世の中は最近「筋トレ」ブームですが、容姿や肩こり・腰痛などに対する効果の情報が多く、筋肉のはたらきを本当に説明した情報が少ないように思います。
このページでは最近どんどん解明が進んでいる筋肉のはたらきについて、たとえばシミの原因であるメラニンの生成を抑制したり、お肌の弾力・みずみずしさに関わるコラーゲンの産生を促進するなど「えっ、こんなはたらきも⁉」という意外で多様なはたらきを知っていただければと思います。
盛りだくさんの内容で読んでいただくのは大変かもしれませんが、筋肉のはたらきの本当の意味での大切さをお伝えすることができれば嬉しいです!
それでは見ていきましょう。
ふだん私たちが言う「筋肉」のことです。
短縮する方向に力を発揮して、骨格の動きを生み出します。
自分の意志で動かすことができます。
実は健康や美容を維持する主役級のはたらきをしていることが最近次々と明らかになってきています。
心臓を動かす筋肉です。
短縮する方向に力を発揮して、全身に血液を送り出します。
自分の意志で動かすことはできません。
血管や胃腸を動かす筋肉です。
血管の中でも身体中の細胞に向かって酸素や栄養などを送り届ける動脈で発達しています。
心臓から来た血液を受けてふくらんだ血管を縮める時に力を発揮して、さらに先の方へ血液を送り出します。
自分の意志で動かすことはできません。
胃腸は口から送られてきた食物を肛門の方へ送っていきます。
胃腸をくびれさせる分節運動や蠕動運動の時に力を発揮して、食物をかき混ぜたり塊を分けたりして消化・吸収・排便に役立っています。
自分の意志で動かすことはできません。
| 身体を動かす | 姿勢を保つ | 体温を産み出す |
| 衝撃から身体を守る | 血流を促進する | 糖質を消費する |
| 脂質を消費する | 骨を強くする | 水分を貯蔵する |
| 血圧を安定させる | 認知機能を活性化する | 免疫機能を活性化する |
| 細胞の修復を促進する | 睡眠の質を高める | 精神を安定させる |
いかがですか?
このように筋肉は私たちの健康・美容・生命活動にとって本当に主役級のはたらきをする不可欠な組織なのです!
今でも筋肉のはたらきと言えば①体を動かす②姿勢を保つ③熱を産生するぐらいしか記述のない文献もありますが、最近では筋肉から分泌されるマイオカインというホルモンの研究が進んで、これ以外にも大腸がんなどの予防効果や美肌効果などがあることも明らかにされ、現在もなお研究が進んでいる非常に注目度の高い分野です。
では次に、一つ一つのはたらきについて少し詳しく見ていきましょう。
少し長いので気になるところだけ読んでいただいても結構ですし、
筋肉のはたらきが低下したらにスキップしていただいても結構です。
筋肉の直接的なはたらきは、骨格を引っぱって身体を動かすことです。
筋肉は、基本的にある骨から他の骨に関節をまたいで引っ付いています。
筋肉が短くなると引っ付いている骨同士の距離が近づいて身体が動きます。
速く力強い動きが得意だけど持久性はない速筋と、速い動きは得意ではないけどけど持久性がある遅筋があります。
速筋は加齢とともに少なくなります。
身体が動かないように姿勢を保つことも筋肉の直接的なはたらきです。
姿勢を保てるのは骨格が動かないように引っぱってくれている筋肉があるということです。
骨盤矯正や猫背矯正などに関心がある人が多いようですが、私たちの身体はすぐにズレたりすぐに矯正できたりするほどゆるい構造なのでしょうか?それだけでは自立できない骨格が、前後左右から筋肉や靭帯などに支えられてその時その時のバランスを保っているのです。
黙々とバランスを保ってくれている筋肉に注意を払ってみてはいかがでしょうか。
私たちは食物を体内で燃やしてエネルギーとし、体温や動力を得ています。
車がガソリンを燃やして、熱くなったり動いたりするのと同じです。
筋肉は身体の中で一番エネルギーを使う組織です。
だから筋肉量が多いと炭水化物(糖質)や脂質がたくさん燃やされて、体温も高めになりやすくなります。
基礎代謝※の中でも、筋肉は22%ものエネルギー源を消費するので一番体温を産み出します。肝臓が21%、脳が20%、あとは心臓・腎臓・脂肪・その他で10%以下ずつです。
日常生活動作では60%が筋肉で熱産生されます。
※基礎代謝…目覚めている状態で身体活動をしていない時の、生命活動に必要な最低限のエネルギー代謝のこと。
筋肉がしっかりと身体をおおっていると、ぶつけたりしても骨や内臓が守られやすくなります。
また、「硬い椅子に座るとお尻の骨があたって痛い」とか、「お風呂につかると背中の骨があたって痛い」といったことも筋肉の量と関係しています。
身体を動かすために筋肉が収縮・弛緩することで筋肉が血管を押すポンプの役割をして、動かした部分の血流が促進されます。
また、エネルギーをたくさん使って収縮・弛緩を繰り返している筋肉には、特に酸素やエネルギーを届けると同時に老廃物を回収するために全身の血流が促進されます。
全身の血管は、単純化すれば心臓から押し出されて心臓へ戻るループです。
だから、足などのむくみを解消するためにさすったり高く上げたりするのも効果的ですが、心臓がドキドキしていつもより多くの血液を強く押し出すような運動ができればなお効果的でしょう。
身体中のすべての細胞でエネルギー源として使われる糖質(グルコース)ですが、最も多く使うのは筋肉です。
1日に飲食する炭水化物の70%~80%を筋肉が消費します。
だから、じっとしていても筋肉量が多いほど糖質は多く消費されます。
さらに筋肉を使えばマイオカインという筋肉が分泌するホルモンの作用などで、インシュリンに頼らず筋肉内に糖質を取り込んで消費するので、糖質が余って脂肪として貯蔵されるということは起こりにくくなります。
60歳以上になると20~40歳の人と比較して血糖を下げるはたらきが30~60%低下します。これは筋肉量の減少による糖質の消費低下によると考えられています。
もしご飯などを減らしている人がいれば、ご飯が問題なのではなく筋肉量が少ない・筋肉を使わないことが問題かもしれません。
また主食や果物以外に減らせる糖質がないか見直してみましょう。
糖質(食物繊維以外の炭水化物)は人間が生きていくために必要不可欠なエネルギー源です。
主食(主に炭水化物)、主菜(主にタンパク質)、副菜(主にビタミン・ミネラル)を3:1:2を目安にバランスよく食べましょう。脂質は食物中や調理油などから摂取できるでしょう。
ご飯、パン、めん類、イモ類、アルコール類、スイーツなどの炭水化物を食べて消化されると、全身の細胞のエネルギー源として配られるために血液に入って血糖として循環します。
全身の細胞の大切なエネルギー源であり、特に脳や神経・赤血球のエネルギー源はグルコースという糖質だけなので、血糖はホルモンの作用によって過不足のないように一定に保たれるようになっています。
食事などで血液中の糖質が増えるとインシュリンというホルモンの作用で、肝臓や筋肉にグリコーゲンとして貯蔵されたり脂肪組織で脂肪として貯蔵されます。
血液中の糖質が少ない時も、やはりホルモンの作用で肝臓に貯蔵されたグリコーゲンがグルコースとなって血液中に提供されて血糖を保ち、脳や神経をはじめ全身の細胞のエネルギー源を確保します。
それでも足りない時は脂肪を分解し、最後には筋肉などのタンパク質を分解してグルコースに変えてまでエネルギー源を確保します。
ダイエットのために炭水化物の摂取を極端に減らすことによって、炭水化物を一番消費してくれる筋肉が分解されることがないように気をつけましょう。
「筋トレでは脂肪は燃えない、脂肪を燃やすには有酸素運動だ。」と今でもけっこう言われています。
短時間・高強度運動とされている筋力トレーニングでは、ほぼ糖質だけがエネルギー源として使われるので運動中に脂肪が燃えることはほとんどありません。
いっぽう長時間・低強度運動とされている有酸素性運動では脂質が主に使われます。有酸素性運動が脂肪を燃やすというのはこのことです。
それでは脂肪を燃やすためには長時間の運動が必要かというと、必ずしもそうではありません。
時間を基準に考えずに強度を基準に考えるといいでしょう。“長時間できるぐらいの強さ”の運動であれば、早い段階から糖質と同時に脂質もエネルギー源として使われます。
脂質が使われるように長時間できるぐらいの強さで行う運動では筋肉はそれほど必要なさそうに思えますが、エネルギーを使うのは筋肉なので筋肉量の多さが有酸素性運動の効果アップにつながります。だからまず筋力トレーニングで筋肉量を増やすことが重要なのです。
でも実は、筋力トレーニングでも脂肪が燃焼するということがわかっています。
筋力トレーニングであっても低~中強度であれば、糖質と同時に脂質もエネルギー源として使われます。
またカテコールアミン、成長ホルモン、コルチゾール、グルカゴンなどのホルモンの分泌量が増大し中性脂肪の分解を促進します。
成長ホルモンは運動後数時間にわたって中性脂肪の分解を促進しますし、筋肉量の増加にも寄与します。
また筋肉から分泌されているマイオカインというホルモンのいくつかは、脂質を消費しやすくしていることが最近の研究で明らかにされてきています。
脂肪細胞から分泌されて脳の視床下部に作用して食欲を抑制するため“満腹物質”と呼ばれているレプチンというホルモンがあります。
レプチンは脂肪細胞が増えるにしたがって分泌量が増えるので、食欲抑制を通じた適正な体重コントロールができるはずです。
しかし肥満の人の多くはレプチンが効きにくくなる状態(レプチン抵抗性)になっていて、脳での食欲の抑制が起こりにくくなっています。運動によってレプチン受容体異常の改善が見られ、レプチン抵抗性が改善するという報告があります。
食品に含まれる脂質の大部分は中性脂肪(トリグリセリド)で、その他コレステロールやリン脂質などがあります。
エネルギー源として利用されるのはグリセロールと脂肪酸からできている中性脂肪です。
食事で摂取された脂質はグリセロールと脂肪酸に分解されて吸収され、皮下脂肪、内臓脂肪、骨格筋、肝臓などで再び中性脂肪の形で貯蔵されます。
長時間できるぐらいの強さの運動をすると、脂肪組織や骨格筋に貯蔵されていた中性脂肪がグリセロールと脂肪酸に分解されて血液中に入り、遊離脂肪酸は骨格筋や心筋のエネルギー源に、グリセロールは肝臓でグルコースに変換されて糖質としてエネルギー源になります。実際に長時間になるほど脂質がエネルギー源として使われる割合が高まります。
コレステロールはステロイドホルモンや胆汁酸、細胞膜の成分であり、ビタミンDの前駆物質でもあります。
卵黄や動物性脂質などから摂取されるのは1日0.2~0.5g程度で、肝臓、小腸、動脈壁など体内ではそれより多い1日約1~1.5g合成されます。
リン脂質は細胞膜の主成分になります。
また、植物油に多く含まれる不飽和脂肪酸のうちリノレン酸・リノール酸・アラキドン酸は体内で合成できず、不足すると皮膚炎や成長障害をきたすことから必須脂肪酸と呼ばれます。
脂質もやはり、ダイエットのために極端に減らすのは考え物ですね。
「正常にせよ、異常にせよ、骨はそれに加わる力に抵抗するのに最も適した構造を発達させる」という法則(wolffの法則)があります。
特に下肢(太ももから下)や上肢(肩から下)の長い骨は体重がかかって圧迫されたり筋肉の収縮によって圧迫されたりすると電位が形成されて、その負荷に適応するためにねばり強い頑丈な骨になるように構造が強化されます。
体重のかからない宇宙飛行士や、寝たきりで長期間過ごした人の骨がもろくなるのは骨に負荷がかかっていないことによります。
異常な圧力でもそれに適した構造を発達させるということは、継続した姿勢不良によって骨自体が姿勢不良に適応した構造になる可能性を示唆しています。
また負荷の刺激だけでなく、よく動かす筋肉からは近くの骨を丈夫にするマイオカインが出ますし、骨からも筋肉を強くするオステオカインが出ていてお互いに影響を与えあっています。
体重の40%を占める筋肉。
その筋肉の75.6%は水分でできています。
脂肪の水分は33%です。
筋肉は身体の貯水池なのです。
そのため一般に女性よりも筋肉量の多い男性の方が身体に占める水分量は多くなります。
水分とは少し違いますが筋肉から分泌されるマイオカインは、お肌の弾力・みずみずしさに関わるコラーゲンの産生を促進することがファンケルの研究によって明らかにされていますし、シミの原因となるメラニンの生成を抑えることもポーラ化成によって明らかにされています。
筋肉は美肌にもなくてはならないものなのです。
以前は「筋トレは血圧を下げる効果はないか、むしろ上げる」と言われていましたが、最近では筋力トレーニングも血圧を下げることがわかっています。
筋力トレーニングによってプロスタグランジンEという物質の分泌が促進され、その作用で血管が拡がって血圧が下がります。プロスタグランジンには腎臓からのナトリウム排泄を促進したり、血液中の中性脂肪を低下させたり善玉コレステロールを増加させる作用もあります。
またタウリンという物質の分泌も促進され、同じく血圧を下げたり血液中のコレステロールや中性脂肪を低下させます。
さらに筋肉をしばらく収縮させて弛緩させる動きで血管内皮細胞から一酸化窒素が産生され、動脈平滑筋の緊張を弛緩させて血圧を下げたり動脈硬化を防いだりします。
一方、有酸素性運動では血液中の中性脂肪の分解を促進して生じた遊離脂肪酸が骨格筋でエネルギー源として利用されることで、血液中の中性脂肪が低下したり、善玉コレステロールが増えて悪玉コレステロールが減ることで、血圧を下げます。
また有酸素性運動を習慣的に継続することで自律神経の活動が副交感神経優位に変化することや、一酸化窒素の作用で血管内皮機能の改善が誘発され末梢血管が新生することによっても血圧が下がります。
ロンドン大学の研究では、運動にはほぼ血圧降下薬と同程度の効果があり、持久性トレーニング(有酸素性運動)とレジスタンストレーニング(筋力トレーニング)を組み合わせることが収縮期血圧(最高血圧)の低下に効果的である、ということです。
脳で記憶や学習をつかさどる海馬という部位があります。老齢期には萎縮して記憶障害や認知症につながります。研究では高齢者も運動をすることで海馬の神経細胞が増えることがわかっています。
脳由来神経栄養因子(BDNF)という長期記憶増強や学習記憶向上、脳神経細胞の修復や新生の作用がある物質が海馬には最も多く含まれていて、運動によって脳内のBDNF量が増加します。
筋肉を動かすことで筋肉からもマイオカインとしてBDNFが分泌されるので、BDNF量の増加が海馬の神経修復や新生を亢進させて認知症の予防につながります。
また運動は動脈硬化を予防・改善することで脳血管性認知症の発症予防にも寄与しています。
すなわち運動はアルツハイマー型認知症と脳血管性認知症の両方に対して予防効果を発揮する、認知症予防にとって不可欠な基本の要素といえます。
新型コロナウイルス感染症に対する運動の有効性の報告や運動不足が重症化のリスクになるという報告も出ていますが、いずれにしても身体的・精神的ストレスに負けない体力が重要ということでしょう。
筋肉に多く含まれているグルタミンというタンパク質はリンパ球・マクロファージ・好中球など免疫を担当する細胞の重要なエネルギー源なので、筋力トレーニングとバランスの良い食事による筋肉量の維持は免疫機能にとって重要です。
中強度の運動習慣が免疫機能に及ぼす影響を検討した研究において、T細胞増殖能、マクロファージの貪食能、血中IgGや唾液中IgA・IgM濃度に関して運動習慣の有効性が示されています。
さらに様々な刺激によって産生されて免疫反応や炎症反応等を調節する細胞間情報伝達物質であるサイトカインの1つであるインターロイキン(IL)のいくつかは、運動時にも身体にいろいろな影響を及ぼします。中でもIL-6は好中球の動員、抗体産生促進、糖・脂質代謝の調節など多彩な機能を有し、運動に伴って著しく増加することが知られています。
ただ高強度運動や長時間運動の後では、数時間にわたる免疫機能の一過性の低下が現れます。これはオープンウインドウ説と言われるもので、一時的に感染リスクが高まると考えられています。
現在は様々な炎症指標が生活習慣病や認知症、虚弱などの予測因子として注目されていますが、高齢者においては通常でも炎症指標の濃度であるC反応性タンパク(CRP)や血清アミロイドAなどが健常若年者に比べて常に2~3倍の高値を示します。そのような高齢者が週1回12週間の低強度筋力トレーニングを行った結果、筋肉量の増量、炎症指標の減少が認められたという報告もあります。
運動の中でも特に筋力トレーニングによって大人でも分泌が増加する成長ホルモンは、タンパク質の合成を促進させ全身の細胞の修復に寄与しています。
成長ホルモンは膵臓や甲状腺だけでなく女性ホルモン・男性ホルモンの分泌機能とも関連しているので、意欲・活発さなどの精神面を含む外見・内面の若さを保つホルモンとして、アンチエイジングのクリニックで使われたりしています。
このように外見・内面の若さを保つホルモンが運動によって増加するのですから、運動をしないという選択肢はありませんよね!
成長ホルモンは眠って最初の深い睡眠の時に最も多く分泌されその後1~3時間ごとに分泌されます。運動後の夜間睡眠時は深い眠りの割合が増加するので、その面でも成長ホルモンの分泌を高める可能性があります。
メラトニンという催眠作用のあるホルモンがあります。明るい光を浴びると分泌が抑制され、夜になると分泌が増加します。睡眠・覚醒リズムやホルモン分泌リズム、季節リズムなど生体リズムの調節に重要な役割を果たしています。
日中の明るい環境での活動や筋力トレーニングを習慣的に行うことで、セロトニンという神経伝達物質が脳内で増加します。セロトニンはメラトニンの材料になるので間接的に睡眠に貢献しますし、最近ではセロトニン自体が睡眠の開始や深い睡眠の調節に直接関わっていることがわかっています。
また運動によって自律神経のはたらきが調節され活動と休養のメリハリがつきやすくなることも、睡眠の質を高めることにつながります。
直接・間接に睡眠の質を高めることに貢献しているセロトニンですが、他の神経伝達物質であるドパミン(喜び・快楽など)やノルアドレナリン(恐怖・驚きなど)などによる感情の起伏をコントロールし、精神を安定させるはたらきがあります。
そのためうつ病やパニック障害などの治療でもセロトニンやノルアドレナリンに作用するお薬が使われるほどです。
日中の明るい環境での活動や筋力トレーニングを習慣的に行うことでセロトニンは自分で増やせるので、夜勤などがある場合は仕方がないとして可能な限り昼夜の規則正しい生活と日中の運動を心がけましょう。
また運動によって筋力や持久力が向上して疲れにくくなったり、身体全体の調子がよくなることで自信や意欲につながり、不安な気持ちや悲観的な考えが減って楽観的になりやすくなることも精神の安定につながります。