心拍数の調節とは？安静時心拍数が下がる仕組みと自律神経の働き

結論から言うと——心拍数は、心臓のペースメーカーが刻むリズムを、副交感神経（迷走神経）がブレーキ、交感神経がアクセルとして上げ下げすることで調節されています。安静時は副交感神経が優位で、最大運動に向かうにつれて交感神経が優位に移っていきます（White と Raven 2014）。また、運動を続けると安静時心拍数は下がり、191の研究をまとめた分析では、運動したグループは運動しなかったグループより平均3.3拍/分（4.7%）多く下がりました（Reimers ら 2018）。

よくある誤解	正しい理解
運動を始めると副交感神経は完全に止まる	副交感神経は運動中もずっと働いていて、心拍数の細かな調節に関わる（White と Raven 2014）
安静時心拍数を下げるのは持久運動だけ	どの種類の運動でも下がったが、男女どちらでもはっきり下がったのは持久トレーニングとヨガ（Reimers ら 2018）
鍛えた人の心拍数が低いのは迷走神経が強いからと決まっている	迷走神経の働きによるという考えと、心臓のペースメーカーそのものが変わるという考えがある（Gourine と Ackland 2019、D’Souza ら 2014）

心拍数の調節をたとえ話でつかむ

心拍数の調節は「自動運転の車のアクセルとブレーキ」です。心臓のペースメーカー（洞結節）は、何もしなくても一定の速さで走る自動運転のエンジンです。そこに交感神経がアクセルを、副交感神経がブレーキをかけて速さを変えます。安静時はブレーキを強めに踏んでいる状態、運動中はブレーキをゆるめつつアクセルを踏み込む状態です。

自律神経による心拍数の調節

	副交感神経（迷走神経）	交感神経
心拍数への作用	下げる（ブレーキ）	上げる（アクセル）
優位になる場面	安静時	強い運動、緊張したとき
運動中の働き	ずっと働き続け、細かな調節に関わる	強度が上がるにつれて強まる

交感神経と副交感神経の基本は交感神経と副交感神経の記事で解説しています。

運動中に心拍数が上がる仕組み

White と Raven（2014）は、自律神経の働きを薬で止めた研究などをまとめ直し、安静時から最大運動までの心拍数の上昇は、副交感神経と交感神経の比が「4：1」から「1：4」へと移っていくことで起こると示しました。運動を始めた直後の速い心拍数の上昇は、血圧を感じ取る反射（圧受容器反射）の設定が切り替わり、副交感神経のブレーキがゆるむことによるもので、その後、強度が上がるにつれて交感神経の働きがゆっくり強まっていきます。

トレーニングで安静時心拍数はどれくらい下がるか

比べたグループ	運動しないグループと比べた安静時心拍数の低下（Reimers ら 2018）
すべての運動（全研究）	3.3拍/分（4.7%）
男性のみ	4.3拍/分（6.4%）
女性のみ	3.4拍/分（4.8%）
持久トレーニング	男女の分け方によって2.7〜5.8拍/分（4.5〜9.0%）

この分析には、191の研究（215のグループ）が含まれています。運動前の安静時心拍数が高い人ほど、また参加者の平均年齢が若いほど、低下が大きい傾向がありました（Reimers ら 2018）。

安静時心拍数が下がる理由

理由については、2つの考え方があります。1つは迷走神経（副交感神経）の働きが強まるという考え方で、安静時心拍数が低く迷走神経の働きが強いことは、運動能力の高さと強く関係しています（Gourine と Ackland 2019）。もう1つは、心臓のペースメーカーそのものが変わるという考え方です。マウスの研究では、トレーニングで下がった心拍数は自律神経の働きを止めても低いままで、ペースメーカーのイオンチャネル（HCN4）が減っていました（D’Souza ら 2014）。人でどちらがどれだけ関わるのかは、まだ議論が続いています。

心拍変動（HRV）で自律神経を見る

心拍の間隔の細かなゆらぎを心拍変動（HRV）といい、副交感神経の働きを体を傷つけずに調べる方法として使われています（Michael ら 2017）。運動中のHRVは主に運動強度で決まり、中くらい〜やや高い強度までは強度が上がるほど低くなります。運動後は、強い運動の後ほどHRVの回復が遅くなる傾向があります（Michael ら 2017）。

心拍数の調節をトレーニングに生かす

• 安静時心拍数は同じ条件で測る：朝起きてすぐなど、毎回同じタイミングと姿勢で測ると変化を追いやすい。測り方は心拍数の測定部位を参考に
• 運動強度の目安に使う：安静時心拍数は、強度設定のカルボーネン法にも使われる
• 強い運動の後は回復に時間がかかる：HRVの回復は強度が高いほど遅れやすい（Michael ら 2017）

心拍数の調節の試験に出るポイント

• 心拍数のリズムは洞結節（ペースメーカー）が作り、自律神経が上げ下げする
• 副交感神経（迷走神経）＝下げる、交感神経＝上げる
• 安静時から最大運動へ、副交感：交感が4：1から1：4へ移る（White と Raven 2014）
• 運動で安静時心拍数は下がる。全研究の平均で3.3拍/分（Reimers ら 2018）
• HRVは副交感神経の働きを調べる方法として使われる（Michael ら 2017）

心拍数の調節のよくある質問

心拍数の調節の理解度チェック

心拍数の調節の覚え方

ペースメーカー（洞結節）＝ 自動運転のエンジン
副交感（迷走）＝ ブレーキ ／ 交感 ＝ アクセル

安静 4：1（ブレーキ優位）→ 最大運動 1：4（アクセル優位）

運動を続けると 安静時心拍数 ↓（平均 −3.3拍/分）

心拍数の調節のまとめ

• 心拍数はペースメーカーのリズムを自律神経が上げ下げして調節している
• 運動中は副交感神経の優位から交感神経の優位へ移っていく
• 運動、特に持久トレーニングで安静時心拍数は下がる。その理由はまだ議論がある

心拍数の調節の語源と必須用語

語	語源	意味
Vagus	ラテン語 vagus（さまよう）	迷走神経（体の広い範囲に枝を伸ばすことから）
Sympathetic	ギリシャ語 sympatheia（共に感じる）	交感神経
Bradycardia	ギリシャ語 bradys（遅い）＋kardia（心臓）	徐脈（心拍数が少ない状態）

用語	読み方	意味
洞結節	どうけっせつ	心臓のリズムを作るペースメーカー
迷走神経	めいそうしんけい	心拍数を下げる副交感神経
安静時心拍数	あんせいじしんぱくすう	安静にしているときの1分間の心拍数
心拍変動（HRV）	しんぱくへんどう	心拍の間隔の細かなゆらぎ
圧受容器反射	あつじゅようきはんしゃ	血圧の変化を感じて心拍数などを調節する反射

参考文献

• White DW, Raven PB. (2014) Autonomic neural control of heart rate during dynamic exercise: revisited. The Journal of Physiology 592(12): 2491–2500. doi:10.1113/jphysiol.2014.271858
• Reimers AK, Knapp G, Reimers CD. (2018) Effects of exercise on the resting heart rate: a systematic review and meta-analysis of interventional studies. Journal of Clinical Medicine 7(12): 503. doi:10.3390/jcm7120503
• Gourine AV, Ackland GL. (2019) Cardiac vagus and exercise. Physiology 34(1): 71–80. doi:10.1152/physiol.00041.2018
• D’Souza A, Bucchi A, Johnsen AB, et al. (2014) Exercise training reduces resting heart rate via downregulation of the funny channel HCN4. Nature Communications 5: 3775. doi:10.1038/ncomms4775
• Michael S, Graham KS, Davis GM. (2017) Cardiac autonomic responses during exercise and post-exercise recovery using heart rate variability and systolic time intervals—a review. Frontiers in Physiology 8: 301. doi:10.3389/fphys.2017.00301