私たちの体は簡単には筋肉が太くならないようにできています。筋肉は、ふだん使わないような力で重たいものを挙げてはじめて太くなります。スロトレでは、最大挙上負荷の8割も使いません。低強度の「3割程度の負荷」で効果があります。しかも、少ない反復回数で筋肉を太く強くしてくれます。重たいものを持ち上げなくても、へとへとになるまで反復しなくてもよいのです。スローで行うスロースクワットも同様です。なぜそんなことが可能なのか、書籍『いのちのスクワット』著者で東京大学名誉教授の石井直方さんに解説していただきました。
解説者のプロフィール
石井直方(いしい・なおかた)
1955年、東京都出身。東京大学理学部生物学科卒業、同大学院博士課程修了。理学博士。東京大学教授、同スポーツ先端科学研究拠点長を歴任し現在、東京大学名誉教授。専門は身体運動科学、筋生理学、トレーニング科学。筋肉研究の第一人者。学生時代からボディビルダー、パワーリフティングの選手としても活躍し、日本ボディビル選手権大会優勝・世界選手権大会第3位など輝かしい実績を誇る。少ない運動量で大きな効果を得る「スロトレ」の開発者。エクササイズと筋肉の関係から老化や健康についての明確な解説には定評があり、現在の筋トレブームの火付け役的な存在。
▼石井直方(Wikipedia)
▼専門分野と研究論文(CiNii)
本稿は『いのちのスクワット』(マキノ出版)の中から一部を編集・再構成して掲載しています。
イラスト/細川夏子
スロトレなら3割の力で筋肉を強化できる
そもそも、私たちの筋肉は、なぜトレーニングをすると太くなるのでしょうか?
それは、純粋に生理学的な「適応の結果」です。当たり前のことですが、筋肉は、太くなるための理由がないと、太くなりません。筋肉が太くならないといのちに関わるかもしれない、将来ひどいことになるかもしれないという厳しい状況に追い込まれて、はじめて筋肉は太くなるのです。
筋肉が必要以上に太くなると体にとって不経済になるため、簡単には筋肉が太くならないように、私たちの体はできています。ですから筋肉は、ふだん使わないような力で重たいものを挙げてはじめて太くなります。これが「適応の結果」ということです。
このように生理学的に素直に考えても、「筋肉を太く、強くしようと思ったら、高強度の負荷をかけるしかない」といえます。したがって、このことは当時の筋トレにおいても半ば常識となっていました。
通常の筋トレの場合
通常の筋トレの場合、やっと1回挙がる最大の重さ(最大挙上重量:1RM)の8割くらいの負荷(80%1RM)を用いるのが、筋肉を太くするために最も標準的な方法です。70%1RMくらいでも効果はありますが、65%1RM以下では、筋肉の増加は起こらないとされています。
一方で、最近10年ほどの間の研究から、30%1RMくらいの負荷強度でも、疲労困憊に至るまでとことん反復を繰り返すことで、筋肉が太くなることがわかってきました。
この場合、確かに負荷は軽くて済むのですが、回数がとんでもなく多くなってしまいます。例えば、40回を3セットというような具合です。そうすると今度は、心臓や呼吸器への負担がきわめて強くなり、結果的に血圧も上昇します。
自重スクワットの場合
その点、自重スクワットは、自分の体重しか使いませんので、バーベルやマシンなどを使った筋トレと違い、大きな負荷をかけられません。それでも効果は上がります。
しかし、普通の動作で行った場合には、トータルで120回くらいは反復する必要があるでしょう。トレーニングの経験者であればすぐにわかりますが、これならば高強度で回数を減らしたほうがむしろ「楽な」トレーニングといえます。
一方、ゆっくりした動きで行う「スロトレ」は、こうした問題をクリアする、画期的なトレーニング方法といえるでしょう。
スロトレでは、最大挙上負荷の8割も使いません。もっと低強度の「3割程度の負荷」で効果があります。しかも、少ない反復回数で筋肉を太く強くしてくれます。重たいものを持ち上げなくても、またへとへとになるまで反復しなくてもよいのです。スローで行うスロースクワットでも、もちろん同様です。
なぜ、そんなことが可能なのでしょうか。
本稿は『いのちのスクワット』(マキノ出版)の中から一部を編集・再構成して掲載しています。
常識破りの「スロトレ」はいかにして生まれたか
科学上の新たな発明・発見がなされるときには、偶然が重なったり、実験の失敗といった思いがけない出来事がきっかけとなったりする場合が少なくありません。
実は、スロトレの誕生も、それに近いケースといえるでしょう。そもそもスロトレは、最初から意図して生まれたものではありませんでした。
端緒となった加圧トレーニング
端緒となったのは、「加圧トレーニング」の研究でした。これは、腕や脚の付け根に専用のベルトで圧力をかけ、筋肉内の血流を制限して行う筋力トレーニング法です。
私の研究室では、加圧トレーニングの開発者からの依頼を受け、1995年頃から10年ほど、その研究を行っていました。
実際に研究を始めてみると、加圧トレーニングには、20%1RM程度というきわめて軽い負荷でも筋肉を太くする効果があることがわかりました。動物実験とヒトを対象にしたさまざまな実験を行い、なぜそのような効果があるのかについても、その大筋が判明してきました。
加圧ベルトで締められた筋肉の内部は、血流が制限されているため、ただちに低酸素状態になります。この低酸素状態で軽い負荷の筋トレを行うと、やがて筋肉の内部は高い負荷強度をかけた場合と同じような状況になり、たくさんの速筋線維が使われるようになります。その結果、筋肉が太く強くなるのです。
ただし、加圧トレーニングの場合、問題となる点もわかってきました。
ベルトで外圧をかけて強制的に血流を制限すると、その部分に血栓ができる危険性が生じます。したがって、安全にトレーニングを行うためには専門家による指導が不可欠になります。この点は、普及という観点では大きな欠点といえます。
しかし、加圧トレの研究から重要な知見が得られました。
「筋肉の血流を制限し、低酸素状態で筋トレを行うと、低強度の筋トレでも高い効果を上げることができる」ということです。
私たちは、この原理を応用すれば、特別な器具で血管を圧迫しなくても、同じような効果が出せるのではないかと考えました。
筋肉が力を出すと、その筋肉の内圧が上がります。例えば、力こぶを作ると上腕の筋肉が硬くなります。このとき、力こぶの内側は圧が上がった状態になっています。
そのため、筋肉内の血管が圧迫され、血液が流れない、もしくは流れにくい状態になっています。いわば、自分の力で自分の首を絞めているような状態です。
次に力を抜くと、筋肉が緩んだ瞬間、内圧が低下してサーッと血液が流れ始めます。筋肉に力を入れたり、抜いたりするとき、このようにして筋肉は血液を一方向に送り出すポンプのような働きをするわけです。
どのくらい力を入れたら、筋肉中の血液の流れが弱くなるかを測ってみました。一番力を入れているときは、血液はほとんど流れません。30%ほどの力を入れていたあたりから、血液の流れが弱くなってきます。加圧ベルトで締めたときと、ちょうど同じくらいといえます。
つまり、「30%くらいの力を発揮したまま、力を緩めずに動作を続けていれば、加圧で血流を制限したときと同じような低酸素の環境を作ることができるのでは?」というアイデアが生まれたのです。
ちなみに、日常生活の動作で普通に発揮する力は、最大筋力の20%くらいです。ですから、「30%程度の力を発揮」というのは「少しがんばる」くらいの感じでしょう。
ただ、私たちの体には、加圧ベルトのように血流を持続的に制限するしくみはありません。筋肉の力を緩めれば、その瞬間血液がサーッと流れてしまい、低酸素状態はあっという間に解消されます。このため、いかに力の緩む瞬間を作らないようにするかがポイントになります。
多くの場合、すばやく動くと、筋肉は瞬間的に緩んでしまいます。そこで、筋肉をゆっくり動かせばいいという結論にたどり着きました。
スロトレの基本原理
軽い負荷(最大筋力の30%程度)だが、筋肉の力を抜かないことで血流を抑制し、酸素不足を起こさせる
軽い負荷による筋トレなのに、血流が制限されるので筋肉は酸素不足になって早く疲労し、きついトレーニングをした場合と同様に鍛えられる
あとは、どれくらいゆっくり動けばよいかということになります。いろいろ調べてみると、スクワットであれば、3秒かけて腰を下ろして、3秒かけて立ち上がる。これくらいのスピードで行えば、筋肉が緩まないことがわかりました。
一方、いったんしゃがんだところで止め、じっと動かないという方法、いわゆる「空気イス」でどうかも試しました。この方法では、多少の効果はありますが、筋肉を増やす効果はかなり低くなってしまいます。止まって筋力を発揮しているだけでは、物理学的には仕事をしていない、つまり、エネルギーをほとんど使っていないためと思われます。
一方、たとえスローでも、動かしていると運動エネルギーが発生し、エネルギー消費が大きくなります。それが、筋肉を育てやすい環境を作り上げるのです。
筋発揮張力維持スロー法
こうした研究を経て、「負荷は軽くてもいいから、筋肉が力を出し続けたまま、ゆっくり動かす。それが筋肉を効果的に太く強くする」というスロトレの原理が固まっていきました。
スロトレは、正式には「筋発揮張力維持スロー法(LST)」といいます。これは、スロトレを最初にアメリカ生理学会誌に紹介したときに用いた名称ですが、まさしくそのポイントを凝縮した名称といえるでしょう。
初期のスロースクワットのやり方は、「3秒かけて腰を下ろして、1秒止まり、3秒かけて立ち上がる」でした。いまでも研究面ではその方法を使っています。しかし、一般の人を対象に指導する場合には、3秒を4秒に変えました。
理由は、実際に多くのかたがたにやっていただくと、ラジオ体操などで4カウントに合わせた動きに慣れ親しんでいるからでしょうか、「4」のほうが動きやすいという声が多かったことでした。
というわけで現在は、「4秒かけてゆっくりと腰を下ろし、静止なしで、4秒かけてゆっくりと立ち上がる」やり方を推奨しています。
「スロースクワット」と「通常スクワット」との違い
一番の違いは、動きのスピード
スロトレはヘビー筋トレ並みの効果
ここで、速筋線維と遅筋線維という筋線維タイプから、スロトレの効果のしくみを考えてみましょう。
筋トレで筋肉を太くするためには、速筋線維が使われなければなりません。筋トレで太くなれるのは主に速筋線維だからです。また前述の通り、加齢で著しく細くなるのも速筋線維のほうです。
しかし、通常の筋トレで最大筋力の3割程度の低負荷強度を用いた場合、最初は遅筋線維しか使われません。30回、40回、50回……と疲れ果てるくらい繰り返してやっと速筋線維の出番がきます。
これでは、当然ながら効率的に速筋線維を鍛えることは難しいのです。
そのため、通常の筋トレでは、高負荷強度を用いることで最初から速筋線維の出番を作り、早々に速筋線維を使い切ってしまうという戦略をとります。
一方スロトレでは、3割程度の負荷でも、遅筋線維を早々に疲れさせることで速筋線維の出番を作ります。スローな動きで持続的に力が入るので、筋肉の内圧の上昇により血流が抑えられ、酸素濃度が下がってくるからです。
もとより遅筋線維は持久力のある筋線維ですが、酸素が十分にないと活動できません。一方、速筋線維は酸素があまりなくても活動が可能です。酸素濃度が下がると、遅筋線維が早く疲れてしまうのです。そして、速筋線維が助太刀に動員されることで、速筋線維の強化が可能になります。
スロトレでは、最大筋力の3割の軽い負荷でも、動作を繰り返していくうちに、5、6、7回辺りのところで、遅筋線維の疲労が始まり、速筋線維が使われるようになると考えられます(もちろん個人の筋力レベルによりますが)。
通常、軽い負荷の運動では、軽やかに動くものです。筋肉がリズミカルに収縮・弛緩を繰り返していくうちに、筋肉のポンプ作用によって血流がだんだんよくなっていくというしくみが働きます。結果的に筋肉内の酸素濃度が高まり、老廃物の排出も促進されるため、遅筋線維が元気に働き続けることができます。
しかし、スロトレでは、普通ではないことが起こります。筋肉としては、あまり力を出していないのに、どんどん酸素が減っていく状況というのは、想定外。あたかも筋肉がだまされて、遅筋線維が疲れてしまい、速筋線維を使って乗り切るしかないという状況に追い込まれてしまうといえるでしょう。
軽い負荷でのスロースクワット中に、実際に速筋線維が使われているのかどうかを実測するのは困難ですが、推測することは可能です。それには、血中の乳酸濃度を測ります。
速筋線維が活動すると、エネルギー源として主に糖質を使います。その結果、「中間代謝物」として乳酸が作られ、筋線維の外に排出されます。すると、血液の中の乳酸濃度が上がってきます。これが筋肉の中で速筋線維が使われたという間接的な証拠になります。
血中の乳酸濃度を、スローでスクワットを行った場合と、スローでない場合とで測ると、スロースクワットを行った場合には、血液中の乳酸濃度がどんどん上がっていくことが確認できました。それも、ヘビーな重りを持って行ったときとほぼ同じレベルにまで上がったのです。
スロトレの効果としくみを世界ではじめて解明
ゆっくりした動きに筋肉増強の効果がありそうだというのは、すでに1980年代にいわれていたことでした。しかし、当時のものは高負荷強度でのスローな動作という、スロトレとは本質的に違ったトレーニングでした。また、ゆっくりした動きが筋肉を増やすしくみについては当然解明されていませんでした。
2006年、アメリカ生理学会誌に、私たちのスロトレの論文が掲載されました。持続的な力の発揮によって血液循環が抑制される結果、低酸素状態が生じるという視点から、スロトレの効果としくみを、世界ではじめて示したものでした。
論文では、スロトレの長期的な効果として、次のような結果を報告しました。
若年男性を対象として、最大挙上負荷の50%(50%1RM)の負荷で、ひざを伸ばすトレーニングを、1セット8回×3セット、週2回、3カ月続けてもらいました。すると、平均約6%の筋肥大(筋横断面積の増加)が起こりました。また、最大筋力は約15%向上したのです。
この効果は、80%1RMという高強度でトレーニングしたグループとほぼ同等でした。一方、スロトレと同じ負荷強度、同じ回数を普通の速度(1秒で挙げ、1秒で下ろす)でトレーニングしたグループでは、筋肉は全く増えませんでした。つまり、低い強度でも動作をスローで行うことによって、高強度で筋トレを行ったのと同等の成果が得られたということになります。
この論文を発表して以降、スロトレは広く知られるようになりました。
欧米でも高齢化が進行していましたから、高齢者向けの筋トレに目が向けられるようになり、こうした世界的な流れの中で、各国でスロトレの研究を始めるところも出てきました。
カナダには、筋トレの大きな研究グループがあり、スロトレの研究も行っています。彼らは、6秒で挙げて6秒で下ろすという、極端に遅いスロトレを用いています。
彼らの研究の特徴は、スロトレの効果を分子レベルで明らかにした点です。
彼らは若年成人を対象とし、30%1RMの強度で、マシンを用いた片足のレッグエクステンション(イスに座り足首に乗せた重りを挙げる筋トレ)を、6秒で挙げ、6秒で下ろすスロトレで行い、反対側の足で同じ強度、同じ回数を通常スピードの動作(1秒で挙げ、1秒で下ろす)で行いました。
同位体で標識したアミノ酸を用いる特殊な方法により、筋トレ前、6時間後、24時間後、30時間後の筋肉中のたんぱく質合成速度を測ると、スロトレで行った側の大腿四頭筋でのみ、トレーニング後にたんぱく質合成速度が上昇していました。この研究は、スロトレの効果をきわめて明確に示したものといえるでしょう。ただ残念なことに、この種の研究は倫理的な制約のため、我が国で行うことはきわめて困難です。
スロースクワットの優れている点
ここで、スロースクワットの優れている点についてまとめておきましょう。
スロースクワットの長所
(1)軽い負荷強度(最大挙上重量=最大筋力の30%程度)で、筋肉が太く強くなる
(2)ゆっくりした動きなので、安全性が高い
(3)少ない回数で済み、体への負担が少ない
(4)体力別にさまざまな工夫が可能
(5)多くの筋肉が同時に鍛えられ、優れた健康効果
スロースクワットは、30%1RM程度の低負荷強度でも、高強度のトレーニング並みに筋肉を増やし、筋力をアップすることができます。これが第一の特徴です。
第二は安全性です。動きがゆっくりなので、腱や関節への負担が小さく、整形外科的な外傷・障害が起こるリスクがきわめて低くなります。ひざなどが痛い人でも、フォームを工夫すれば無理なく続けられるでしょう。また、動作がゆっくりなため、鏡などで適切なフォームを確認しながら行うこともできます。
第三は、負荷が軽いにもかかわらず、少ない反復回数でよいという点です。1セットあたりでいうと、6回から10回程度。相当強くなっても12回程度、3セット行えば十分な効果があります。軽い負荷での通常動作でも、回数を増やしてがんばれば、最終的に血圧が上昇し、体への負担が大きくなりますが、スロトレではそのようなことはありません。
第四は、体力別に多様な工夫が可能な点です。筋力・体力・関節の状態には個人差があります。スクワットは、フォームを微妙に変えることなどによって、強度や局所にかかる負担を調節できますので、個人の現状に応じたトレーニングが可能です。
第五は全身的な健康効果です。スクワットは、足腰の強化に効果的なだけでなく、全身の多くの筋肉を強化します。それによって、多くの効能が期待できます。
埼玉県三郷市の「シルバー元気塾」におけるスロトレの様子。20年以上にわたり、高齢者の生きがいや健康維持を目的として筋力トレーニング教室が開かれている
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なお、本稿は書籍『いのちのスクワット』(マキノ出版)の中から一部を編集・再構成して掲載しています。筋トレは、いくつになっても始めることが可能で、いくつになっても効果をもたらします。90代のかたも決して例外ではありません。著者の石井直方先生が、がんの治療中に行っていたスクワットも、スロースクワットだったと言います。「入院中のスクワットは、まさしく私のいのちを支え続けたといっても言い過ぎにはならないと思います」(石井直方さん)。本書は「スロースクワット」の効果と方法について、石井直方さんご自身の体験もふまえながら、一般の方向けにやさしく解説した良書です。詳しくは下記のリンクからご覧ください。
※(7)「スクワットが効果的な理由 “キングオブエクササイズ”と言われるのはなぜ?|スロトレの誕生秘話」の記事もご覧ください。
