科学者たちは3分間の運動と90分間の運動を比較。その結果は驚くべきもの。(WP)
新たな研究によると、3分間の激しい運動は、健康増進に関連する分子を血液中に大量に放出することが分かった。
3分間の激しい運動は、90分間の穏やかな運動よりも、私たちの生理機能と健康に有益な影響を与える可能性。
この考えは突飛に聞こえるかもしれない。しかし、8月に「Cell Reports Medicine」誌に掲載された画期的な研究によると、30秒間の激しい運動を23分間かけて繰り返した人の血液には、1時間半にわたって比較的穏やかなペースで自転車に乗った人の血液よりも、健康増進に関連する分子がはるかに多く含まれていたことが分かった。
これらの分子は血液に乗って臓器間を移動し、筋肉、肝臓、免疫細胞、腸などの臓器から、脳、体脂肪、副腎といった遠隔の組織へとメッセージを伝達する。科学者たちは、これらのメッセージが健康に影響を与え、改善する可能性のある反応を引き起こすことを発見。
短時間で激しい運動を数分間行った後には、長時間で穏やかな運動を行った後よりも、臓器間の相互作用が活発になる兆候が見られた。
この意欲的な新しい研究は、運動がどのように作用するのか、そしてどのような種類の運動が最も効果的なのかという疑問に答えるとともに、新たな疑問を提起するもの。
「運動が健康に良い影響を与えることは分かっています」と、この新しい研究を監督したニューヨーク市のロックフェラー大学の心臓専門医で分子代謝学の准教授であるポール・コーエン氏は述べている。「しかし、それがどのように起こるのか、そして運動中や運動後に様々な臓器がどのように互いに信号を送り合うのかについては、まだ十分に理解されていません。」
この新しい研究は、ほぼすべての運動が、微視的なレベルで私たちに大きな変化をもたらすことを示唆。しかし、研究者たちが述べているように、「すべての運動が同じ効果を持つわけではない」可能性もある。
高強度運動は長寿と関連している
運動の強度は、理解しにくい(あるいは楽しめない)要素の一つかもしれない。ほとんどの人は、運動時間と頻度については理解している。前者は運動する時間、後者は頻度だ。しかし、強度は、運動が自分にとってどれほどきついと感じるかという、より主観的な尺度である。あなたにとっての高強度トレーニングは、パートナーや隣人、親友にとっての高強度トレーニングとは異なるかもしれない。
激しい運動は、難易度を10段階評価で8程度に感じるはず。一方、中程度の運動は、5程度が目安。
近年、激しい運動の方がより有益である可能性を示唆する研究が増えている。特に、2024年に約7,500人の中年男女を対象に行われた大規模な研究では、激しい運動をほとんど行わない人は、少しでも激しい運動をしている人に比べて、早死にするリスクが約40%高いことが明らかになった。
しかし、この研究をはじめとする多くの研究では、なぜ激しい運動が特に効果的なのかという理由はまだ解明されていない。
3分 vs. 90分
そこで、今回の研究では、健康な若い男性19人を研究室に招き、90分間、比較的穏やかなペースで固定式自転車を漕ぐグループと、全力疾走インターバルを行うグループに分けた。全力疾走インターバルとは、30秒間、できる限りの速さでペダルを漕ぎ、その間に4分間の休憩を挟むというものです。最終的に、被験者たちは(23分間のセッションのうち)わずか3分間の激しい運動を終えた。
研究者たちは、運動前、運動直後、そして運動3時間後の3回採血を行った。そして、採取した血液をハイテクシステムに通し、あらゆるタンパク質を分類・計数した。
運動前後の血液中のタンパク質組成は、特にインターバル運動を行った男性の場合、大きく異なっていた。短時間で激しい運動を行った直後、血液中の700種類以上のタンパク質の量が増減していた。
一方、90分間中程度の運動を行った男性の場合、少なくとも運動直後は、血液中のタンパク質の変化はわずか7種類だった。3時間後には、さらに12種類のタンパク質に変化が見られた。
激しい運動の効果は持続する
短時間のインターバル運動の効果は、中程度の運動の効果をはるかに凌駕していた。しかし、これらの変化は運動による有益なものだったのか、それとも突然の、慣れない運動による深刻なストレスの兆候だったのか?後者の場合、これらの効果は有益とは言えないだろう。男性たちがこれらのトレーニングに慣れてしまえば、症状が長引く可能性も低いだろう。
コーエン氏と、研究の筆頭著者である博士研究員のルーク・オルセン氏を含む同僚たちは、一部の被験者に割り当てられた運動を週数回、8週間継続してもらった。その結果、全員が体力を向上させ、新しいトレーニングに体が順応していった。
科学者たちは採血を繰り返した。
そして結果はほぼ同じだった。2ヶ月間で合計約72分間激しい運動を行った男性の血液では、数百種類のタンパク質に即座に変化が見られたのに対し、少なくとも216時間中程度の運動を行った男性の血液では、変化が見られたのは10種類未満だった。
科学者たちは、最初の激しい運動の効果は偶然ではなかったと推論した。それは、持続的な運動反応の始まりだったのだ。
運動中の臓器間の相互作用
運動中にどの臓器がタンパク質を分泌し、どの臓器がそれを受け取っているのかなど、健康に影響を与える重要な疑問が依然として残っていた。
コーエン氏らは、特定の臓器に関連する遺伝子活性パターンに関する過去の研究データを用いて、激しい運動または中程度の運動後に変化したタンパク質のパターンを調べ、その起源をたどった。その起源には、筋肉だけでなく、免疫細胞、脂肪組織、肝臓、膵臓、下垂体、腸、脳などが含まれていた。
これらの組織のほとんどは、他の部位からタンパク質を吸収し、事実上、運動への反応方法に関する微視的な情報を他の臓器から受け取っていた。そして、研究の別の側面によると、組織は実際に反応を示した。研究者たちは、インターバルトレーニングまたは中程度のトレーニングを完了した男性の血漿を、培養皿で分離したヒト脂肪細胞に加えたところ、数分間全力疾走した男性の血漿の方が、中程度のサイクリングを行った男性の血漿よりも、その後の細胞の遺伝子発現に遥かに大きな変化が見られた。
運動強度が長期的な健康に及ぼす影響
依然として解決すべき大きな課題が残されていた。「一般の人々は、『これは自分にとってどういう意味を持つのか?』と知りたいと思うだろうと私たちは考えました」とコーエン氏は述べた。
そこで研究者たちは、英国の約5万人の成人から得られた既存のデータに着目した。このデータには、典型的な血中タンパク質レベルと長期的な健康状態が含まれていた。つまり、彼らのタンパク質プロファイルは、すでに様々な慢性疾患のリスクと関連付けられていたのである。
コーエン氏らは、激しい運動または中程度の運動後に最も変化したタンパク質をデータベース内のタンパク質と比較したところ、短距離走選手から得られた32種類のタンパク質が、心臓病、肥満、2型糖尿病などの将来の疾患リスクの低減と密接に関連していることを発見した。一方、中程度のサイクリング後に変化したタンパク質のうち、長期的な健康状態の改善と関連していたのはわずか3種類だった。
運動強度を高める方法
コーエン氏によると、長時間の穏やかな運動をすべてやめて、短時間で高強度のインターバルトレーニングに切り替えるべきだという意味ではない。「現時点で言えるのは、この研究において、被験者は若く健康な男性のみであり、このような関連性が見られたということだけです」とコーエン氏は述べている。
この研究では、女性、高齢者、あるいは既存の健康問題を抱えている人が同様の結果を示すかどうかは明らかにされていない。また、3分間の激しい運動が理想的な運動量なのかどうかも不明である。2分間の運動でも同様の変化が見られるのだろうか?あるいは、坂道をジョギングするなど、やや強度は低いものの、それでも負荷の高い運動を10分または15分行った場合はどうだろうか?
最後に、数分間の激しい運動が他の運動よりも大きな生理的反応を引き起こす理由については、今回の研究結果は説明していない。ただし、コーエン氏らは、その答えの一部は、激しい運動が細胞のエネルギー貯蔵量に特有の負荷をかけることにあると考えている。
もちろん、さらなる研究が必要である。 「この研究は今後の研究に刺激と方向性を与えるものだと思います」と、カナダ・オンタリオ州のマクマスター大学で運動学の教授を務めるマーティン・ギバラ氏は述べている。ギバラ氏は長年、運動強度の影響について研究してきましたが、今回の研究には関わっていません。
とはいえ、科学的な研究結果が出る前から、私たちはこの研究結果を心に留め、少なくとも時々、運動のペースを上げてみるのも良い。(持病をお持ちの方は、医師にご相談ください。)階段をゆっくり歩く代わりに、駆け上がってみましょう。次の屋外運動では、目の前に木などの目印となるものを選び、そこに向かって急ぎ、到着したらペースを落としてみましょう。そして、また別の目印を探して、そこに向かって急ぎましょう。
しかし、たとえそれほどの強度でも大変に感じるなら、できる限り体を動かし続けることが大切だと、コーエン氏は述べている。「私は心臓専門医で、常に患者さんに運動を勧めています。今回の研究の被験者ほど活動的な患者さんはいないと思いますが、私たちは誰もができる限り運動することを推奨しています」と、コーエン氏は言います。たとえそれが一度に90分でも、3分でも構いません。
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