体育・スポーツ・健康科学テキストブックシリーズ

新・スポーツ生理学

【はじめに】

この度、新・スポーツ生理学を刊行する運びとなりました。親学問である生理学と異なるのは、スポーツ生理学や運動生理学は、おもに動的（スポーツや運動）状態での生命現象を対象としていることです。つまり、一過性のスポーツや運動に対する生体の応答と、規則的なスポーツ活動や身体活動による生体の適応を明らかにする学問であると言えます。それでは、スポーツ生理学と運動生理学に違いはあるのでしょうか。このことは以前からもしばしば問われてきた問題ですが、取り扱う内容が運動なのか競技スポーツなのかにあるとも言われています。しかし、健康スポーツが一般化している現在、この区分は必ずしも明瞭ではありません。

編著者は、運動生理学では骨格筋や心臓と言ったように臓器を軸として論を展開するのに対して、スポーツ生理学では、短距離種目や長距離種目と言ったようにスポーツ（競技）種目を軸に論を展開することにあると考えています。2001年に刊行されたスポーツ生理学（青木純一郎・佐藤　佑・村岡　功編著、市村出版）の「はじめに」にも、「スポーツ生理学では、運動生理学の知識を活用して、競技者をトレーニングし、いかに競技力を向上させるかが中心的課題となること、そして、呼吸循環系の働きはエネルギー出力能として、神経系や筋系の働きは神経筋協調能として捉え、これらに心理的要因が加わって、競技力を決定する三つの要因が構成されること、したがって、スポーツ生理学の講義では、競技種目別にそれぞれの競技特性の運動生理学的理解が深められなければならない」と述べられています。

本書でもこの考えを踏襲しながら、内容の刷新とともに最新の知見に基づいてほぼ全面的に書き改め、新しい視点に立ってスポーツ生理学を展開しようとしたものです。新たに取り上げた項目には、スポーツと体力、スポーツと遺伝子、スポーツと環境、生体リズムとスポーツ、スポーツと減量および体重調節、スポーツとディトレーニング、スポーツと酸化ストレス、女性アスリートにおけるスポーツ医学的諸問題、スポーツとドーピンがあり、一方、スポーツとスキル、スポーツとエネルギー代謝、スポーツと栄養およびサプリメント、スポーツと水分摂取、スポーツと体力トレーニング、スポーツとウオームアップおよびクールダウン、スポーツと疲労、スポーツとオーバートレーニングについては引き続き取り上げることにしました。また、スポーツと骨格筋機能・脳機能・呼吸循環機能を新たに加え、競技種目別によるトレーニングの効果を中心にまとめています。

このように、本書はスポーツ生理学を学習する上で重要な項目をできるだけ網羅するように努めるとともに、スポーツ科学を学ぼうとする学生やスポーツ選手およびスポーツ指導者にとって有益なものとなるように、それぞれの分野で活躍している第一人者に執筆をお願いしました。読者の皆さんには、スポーツ生理学に関する最新の情報を得るために、本書を積極的に活用して戴くことを願っています。

前書「スポーツ生理学」の出版を手がけられた恩師の故・青木純一郎先生に、感謝を申し上げますとともに本書を捧げます。

2015年4月
編者者　村岡　功

目次

はじめに　　　村岡　功
1章　スポーツとスキル　　　［大築　立志］
1　強さと巧みさ
2　スキルと運動制御
3　スキルと体力の関係
4　技術・技能・体力の関係
5　スキルの生理学的メカニズム
1．運動と神経系
2．巧みな動作の神経調節：上手な動作と下手な動作の違い
3．上達の脳・神経メカニズム：からだで覚えるとは脳で覚えること
2章　スポーツと体力　　　［長澤　純一］
1　体力とはなにか
1．体力を定義する試み
2　スポーツにおける体力
3　行動体力を構成する要素
1．行動を起こす能力（筋力のカテゴリー）
（1）筋力（strength, muscle strength, muscular strength）
（2）筋パワー（power, muscle power）
2．行動を持続する能力（持久性のカテゴリー）
（1）筋持久力（muscular endurance）
（2）全身持久力（endurance）
4　行動を調整する能力（神経機能のカテゴリー）
（1）平衡性（balance）
（2）敏捷性（agility）
（3）巧緻性（skill）
（4）柔軟性
5　スポーツにおける基礎体力と健康関連体力の関係
3章　スポーツと遺伝　　　［福　典之］
1　遺伝の基礎
1．遺伝とゲノム・遺伝子・DNA
2．遺伝子多型
2　運動能力の遺伝率
1．力・筋パワーの遺伝率
2．最大酸素摂取量の遺伝率
3．筋線維組成の遺伝率
4．競技力の遺伝率
3　運動能力に関連する遺伝子多型
1．ACTN3遺伝子R577X多型と運動能力
2．ACE遺伝子I/D多型と運動能力
3．ミトコンドリア遺伝子多型と運動能力
4章　スポーツと環境　　　［能勢　博］
1　高地環境
1．体力への影響
2．高地トレーニング
2　暑熱環境
1．運動時の放熱機構
2．熱中症とは
3．暑熱馴化トレーニング
3　寒冷環境
1．寒冷反応
2．低体温症
3．寒冷適応
4　水中環境
1．息こらえ潜水
2．スキューバ・ダイビング
3．高圧ガス呼吸による障害
5章　生体リズムとスポーツ　　　［内田　直］
1　背景
2　生体リズムに関連する基本的な知識
1．サーカディアンリズム
2．スポーツパフォーマンスのサーカディアンリズム
3．ジェットラグ症候群について
3　生体リズムの位相をシフトさせる方法
1．位相シフトの方向
2．光による位相シフト
3．メラトニンによる位相シフト
4　ジェットラグ症候群の克服
1．西向き飛行と東向き飛行
2．ジェットラグ症候群克服のための位相シフト
3．移動時の過ごし方など
4．その他の要因
5　今後の課題
6章　スポーツとエネルギー代謝　　　［八田　秀雄］
1　3種類のATP産生機構
1．3つのATPの作られ方が対等にあると考えない
2．無酸素運動はあり得ない
3．クレアチンリン酸＝無酸素と単純に考えない
4．球技ではクレアチンリン酸を使い，再合成する
5．体内に酸素がそれなりにあり，なくなったら疲労困憊
6．400m走で3つのエネルギー供給を考えてみる
7．短距離選手にマラソンのトレーニングをしろということではない
2　エネルギー源としての糖と脂肪
1．糖と脂肪の観点
2．糖の特徴
3．脂肪の特徴
4．運動強度による糖と脂肪の利用比率変化
5．LT（乳酸性作業閾値）
6．運動開始時にも少し糖の利用が高まる
7．マラソンでは糖の量の低下が大きく影響する
8．球技でも起こる
9．過剰に糖を貯蔵したらよく動けるのか
10．マラソンの最後まで糖を持たせるには
11．酸素摂取だけでなく，糖からの視点も
7章　スポーツと栄養およびサプリメント　　　［杉浦　克己］
1　スポーツと5大栄養素
1．エネルギー
（1）糖質
（2）脂質
2．カラダづくり
（1）タンパク質
（2）ミネラル
3．コンディショニング
（1）ビタミン
2　食事の基本は「栄養フルコース型」
3　スポーツのシーズンと食事内容
4　ジュニアアスリートと女性アスリート
1．ジュニアアスリートの栄養
2．女性アスリートの栄養
5　サプリメント
1．サプリメントとは何か
2．サプリメントの種別
（1）プロテイン
（2）ミネラル類
（3）ビタミン類
（4）分岐鎖アミノ酸
（5）コラーゲン
（6）クレアチン
（7）糖質（ブドウ糖，マルトデキストリン）
3．サプリメントの有効性・安全性
８章　スポーツと減量および体重調節　　　［田口　素子］
１　スポーツにおける減量の実態と問題点
1．持久系競技および記録系競技の減量の実態と問題点
2．審美系競技の減量の実態と問題点
3．体重階級制競技の試合前の減量の実態
4．よくある間違った減量方法と共通する問題点
2　減量がパフォーマンスおよびコンディションに及ぼす影響
1．減量が体力・パフォーマンスに及ぼす影響
2．減量がコンディションに及ぼす影響
3．減量が内分泌に及ぼす影響
3　減量に伴う身体組成の変化とエネルギー・栄養摂取
4　スポーツ現場での適切な減量実践と今後の課題
1．現実的な目標設定と減量のマネジメント
2．エネルギー密度を考慮した具体的エネルギー調整方法
3．三大栄養素の摂取とエネルギー比率
4．食事の摂取パターン
9章　スポーツ活動中の水分補給：喉の渇きに応じて　　　［伊藤　静夫］
1　スポーツ活動中の水分補給をめぐって
1．水分補給は是か非か？
2．水の飲み過ぎによる弊害＝水中毒
3．水分補給ガイドラインの変遷
2　脱水とパフォーマンス
1．2％の脱水＝自発的脱水
2．自発的脱水はパフォーマンスを低下させるか？
3　スポーツ現場での水分補給の実態
1．エリートランナーの水分補給
2．子どもの水分補給
4　水分補給と中枢機能
10章　スポーツと体力トレーニング　　　［村岡　功］
１　パフォーマンス向上とトレーニング
２　トレーニングの原理・原則
1．トレーニングの原理
（1）過負荷（オーバーロード）の原理
（2）可逆性の原理
（3）特異性の原理
2．トレーニングの原則
（1）全面性の原則
（2）意識性の原則
（3）漸進性の原則
（4）反復性の原則
（5）個別性の原則
３　トレーニング効果の得られやすさに影響する要因
４　体力トレーニングの方法
1．骨格筋機能（筋力・筋パワー・筋持久力）を高めるための方法
（1）レジスタンス・トレーニング
（2）レペティション・トレーニング
（3）プライオメトリック・トレーニング
2．全身持久力を高めるための方法
（1）インターバル・トレーニング
（2）定速（持続）トレーニング
（3）ファルトレク・トレーニング
（4）高地トレーニング
3．オールラウンドな体力向上を目的とした方法
5　トレーニングと栄養・休養
11章　スポーツとウオームアップおよびクールダウン　　　［内丸　仁］
１　ウオームアップの必要性
1．ウオームアップの生理学的効果
（1）体温や筋温の上昇とそれに伴う生理的・代謝的機能の亢進
（2）運動に対する呼吸循環応答の改善
（3）運動時の神経機能の亢進，神経筋協調能の改善
（4）柔軟性の向上
（5）傷害予防
2．ウオームアップの種類と効果
（1）一般的W-up
（2）専門的W-up
２　クールダウンの必要性
1．クールダウンの生理学的効果
（1）筋ポンプ作用による静脈帰還血液量の確保
（2）疲労物質としての乳酸の除去
（3）運動後の過剰換気の防止
2．クールダウンの種類と効果
（1）C-dnの強度や時間
（2）C-dnとしてのストレッチおよびマッサージ
12章　スポーツと骨格筋機能　　　［川上　泰雄］
１　骨格筋の形態的・機能的特性とトレーナビリティ
２　筋線維組成と競技特性の関係
３　筋収縮と関節パフォーマンスとの関係
４　筋腱複合体の形状と機能
13章　スポーツと脳機能　　　［彼末　一之］
１　伸張反射
２　姿勢調節
３　運動イメージ
14章　スポーツと呼吸循環機能　　　［林　直亨］
１　呼吸循環系による酸素運搬とその調節
1．Fickの原理
2．呼吸の調節
3．循環系の調節
（1）心臓の調節
（2）血管の調節
（3）静脈と筋ポンプ
２　動的運動時の呼吸循環系の応答
1．換気の応答
2．心拍数の応答
3．一回拍出量の応答
4．心拍出量
5．末梢血流量
6．動静脈酸素較差
7．血圧の応答
３　レジスタンス運動時の循環系の応答
４　運動トレーニングに伴う適応
1．肺と換気応答の適応
2．心臓の適応
3．血管の適応
15章　スポーツとディトレーニング　　　［大森　一伸］
1　ディトレーニングの定義
2　身体組成への影響
3　筋機能の応答
1．筋力の変化
2．筋線維の応答
3．筋線維タイプの移行
4．筋力トレーニング後のディトレーニングの積極的効果
4　持久能力の応答
1．持久パフォーマンスの応答
2．最大酸素摂取量の応答
3．骨格筋代謝機能の応答
5　ディトレーニングに影響する要因
16章　スポーツと疲労　　　［橋　英幸・山中　亮］
１　疲労の原因
1．中枢性疲労の原因
（1）中枢から活動筋への指令の低下
（2）末梢からの求心性情報伝達の増加
（3）意識・動機付けや精神疲労の影響
2．末梢性疲労の要因
（1）興奮?収縮連関機能低下
（2）代謝的変化
２　短時間・高強度運動における疲労
３　持久性運動における疲労
４　疲労を抑制するために
17章　スポーツと酸化ストレス　　　［奥津　光晴］
１　酸化ストレスの種類
２　酸化ストレスの除去
３　抗酸化酵素の生理学的な重要性
４　運動と酸化ストレス
５　スポーツと酸化ストレス
６　運動による抗酸化機能改善の分子メカニズム
18章　スポーツとオーバートレーニング　　　［鳥居　俊］
１　オーバー卜レーニング症候群の概念と症状
２　オーバートレーニング症候群の発生メカニズム
1．Fosterのmonotony仮説
2．自律神経不均衡
3．Central fatigue hypothesis
4．サイトカイン仮説
３　オーバートレーニングと循環器
４　オーバートレーニングと運動器
1．オーバートレーニングと内分泌
2．オーバートレーニングと免疫
3．オーバートレーニングと心理
５　オーバートレーニングの治療と予防
19章　女性アスリートにおけるスポーツ医学的諸問題　　　［難波　聡］
１　女性アスリートと月経
1．月経とは
2．月経周期とコンディション
3．月経移動によるコンディショニング
4．月経困難症への対応
（1）概要
（2）症状と診断
（3）治療方法
２　女性アスリートの無月経
1．女性アスリートの成長段階と月経
（1）少女期〜思春期（9〜18歳ころ）
（2）性成熟期（18〜45歳ころ）
2．女性アスリートの月経状況
3．女性アスリートの三主徴
4．無月経の診断と骨密度
5．低エストロゲン状態に対する治療
（1）ホルモン補充療法
（2）低用量ピル（OC）を用いる場合
6．無月経の要因と予防
（1）精神的ストレス，トレーニング強度，体脂肪率
（2）Low energy availability
（3）思春期のアスリートへの対策
7．無月経アスリートのその後の妊娠
３　女性アスリートと性別問題
1．性別検査の歴史
2．「高アンドロゲン女性競技者」の概念の登場
3．日本国内で今後留意すべきこと
20章　スポーツとドーピング　　　［村岡　功］
１　ドーピングとアンチ・ドーピング運動の歴史
２　ドーピングの定義
３　ドーピングを禁止する理由
４　薬物を使用する背景
５　ドーピング禁止物質と禁止方法
６　ドーピング検査の手順
７　アンチ・ドーピングに向けて