「子どもの持久力トレーニングは大人と同じでいいのか？— 科学が示す最適な方法」

「子どもの持久力トレーニングは大人と同じでいいのか？— 科学が示す最適な方法」

子どもに適した持久力トレーニングとは？

子どものトレーニングについて考えるとき、よくある疑問のひとつが「大人と同じ持久力トレーニングを、少し軽くして行えばよいのか？それとも、子どもの生理機能に適した別の方法が必要なのか？」ということです。科学的な研究は、後者の考え方が正しいことを示しています。つまり、子どもの持久力を効果的に向上させるには、大人とは異なるトレーニングの種類や強度が必要なのです。

例えば、大人向けの一般的な持久力トレーニングは、最大心拍数の75%の強度で20〜30分間維持するというものです。これを週に3〜5回実施すれば、成人のVO₂max（最大酸素摂取量）は約25%向上するとされています。この改善は、心拍出量の増加や、筋肉の毛細血管密度、ミトコンドリア数、酵素活性の増加によるものです。

しかし、同じプログラムを子どもに適用すると、VO₂maxの向上率は大人ほど高くなりません。この理由について、科学的な視点から解説していきます。

子どもの持久力トレーニングの効果は大人より低い？
なぜ子どもは持久力トレーニングの効果が低いのか？
さらなる証拠：エリート子どもアスリートのVO₂max
子どもはより高強度のトレーニングが必要？
子どもはより多くの脂肪を燃焼する
結論
要点をまとめると以下の通りです。

子どもの持久力トレーニングの効果は大人より低い？

これまでの研究によると、子どもが週3〜5回、1回20分以上の持久力トレーニングを12週間続けると、VO₂maxは7〜26%向上することが分かっています。ただし、最も厳密に管理された研究の結果を見ると、子どもが大人と同様のトレーニングを行った場合、VO₂maxの平均的な向上率は10%程度にとどまるとされています。

このことから、子どもは持久力トレーニングによって有酸素能力を向上させることができるものの、大人と同じ程度の効果は得られにくいという結論が導かれています。

なぜ子どもは持久力トレーニングの効果が低いのか？

この理由について、科学者たちは「ホルモンの影響」という仮説を提唱しています。

例えば、成長ホルモン（特にテストステロン）の分泌が十分でないと、持久力トレーニングによる心臓の成長が制限される可能性があります。これは、筋力トレーニングで筋肉が大きくなりにくいのと同じ理由です。実際、子どもの心臓は大人よりも小さく、身長が完全に成長するまでそのサイズには達しません。

このため、心臓が一回の拍動で送り出せる血液量（ストロークボリューム）が大人よりも小さいため、VO₂maxのさらなる向上が制限される可能性があるのです。

さらなる証拠：エリート子どもアスリートのVO₂max

この仮説を支持する証拠として、エリートレベルの子どもアスリートでもVO₂maxの限界があることが挙げられます。

•エリート子どもアスリートのVO₂maxは 最大でも65 ml/kg/min 程度。

•一方で、エリート成人アスリートは 80 ml/kg/min 以上に達することがある。

また、思春期になるとVO₂maxが一気に10ポイント以上上昇することが観察されており、これが持久力トレーニングの適応が思春期のホルモン分泌と関連している可能性を示唆しています。

さらに、子どもはもともと自然に高いVO₂maxを持っており、以下のような特徴があります。

• 子ども（未訓練）のVO₂max：40〜50 ml/kg/min

• 大人（未訓練）のVO₂max：35〜40 ml/kg/min

つまり、子どもは大人よりも基礎的な持久力が高いため、大人と同じトレーニングを行っても得られる効果が小さいと考えられます。

子どもはより高強度のトレーニングが必要？

研究によると、長期間トレーニングを積んだ成人アスリートは、基本的な持久力トレーニング（週3回、20分、心拍数75%）ではパフォーマンスが向上しないことが分かっています。そのため、エリート選手は週10〜14回のトレーニングを行い、高強度インターバルトレーニング（HIIT）と中強度の持続トレーニングを組み合わせています。

この考え方は、子どもにも当てはまる可能性があります。

つまり、子どもが自然に持っている高い持久力をさらに向上させるには、大人向けの「平均的な」トレーニングではなく、より高強度のトレーニングが必要なのかもしれません。

また、子どもは大人よりも無酸素性作業閾値（AT）が高いことが分かっています。

• 大人のAT：最大心拍数の75%

• 子どものAT：最大心拍数の85%

例えば、子どもの最大心拍数を205 bpmと仮定すると、最適な持久力トレーニングの心拍数は約174 bpm（205 × 0.85）となり、大人向けのトレーニングよりもかなり高い強度が適していると考えられます。

子どもはより多くの脂肪を燃焼する

子どもと大人の間で大きく異なる生理学的特徴のひとつが、有酸素代謝と無酸素代謝の違いです。子どもは思春期を迎えるまで無酸素性解糖（グリコリシス）の能力が制限されており、その理由は解糖系の酵素活性が低いことにあります。 例えば、Erikssonら（1973）の研究では、11〜13歳の男子は成人の約半分のホスホフルクトキナーゼ（PFK）活性しか持たないことが示されています。

このため、子どもは無酸素性解糖を通じてエネルギーを生成する能力が大人よりも低く、その分、有酸素代謝に大きく依存しています。 それを補うために、子どもは成人よりも有酸素酵素の活性が高く、持久運動時にはより多くの脂肪を燃焼する傾向があります。したがって、子どもの持久力向上には、脂肪燃焼を促す低強度のトレーニングではなく、解糖系を刺激する高強度トレーニングの方が効果的であると考えられます。

Erikssonら（1973）の研究では、高強度の持久力トレーニングがPFK活性を大幅に向上させ、運動時の乳酸ピーク値を改善することが示されています。これは、トレーニングによって子どもの無酸素性解糖能力が向上する可能性を示唆しています。さらに、有酸素能力の向上には無酸素性代謝の発達が必要であると考えられます。なぜなら、無酸素性解糖は有酸素性解糖の前段階として機能するからです。

具体的には、グリコーゲンはまず無酸素性解糖によってピルビン酸に分解され、その後、十分な酸素がある場合にクエン酸回路（クレブス回路）へと進み、ミトコンドリアで燃焼されます。つまり、無酸素代謝と有酸素代謝は密接に関連しており、持久力向上の鍵を握るのは無酸素性解糖の発達なのです。

この考え方を裏付けるように、思春期前の子どもにおいて、ウィンゲートテスト（無酸素パワー測定）とVO₂maxテスト（有酸素能力測定）の結果が強く相関していることが研究で示されています。これは、幼少期においては、無酸素系と有酸素系のエネルギーシステムが密接に関連していることを示唆しています。

結論

簡単に言えば、これまでの生理学的な議論をまとめると、子どもにとって最も効果的な持久力トレーニングは、高い心拍数を達成することを目的とするものであり、少なくとも無酸素性作業閾値（AT）に達する必要があるということです。理想的なトレーニングでは、子どものグリコーゲン利用能力を高め、タイプIIa筋線維を動員することを目指すべきです。

また、思春期前の子どもは、短時間の無酸素トレーニングを取り入れることで持久力を向上できる可能性があります。 ただし、無酸素トレーニングだけで十分かどうかはまだ明確ではありません。

要点をまとめると以下の通りです。

• 思春期前の子どもは、典型的な持久力トレーニング（週3〜5回、最大心拍数の75%、20分間）を行っても、大人ほどVO₂maxが向上しない。

• 思春期を迎えると、ホルモンの影響や心拍出量の増加によって、より大きなVO₂maxの向上が期待できる。

• 子どもが大人と同じ持久力トレーニングで十分な効果を得られないのは、もともと高い基礎的な持久力を持っているためである。

• 思春期前の子どもには、短時間の高強度インターバルトレーニング（HIIT）が有効である可能性が高い。

• 持久力トレーニングの効果を最大化するには、心拍数を無酸素性作業閾値（AT：最大心拍数の約85%）以上に上げる必要がある。

• エリートレベルの子どもアスリートでは、ATは85%を超えることもあるため、さらなる高強度トレーニングが求められる。

このことから、子どもの持久力を向上させるためには、一般的な「大人向けの持久力トレーニング」をそのまま適用するのではなく、より高強度のインターバル形式のトレーニングを積極的に取り入れるべきであると言えるでしょう。

参照
1.ERIKSSON, B.O. et al. (1973) Muscle metabolism and enzyme activities after training in boys 11 to 13 years old. Acta Physiol Scand, 87 (4), p. 485-97