長期間持久性トレーニングによる24時間積算心拍数 と最大酸 …...y＝...

― 　251　―

長期間持久性トレーニングによる24時間積算心拍数

と最大酸素摂取量並びに最高心拍数との関係

佐　 賀　 大　 学

（共同研 究者） 同

同

北

久

坂

雄　裕

久　義

鵈　永

田

The　Relationship　of　the　Accumulated　Number

＼of　Heart　Beats　for　24　hour8　with　V02　ma χ

and　ma χimal　HR　Determined

by　the　Effect　of　Long－term　Endurance　Training

．・　．　・・　．・・　　　　　　　　　・　by

二　　　　Hisao　Kitashima ，

Yoshihiro　Hisanaga　and　Michitaka　Sakata

びniversity　of　Saga

道 孝

ABSTRACT

The　purpose　（jf　this　study　was　to　clarify　the　relationship　of　the　accumu－

lated　number　of　heart　beats ，（HB ）for　24　hours　with　the　maχimal　oχygen

intake　and　the　maχimal　heart　rate．　Subjects　for　this　study　were　the　train－

ing　group　of　25　males ，　which　consisted　of　10　middle　and　long　distance

runners　and　soccer 　players　who　had　been　in　long－term　endurance　train－

ing　of　average　4．8　years，　and　the　control　group　of　27　males．

ln　the　training　group，　the　ma；ximal　oxygen　intake　was　60　，　41m／／kg　・　min

（3 ．631（ruin ），　significantly　greater　than　that　of　the　control　group　i．e．　47．02

m びkg ・min （2 ．88Z／min）（pく0 ．001），and　HB　for　24　hours　was　85 ，109

beats ，　significantly　lesser　than　that　of　the夕ontrol　group　i．e．　97，410　beats

（p ＜0 ．001）．

The　subject　with　the　greater　aerobic　work　capacity　had　the　lesser　HB

for　24　hours　due　to　the　training　bradycardia，　and　its　decrease　was　deter－

mined　by　the　decrease　of　heart　ra紬during　both　waking　and　sleeping ．

It　was　shown　that　the　subject　with　the　higher　daily　heart　rate　ako　has

the　higher　maχimal　heart　rate　at　all　out　eχercise．

― 　252　―

緒　　　 言　　　　　　　　　　 卜

何年 もめ長期間にわたって比較的高い心拍数が

持続すると，冠動脈のアテローム性動脈硬イ匕症，

およびその他の心血管系疾患を引き起こす可能性

もあり，24時間にわたって心拍をひとつ ずつ数え

た積算心拍数を用いた検討も必要となる．また，

積算心拍数による エネルギー 所要量 の 推定も報

告り・5・り ）されている， ＝

日常生活における24 時間積算心拍数と有酸素的

作業能との関連を検討するため，著者はすでに4

週間の短期間持久性トレーニングを実施し，その

結果24 時間積算心拍数は有意に減少し厂その減少

は覚醒時心拍数の減少によるものセ，4 週阻の短

期間では，睡眠時心拍数は変化しない こ と を 報

告3）した．そこで今回は平均4 ．8年の長期間持久

性トレーニ ングを行なっている被検者 に関して，＼

24時間積算心拍数と有酸素的作業能との関係； お

よび最高心拍数と24 時間積算心拍数との関係に二つ

いて検討した．　　　　　　　　　 ご

方　　　 法

被検者は大学陸上競技部の中・長距離選手10 名

とサッカー選手15 名の男子計25 名であった．比較

のため，既報3）の男子被検者のうちのコントロー

ル前（13 名）とトレーニ ング前（14 名 ，1 例を除

外）の計27 名の 値を コントロール 値として用い

た．被検者特性については表1 に示し た．24 時間

積算心拍数の測定にあだっての被検者に対する詳

細な指示，24 時間積算 心 拍 数 の分 析（Memory

MAC ，　Heart　rate　memory　system，　ヴァイン社），

および呼気ガズ分析については既報3）と同様であ

った ．最大酸素摂取量測定のための運動負荷は，

電動式自転車エルゴメータ（アイソパワー・エル

ゴメータ，竹井機器工業）を用いた負荷漸増法に

よった． ペダ ルの回転数は50rpm とし，2 分ご

とに25W 増加させ ，　all－outまで追い込んだ．各

変量の統計処理には，佐賀大学電子計算機センタ

ーに連結されたSPSS パッケージ・システムを用

いた ．　Stepwise　multiple　linear　regression　analy一

心 は変数増加方式を用い ， 変 数 の 投 入 基 準は

Subjects

Athlete　N＝10

Soccer　N＝15

Training　group（Athlete

＆　Soccer）

N ＝25Control group

N ＝27

表I　Effect　of　long－term　endurance　training　on　car　die　－　pulmonary　function．

Age

（yrs ）

－

19 ．4

±1 ．1

NS

19 ．9

±1 ．2

19 ．7

±1 ．2

＊＊＊

23 ．1

±4 ．0

Height

（cm ）

66 ．9

±5 ．4

NS

71 ．2

±5 ．1

169．5

±5．5

NS

169．9

±4．7

Weight

（kg）

．06

±3 ．

＊＊＊

．84

士3 ，

．12±4．

NS

．73±7 ．

V02ma χ

（／／min）

－

3 ．55±0 ．3’

NS

3 ．68

±0 ．3’

27

3 。63

±0 ．

＊＊＊

2 ．88

±0 ．

VEma χ

（Z ／min ）

－

132 ．9

±20 ．！

34 ．2

±16 ．

±19 ．

HRma χ

（bpm ）

－

183

±14

185

±12

＊＊

193

±8

HB24hr

（beats）

－

32，188士12，718

NS

37，056土7，867

85 ，109

土10 ，1

＊＊＊

7 ，410

士8 ，1

HB24hr

（bpm ）

－一 一

57±9

NS

60±6

59

±7

＊＊＊

68

±6

HR

awake（bpm ）－62±10

NS

66±6

‰

作≒

＊＊p ＜O 。01　　＊＊＊p く0 ．001　　NS　not　significant　卜

Mean　values　土I　SD　are　presented　　ヶ　 卜　　 ‥‥‥‥ ‥‥ ‥‥‥　‥‥　‥‥ ，‥‥‥‥ ‥ ‥

Abbreviation：　HR＝Heart　rate　（bpm ：　beats／min）　HB ＝　Accumulated　number　of　heart　beats　（beats ）

HB　24hr　and　HR　24h．r―HB　and　HR　for　24　hours

HR　asleep　and　HR　awake＝HR　daring　sleeping　and　waking　　卜　　 万……………… ……二

HR宗S

4817

匹49ぺ一

49

士｛　3

士

F＝1．84）とした．

結果 と 考 察

24時間積算心拍数と最大酸素摂取量

平均4 ．8年の長期間持久性トレーニングによる

呼吸・循環系機能への影響を表1 に示した．中・

長距離選手とサッカー選手との閧では，体重およ

び単位体重当たりの最大酸素摂取量に有意差が認

められたものの，この2 垪をまとめてトレーニン

グ群とし，コントロール群と比較した．

年齢はトレーニング群19 ．7土1，2歳とコントロ

100

80

（日活

）。il

｝｛コ

60

40

60

40

（

日忿

）ま2

笵

’｛Ｘ

△△

△

△

－253 一

一ル群23 ．1±4．0歳で 有意差が 認め られた が（p

く0 ．001），身長と体重に差は認められ なかった．

最大酸素摂取量は絶対値，体重当たり ともトレー

ニ ング群の方が有意 に 大 き く，トレ ーニング群

3 ．63±0 ．37／／min　（60 ．41±5．15　mi／kg・m 汕） に

対し， コントロール群2 ．88±0 ．31／／min　（47 ．02

±5 ．10ni／／kg・min ）（両方ともp ＜0 ．001）であっ

た ．最高心拍数はトレーニング群185 ±12　beats／

min に対し， コントロール 群193 ±8　beats／min

で ，トレーニング群が有意に低かった（pく0 ．01）．

24時間積算心拍数は トレーニング 群85 ，109士

●Athlete （middle ＆long　distance）

O　Soccer

△Control

匹 ＜岫ゾ　　。） ≒ ご言々九乱

（l、

N 　＝　52

Y 　＝　103．8－0．63X

r＝　－0 ．591　p＜0 ．001

Syx 　＝　7．4

○

WO

．き

ろ

○

○●

○

ご こ 、ヽ9、

●

△

I　　△△　4　　　　　　　　　　　0

二子 分 騨

引斗

。

△　　　　　　　　　●　　　○

● ○O

N ＝52　　　　　　　　　　　　　　　　11

Y 　＝　61．30　―　0．20X

r＝　－0 ．310　pく0 ．05　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　●

Syx 　＝　5．1

．　　1　　　　1　　　　1　　　　1　　　　1　　　　1　　　　1

40　　　　　 べ　50　　　　　　　60

VOjma χ（m ／／kg　・　min）

図I　HRawake　and　HRasleep　in　relation　to　V02　ma χ

on　the　training　and　control　groups．

70

―　254　―

10，133　beats，　1 分間当たり59 ±7　beats／mini　に

対し，コントロール群97 ，410士8，181　beats，　1

分間当たり68 ±6　beats／min　で，トレーニング群

が有意に低かった（pく0 ．001）． 覚醒時と 睡眠時

にわけてみると，トレーニング群の覚醒時心拍数

65±8　beats／min　に対し， コントロール群75 ±7

beats／min， 同様に トレーニング群の睡眠時心拍

数49 ±6　beats／miri　に対し，コントロール群53 ±

4　beaats／min　となり， 覚醒時 および 睡眠時とも

にトレーニング群が有意に 低 か っ た（それぞれ

p＜0．001　；　pく0 ．01）．　　　　　　　十　　卜

4 週間程度の短期間持久性トレーニングにおい

ては， 睡眠時心拍数の減少は認められなかった3）

が，平均4 ．8年の長期間持久性トレーニングにお

いては，横断的比較ではあるか，運動性徐脈によ

り覚醒時のみならず，睡眠時においても心拍数が

低下しているものと考えられる．

×104

12

10（

’1j

）ぶ

芯

皿｝｛

6

乙

つぎに個人のデータで覚醒時心拍数 ，睡眠時心

拍数，24時間積算心拍数について ，有酸素的作業

能との関係を検討する．図1 は単位体重当たりで

の最大酸素摂取量と覚醒時心拍数並びに睡眠時心

拍数との関係を示したものである．●は中・長距

離選手，C はサッカー選手，△はコ ントロールが

である．覚醒時 ，睡眠時ともに，有意な負の相関

認められた（それぞれ　r　―　―0．591　p＜0 ．001　；

r＝－0．310　p＜0 ．05）．同様にして24 時間積算心

拍数との関係を みたものが図2 であ り，有意な負

の相関が 認められた（r＝　－0．557，　p＜0 ．001）．

これらの図1 と図2 で明らかなよ うに長期間持

久性トレーニングを継続した中・長距離選手 ，サ

ッカー選手が，右に位置し，コント ロール群は左

に位置しており ，個人 のデータにおいても運動性

徐脈が認められる．

匹

2

プ1　　　

°

△A ＿△ △yj1 き○

○　○゜ 兔　 △　矗　

゜ 認ぺO

0　6　00：j）O 冫

△

N　＝　52

Y 　＝　130258．5―725．10X

r＝　－0 ．557　pくO 。001

Syx 　＝　9223

弓

○

○　　

●

ぷ へ

40　　　　　　　　50　　　　　　　　60　　　　　　　　170

V02ma χ（m びkg　・　min）　　．

図2　HB24hr　in　relation　to　V02ma χ　on　the　training　and　control　groups．

80

1

（Ej

）χ6日

乖｛

200

』

18

0

（巨豆

）χEy｛

｝｛

160

18

0

（Ej

）χ～

｝｛

｝｛

200

160

160

200

／ ●　・●

○

N こ52

Y こ137 ．4十〇．739X

r二0 ．610　P＜　0．001

Syx 　＝　8．8

255　－

40

30

60　　　　　80

HR　awake　（bpm ）

40　　　　　50

1！R　asleep　（bpm ）

100

60

ム　●AO

。卜 ／

ご

○　　　　　　　△●△

△　　　矗

吩 べ

●＿／くダ

て’iOO 盒矗矗 ム

4 ”O　i　j／ ・

，N こ52

Y 　＝　133．4十〇．00061X

r °0．613　p＜0 ．001

Syx 　＝　8．7

6　　　　8　　　　　10　　　　12

HB24hr （beats）　　　　 ×104

図3　Maximal　HR　in　relation　to　HRawake ，　HRasleep，　and　HB24hr

oll　the　training　and　control　groups．

256 　―

表2　Stepwise　multiple　linear 　regression 　analysis　for　selected

variables　at－all　out　eχercise　（independent　variables ）and

HB　24hr ，　HR　24hr，　HR　awake ，　HR　asleep　（dependent

variables ）．

HB　24hr ＝ 　13738．6＋　591．353HR 。。 －10 ．5440　y02ma χ（ml ／min）

（F　32 ．0　R258．7　＊＊＊）　　 ▽

HR 　24hr＝　　8 ，6　十　〇。417HRmax　 －　0．　0074V02max （mX ／min）

（F　32．6　R2　59．2　＊＊＊）

HRawake ＝　10．7　十　〇。469HRma 。－0 ．0091　V02max （ml ／min ）

（F　34．8　R2　60．7　＊＊＊）

HR　asleep ≒＝　14．8　十　〇。244HRma χ－0 ．079　VE 　max

（F　9 ．0　R2　28．6　＊＊＊）

－ 。

（Enter　F －1 ．8）

最高心拍数と24 時間積算心拍数

心拍数とall －out運動時に得られた 生理学的パ

ラメータが，どのような関連にあるのかを知るた

め，24時間積算心拍数，24 時間心拍数，覚醒時心

拍数， 睡眠時心拍数の4 項目を 従属変数 と し，

all－out運動時に得られた生理学的 パラメータ に

より，どの程度説明されるのかを検討した．独立

変数には，身長，体重，絶対値と体重当たりでの

最大酸素摂取量，最大換気量，最高心拍数，最大

呼吸数の7 変量をとり，変数増加方式 によるStep －

wise　multiple　linear　regression　analysisを試 み

た．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ＼

その結果を表2 に示した．いずれも0 ．1＃水準

で有意に説明されている．睡眠時心拍数のみで説

明率R2 が28 ．6^ となって いるものの，他の3 項

目の従属変数については約60 ％の説明率が得られ

ている．いずれの従属変数においても，　step　l　で

最高心拍数が投入され，　step　2　では絶対値での最

大酸素摂取量あるいは最大換気量が投入されてい

る．　step　3　以下 は独立変数のF 値が1 ．8より小さ

くなり，投入されなかった．

これら4 項目の 従属変数が，a11，0ut運動時で

の最高心拍数と最も関連が深いことが分かったの

で，最高心拍数との関係を示したものが図3 であ

る，いずれも0 ．1％水準で有意な正の相関が得ら

れており，a11－out運動時の最高心拍数が， 睡眠

時を含めた日常の心拍数により大きく影響されて

いることが分かる．すなわち日常の心拍数が高い

と最高心拍数も高いということになる．このこと

については，トレーニングされた42―68歳の中高

年男子を対象とした仰臥位での安静時心拍数が最

高心拍数と正の相関関係にあるとの報告8）もみら

れる．

従来より年齢補正による最高心拍数から運動強

度あるいは最大酸素摂取量の推定が行なわれてい

るが，日常での心拍数から最高心拍数を推定し，

運動強度あるいは最大酸素摂取量を推定する方法

も一考に値するものと思われる．

ま　 と　 め

1．　本研究の目的は，24時間積算心拍数と最大

酸素摂取量，並びに最高心拍数との関係を明らか

にすることであった．被検者はトレーニング群と

して，持久性トレーニングを平均4 ．8年の長期間

継続している中・長距離選手10名とサッカー選手

15名の計25名の男子，およびコントロール27名の

男子であった．

2． トレーニング群の最大酸素摂取量は60 ．41

mZ／kg・min　（3．63／／min）で， コントロール群

47．02　ml／kg・min．　（2．881／min）より 有意に 大き

く（両方ともpCO ．OOl），トレーニング群の24時

間積算心拍数は85 ，109　beats　で ，コントロール群

97，410　beats　より有意に小さかった（pく0 ．001）．

3． 有酸素的作業能が大きいと運動性徐脈によ

り24 時間積算心拍数が少なく，その低下は覚醒時

心拍数と睡眠時心拍数の両方の低下によるもので

あった．

4．　日常の心拍数が高いとall －out運動時の最

高心拍数も高いという結果が得られた．

引 用 文 献　　　　　　　　　　 二

1）北嶋久雄；積算心拍数から運動量を推定するため

の基礎的研究，佐賀大学教養部研究紀要，11　：

121―139 　（1979 ）

2）北嶋久雄，黒田善雄，塚越克己，雨宮輝也，伊藤

静夫；酸素脈からみた積算心拍数と運動量との関

係，佐賀大学教養部研究紀要，14　：　149―164

（1982 ）

―　257　－

3）北嶋久雄，熊谷秋三，近藤芳昭；24 時間積算心拍

数と最大酸素摂取量に関する4 週間持久性トレー

ニングの影響，佐賀大学教養部研究紀要，16 ：

147－153 　（1974）

4）吉川和利，小官秀一，小室史恵；体 内総水分量予

測式作成の試み（I ），体力科学，32　：　39―48

（1983）

5）黒田善雄，北嶋久雄，塚越克己，雨 宮輝也，伊藤

静夫，松井美智子；積算心拍数と運動量との関係

について，昭和51年度日本体育協会 スポーツ科学

研究報告No ．　X　（1978）

6）黒田善雄，塚越克己，伊藤静夫，雨宮輝也，金子

敬二，松井美智子；積算心拍数と運動量との関係

について一第2 報一，昭和52年度日本体育協会ス

ポーツ科学研究報告No －　X　（1979）

7）松井美智子，黒田善雄，塚越克己，雨宮輝也，伊

藤静夫，金子敬二，白鳥金丸；積算心拍数と運動

量との関係について一第3 報一，昭和53年度日本

体育協会スポーツ科学研究報告No ．XⅢ（1980）

8）　Grimby ，　G－　and　B．　Saltin；　Physiological　analysis

of　physically　we　11－trained　middle　－aged　and　old

athletes，　Acta　Med．　Scand．　179　（fasc．　5）：513 ―

526　（1966）

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