および常酸素群の運動側を 10 本 1 セットとして、オールアウのテスト（ 70 Wから 2 分ごとに 35 Wず（NC）を対象として肘関節屈曲筋群（上トまで繰り返す高強度インターバルトつ漸増）では最大酸素摂取量に有意な

腕二頭筋、上腕筋）と肘関節伸展筋（上レーニングを、週に 1 ～ 2 回、4 週間

改善はみられなかったものの、運動時

腕三頭筋）の面積を計測した。その結で合計 6 回行なったときのトレーニン間が有意に（ p < 0.05 ）伸びた
（ 659 秒か果、屈曲筋群も伸展筋群も低酸素環境

グ結果である（19）。その結果、常酸素

ら 688 秒）ことが報告されている（8）。

下で行なったほうが筋肥大への積極的

群・低酸素群どちらにも有酸素性能力

以上のように、持久系能力だけでな（14）。1 RMにな効果がみられる（図 7 ）低酸素群（ n = 8 ）

常酸素群
（n=7）

低酸素群
（n=8）

常酸素群
（n=7）

低酸素群
（n=8）

常酸素群
（n=7）

図 5 低酸素環境下の高強度インターバルトレーニングを行なったときのトレーニング結果（左：10 秒間全力駆動時のパワー低下率、中：40 秒間全力駆動時の平均パワー、右：最大酸素摂取量）

Ｃ National Strength and Conditioning Association Japan5ついても低酸素群においてより大きな効果がみられているが、低酸素群のみ
トレーニング開始後 3 週間で有意な改善がフレンチプレス、アームカールど
ちらにもみられているのが興味深い。
通常、最大挙上重量の 65％以上の重さ
で 8 ～ 10 週間のトレーニングを継続
しないと筋肥大は生じないといわれているが、本実験では、筋肥大が起こるとされるぎりぎりの負荷である 70％に設定したにもかかわらず、6 週間で筋肥大が認められたことには大きな意

図 6 スプリントトレーニング前後の 7 秒全力駆動における（左：低酸素群、右：常酸素群）
1 本ごとの平均パワーの推移

義があるということができる。常酸素
群に筋肥大が生じなかったのはセオリーどおりの結果といえ、トレーニン
グ強度や期間が足りなかったと考えられる。つまり高地環境（低酸素環境）を用いれば、比較的重くない負荷で、短い期間でも筋肥大を生じさせることが可能であるということができる。

5. 高地トレーニングの効果における個人差
高地トレーニングに対する応答性に

図7

は個人差が大きいことが指摘されている。高地トレーニングによる平地でと屈曲筋（アームカール）の筋肥大効果伸展筋（フレンチプレス）（＊ p < 0.05 ）の 5,000 m走のタイムの改善には高地

それ以下にまで下げることが可能であで、高地トレーニングによる効果の個

滞在中のエリスロポエチンの応答性がる。2010 年サッカーワールドカップ

人差を検討するために、筆者らは酸素ひとつの鍵となることが報告されてい日本代表チームでは、南アフリカでの飽和度を基準にしたトレーニング実験（4）。また、十分な鉄分が体内に備る

高地対策の一環で、JISSにおいて代表を行なった（未発表）。16 名の対象者

蓄されていないと、高地での造血反応

候補選手全員を対象に、低酸素環境

を 8 名ずつの 2 群に分け、全ての対象が起こらない可能性も指摘されてお（標高 2,000 m）での運動能力のチェッ者におけるトレーニング時の酸素飽和り（16）、フェリチンは女性では 20 ng/

クを実施した（20）。 具 体 的 に は、 分度が等しく約 88％程度になるように

ml以 上、 男 性 で は 30 ng/ml以 上 が 望

速 150 m、250 mで の 各 3 分 間 走 中 の運動強度を設定し、酸素濃度 13.6%環

ましいとされている。生体への低酸素

酸素飽和度などを測定したが、このと境下（標高 3,500 m相当）でトレーニン

刺激については、動脈血酸素飽和度

きの選手間での個人差が大きく、酸グするグループと酸素濃度 15.4%環境（以下、酸素飽和度）で診ることがで

素飽和度が 80%を下回る選手もいれ

下（標高 2,500 m相当）とでトレーニン

きる。酸素飽和度は、通常は平地でば 90％以上の選手もみられ、低酸素グするグループにおける 30 分間の自は 99 ～ 100％で、平地でどんなに高刺激の加わり方にも大きな個人差があ

転車駆動トレーニングを、週 2 回の頻強度の運動をしても、95％程度までることが認められた。これらが結果的度で 4 週間実施した際のトレーニング

くらいしか低下しないが、低酸素環境にトレーニング効果に影響を及ぼして効果を検討した。決定的に異なるのは、下では、90 ～ 70％くらい、あるいはいる可能性は十分に考えられる。そこ

トレーニング時の負荷であり、3,500 m

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相当での自転車駆動時に酸素飽和度88％にするためには運動強度をかなり低い強度（ 49.5±31.3 W）に設定し、もう一方の群では 115.1±25.9 Wに設定したことである。実験の結果、トレー
ニング効果はほとんど変わらず、むしろ 13.6%環 境 下（ 標 高 3,500 m相 当 ）群。のほうが良い結果を示した（図 8 ）
オールアウトまでの運動時間の平均値について、トレーニング前、トレー
ニ ン グ 後 の 順 に 15.4%群 で は 620.4±
58.9 秒、657.3±58.3 秒であり、13.6%
群では 640.8±62.6 秒、681.8±64.1 秒

4

図 8 両群における運動時間およびVO2maxの変化
運動時間：両群ともに有意な向上（ p < 0.01）であった。両群ともに運動時間に有意4VO2max：13.6%群のみ有意（ p <0.01）
な向上

な増加（ 15.4%群：p < 0.01、13.6%群：
4

p < 0.01）が認められた。VO2maxでは、
4

13.6 %群 のVO2maxの み 有 意 な 増 加

軽負荷であっても標高のより高い（低応、③良質な食事（含・飲料水）の提供、（ p < 0.01）が認められ、15.4%群では有い酸素濃度の）環境でトレーニングを④リカバリー対策、⑤高地順化の促進

意な変化は認められなかった。

行なうことも酸素飽和度の低下が伴えと持続、に集約される。このときは、以上の結果から、両群の運動負荷のば十分に意味があるといえる。ただし、高地環境にあるスタジアムで平地と同平均値には 65.6 Wの差があるにもかか

超高所環境において軽負荷でトレーニ

じようにサッカーのパフォーマンスがわらず、同等のトレーニング効果が得ングをした場合には、軽い負荷での身発揮できるようにする、いわば高地順

られることが明らかとなった。また、体の動きと筋力などは実際の試合の動化を図るため奔走し、ベスト 16 とい同一水準の酸素飽和度をトレーニング

きやスピードとは異なるため、注意がう成績を収めることができた（20）。そ時の設定運動強度とし、異なる標高で必要である。期分けの中でうまく組みれ以来、高地トレーニングに対する効

トレーニングを行なった場合、両群と入れることが大切になるといえよう。

果が再認識されるようになったと感じもに運動能力の向上が認められた。こ

現在、トレーニングは酸素飽和度 80

ることが多く、関連学会のシンポジウのことから、標高や酸素濃度など環境～ 90％くらいで行なうとよいといわ

ムでは毎年といってよいほど、高地（低的な条件（負荷）は異なっていても、生れているが、どのくらいの数値が適切酸素）トレーニングに関するセッショ

理学的に低酸素刺激が等しく選手全員

なのかは、まだまだこれからの研究課ンが組まれるようになってきた。高地に負荷として身体にかかっていれば、題であると思われる。このように、酸トレーニングは、上手くやればスポー

物理的な運動強度によらず、ほぼ同程

素飽和度を指標としたトレーニング法

ツ選手にとって万能的効果をもたらす

度のトレーニング効果が得られることを新たにプログラム化していくことといえるが、逆のパターンもあり、両が明らかになった。そのため、高地ト

は、今後、競技力向上を考える上で有刃の剣といわれることも多い。そこで、レーニングを行なう際には、酸素飽和用であるといえよう。

高地トレーニングを上手く活用し成果を上げるために筆者が日々、感じてい度に着目することが重要であると考えられる。

7. おわりにるいくつかのポイントを本稿でまとめ

さらに、高地（低酸素）トレーニング

7 年前に高地対策を任されたサッ

た次第である。競技力向上とともに健を行なう際には標高の高くない（酸素

カーワールドカップ南アフリカ大会に康増進にも大いに効果がある（9,10）と濃度の高い）環境で実際のスピードにおける日本代表チームでの取り組みいわれている高地トレーニングが益々

近い運動強度を高めたトレーニングを

は、①選手の血液状態の確認と正常化、普及することを願うばかりである。そ

実施することも大切であるが、同時に、②日々のコンディションの確認と対れと同時に 2020 東京オリンピック対Ｃ National Strength and Conditioning Association Japan

7

策の一環と思われる暑熱と低酸素の組
み合わせ効果についての研究（13）も見受けられており、2020年に向けても高地トレーニング研究の促進が大いに期待される。◆

参考文献

Information

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hypoxia in endurance runners. III. Muscularadjustments of selected gene transcripts. J Appl
Physiol 100(4):1258-1266.2006.

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Number 8

70 種目
エクササイズ
映像 DVD 付属