ビタミンDと運動パフォーマンス

サルコペニアなど筋肉が病的に弱っている高齢者は、ビタミンD摂取により体内ビタミンDレベルを改善することで、筋力がある程度戻ることがいくつかの研究で示されている。

ビタミンDが筋肉・筋力に影響を及ぼす仕組みは現時点では明確になっていない。ビタミンDが筋肉のタンパク質合成に関わったり、カルシウムイオンの調整に関わったりといったメカニズムが推測されている。

こうした背景から、若いアスリートにビタミンDを投与することで、運動パフォーマンスの改善が見込めるのではないか？というエルゴジェニック視点での研究がいくつか行われている。今回はそれを見ていきたい。



★ビタミンDサプリメントをアスリートが摂取したRCT研究
下のほうに「★まとめ」があるので、個別研究は読み飛ばしても大丈夫です。

(1)Acute Effects of Vitamin D3 Supplementation on Muscle Strength in Judoka Athletes: A Randomized Placebo-Controlled, Double-Blind Trial.
https://wlv.openrepository.com/bitstream/handle/2436/608837/Acute%20effects%20of%20Vit%20D%20on%20muscle%20function%20in%20judokas.pdf;jsessionid=01C07C8293F095F75C497313FDE54BFA?sequence=2
・被験者
柔道選手

・ビタミンD摂取方法
1日目　筋力テストしてすぐ多量のビタミンDを摂取(15万IU)
8日目　再び筋力テスト

・ビタミンD群の血清ビタミンD濃度変化
13.16ng/ml→16.76ng/ml

※被験者ごとのビタミンDレベルの推移を見るとこの平均値はおかしい気がする。グループの人数ではなく、全体の人数で合計を割って平均を出しちゃってる感じがするが、まさかそんなことは・・・

・運動パフォーマンス測定
大腿四頭筋とハムストリングスの筋力(膝の伸展と屈曲の最大筋力を測定)
ビタミンD群は平均で13%上昇
プラシーボ群は平均で3%上昇


(2)Correcting Vitamin D Insufficiency Improves Some But Not All Aspects of Physical Performance During Winter Training in Taekwondo Athletes.
https://www.researchgate.net/publication/324928086_Correcting_Vitamin_D_Insufficiency_Improves_Some_But_Not_All_Aspects_of_Physical_Performance_During_Winter_Training_in_Taekwondo_Athletes
・被験者
テコンドー選手

・ビタミンD摂取方法
毎日5000IUを4週間

・ビタミンD群の血清ビタミンD濃度変化
10.9ng/ml→38.4ng/ml

・運動パフォーマンス測定
無酸素ピークパワー(Wingate anaerobic test全力自転車マシン漕ぎ)と膝の伸展のストレングス向上については、ビタミンD群とプラシーボ群で有意差あり。筋持久力、垂直跳び、敏捷性、シャトルランは有意差なし。

・怪我
メインの研究目的ではないが、プラシーボ群のほうが怪我する選手が多かった。


(3)The effects of vitamin D3 supplementation on serum total 25[OH]D concentration and physical performance: A randomised dose-response study
https://www.researchgate.net/publication/235628143_The_effects_of_vitamin_D3_supplementation_on_serum_total_25OHD_concentration_and_physical_performance_A_randomised_dose-response_study
・被験者
ラグビーやサッカーなど

・ビタミンD摂取方法
週あたり20000IU、40000IU、プラシーボの3グループ。12週間。

・ビタミンD群の血清ビタミンD濃度変化
20ng/ml→34ng/ml(週あたり20000IU)
20ng/ml→36ng/ml(週あたり40000IU)

・運動パフォーマンス測定
ベンチプレス1RM、レッグプレス1RM、垂直跳び、20m走いずれもビタミンD摂取による効果なし。


(4)Assessment of vitamin D concentration in non-supplemented professional athletes and healthy adults during the winter months in the UK: Implications for skeletal muscle function
https://static1.squarespace.com/static/59321fad9de4bb81bdceb3b6/t/593cb0a5e3df286fa0f55995/1497149606409/Assessment+of+vitamin+D+concentration+in+non-supplemented+professional+athletes+and+healthy+adults+during+the+winter+months+in+the+UK-+implications+for+skeletal+muscle+function.pdf
・被験者
ラグビー、サッカー、騎手の選手。

・ビタミンD摂取方法
毎日5000IUを8週間。

・ビタミンD群の血清ビタミンD濃度変化
12ng/ml→42ng/ml

・運動パフォーマンス測定
10m走と垂直跳びが向上。ベンチプレス1RMとスクワット1RMは有意差無し(向上の傾向はあり)。


(5)Vitamin D Supplementation and Physical Activity of Young Soccer Players during High-Intensity Training
https://www.mdpi.com/2072-6643/11/2/349/htm
・被験者
サッカー選手

・ビタミンD摂取方法
毎日5000IUを8週間。

・ビタミンD群の血清ビタミンD濃度変化
19ng/ml→43ng/ml

・運動パフォーマンス測定
スプリント能力とジャンプ力を測定。プラシーボ群とビタミンD群で有意差なし。


(6)Vitamin D Supplementation and Physical Performance in Adolescent Swimmers
https://www.researchgate.net/publication/265516194_Vitamin_D_Supplementation_and_Physical_Performance_in_Adolescent_Swimmers
・被験者
水泳選手

・ビタミンD摂取方法
毎日2000IUを12週間。

・ビタミンD群の血清ビタミンD濃度変化
20ng/ml→30ng/ml

・運動パフォーマンス測定
スイムのタイム、握力、片足立ちの時間、いずれもプラシーボ群とビタミンD群で有意差なし。


(7)The influence of winter vitamin D supplementation on muscle function and injury occurrence in elite ballet dancers: A controlled study
https://www.researchgate.net/publication/236338298_The_influence_of_winter_vitamin_D_supplementation_on_muscle_function_and_injury_occurrence_in_elite_ballet_dancers_A_controlled_study
・被験者
プロのバレエダンサー

・ビタミンD摂取方法
毎日2000IUを4ヶ月

・ビタミンD群の血清ビタミンD濃度変化
ビタミンDレベルは測定していないようだ。実験は冬に行われ、室内での長時間の練習が多い職業なのでスタート時のビタミンDレベルは低いと思われる。

・運動パフォーマンス測定
アイソメトリックでのストレングス(膝の伸展)と垂直跳びで、いずれもビタミンD群が向上。ストレングスは+18.7%、垂直跳びは+7.1%。

・怪我
怪我率はビタミンD群のほうが低かった。ビタミンD群0.55/1000h、コントロール群1.87/1000h



★怪我リスク
(8)Stress Fractures in the Israeli Defense Forces From 1995 to 1996
https://journals.lww.com/clinorthop/Fulltext/2000/04000/Stress_Fractures_in_the_Israeli_Defense_Forces.27.aspx

(9)Association between serum 25(OH)D concentrations and bone stress fractures in Finnish young men.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16939407
兵士対象の研究では、骨折リスクとビタミンDレベルの低さが相関している。骨折は頻繁に起こるものではないので、アスリート対象の研究だとサンプル数と調査期間の問題から有意差が出にくいと思う。

(10)The Association of Vitamin D Status in Lower Extremity Muscle Strains and Core Muscle Injuries at the National Football League Combine.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29275983
NFLコンバインの選手のデータから、怪我歴とビタミンDの関係を分析した研究。脚の筋肉の肉離れや体幹の筋肉の怪我リスクが、ビタミンDレベルの低さと相関していた。



★まとめ
単関節のストレングス向上はビタミンD摂取の効果ありとなった研究が多い。ジャンプ力はいくつかの研究で効果ありとなっている。ベンチプレスやスクワットなど複合関節種目でのストレングス向上は効果があまり期待できないようだ。

若いアスリートはビタミンD摂取により、部分的にストレングスとパワーが改善するかもしれない。欠乏レベルにある場合は、一日5000IUを2ヶ月くらい続けたい。日光に当たってもビタミンDが生成されるけど、日光に当たりすぎると皮膚がんなどの健康リスクが出てくるので、サプリメントで補うのが良いと思う。

怪我の予防については、結構期待できそうな感じがする。骨折と筋肉の怪我の予防に貢献する可能性がある。骨は単に強くすることで骨折予防だろうけど、肉離れなどはメカニズムがよくわからない。



★ビタミンD研究の注意点
アスリートにビタミンDを投与する研究の問題点は、

・被験者数が少ない

・初期ビタミンDレベルと、サプリメント摂取後のビタミンDレベルがばらばら。

・ビタミンDが運動パフォーマンスに影響を及ぼすメカニズムと、運動パフォーマンスにとって望ましいビタミンDレベルがはっきりしない。欠乏状態(だいたい20ng/ml以下)を改善することで、運動パフォーマンス向上が期待できるのか？ それとも健康維持に十分なレベル(だいたい30-40ng/ml)よりさらに高いビタミンDレベルにすると、神経-筋肉が最大のパフォーマンスを発揮するようになるのか？



★ビタミンDが不足しやすい競技・季節
日焼け止めを塗らず肌を多く露出して、低緯度地域、夏、昼間の日差しに多く当たると、ビタミンDが多く生成される。高緯度地域、冬、朝夕の日差しはビタミンDを生成しにくい。

屋内競技はビタミンDが不足しやすい。屋外競技でも、高緯度の冬場、曇りの多い地域(例えば日本だと冬の日本海側)だとビタミンDが不足しやすい。

それと階級制競技はビタミンDが不足しやすい傾向があるようだ。


★タンニングマシンはビタミンD生成に効果的か
ビタミンD生成に必要なのはUVBなので、UVBが少ない種類のマシンだとあまりビタミンDが生成されないだろう。

新型コロナの年齢群別死亡リスク

Covid-19 Mainly Kills Old People. So Do Most Other Diseases.
https://www.bloomberg.com/opinion/articles/2020-05-07/comparing-coronavirus-deaths-by-age-with-flu-driving-fatalities

アメリカの新型コロナ死者のデータを使って、他の死亡要因とのリスク比較を出している記事を見つけたので紹介します。アメリカではこの記事の時点で新型コロナで7万人くらい亡くなっていて、その7万人に占める各年齢群の割合がわかっている。

最終的なアメリカ全体の新型コロナ死亡数はまだわからないけど、いくつかのシナリオごとに各年齢群が何人亡くなるか試算できるので、その数字を使えば他の死亡要因とのリスク比較ができる。

この記事でのアメリカ全体の最終的な新型コロナ死亡数のシナリオは、10万人、20万人、75万人の3つ。


★新型コロナの最終的な死亡数の考察
欧米でのいくつかの抗体検査の結果から、高齢化の進んだ先進国での新型コロナの致死率は0.1-0.2%程度ではないかと言われている。アメリカ人口3.3億人、人口の7割感染で集団免疫獲得となり新型コロナ終息、致死率0.1-0.2%と仮定して計算すると、アメリカの最終的な新型コロナ死者は23-46万人になる。記事の死亡数シナリオだと、10万人は大幅に超える可能性が高い、20万人は楽観寄りの数字、75万人はだいぶ可能性が低い悲観的な数字だと考えられる。

アメリカのデータだとアフリカ系とヒスパニック系の死亡率が高いので、日本だと全体の死亡率はアメリカほど高くならないかもしれない。それに加えて東アジアは欧米に比べるとなぜか感染が広がりにくく死者が少ない感じなので、地域的に過去に類似のウイルスが流行っていて部分的に免疫を獲得済みな可能性もある(アジアかぜのケースを見るとそういった可能性はある)。


◆季節性インフルエンザ＋肺炎との比較

インフルエンザ＋肺炎の数字は人口10万人あたりのアメリカの年齢群別死亡率。その年齢群が10万人いた場合に、何人がインフルエンザ＋肺炎で亡くなったか。全員がインフルエンザに感染したわけではない。

新型コロナの数字は各シナリオごとの、インフルエンザ＋肺炎と比較しての相対的な死亡リスク。1ならインフルエンザ＋肺炎と同じ死亡リスク。1より大きければインフルエンザ＋肺炎よりも死亡リスクが高い、1より小さければ死亡リスクが低い。

2018年のインフルエンザ＋肺炎と新型コロナの死亡リスクを比較すると、アメリカの新型コロナ死者数75万人の悲観シナリオであっても、子供の新型コロナ死亡リスクはインフルエンザ＋肺炎の半分～4分の1。一方で大人は死者数20万人の楽観寄りのシナリオであっても、インフルエンザ＋肺炎よりも新型コロナのほうが死亡リスクは3～4倍高い。ただインフルエンザに感染するのは人口の1，2割なので、大人が感染した場合に死ぬ確率だと、インフルエンザと新型コロナで近い数字になりそう。(つまり大人にとって新型コロナウイルスがインフルエンザウイルスよりも怖いのは、毒性の強さによるものではなくて、感染しやすさによるものだと言える)

季節性インフルエンザ(＋それに伴う肺炎)と新型コロナではどっちが怖いか？という問いに対しては、子供にとっては季節性インフルエンザのほうが怖い、大人にとっては新型コロナのほうが怖いという答えになるだろう。

アメリカと日本とでインフルエンザ＋肺炎の死亡率はあまり変わらないと思う。年ごと地域ごとの流行度合いによってインフルエンザの死亡数は大きく変わるし、超過死亡の概念があるので、直接比較が難しい。5年平均のインフルエンザ死亡率のデータだと日本とアメリカは同じくらい。従って大雑把に言えば、日本とアメリカの新型コロナ死亡リスクが同じくらいなら、日本でのインフルエンザ＋肺炎と新型コロナの相対リスクも同じくらいになると考えられる。


◆交通事故との比較

アメリカの人口は日本の3倍弱で、アメリカの交通事故死者数は日本の約10倍。交通事故のリスクはアメリカのほうがずっと高い。それを考慮しても、日本で子供が新型コロナで死ぬリスクは交通事故より大幅に低いだろう。若い世代は交通事故と同じくらい。中高年は交通事故よりも新型コロナで死ぬリスクのほうが高く、年齢が上がるにつれて交通事故に比べての死亡リスクは大幅に上がっていく。子供の命を守るという観点では、新型コロナ対策で学校を閉めるよりも、自動車の使用を禁止するほうが高い効果が期待できる(リスク評価をせずコストを度外視した政策への皮肉です)。


★新型コロナの死亡リスク
年齢群別の新型コロナの死亡率を算出してみる。悲観寄りにアメリカ新型コロナ40万人死亡と仮定して、

0歳　　　　死亡率0.001%(10万人に1人)
1-4歳　　　死亡率0.0001%(100万人に1人)
5-14歳　　 死亡率0.0001%(100万人に1人)
15-24歳　　死亡率0.001%(10万人に1人)
25-34歳　　死亡率0.006%(10万人に6人)
35-44歳　　死亡率0.017%(10万人に17人)
45-54歳　　死亡率0.05%(10万人に50人)
55-64歳　　死亡率0.12%(10万人に116人)
65-74歳　　死亡率0.27%(10万人に270人)
75-84歳　　死亡率0.68%(10万人に684人)
85歳以上　 死亡率1.9%(10万人に1896人)

人口の6,7割感染で集団免疫になり終息と仮定しての死亡率なので、感染した場合に死ぬ確率(致死率)はこれを1.5倍したくらいの数字になる。

家トレ

今更感ありますし特に目新しいことが書けるわけではありませんが・・・・

★筋肉維持のための工夫
バーベルを使ってのトレーニングが出来ないとどうしても重量が足りない。どうやって筋肉量と筋力を維持するか。

1) 片脚で負荷をかける
ランジ、ピストルスクワット、片脚デッドリフトなど。膝を痛めないよう段階的に負荷を上げていく。

2) 低負荷高レップを限界まで
自重でのスクワットや腕立て伏せを限界まで。トップで関節をロックアウトせず筋肉の緊張を保ったままレップを重ねる。体力的・精神的にキツイ。筋肉量の維持に効果的だろう。

3)  全速力でのコンセントリック収縮
ジャンプスクワット、ジャンププッシュアップなど。おそらく筋力維持に効果的で、筋肉量の維持にも効果的だろう。


★あると便利な家トレ道具
・サンドバッグ
砂を詰めて重くする袋。私はsklzというメーカーのを買いました。雑に扱えて便利。

・ゴムバンド
肩周りのトレーニングで使いやすい。

★エクササイズ例
＜スクワット系＞
重りを持ってスクワット

ランジなど

ピストルスクワット
動画：Pistol Squat Progression
https://www.youtube.com/watch?v=1-Yuq9pD7JY

ジャンプスクワット
動画：Dumbbell Jump Squat | Exercise Guide
https://www.youtube.com/watch?v=XOTO2qWRy9U

＜デッドリフト系＞
片脚デッドリフト
動画：Single Leg Dumbbell Deadlifts
https://www.youtube.com/watch?v=DDpON2JvXzk

＜臀筋・ハムストリングス＞
ベッドやソファに足を乗せて、ヒップリフト的な動き。臀筋とハムストリングスを鍛えられる。片脚でやると結構負荷かかる。
動画：Box/Bench Hamstring Curl
https://www.youtube.com/watch?v=t5htLdxEKx0

＜プッシュ系＞
重りを背中に乗せて腕立て伏せ。

ジャンププッシュアップ
動画：Jumping Push Up - Advanced chest workout
https://www.youtube.com/watch?v=VzqjWuarzZQ

＜プル系＞
公園のうんていで懸垂

鉄棒でinverted row

家でプル・ロウ
動画：How To Do Incline Rows With Minimal Equipment (Just a bed-sheet and a door) with Antranik
https://www.youtube.com/watch?v=rloXYB8M3vU

適当な重りでワンハンドローイング
動画：Sandbag Single Arm Row
https://www.youtube.com/watch?v=eL51WMgO-7I

家のドアフレームに固定する懸垂用の道具もあります。外れて落下したりドアフレームが壊れたりは自己責任で。「懸垂バー」で検索すると出てきます。

＜肩＞
動画：Pike Press
https://www.youtube.com/watch?v=P-_1Q4IlZDg

Band Lateral Raise
https://www.youtube.com/watch?v=yfNg5sFndbw

動画：Resistance Band High Row to External Rotation & Overhead Press
https://www.youtube.com/watch?v=tQewe3Shlz8

＜体幹＞
ベアクロール、デッドバグなど。デッドバグ系やベアクロール系の基本は、骨盤後傾で腰椎フラットにする。息を吐ききると肋骨を締めやすい。腕は強く突き出す。バーベルでデッドリフトが出来ないと体幹の背中側が鍛えにくいのが悩みどころ。

デッドバグ。腰椎フラットで腰が床に付くように。肋骨が上がらないように。
動画：HighPerformanceHandbook.com: Dead Bug
https://www.youtube.com/watch?v=rbemelnkHag