結論から言うと——筋疲労は、運動によって、自分の意思で出せる最大の力が下がることです。原因は筋肉そのものの変化（末梢性疲労）だけでなく、脳や脊髄が筋肉を十分に動かせなくなること（中枢性疲労）にもあります（Gandevia 2001）。「乳酸がたまって疲れる」という昔ながらの説明は、哺乳類ではおそらく大きな原因ではないと考えられています（Allen ら 2008）。
| よくある誤解 | 正しい理解 |
|---|---|
| 疲労は筋肉だけで起こる | 脳や脊髄が筋肉を十分に動かせなくなる中枢性疲労もある（Gandevia 2001） |
| 乳酸がたまるから疲れる | 乳酸と水素イオンが収縮を妨げるという説明は、哺乳類ではおそらく重要度が低い（Allen ら 2008） |
| 全力を出せば筋肉の本当の最大の力が出る | 自分の意思で出す最大の力は、筋肉が本来出せる最大の力より低いことが多い（Gandevia 2001） |
筋疲労をたとえ話でつかむ
筋疲労は「工場の生産が落ちる」状況にたとえられます。工場の機械（筋肉）が傷んだり材料が届かなかったりして生産が落ちるのが末梢性疲労、本社（脳）からの指示が弱くなって生産が落ちるのが中枢性疲労です。実際の疲労では、この両方が組み合わさって起こります。
中枢性疲労と末梢性疲労の違い
| 中枢性疲労 | 末梢性疲労 | |
|---|---|---|
| 起こる場所 | 脳・脊髄（運動神経への指令） | 筋肉そのもの |
| 主なしくみ | 運動神経への指令が弱まり、運動単位の発火頻度が下がる（Gandevia 2001） | 活動電位の変化、筋小胞体からのカルシウム放出の低下、活性酸素の影響など（Allen ら 2008） |
| 調べ方の例 | 電気刺激を重ねる方法、脳への磁気刺激（Gandevia 2001） | 単離した筋肉や筋線維の実験（Allen ら 2008） |
中枢性疲労で起こること
- 全力で力を出し続けると、筋肉を動員する割合（随意的な活性化）が下がっていく（Gandevia 2001）
- 脳から脊髄への指令（脊髄より上からの駆動）が弱まる（Gandevia 2001）
- 疲れた筋肉の筋紡錘・腱の受容器・感覚神経からの信号が変わり、脊髄のレベルでも変化が起こる（Gandevia 2001）
- 固有感覚、手足のふるえ、姿勢の保ち方にも影響が出る（Gandevia 2001）
末梢性疲労で起こること
- 筋肉の活動電位や、細胞の内外のイオンが変わる（Allen ら 2008）
- 筋小胞体からのカルシウムの放出がうまくいかなくなる（Allen ら 2008）
- 活性酸素が影響する（Allen ら 2008）
どのしくみが大きく働くかは、どんな運動をしたかによって変わります（Allen ら 2008）。
筋疲労をトレーニングに生かす
- 疲れは筋肉だけの問題ではない：疲れたときは、脳からの指令も弱まっている（Gandevia 2001）
- 疲れた状態ではフォームと姿勢に注意：疲労は固有感覚や姿勢の保ち方にも影響する（Gandevia 2001）
- 乳酸を悪者にしすぎない：乳酸が疲労の主な原因という説明は見直されている（Allen ら 2008）
全力で出す力の測り方は最大随意収縮（MVC）、疲労がたまっても回復で成績が上がる状態は機能的オーバーリーチングの記事で解説しています。
筋疲労の試験に出るポイント
- 筋疲労は、運動によって最大の随意筋力が下がること（Gandevia 2001）
- 中枢性疲労は脳・脊髄、末梢性疲労は筋肉で起こる（Gandevia 2001）
- 末梢性疲労には、カルシウム放出の低下や活性酸素がかかわる（Allen ら 2008）
- 乳酸と水素イオンが原因という説明は、哺乳類ではおそらく重要度が低い（Allen ら 2008）
筋疲労のよくある質問
- Q「気持ちで負けると力が出ない」は本当ですか？
- A
中枢性疲労では、脳から運動神経への指令が弱まり、筋肉を動員する割合が下がることがわかっています（Gandevia 2001）。ただし、これは気持ちの問題というより、神経のしくみの変化として説明されています。
- Q乳酸は疲労と関係ないのですか？
- A
乳酸と水素イオンが筋肉の収縮のたんぱく質の働きを妨げるという昔ながらの説明は、哺乳類ではおそらく大きな原因ではないとされています（Allen ら 2008）。かわりに、イオンの変化やカルシウムの放出の低下などが考えられています。
- Q疲れているときに筋トレをするとけがをしやすいですか？
- A
疲労は固有感覚や姿勢の保ち方にも影響します（Gandevia 2001）。疲れたときは重さを下げるなど、フォームを保てる範囲で行いましょう。
筋疲労の理解度チェック
- Q問題1：脳や脊髄が筋肉を十分に動かせなくなる疲労はどれか。
A. 末梢性疲労
B. 中枢性疲労
C. 慢性疲労
D. 精神疲労 - A
正解：B。中枢性疲労です（Gandevia 2001）。
- Q問題2：末梢性疲労のしくみとして挙げられているものはどれか。
A. 筋小胞体からのカルシウム放出の低下
B. 骨密度の低下
C. 体脂肪の増加
D. 腱が伸びること - A
正解：A。カルシウム放出の低下などが挙げられています（Allen ら 2008）。
- Q問題3：哺乳類の筋疲労の原因として重要度が低いと考えられている説明はどれか。
A. 活性酸素
B. イオンの変化
C. 乳酸と水素イオンの蓄積
D. カルシウム放出の低下 - A
正解：C。乳酸と水素イオンの蓄積という説明は、おそらく重要度が低いとされています（Allen ら 2008）。
筋疲労の覚え方
工場で覚える
本社（脳・脊髄）の指示が弱る → 中枢性疲労
機械（筋肉）が回らない → 末梢性疲労
乳酸犯人説 → 見直し中筋疲労のまとめ
- 筋疲労は最大の力が出せなくなることで、中枢性と末梢性がある
- 末梢性疲労には、カルシウム放出の低下や活性酸素がかかわる
- 乳酸が主な原因という説明は見直されている
筋疲労の語源と必須用語
| 語 | 語源 | 意味 |
|---|---|---|
| Fatigue | ラテン語 fatigare（疲れさせる） | 疲労 |
| Central | ラテン語 centrum（中心） | 中枢の |
| Peripheral | ギリシャ語 peripheria（周り） | 末梢の |
| 用語 | 読み方 | 意味 |
|---|---|---|
| 中枢性疲労 | ちゅうすうせいひろう | 脳・脊髄の指令が弱まって起こる疲労 |
| 末梢性疲労 | まっしょうせいひろう | 筋肉そのものの変化で起こる疲労 |
| 随意的な活性化 | ずいいてきなかっせいか | 自分の意思で筋肉を動員できる割合 |
| 活性酸素 | かっせいさんそ | 反応しやすい酸素の仲間 |
参考文献
- Gandevia SC. (2001) Spinal and supraspinal factors in human muscle fatigue. Physiological Reviews 81(4): 1725–1789. doi:10.1152/physrev.2001.81.4.1725
- Allen DG, Lamb GD, Westerblad H. (2008) Skeletal muscle fatigue: cellular mechanisms. Physiological Reviews 88(1): 287–332. doi:10.1152/physrev.00015.2007
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