体内の炭水化物貯蔵量の減少と脱水は、長期の運動を制限する2つの因子です。
脱水
発汗は、体の中心部の温度を摂氏37度に保つ働きです。その結果、体液と電解質(塩化物、カルシウム、マグネシウム、ナトリウムおよびカリウムのようなミネラル)が失われ、このまま放置すると脱水を起こし、最終的には循環不全と熱中症を引き起こします。体液の喪失が身体に及ぼす影響は以下の通りです(Rehrer 1994)[1]。
| 発汗による体重減少率 | 生理作用 |
| 2% | パフォーマンスの低下 |
| 4% | 筋作業能力の低下 |
| 5% | 熱疲労 |
| 7% | 幻覚症状 |
| 10% | 循環不全および熱中症 |
電解質
電解質は体内で3つの一般的作用を果たします。
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汗の電解質組成はさまざまですが、次の成分で構成されています。
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1リットルの汗には、カルシウム0.02 g、マグネシウム0.05 g、ナトリウム1.15 g、カリウム0.23 g、塩化物1.48 gが含まれています。この構成は人によって異なります(Hamilton2005) [2]。
グルコース
炭水化物は肝臓や筋肉にブドウ糖として蓄えられ、タンパク質や脂肪よりも燃焼に必要な酸素が少ないため、最も効率的なエネルギー源です。典型的な運動選手における炭水化物の正常な体内貯蔵量は以下の通りです：
- 70kgの男性アスリート – 肝グリコーゲン90g 筋グリコーゲン400g
- 60kgの女性アスリート – 肝グリコーゲン70g 筋グリコーゲン300g
激しい運動をしている間、炭水化物は1分間に3~4グラムの割合で減少します。この状態が2時間以上続くと、体内の炭水化物貯蔵量の大部分が枯渇し、確認していないとパフォーマンスが低下します。
運動後の筋肉と肝臓のグリコーゲン貯蔵の回復は、完全な回復には通常24〜48時間かかります。
運動中、筋肉による血中グルコースの取り込みが増加し、血糖値の低下を防ぐために、肝臓は肝臓の貯蔵物と乳酸からグルコースを産生します。
運動前、運動中、運動後に炭水化物を摂取することは、血糖値の低下を防ぎ、体のグリコーゲン貯蔵を維持するのに役立ちます。多くの運動選手は運動前または運動中に食物を摂取できないため、炭水化物を供給する処方飲料が必要です。
水分補給
水分の吸収
飲み物の水分が体内に入る速度には、主に2つの要因が影響します。
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飲み物の炭水化物濃度が高いほど、胃が空になる速度が遅くなります。炭水化物レベルが6~8%のアイソトニック飲料は、水と同様の速度で胃から排出されます。飲み物に含まれる電解質、特にナトリウムとカリウムは尿の排出を減らし、液体が胃から速やかに排出され、腸からの吸収を促進し、体液貯留を促進します(Unknown 1993) [3] 。
水はどうなの？
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水分の必要量の計算
持久力競技中は、レース前の体重を2%以上減らせないように、十分な量を飲むべきです。これは、次の方法で実現できます。
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スポーツドリンク
スポーツドリンクには3種類あり、いずれも様々なレベルの水分、電解質、炭水化物を含んでいます。
| タイプ | 内容 |
| アイソトニック飲料 | 電解質および6〜8％の炭水化物 |
| ハイポトニック飲料 | 電解質および低濃度の炭水化物 |
| ハイパートニック飲料 | 高濃度の炭水化物 |
溶液の浸透圧は、溶液中の粒子の数量です。飲料において、これらの粒子は、炭水化物、電解質、甘味料および保存料を含みます。血漿中では、粒子はナトリウム、タンパク質およびグルコースを含みます。血液の浸透圧は280~330mOsm/kgです。浸透圧が270~330mOsm/kgの飲料は、体液とのバランスが取れているといわれ、アイソトニックと呼ばれています。ハイポトニック飲料は血液より粒子が少なく、ハイパートニック飲料は血液より粒子が多い。
浸透圧が低い液体の消費、例えば水は、血漿浸透圧の低下を引き起こし、不足分を補うために十分な水分が消費される前に、飲む欲求が低下してしまいます。
どれが一番適しているの？
✔︎アイソトニック – 発汗により失われた水分をすばやく補給し、炭水化物を補給します。この飲み物は、ほとんどのアスリート – 中長距離走やチームスポーツ – のための選択です。ブドウ糖は体が好むエネルギー源です。炭水化物源が6%から8%の濃度のグルコースであるアイソトニック飲料、例えばHigh Five, SiS Go, Boots Isotonic, Lucozade Sportを摂取することが適切であり得ます。
✔︎ハイポトニック – 発汗によって失われた水分を素早く補います。ジョッキーや体操選手など、炭水化物を控えた水分補給が必要なアスリートに適しています。
✔︎ハイパートニック – 筋肉のグリコーゲン貯蔵を補充するために、運動後の毎日の炭水化物の摂取を補うために使用されます。超長距離競技では、高レベルのエネルギーが必要とされ、運動中にハイパートニック飲料を摂取してエネルギー需要を満たすことができます。運動中に使用する場合は、ハイパートニック飲料をアイソトニック飲料と併用して水分を補給する必要があります。
自分で作る？
アイソトニック – オレンジスカッシュ(濃縮オレンジ)200ml、水1リットル、塩ひとつまみ(1グラム)。材料を全部混ぜて冷やす。
ハイポトニック – オレンジスカッシュ(濃縮オレンジ)100ml、水1リットル、塩ひとつまみ(1グラム)。材料を全部混ぜて冷やす。
ハイパートニック – オレンジスカッシュ(濃縮オレンジ)400ml、水1リットル、塩ひとつまみ(1グラム)。材料を全部混ぜて冷やす。
歯の健康
スポーツドリンクには一般的にクエン酸が含まれています。すべての酸には侵食の可能性がありますが、それらの酸が歯に影響を与えるかどうかは飲む方法が影響します。スポーツドリンクはできるだけ早く、できればストローで飲み、口の中で溜めたり、うがいしないようにします。飲み物を口に入れたままにしておくと、侵食のリスクが高まるだけです。酸の溶解定数は温度に依存するので、冷蔵された飲料は侵食の可能性が低くなります。（Milosevic et al. 1997）[4]。
思考の糧
アバディーン市の科学者によって行われた試験において、15%の炭水化物・電解質混合物と比較して、2%の炭水化物・電解質飲料が暑い気候において運動疲労により効果的な効果を提供することが判明しました（Galloway and Maughan 2000）[5]。
水分補給の7つのルール（Troop 1994）[6]
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水中毒
細胞内液と間質液の浸透圧は正常条件下では同じです。細胞内の主要な陽イオンはカリウムであり、細胞外の主要な陽イオンはナトリウムです。これら2つの区画間の不均衡はカリウムまたはナトリウム濃度の変化によって引き起こされます。体内のナトリウムバランスは、アルドステロンと抗利尿ホルモン(ADH)によって制御されています。ADHは、腎臓によって血液中に再吸収される水分量を調節することによって、細胞外液の電解質濃度を調節します。アルドステロンは、腎臓から血液に再吸収されるナトリウムの量を調節することによって細胞外液量を調節します。
特定の状態では、間質液中のナトリウム濃度が低下することがあります。たとえば、汗をかくと、皮膚からは水分だけでなくナトリウムも排出されます。失われた水分を真水で補えば、ナトリウムが不足することがあります。間質液中のナトリウム濃度の減少は間質液の浸透圧を低下させ、間質液と細胞内液の間に有効な水濃度を確立します。間質液から細胞内に水が移動し、2つの重大な結果が生じます。
| 最初の結果は、細胞内の水分濃度の上昇であり、これは神経細胞の機能を破壊する水分過剰と呼ばれます。重度の水分過剰では、見当識障害、痙攣、昏睡、死に至ることさえあります。 第2の結果は、間質液量の減少であり、間質液圧の低下につながります。血圧が下がると、水分が血漿から出てきて血液量が減少し、循環性ショックを起こします。 |
アルコール
アルコールは高オクタン価の燃料ですが、肝臓以外では代謝されてエネルギーを供給することはできず、しかもその速度は非常に遅いです。アルコールによって供給されるエネルギーは脂肪に変換される傾向があり、過剰摂取は肝障害を引き起こす可能性があります。利尿剤として、脱水症状を引き起こし、ビタミンBおよびCが枯渇する可能性があるという証拠が示されています。 過剰なアルコールは有酸素能力を低下させ、運動機能を損ないます。
関連ページ
栄養学
解剖学および生理学
1.REHRER, N.J. (1994) The Maintenance of Fluid Balance During Exercise. International Journal of Sports Medicine, vol. 15(3), p. 122-125
2.HAMILTON, A. (2005) Sports Drinks or water: What is the best choice for sports performers. Peak Performance, 212, p.1-5
3.UNKNOWN (1993) The Effect of Different Forms of Fluid Provision on Exercise Performance. International Journal of Sports Medicine, 14, p. 298
4.MILOSEVIC, A. and KELLY, M.J. and McLEAN, A.N. (1997) Sports supplement drinks and dental health in competitive swimmers and cyclists. British Dental Journal 182, p. 303-308
5.GALLOWAY, S.D.R. and MAUGHAN, R.J. (2000) The effects of substrate and fluid provision on ermoregulatory and metabolic responses to prolonged exercise in a hot environment. Journal of Sports Sciences, 18 (5), p. 339-351
6.TROOP, R. (1994) Drink your way to winning performances: the seven secrets of hydration, Peak Performance (August 1994), p. 11-12
関連文献
以下の参考資料は、このトピックに関する追加情報を提供しています。
・COOMBES, J. S. and HAMILTON, K. L. (2000) The effectiveness of commercially available sports drinks. Sports Medicine, 29 (3), p. 181-209
・MILOSEVIC, A. (1997) Sports drinks hazard to teeth. British journal of sports medicine, 31 (1), p. 28-30
・MAUGHAN, R. J. and MURRAY, R. (Eds.) (2002) Sports drinks: basic science and practical aspects. Crc Press.
参照ページ
MACKENZIE, B. (2000) Sports Drinks [WWW] Available from: https://www.brianmac.co.uk/drinks.htm [Accessed 29/3/2020]
