NSCA-CSCS「運動生理学」一問一答(全25問)

正解：c. クレブス回路と電子伝達系でATPを産生する

酸化系はミトコンドリア内でクレブス回路と電子伝達系を介して、酸素を用いて多量のATPを産生する。グルコース1分子から好気的に約32〜38ATPを得られ、低〜中強度の持久的活動の主要なエネルギー源となる。

正解：a. ホスファゲン（ATP-PCr）系

ホスファゲン系（ATP-PCr系）はクレアチンリン酸を用いて極めて速くATPを再合成し、約6〜10秒以内の最大努力運動の主要供給源となる。供給速度は最も速いが貯蔵量が少ないため、持続時間は短い。

正解：c. 神経系の適応

トレーニング開始後数週間の筋力向上は、主に運動単位の動員増加・発火頻度の増加・協調性向上といった神経系の適応によるもので、目に見える筋肥大は後から生じる。これは「神経適応が先行する」という基本原則である。

正解：c. 小さい運動単位から大きい運動単位の順に動員される

サイズの原理では、運動単位は支配する運動ニューロンのサイズが小さい（低閾値・遅筋優位）ものから順に動員され、力の要求が高まると大きい（高閾値・速筋優位）運動単位が加わる。これにより力発揮が段階的に調整される。

正解：a. タンパク質合成を促進する同化（アナボリック）ホルモンである

テストステロンは主に精巣（男性）で分泌される代表的な同化ホルモンで、タンパク質合成を促進し筋肥大に寄与する。大筋群を用いた高強度・大量のレジスタンス運動で急性的に分泌が増加することが知られている。

正解：c. 副腎皮質から分泌され異化作用を持つ

コルチゾールは副腎皮質から分泌される異化（カタボリック）ホルモンで、糖新生のためにタンパク質分解を促進し、ストレスや高負荷・長時間の運動で分泌が増加する。慢性的に高い状態は筋タンパク質の分解亢進と関連する。

正解：d. 中〜高負荷・中反復で短い休息による大きな代謝ストレス

成長ホルモンの急性分泌は、中〜高負荷・比較的高い反復回数・短い休息によって生じる乳酸蓄積などの代謝ストレスと関連して増大しやすい。大筋群を含む高ボリュームのプロトコルがGH応答を高める。

正解：d. 筋紡錘は筋長の急激な伸張を感知し伸張反射を起こす

筋紡錘は筋の長さ変化（特に急激な伸張）を感知し、伸張反射により当該筋の収縮を促す。一方ゴルジ腱器官は筋張力を感知し、過大な張力に対して自原性抑制を起こして筋の弛緩を促す。

正解：a. 強度が上がるほど糖質（グリコーゲン）の相対的利用が増える

運動強度が高まると速い解糖系への依存が増し、糖質（筋グリコーゲン・血糖）の相対的利用が増加する一方で脂質の相対寄与は低下する（クロスオーバー概念）。低強度・長時間では脂質の寄与が相対的に大きい。

正解：c. 乳酸と水素イオン（H+）

速い解糖系ではピルビン酸が乳酸に変換され、これに伴い水素イオン（H+）が蓄積して筋内pHが低下する。このH+の蓄積が高強度運動時の筋疲労感や代謝ストレスに関与する。

正解：d. ミトコンドリア数・サイズと毛細血管密度の増加

持久的トレーニングはミトコンドリアの数・サイズの増加、毛細血管密度の増大、ミオグロビンや酸化系酵素活性の上昇をもたらし、酸素利用能と疲労耐性を高める。これにより最大酸素摂取量や持久性能が向上する。

正解：c. テストステロン・成長ホルモン

大筋群・高負荷・短い休息を含むレジスタンス運動は、テストステロンや成長ホルモンといったアナボリックホルモンの急性分泌を強く促す。インスリンはむしろ運動中は分泌が抑制される傾向があり、アルドステロンやカルシトニンは筋肥大の主たる調節因子ではない。

正解：b. 運動単位の動員・発火頻度など神経適応

トレーニング開始後おおむね最初の数週間の筋力向上は、運動単位の動員増加や発火頻度の上昇、共同筋・拮抗筋の協調といった神経系の適応が主因である。明確な筋肥大はそれより遅れて生じ、初期の筋力向上の説明にはなりにくい。

正解：b. タイプIIx(IIb)線維

タイプIIx線維は収縮速度が速く大きな張力を発揮するが疲労しやすく、解糖系に依存する。サイズの原理により、低強度では小さな運動単位(タイプI)から動員され、高強度になるほどタイプIIの大きな運動単位が動員される。

正解：d. ミトコンドリア数と毛細血管密度の増加

持久性トレーニングはミトコンドリアの数・サイズの増加、毛細血管密度の増加、酸化酵素活性やミオグロビン含量の上昇など、有酸素的エネルギー供給能を高める方向に適応する。速筋の大幅な肥大や酸化能の低下は持久性適応の特徴ではない。

正解：c. 細胞内の受容体と結合し遺伝子発現を調節する

テストステロンはステロイドホルモンであり脂溶性のため細胞膜を通過し、細胞内(または核内)受容体と結合してDNAに作用し、タンパク質合成に関わる遺伝子発現を調節する。これに対しペプチド系ホルモンは細胞膜表面の受容体に結合し二次メッセンジャーを介して作用する。

正解：a. クレアチンリン酸の分解でATPを再合成する

ホスファゲン系はクレアチンキナーゼがクレアチンリン酸を分解し、その高エネルギーリン酸でADPからATPを速やかに再合成する。無酸素的で供給速度が最も速いが容量は小さく、おおむね数秒〜十数秒の最大努力運動で主役となる。

正解：b. 筋張力の過度な増大を感知し自原抑制を介して筋を弛緩させる

ゴルジ腱器官は筋腱移行部に存在し筋の張力(力)を感知する。過大な張力が生じると自原抑制(オートジェニック抑制)を介して当該筋の活動を抑え、過負荷による損傷を防ぐ。一方、筋紡錘は筋の長さ変化を感知し伸張反射に関与する。

正解：c. カタボリック作用を持ち、糖新生やタンパク質分解を促進する

コルチゾールは副腎皮質から分泌される糖質コルチコイドで、糖新生の促進やタンパク質・脂質の異化を促すカタボリックなホルモンである。慢性的な高値はタンパク質分解を高め、過度のトレーニングストレスやオーバートレーニングの指標としても注目される。

正解：c. 炭水化物依存が増え脂質依存が相対的に減る

運動強度が上がるほど、速やかにATPを供給できる炭水化物(筋グリコーゲン・血糖)の利用比率が高まり、相対的に脂質酸化の寄与は低下する。低〜中強度では脂質が主要基質となりやすいが、高強度では解糖系の貢献が増す。

正解：d. 必要な力が増すにつれ小さい運動単位から順に動員される

サイズの原理では、発揮すべき力が小さいうちは閾値の低い小型(主にタイプI)の運動単位が動員され、必要な力が増すにつれて閾値の高い大型(タイプII)運動単位が順に加わる。これにより力を滑らかに段階的に調節できる。

正解：d. 肝臓でのIGF-I産生を介してタンパク質合成や組織の成長を促す

成長ホルモンは下垂体前葉から分泌され、肝臓などでのIGF-I(インスリン様成長因子-I)産生を介してタンパク質合成、組織の成長、脂肪分解を促進する。運動はその分泌を刺激し、特に高強度・代謝的ストレスの高いレジスタンス運動で急性上昇が大きい。

正解：b. 運動後に安静値を上回って消費される酸素量

EPOCは運動終了後も酸素摂取が安静レベルを上回って続く現象で、クレアチンリン酸の再合成、乳酸処理、酸素貯蔵の回復、上昇した体温・心拍・ホルモンの正常化などに酸素が使われる。運動強度・時間が高いほどEPOCは大きくなる傾向がある。

正解：c. より高い相対強度(%VO2max)まで血中乳酸の急増が遅れる

持久性トレーニングはミトコンドリアや毛細血管の増加など有酸素能力を高め、より高い相対強度(%VO2max)まで血中乳酸の急増を遅らせる。すなわち乳酸閾値が高い強度側へシフトし、同一絶対強度では乳酸蓄積が少なくなる。

正解：c. アセチルコリン

骨格筋の神経筋接合部では運動ニューロン終末からアセチルコリンが放出され、筋線維膜のニコチン性受容体に結合して脱分極(終板電位)を生じ、活動電位から興奮収縮連関を経て収縮が起こる。ノルアドレナリンは主に交感神経系、GABAは抑制性伝達物質である。