NESTA-PFT「運動生理学」一問一答(全24問)

正解：a. 1日の総エネルギー消費量のうち最も大きな割合を占める

基礎代謝量は生命維持に必要な最低限のエネルギーで、多くの人で1日の総エネルギー消費量の約60〜70%を占め最大の割合となる。除脂肪量(筋量)が多いほど基礎代謝は高くなる傾向があり、食事誘発性熱産生や活動代謝とは区別される。

正解：b. ATP-PCr系(クレアチンリン酸系)

数秒から約10秒の最大努力では、筋内に蓄えられたATPとクレアチンリン酸を分解して即座にATPを再合成するATP-PCr系が主役となる。酸素を必要とせず最も速くエネルギーを供給できるが、貯蔵量が少なく短時間しか維持できない。

正解：c. 低〜中強度では脂質が主要なエネルギー源として利用されやすい

低〜中強度の有酸素運動では脂質(脂肪酸)が主要なエネルギー源として多く利用される。運動強度が上がるほど相対的に糖質(グリコーゲン)の利用割合が増え、脂質の割合は相対的に低下する。実際には糖質と脂質が同時に利用され、どちらか一方だけが使われることはない。

正解：b. 安静時心拍数が低下し、1回拍出量が増加する

持久性トレーニングの適応として心臓の1回拍出量が増え、同じ拍出量をより少ない心拍数でまかなえるため安静時心拍数が低下する。あわせてミトコンドリア数や毛細血管密度の増加、VO2maxの向上が起こる。最大心拍数はトレーニングで大きくは変化しない。

正解：a. 酸素借(オキシジェンデット)

運動開始時は酸素摂取が需要に追いつかず、不足分をATP-PCrや解糖系などの無酸素性供給で補う。この不足分が酸素借であり、運動後に酸素摂取が安静値より高い状態(EPOC、酸素負債)が続くことで返済される。

正解：b. 運動強度の増加に伴い心拍数と1回拍出量が増え、心拍出量が増加する

動的運動では強度の増加に伴い心拍数が直線的に増え、1回拍出量も(中強度までは)増加するため、その積である心拍出量が増大する。血流は活動筋へ優先的に再配分され、収縮期血圧は運動強度に応じて上昇する。

正解：c. 糖質が主に利用されている

呼吸商は消費した酸素に対する産生した二酸化炭素の比で、糖質が完全に酸化されるときは約1.0、脂質では約0.7となる。したがってRQが1.0に近いほど糖質の利用割合が高く、高強度運動時にこの傾向が強まる。

正解：b. 運動後もしばらく酸素摂取が安静時より高い状態が続く

EPOCは運動後も酸素摂取量が安静値より高く維持される現象で、ATP-PCrの再充填、乳酸の処理、体温・ホルモンの正常化などにエネルギーが使われるために生じる。一般に運動の強度や時間が大きいほどEPOCも大きくなる。

正解：a. 肝臓と骨格筋に貯蔵される

グリコーゲンはブドウ糖が連なった貯蔵多糖で、主に肝臓と骨格筋に蓄えられる。筋グリコーゲンは運動中の主要な糖質源として消費され、貯蔵量には限りがあるため長時間運動では枯渇が疲労の一因となる。

正解：b. 全身持久力(有酸素能力)を表す代表的な指標である

VO2maxは単位時間あたりに体内で利用できる酸素の最大量で、心肺機能と筋の酸素利用能を反映する全身持久力(有酸素能力)の代表的指標である。瞬発的なパワーや筋力、柔軟性とは別の体力要素を評価する。

正解：b. 乳酸(および水素イオン)

高強度運動では酸素供給が不足し、解糖系でピルビン酸が乳酸へ変換される過程が増えるため、乳酸と水素イオンが蓄積する。水素イオンによる筋内pHの低下が高強度運動時の疲労に関連すると考えられている。

正解：a. 発汗による気化熱は体温上昇を抑える主要な放熱手段である

運動で産生された熱は主に皮膚からの放熱で処理され、特に汗が蒸発する際の気化熱が重要な放熱手段となる。高温多湿環境では汗が蒸発しにくく放熱効率が落ちて熱中症リスクが高まるため、適切な水分補給で脱水を防ぐことが重要である。

正解：a. ATP-CP系(ホスファゲン系)

ウェイトリフティングや短距離ダッシュなど数秒〜約10秒の全力運動では、筋内に貯蔵されたATPとクレアチンリン酸(CP)を分解するATP-CP系が主に働く。酸素を必要とせず最も速くエネルギーを供給できるが、貯蔵量が少ないため持続時間は短い。

正解：c. 解糖系(無酸素的) — 乳酸

400m走など30秒〜2分程度の高強度運動では、グルコースを酸素なしで分解する解糖系が主体となり、副産物として乳酸が蓄積する。乳酸の蓄積は筋内pHの低下を伴い、疲労の一因となる。

正解：b. 脂質の利用割合が増え、相対的に糖質の利用割合が減る

運動開始直後は糖質(グリコーゲン)の依存度が高いが、長時間の有酸素運動が続くと糖質貯蔵が減少し、脂肪(脂肪酸)の酸化によるエネルギー供給割合が相対的に高まる。これが持久運動で脂肪の寄与が増していく理由である。

正解：b. 全身持久力(有酸素能力)の指標

VO2max(最大酸素摂取量)は、運動中に体が単位時間あたり摂取・利用できる酸素の最大量で、全身持久力(有酸素的作業能力)を表す代表的な指標である。心肺機能や骨格筋のミトコンドリア機能などを総合的に反映する。

正解：a. ミトコンドリアの数と毛細血管密度が増加する

持久性トレーニングでは、骨格筋内のミトコンドリア数・酸化系酵素活性の増加と毛細血管密度の増加が起こり、酸素の供給・利用能力が高まる。これにより同じ運動強度でも脂質利用が進み、持久力が向上する。

正解：b. 持久性(有酸素)トレーニング

持久性トレーニングを継続すると、心室容積の拡大などにより1回拍出量(SV)が増加し、同じ心拍出量を得るのに必要な心拍数が減るため安静時心拍数が低下する。これは持久系アスリートに典型的な心血管系の適応である。

正解：b. EPOC(運動後過剰酸素消費)

EPOC(Excess Post-exercise Oxygen Consumption、運動後過剰酸素消費)は、運動終了後も酸素摂取が高いまま続く現象で、CP再合成、乳酸処理、体温・ホルモン上昇からの回復などに使われる。運動強度が高いほどEPOCは大きくなる傾向がある。

正解：a. 運動単位の動員増加など神経系の適応と筋線維の肥大

レジスタンストレーニング初期はまず運動単位の動員数や発火頻度の増加といった神経系の適応によって筋力が向上し、継続すると筋線維の肥大(横断面積の増大)が加わる。持久系で見られる毛細血管・ミトコンドリアの増加とは適応の主軸が異なる。

正解：a. 遅筋線維(タイプI)は疲労しにくく持久的な活動に適する

遅筋線維(タイプI)はミトコンドリアと毛細血管が豊富で酸化能力が高く、疲労しにくいため持久的な活動や姿勢維持に適する。一方、速筋線維(タイプII)は収縮速度が速く大きな力を出せるが疲労しやすく、瞬発的な運動で主に動員される。

正解：a. 定常状態(ステディステート)

適度な一定強度の有酸素運動では、酸素需要と供給が釣り合い、酸素摂取量や心拍数がほぼ一定の水準で安定する。この状態を定常状態(ステディステート)と呼び、このときエネルギーは主に有酸素的に供給される。

正解：b. 無酸素性作業閾値(乳酸性作業閾値、AT/LT)

運動強度を漸増させると、ある強度を境に乳酸の産生が処理を上回り血中乳酸が急増する。この強度を無酸素性作業閾値(AT)あるいは乳酸性作業閾値(LT)と呼び、持久的パフォーマンスの重要な指標として用いられる。

正解：a. 活動筋の血管が拡張し、運動筋への血流配分が増加する

運動時は活動筋の血管が拡張するとともに内臓など非活動部位の血管が収縮し、限られた心拍出量が運動筋に優先的に再配分される。同時に心拍数と1回拍出量の増加で心拍出量自体も増え、酸素供給が高まる。