ストレングス向上や筋肥大に効果があるとして売られている新しめのサプリメントについて、効果の程を調べた研究をまとめた2020年の論文(1)を見つけたので、この論文をもとに各サプリメントの評価を書いていきます。
今回取り上げるサプリメントは、シトルリンリンゴ酸、硝酸塩、ホスファチジン酸、BCAA、HMB、ベタインです。
シトルリンリンゴ酸(Citrulline Malate)
＜想定メカニズムと期待される効果＞
シトルリンは体内での一酸化窒素(NO)の産生を増やすことで、血管を拡張したり、ミトコンドリアの活動や骨格筋の収縮を改善する可能性があります。それにより、運動パフォーマンスを向上させることが期待されています。またシトルリンは、体内からのアンモニアの除去を早めて疲労を遅らせたり、タンパク質が不足する状況での筋肉合成を増やす可能性があります。
シトルリンはアルギニンの前駆体で、体内でアルギニンに変換されてから一酸化窒素の産生に寄与します。アルギニンを直接摂取するよりも、シトルリンを摂取したほうが内臓で代謝されにくく、一酸化窒素を増やすのに効果的だと考えられています。
一般的にシトルリンの研究では、シトルリンとリンゴ酸を組み合わせて摂取しています。リンゴ酸はATP産生を増やす効果が提唱されていますが、リンゴ酸単体でのエルゴジェニック効果はまだ調べられておらず、シトルリン単体とシトルリン＋リンゴ酸の比較研究もおこなわれていません。
＜実際の研究結果＞
実際に血管を拡張するかどうかについては研究が乏しく、結果が一貫していません。
運動パフォーマンスを向上させる効果については、シトルリンを摂取した直後のレジスタンストレーニングで限界レップ数を少し増やし、トータルのトレーニングボリュームを増やす効果があることが示されています。
長期にシトルリンリンゴ酸を摂取した場合の効果を調べた研究は1つあります(1)。この研究では、体組成とストレングスの伸びに有意差なしという結果になっていますが、傾向としてはシトルリングループはプラシーボに比べて除脂肪体重が少し増えています。ストレングスの伸びはグループ間で有意差なし、変化率の数値もほぼ同じとなっていて、統計の問題で有意差が出ないわけではなさそうです。この研究では1日のシトルリンリンゴ酸の摂取量が2gで、摂取直後のパフォーマンスを調べた研究に比べると摂取量が少なく、効果を発揮しにくかった可能性があります。摂取直後のレジスタンストレーニングでパフォーマンス向上が見られた研究では、トレーニングの1時間くらい前に6-8gのシトルリンリンゴ酸を摂取しています。
レジスタンストレーニング以外では、1週間以上の継続的な摂取で持久運動のパフォーマンスが向上した研究があります。
＜まとめ＞
シトルリンリンゴ酸は、摂取直後の筋トレでの限界レップ数とトレーニングボリュームを少し向上させる効果がありそうです。長期的に摂取した場合にストレングス向上や筋肥大に効果があるかどうかを調べた研究はまだ数が乏しく、これからの研究に期待といったところです。
エルゴジェニック効果を得たい場合は、運動の1時間くらい前に6-8gのシトルリンリンゴ酸を摂取すると良いでしょう。
硝酸塩(Nitrates)
＜想定メカニズムと期待される効果＞
硝酸塩の摂取で一酸化窒素の産生が増加し、運動パフォーマンスの向上につながることが期待されています。硝酸塩を摂取することで、タイプⅡ筋繊維への血流が増す、タイプⅡ筋繊維の硝酸塩蓄積量が増える、筋繊維内でのカルシウムイオンの扱いが改善するといったメカニズムにより、筋肉の収縮速度が向上したり、疲労を遅らせたりする可能性が示されています。
＜実際の研究結果＞
硝酸塩の多く含まれるビートルート(ビートの根)についての研究がいくつかあります。持久運動では、運動パフォーマンス向上が見られます。
レジスタンストレーニング関連では、摂取直後の運動や数日間のローディングの後の運動でパワーやストレングスが少し向上したり、限界レップ数が増えたりといった研究もありますが、効果なしの研究もあります。
継続的な硝酸塩の摂取とレジスタンストレーニングにより、ストレングスと筋肥大にプラスの効果があるかを調べた長期の研究は現時点では無いようです。
硝酸塩サプリメントだけでなく、ほうれん草など硝酸塩の豊富な食品の摂取でもエルゴジェニック効果があるようです。
＜まとめ＞
硝酸塩は、持久競技にはエルゴジェニック効果がありそうです。持久競技ではビートルートジュースが流行っているようです。レジスタンストレーニング関連では、限界レップ数を増やす可能性がありますが、研究が少なく効果ははっきりしません。
エルゴジェニック効果を得たい場合は、運動をする日にむけて2-6日程度のローディングをすると良いでしょう。1日に400-800mg程度の硝酸塩摂取が目安です。
硝酸塩は、健康への影響を懸念する見方もあります。エルゴジェニック目的で硝酸塩を摂取した場合の健康への影響を調べた研究は現時点では乏しいです。
ホスファチジン酸(Phosphatidic Acid )
＜想定メカニズムと期待される効果＞
筋肥大に重要な役割を持つmTORC1シグナルの制御にホスファチジン酸が関わっています。ホスファチジン酸を摂取することで、筋肥大が促進されることが期待されています。
＜実際の研究結果＞
ホスファチジン酸をサプリメントとして摂取することで、レジスタンストレーニングの筋肥大効果が高まるかを調べた研究は5つあります。
ホスファチジン酸の摂取がプラシーボに比べてストレングスと筋肥大に有利な結果が出た研究が1つ(3)、ホスファチジン酸だけでなくロイシンやHMBなど複数の成分が含まれるサプリメントの摂取でストレングスと筋肥大に有利な結果が出た研究が1つ(4)、有意差なしだがホスファチジン酸グループのほうが良い結果の傾向の研究が2つ(5)(6)、ホスファチジン酸とプラシーボで差がない研究が1つです(7)。
ただ、個別の研究のAcknowledgementsを見てみると、ホスファチジン酸がストレングスと筋肥大に効果があった、もしくは効果がある傾向があったとする4つの研究はすべて、Chemi Nutraという企業が関わっています。サプリメントメーカーに各種成分を供給する企業のようで、当然ホスファチジン酸も供給しています。
ホスファチジン酸摂取直後の筋肉合成を調べた短期の研究では、ホスファチジン酸を摂取することでレジスタンストレーニングによる筋肥大シグナルと筋肉合成が阻害されるという結果の研究(8)もあって、長期の研究と一致していません。
＜まとめ＞
ストレングスと筋肥大に効果があったとする研究は特定の企業が絡んだ研究のみで怪しいですし、短期の研究だと筋肥大シグナルと筋肉合成が阻害される結果が出ています。効果無しどころか効果がマイナスの可能性もあるので、摂取しないほうが良いと思います。
BCAA
筋肉のタンパク質は20種類のアミノ酸で構成され、そのうち9種類は食事から摂取する必要のある必須アミノ酸です。必須アミノ酸のうち、バリン、ロイシン、イソロイシンの3つのアミノ酸を合わせてBCAAと呼びます。骨格筋のアミノ酸の約25%がBCAAであること、BCAAは肝臓で代謝されにくく筋肉にたどり着きやすこと、また筋合成シグナルに深く関わることから、BCAAは筋肉にとって重要だと考えられているアミノ酸です。
筋肉合成などの面で、プラシーボと比べてBCAA摂取の優位性を示した研究はいくつかあります。タンパク質の摂取量が足りていない状況では、BCAAは筋肉の合成や筋肉のダメージの回復に効果がありそうです。しかし、ホエイプロテインや肉や魚などの動物性タンパク質にBCAAは15-25%程度含まれます。タンパク質の摂取量が十分(1.6g/体重kg/day以上)なら、追加でBCAAを摂取してもほとんど効果がないでしょう。
HMB
＜想定メカニズムと期待される効果＞
HMBはロイシンの代謝物質です。HMBの摂取により、筋肥大が促進されたり、筋肉の分解が抑制されたりすることが期待されています。
＜実際の研究結果＞
短期の研究では、HMBの摂取によりmTORC1の活性化による筋肉合成の増加と、筋肉分解の抑制効果があることが示されています。なんだかすごいことに聞こえるかもしれませんが、ロイシン単体やホエイ摂取でも同じことが起こります。ただ。HMBはインスリンレベルを上げることなしに筋肉分解を抑制するので、インスリンレベルを上げて筋肉分解を抑制するロイシンやホエイとはメカニズムが異なる可能性があります(9)。
継続的なHMBの摂取とレジスタンストレーニングを組み合わせた場合に、ストレングスの向上と筋肥大を促進するかを調べた長期の研究は、結果が一貫していません。アナボリックステロイドよりも効果的だったとする研究もあれば、効果なしという研究もあります。HMBの種類にはHMB-Ca(カルシウム)とHMB-FA(遊離酸)がありますが、両方とも結果が一貫していません。
＜まとめ＞
トレーニング歴のある人が十分な量のタンパク質を摂取していれば、追加でHMB(Ca、FA)を摂取してもストレングスや筋肥大にほとんど効果がないだろう、というのが現時点での主流の考えのようです。初心者なら筋肉のダメージ抑制をすることで少し効果があるかも？といったところです。
ベタイン(トリメチルグリシン)
＜想定メカニズムと期待される効果＞
ベタインは、IGF-1の感受性とmTORC1シグナリングを増大させたり、細胞の水分が抜けるのを防いだりすることで筋肥大を促進する可能性があります。豚対象の研究では、除脂肪体重増加・体脂肪減少という結果が出ています。
＜実際の研究結果＞
継続的なベタインの摂取とレジスタンストレーニングによる体組成変化を調べた長期の研究は2つあります(10)(11)。2つとも、プラシーボに比べてベタイン摂取グループは体組成変化で良い結果が出ています。ただ、2つの研究とも同じサプリメント企業(DuPont
Nutrition & Health)が関連しています。
ストレングスとパワーへの効果については、10-14日のベタイン摂取(トレーニング無し)でパワーやストレングスが向上した研究が2つあります。ストレングスやパワーの向上が見られなかった研究が3つあります。効果有りの2つの研究は、1つは体組成の研究と同様にDuPont
Nutrition & Healthが関連しています(12)。もう1つは、Danisco
A/Sという企業が関連していて(13)、この企業は2011年にDuPontに買収されています(今のDuPontのベタイン製品はもともとDanisco
A/Sのものかもしれません)。
長期の研究では、6-8週間のベタイン摂取＋レジスタンストレーニングで、ベタインにストレングスをさらに向上させる効果はなかったという研究が2つあります。
＜まとめ＞
ベタインのエルゴジェニック効果を調べた研究は、効果あり・なしの両方の研究が複数あって結果が一貫していません。ただベタイン摂取で体組成変化やストレングス・パワーにプラスの効果があったとする研究はすべて特定の企業が関連しています。個人的には、ベタインの効果はかなり疑わしいと思います。
サプリメント研究の判断の仕方
サプリメント関連の研究を見る時に、私が意識していることを書いてみます。サプリメント関連の研究は以下の4点が揃うとだいぶ怪しいと思います。今回のサプリメントだと、ホスファチジン酸とベタインがこれに当たります。
・レジスタンストレーニングとサプリメント摂取を組合わせた長期の研究では、かなり良い結果が出ている。
・そのサプリメントの成分を特定の企業が独占的に販売している。
短期の研究でメカニズムを調べたり、摂取量やタイミングなどを試行錯誤したりせずに、長期の研究でいきなり良い結果が出ていると疑わしいです。体組成関連の研究は測定方法の精度の問題もあってクリアな結果が出にくいはずですが、怪しい研究ではサプリメント摂取の有効性を明確に示す結果が出てきます。おそらく数字を捏造しているのでしょうけど、2，3ヶ月の筋トレで普通はどの程度の体組成変化が起きるのか把握していないためか、非現実的な数字が出ることもあります。
HMBのようにメジャーになると、サプリメント企業と利害関係のない研究者からツッコミの検証が入って効果が否定されたりします。マイナーなサプリメントだと検証がなかなか入らないです。
逆に、サプリメントが効果的である可能性が高くなる状況は、
・眼を見張るような結果ばかりでなく、効果無しとする研究も出てくるが、全体で見れば効果がある傾向がある。
サプリメント企業が関わった研究がすべて怪しいというわけではありませんし、サプリメントの研究では企業がある程度関わってくるのは仕方がないです。ただ、上に挙げたようなポイントを意識していくと、お金をドブに捨てるようなことになりにくいかなと思います。
＜参考文献＞
(1)Emerging Nutritional Supplements for Strength and Hypertrophy: An Update of the Current Literature
https://www.researchgate.net/publication/340968601_Emerging_Nutritional_Supplements_for_Strength_and_Hypertrophy_An_Update_of_the_Current_Literature
(2)Eight
weeks of resistance training in conjunction with glutathione and
L-Citrulline supplementation increases lean mass and has no adverse
effects on blood clinical safety markers in resistance-trained males
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6020314/
(3)Phosphatidic acid enhances mTOR signaling and resistance exercise induced hypertrophy
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4066292/
(4)The
effects of phosphatidic acid supplementation on strength, body
composition, muscular endurance, power, agility, and vertical jump in
resistance trained men
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4891923/
(5)Eight
Weeks of Phosphatidic Acid Supplementation in Conjunction with
Resistance Training Does Not Differentially Affect Body Composition and
Muscle Strength in Resistance-Trained Men
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4974867/
(6)Efficacy of phosphatidic acid ingestion on lean body mass, muscle thickness and strength gains in resistance-trained men
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3506449/
(7)Effects of phosphatidic acid supplementation on muscle thickness and strength in resistance-trained men
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28177725/
(8)The
effect of acute oral phosphatidic acid ingestion on myofibrillar
protein synthesis and intracellular signaling in older males
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0261561418311828
(9)Effects of leucine and its metabolite β-hydroxy-β-methylbutyrate on human skeletal muscle protein metabolism
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3690694/
(10)The
effects of chronic betaine supplementation on body composition and
performance in collegiate females: a double-blind, randomized, placebo
controlled trial
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6069865/
(11)Effects of betaine on body composition, performance, and homocysteine thiolactone
https://www.researchgate.net/publication/256083080_Effects_of_betaine_on_body_composition_performance_and_homocysteine_thiolactone
(12)Effect of betaine supplementation on cycling sprint performance
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3353850/
(13)Ergogenic effects of betaine supplementation on strength and power performance
https://jissn.biomedcentral.com/articles/10.1186/1550-2783-7-27
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