減量時のタンパク質摂取量による体組成変化の違い

Increased protein intake reduces lean body mass loss during weight loss in athletes.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19927027/


一日のタンパク質の摂取量を体重1kgあたり1.0gのグループと2.3gのグループに分けて、減量による体組成変化の違いを調べている。被験者はエリートレベルではないアスリートで、減量前の体脂肪率（平均値）は17%程度。結果は、2週間という短い期間ではあるが、高タンパク質摂取グループの方が除脂肪体重の減少が抑制された。2010年の論文。


★被験者
年齢： 18-40歳
運動歴： 週に2回以上のレジスタンストレーニングを6ヶ月以上継続。
性別： 男性
人種： 英国人
人数： 20人

詳しいデータはTABLE 1に。（数値は平均値±標準誤差）


★実験期間
- トータル4週間
- 減量フェーズは3週目と4週目の計2週間


★減量期間の食事
- 維持カロリー摂取の60%に制限（40%のカロリーカット）。
- マクロ栄養素の割合は、高タンパク質グループがタンパク質35%、脂質15%、炭水化物50%。対照群がタンパク質15%、脂質35%、炭水化物50%。
- 一日のタンパク質の摂取量は、高タンパク質グループが体重1kgあたり2.3g、対照群が体重1kgあたり1.0g。詳しくはTABLE 2に。
- タンパク質は主に動物性タンパク質を摂取。
- 食事回数は不明だが、通常の食事に加えて軽食も摂取して、栄養摂取タイミングを一日に分散させている。栄養摂取タイミングはトレーニングに合わせてはいない。
- 被験者が高タンパク質グループなのか対照群なのかわからなくするため、脂質中心でタンパク質をほとんど含まないプロテインシェイクもどきを作ったり、肉っぽいけど実は脂質が多い食べ物を提供したりと気を使っている。被験者のトレーニングに対するやる気が違ってきたりしないように。


★トレーニング
- 通常のトレーニングを各自継続。


★測定
- 体組成測定方法： DEXA
- 運動パフォーマンス測定： スクワットジャンプ、アイソメトリックでのレッグエクステンションの最大筋力、チェストプレの1RM、チェストプレスの筋持久力テスト、バイクでの無酸素運動能力テスト（Wingate test）
- 血液分析もしているけど特に面白くないのでここでは割愛。
- 主観での疲労感や満腹感も測定している。


★結果
＜体組成変化＞
以下の数値はアブストラクトに載っているもので多分2週目の測定値からの変化。FIGURE 2 は1週目と2週目の平均値からの変化。体脂肪の減少量は両グループとも同じで、対照群は除脂肪体重の減少が大きく、そのぶんトータルの体重の減少も大きくなっている。

・体重
高タンパク質群： -1.5±0.3kg
対照群： -3.0±0.4kg

・除脂肪体重
高タンパク質群： -0.3±0.3kg
対照群： -1.6±0.3kg

＜運動パフォーマンス＞
スクワットジャンプの際の踏み込みの力以外は、減量による変化はなし。除脂肪体重は減少しているので、実際には運動能力はわずかに低下していて測定では観測できなかった可能性がある。スクワットジャンプの際の踏み込みの力の低下は、体重減少に伴う必然的なもので、運動パフォーマンスの低下を示すものではないだろうとのこと。

＜疲労感＞
主観での疲労感は、高タンパク質グループの方が高くなった。理由は不明。


★個人的な感想
- 2週間という短い減量期間だけど、減量時にはタンパク質の摂取量を増やすことで、除脂肪体重の減少を抑制できるという常識的な結果になっている。
- 40%のカロリーカットなので割と速い減量ペース。
- 体重1kgあたり2.3gのタンパク質摂取量がベストなのかは不明。
- 被験者の体脂肪率が平均で17%程度で運動歴があるのでボディメイクの参考になる（アスリート対象の実験は少なく、被験者が肥満で運動歴の無い実験が多い）。
- 減量前後の体重変化にはグリコーゲンと水分量の変化も寄与してそうだけど、両グループ間の比較においては条件は同じ。



関連記事：
減量ペースの違いによる体組成変化と運動パフォーマンス変化

減量ペースの違いによる体組成変化と運動パフォーマンス変化

Effect of two different weight-loss rates on body composition and strength and power-related performance in elite athletes.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21558571

ここで全文PDFをダウンロードできる。



遅い減量と速い減量をするグループに分けて、減量ペースの違いが体組成と運動パフォーマンスに与える影響を調べている。2011年の論文。先に結果を書くと、ゆっくり減量した方が除脂肪体重と運動パフォーマンスに有利。


★２つの目標減量ペース
遅い減量：週あたり体重の0.7%ずつ減らしていくようカロリー制限をする。体重70kgだったら毎週0.5kg。
速い減量：週あたり体重の1.4%ずつ減らしていくようカロリー制限をする。体重70kgだったら毎週1kg。


★被験者
年齢：18-35歳
運動歴：エリートアスリート
人種：ノルウェー人
人数：男性11人、女性13人

被験者の競技種目はフットボール、バレーボール、クロスカントリースキー、柔道、柔術、テコンドー、ウォータースキー、モトクロス、自転車、陸上、キックボクシング、体操、アルペンスキー、スキージャンプ、フリースタイルダンス、スケート、バイアスロン、アイスホッケー。

被験者の詳しい身体データはTable 1に。


★食事
- 体組織1gあたり7kcalのエネルギーに相当すると仮定して、目標減量ペースから一日あたりのカロリー不足量を算出。
- 一日あたりの摂取量は、カロリーの25%をタンパク質、55%を炭水化物、20%を脂質。詳しいマクロ栄養素の配分はTable 2に。
- タンパク質摂取量は1.2-1.8g/kg
- 食事回数は、軽食も含めて一日5-7回。
- ミルクプロテインと炭水化物の含まれたドリンクをトレーニング後30分以内に摂取。
- サプリメントについては、クレアチンの摂取を禁止。マルチビタミンとタラの肝油（必須脂肪酸）が処方された。


★トレーニング
- 実験は各アスリートのオフシーズンに行われた。
- トレーニングは、週4回のストレングストレーニング。それに加えて各競技種目の専門トレーニングが平均週15時間程度。
- ストレングストレーニングの内容は、二分割で各部位週に2回トレーニング。メイン種目とアイソレートされたサブ種目を実施。
- 脚のメイン種目はクリーン、スクワット、ハックスクワット、デッドリフト。
- 上半身のメイン種目はベンチプレス、ベンチプル（bench pull）、ローイング、懸垂、ショルダープレス、体幹種目。
- セット数・レップ数： トータル12週間の場合、最初の4週間が3セット・8-12レップ、次の4週間が4セット・6-12レップ・次の4週間が5セット・6-10レップ。減量ペースが速くて実験期間が短い場合はそれぞれ期間を短縮。


★測定
- 体組成測定方法： DEXA
- 運動パフォーマンス測定： 40m走、垂直跳び（countermovement jump）、1RM（ベンチプレス、ベンチプル、スクワット）


★結果
＜実験期間＞
遅い減量： 8.5±2.2週
速い減量： 5.3±0.9週

＜1日のカロリー不足量＞
遅い減量： 19%±2%
速い減量： 30%±4%

＜体組成変化＞
・体重減少
遅い減量： 5.6%±0.8%（週平均0.7%±0.4%）
速い減量： 5.5%±0.7%（週平均1.0%±0.4%）

・体脂肪量減少
遅い減量： 31%±3%
速い減量： 21%±0%

・除脂肪体重変化
遅い減量： +2.1%±0.4%
速い減量： -0.2%±0.7%

・男女別の除脂肪体重変化（遅い減量グループと速い減量グループを合わせたデータ）
女性： +1.8%±0.4%
男性： 0.0%±0.7%

・男性の除脂肪体重変化
遅い減量： +1.7%±0.4%
速い減量： -2.0%±1.0%

＜体組成変化の詳細＞
- 遅い減量での除脂肪体重の増加は、主に上半身の除脂肪体重増加（+3.1%±0.8%）によってもたらされた。これは、一般的に上半身の方がレジスタンストレーニングに対しての反応が良い、さらにアスリートの場合は下半身はすでに十分鍛えられていて伸びしろがあまりない、といった理由によるものであろう。
- 女性の方が除脂肪体重が増加。体脂肪率が高めなことが影響しているのかもしれない。

＜運動パフォーマンス＞
Figure 2の通り。遅い減量の方が良い結果だが、遅い減量の方が実験期間が長いのでトレーニング期間も長い。測定種目全体の1RMを週あたりの変化で見ると、1.4%±0.7%と1.3%±0.5%でほぼ同じ結果になっている。

＜目標達成について＞
減量ペースの目標は週あたりの体重減0.7%と1.4%だが、達成できなかった人もいた。遅い減量では3人が、速い減量では5人が目標レンジから外れた。今回のデータには、達成できなかった人たちのデータも含まれている。達成できなかった人たちのデータを除外しても、結果に有意な違いはなかった。



☆感想☆
- サンプルサイズは小さいけど、ゆっくり減量した方が除脂肪体重と運動パフォーマンスに有利という結果が出ている。
- 実際の減量ペースの目安としては、体脂肪率15-20%程度の男性の場合、週に体重が1%以上減る減量ペースだと、レジスタンストレーニングを行っていても除脂肪体重に悪影響が出るリスクが高い。この実験は被験者が運動歴があって通常の体脂肪率なので、ボディメイクを続けている人にとって参考になると思う。
- 一般的に、体脂肪率が高いほうが減量時に除脂肪体重を維持・増加しやすく、体脂肪が減少しやすい。また、運動歴が少ない方が、減量時にレジスタンストレーニングを取りいれた場合に除脂肪体重の維持・増加が行いやすい。
- この実験でのタンパク質摂取量はそれほど多くないので、減量ペースが速くてもタンパク質の摂取量を2-3g/kgに増やせばある程度は除脂肪体重の減少を抑えられるかもしれない。
- 論文中で引用されている2004年のUmeda他（弘前大学）の実験では、被験者は38名の柔道選手、期間20日、減量ペース1.2kg/週、ストレングストレーニングは2時間/週、という実験条件で、減少した体重の61%が体脂肪、残りが除脂肪体重という結果になったとのこと。無料で読めないので私は中身は読んでないけど、減量ペースが速い、ストレングストレーニングのボリュームが少ないといった点が、除脂肪体重の減少につながってる可能性がある。


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トレーニング後に筋合成・分解の続く時間

一つめのグラフは、トレーニング未経験者対象でデータは空腹時に測定。レジスタンストレーニング後の筋合成・筋分解の速度の推移。上が筋合成、下が筋分解。筋分解の方が通常レベルに戻るのが早い。（空腹時なのでネットではマイナスになる。食事すれば筋合成が上回る）


二つめのグラフは、コンスタントに栄養注入した状態で測定（30分毎にMRP摂取） 。トレーニング経験前、経験後の筋肉における筋合成の推移を調べている。トレーニングを経た筋肉は、筋合成のピークが早まる。


なるべく体脂肪を増やさず筋肥大させたい場合・・・
カロリー摂取の配分は、トレーニング前に筋グリコーゲンレベルを高めておいて、トレーニング後はあまり時間が経っていないうちに多めに配分して筋合成にエネルギーを使えるようにした方が良さそう。タンパク質はトレーニング後やや多めくらいにして（筋合成速度には上限があるから必要以上に摂取しても筋合成に使われない）、半日～一日経ったらカロリーは抑えつつアミノ酸供給が途切れないように消化の遅いタンパク質を摂取していく。体脂肪の増加を厭わず最速で筋肥大させたい場合は、常にオーバーカロリーを心がける。トレーニング初心者で体脂肪率が低い場合も、常にオーバーカロリーさせた方が良いかも。

ちなみに、トレーニング経験前と経験後では、筋原線維以外の筋肉合成に差が出るという結果。トレーニング経験前（つまり初心者）は筋原線維以外の合成が盛んになっている。筋肥大に主にかかわるのは筋原線維。

Mixed muscle protein synthesis and breakdown after resistance exercise in humans
http://ajpendo.physiology.org/content/273/1/E99

Resistance training alters the response of fed state mixed muscle protein synthesis in young men
http://ajpregu.physiology.org/content/294/1/R172

筋合成・分解へのインスリンの役割

5が空腹時レベルのインスリン。30が通常の食事レベル。インスリンレベルの上昇はカタボリックを抑制する効果がある。アナボリック促進効果は無い（筋合成に関わる何らかのシグナルに関わってはいるようだが、インスリンレベルを通常レベルより高くしても筋合成が増大するわけではない）。アミノ酸無しインスリンのみ投与の研究だと、カタボリックを抑制することで、ネットアナボリックの状態に。

トレーニング後に無理して高GIのものを摂取する必要はなさそう。ただ、この研究は運動はしていないので、運動後だとまた違うのかもしれない。。。


Disassociation between the effects of amino acids and insulin on signaling, ubiquitin ligases, and protein turnover in human muscle
http://ajpendo.physiology.org/content/295/3/E595

Effect of physiologic hyperinsulinemia on skeletal muscle protein synthesis and breakdown in man.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3298320?access_num=3298320&link_type=MED&dopt=Abstract

絶食時のカタボリックについて

肝臓のグリコーゲンが枯渇した場合、血糖値を保つために糖新生によりアミノ酸からグルコースが作られる。食べ物によるアミノ酸供給が無いと、筋肉などの分解により賄われることになる。100gのグルコース摂取して絶食した場合の研究では、16時間後には筋肉由来のアミノ酸の糖新生が血糖値維持の50%を賄い、28時間後にはほぼ100%を賄った。絶食前に大量の消化の遅いタンパク質を摂取しておけば、筋分解の問題は大丈夫だと思われる。

16時間の絶食中に1000kcal消費すると仮定、半分が脂質で賄われると仮定、500kcalを糖質とタンパク質で賄うことになる。肝臓グリコーゲンの最大容量は400kcal程度だから、絶食前の食事で充填しておく必要がある。実際は絶食前半は消化中の食物からもエネルギーが供給されるから、まあ16時間くらいなら大丈夫っぽい。ほぼタンパク質しか摂取しないシビアな減量をリーンゲインズのスタイルでやると、絶食後半に筋分解されそうな気がする。アミノ酸供給が続いていたとしても、量が足りない。タンパク質100gで400kcalだし、糖新生だとエネルギーロス大きそうだし。

http://www.leangains.com/2010/10/top-ten-fasting-myths-debunked.html

ダイエットでは朝は少なめで夜たくさん食べよう

朝多めに食べる食事パターンと夜多めに食べる食事パターンとでダイエット効果を比較したら、夜多めに食べるほうが体脂肪減少は大きくて、除脂肪体重（主に筋肉）の減少は少なかったという結果に。

論文内で言及されてないけど、これは多分、朝多めに食べるパターンだと夜中に体内の栄養が欠乏気味になって、筋肉の分解が進んだんだろう。夜食から朝食まで12時間空いているし、一日のトータルのタンパク質摂取量も体重1kgあたり1.2gでダイエット中としては足りていない。

炭水化物と脂質は体内に貯蔵場所があって適宜出し入れしているので、一回の食事の量とタイミングにかかわらず最終的にはトータルのカロリー収支が問題になる。タンパク質は体内に貯蔵場所が無く、カロリー不足の状態では体脂肪の分解燃焼も起きるけど、筋肉を分解してアミノ酸をエネルギーとして利用しようとする動きも出てくるので、ダイエットでは食事由来のアミノ酸（タンパク質）の供給が途切れないようにして、筋肉をなるべく保存する必要がある。普通の食事で血中へのアミノ酸供給は6時間前後続くし、たくさん食べればもっと長く続くので、ダイエット中は夜に高タンパク質の食事をしっかり食べることが大事になる。

（消化中の食事のカロリーとタンパク質摂取量と肝臓グリコーゲンの残量を計算してどのくらいの絶食時間なら筋肉の減少を抑制できるか考えられる人は、ダイエット中も朝多めにカロリー摂取して夜の摂取カロリーを少なくしても大丈夫だと思うけど、普通の人はそんな面倒なこと考えないだろうから、夜多めに食べるというざっくりしたルールが良いと思われる）


Weight loss is greater with consumption of large morning meals and fat-free mass is preserved with large evening meals in women on a controlled weight reduction regimen.
http://jn.nutrition.org/content/127/1/75.long



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