鈍行・中目黒の自転車メモ

自転車競技のトレーニングについて考えてみるシリーズその１。

別名「自分の理解を広めるためにまとめていたメモを整理して、記事に仕立て上げてみよう」シリーズ。素人っぽさ丸出しの記事なので、読みにくくてまとまっていませんが、そのあたりはご容赦ください。また、間違いなどあればご指摘いただけると嬉しいです。

・・・ってなわけで、第一回のお題は"エネルギーソース"。

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人が運動するためには筋肉の収縮が必要。
筋肉を伸縮するための直接的な動力源はATP(Adenosine Tri-Phosphate(アデノシン三リン酸))という物質で、これは筋繊維の中で炭水化物等のエネルギー源から変換される。ATPはクリーンなエネルギーソースで、筋繊維のための収縮運動と熱として放出される(比率は50:50くらい)。それぞれの筋繊維には、フルパワーでもがいた時の2-5秒分の「すぐ使えるエネルギー」としてATPが蓄えられている。

ATPへの変換に酸素を必要としないPCr(Phosphocreatine(クレアチンリン酸))も筋繊維内で生成され、フルパワーでもがいた時の約10秒分がそれぞれの筋繊維に蓄えられている。

以上、二つのエネルギーソースが「すぐに使えるエネルギー」。これだけだとごく短時間の運動しかできないので、持続的な運動を行うためには以下のエネルギーソースに頼る必要がある。

- 炭水化物
比較的使いやすくて、そこそこ長時間使えるのが特徴。
エネルギーソースとしての炭水化物は単純なブドウ糖で、グリコーゲンという形で体内(筋繊維と肝臓)に蓄えられている。ブドウ糖のATPへの変換は筋繊維内で行われ、酸素を使う好気的代謝(低負荷、長時間向け)と、酸素を使わない嫌気的代謝(高負荷、短時間向け)の２パターンに分かれる。

好気的代謝はエネルギー効率がよく、約50%がブドウ糖からATPにエネルギーソースとして変換される(残りの50%は熱として放出される。ATP->筋収縮の効率とあわせて、全体的な効率は25%)のに対し、嫌気的代謝はエネルギー効率が非常に悪く、ブドウ糖->ATPの変換効率が7%程度で、食べカスのエネルギーを乳酸として放出する。

体内には1,500-2,000kcal程度のグリコーゲンが貯蔵されていて、これらを利用することで60-90分程度の比較的高い強度の運動を持続することができる。

- 脂肪
一番使いにくいけど、一番たくさん蓄えられているのが特徴。
ある程度貯蔵用と割り切って蓄えられているので、重量あたりのエネルギー量は炭水化物の倍。一般的に、50,000-200,000kcal程度あるらしいので、まさに桁違いのエネルギソースということができる。

ただし、エネルギーソースとして利用するためには、炭水化物と比べてより多くの酸素を必要とするため、高強度の運動では炭水化物が優先的に使われてしまう。

・・・と、以上が人の体に蓄えられているエネルギソース。

休んでるとき、歩いてるとき、走ってるとき、ダッシュした時・・・と、様々な状況に対応できるよう、それぞれのシチュエーションに最適化されたエネルギソースと燃え方が準備されていることがよく分かりますね。

エネルギーの利用効率に関して、大きな転換点といえるのが炭水化物の好気的代謝と嫌気的代謝。前者が約25%の効率で熱しか出さずに燃えるシステムなのに対し、後者がエネルギー効率たったの3.5%でしかも燃えカスまで出してしまう・・・。これって、冷静に考えるとものすごく大きな違いです。

エンデュランススポーツでは、いかにエネルギー効率のよい身体を作り上げることが大事かということが伺い知れるのではないかと思います。

次回は、筋肉についてまとめる予定。

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なお、メモをまとめるにあたり、以下の資料を参考にしています。
興味のある人は、どうぞ手にとってみてくださいませ(アマゾンアソシエイトを使ってます)。

- Base Building for Cyclists: A New Foundation for Endurance and Perfomance
- Bicycling Science
- エネルギー代謝を活かしたスポーツトレーニング

自転車競技のトレーニングについて考えてみるシリーズその2。

「筋繊維の種類と働き」

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人の筋繊維は、大きく分けて

- Type I (slow-twitch(遅筋))
- Type II (fast-twitch(速筋))

に大別される。
Type Iが長時間の運動に向いているのに対し、Type IIは短時間で強い力を出すのに向いている。Type IとType IIの比率は人それぞれで異なり、遺伝的要因が強いとされる。

Type Iの繊維は、ATPの生成に酸素を必要とするのが特徴。炭水化物あるいは脂肪を燃料とし、疲労耐性は強いものの収縮速度が遅く、大きな力を出すのには不向き。SO(Slow Oxidative)繊維と呼ばれる。

Type IIの繊維は、Type IIaとType IIbに別れる。
Type IIaはFOG(Fast Oxidative Gylcolytic)繊維と呼ばれ、炭水化物を酸素あり(好気的代謝)・なし(嫌気的代謝)両方のモードで燃やすことができて、Type Iの繊維に比べると収縮速度が速いのが特徴。
Type IIbはFG(Fast Gylcolytic)繊維と呼ばれ、炭水化物を酸素なしモード(嫌気的代謝)でバカスカ燃やすことで、速くて強い収縮ができるのが特徴。

FG繊維はエンデュランストレーニングによってFOG繊維に転換することが可能とされるものの、FG繊維はグリコーゲンを他の繊維よりも多く蓄えることができるので、そのメリットは捨てることになる(爆発的なパワーを持続できる時間は減る)。

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筋繊維は「縮む」方向にしか力を発揮することができない。例えば、太ももには表(大腿伸筋群)と裏(大腿屈筋群)に筋肉があって、相互の働きによってはじめて膝の屈伸動作が可能になる。

筋肉の働きには、筋繊維が短くなりながら力を発揮するコンセントリック収縮と、筋繊維が伸びながら力を発揮するエキセントリック収縮、さらに筋繊維が動きを伴わずに収縮するアイソメトリック収縮がある。

筋肉を動かすのは脳内の刺激ではあるものの、どの種類の筋肉繊維を使うか意識的にコントロールすることはできない。「弱い運動強度では小さなSO繊維が動員され、運動強度が上がって収縮力が強まるにつれて、より大きなFOG、FG繊維が順次動員される」としたのがHennemanの「サイズの原理」。

一般的に、筋トレは

1. 筋繊維の肥大
2. 筋繊維の太さは変えずに、断面積あたりの筋力を増大させる＝神経系の向上

の二種類に分かれる。
それぞれの目的に応じて適切な負荷のかけ方＆インターバルの取り方があるようなのだけど(このへんは専門書を読んでくださいプリーズ)、神経系の向上を行うためにはエキセントリック収縮が有効とされる。これはなぜかというと、エキセントリック収縮では「サイズの原理」が適用されず、速筋からはじめに使われるので、大きな負荷をかけることなく効果的に速筋を鍛えることができる、ということ。

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まとめると、筋肉にもいろいろと種類があって、燃料の燃え方と同じようにそれぞれの運動強度にあわせた形で最適化されたシステムを持っている、ということらしいです。

ロードレースのようなエンデュランススポーツでは、SO/FOG繊維の働きを最適化させることで、好気的代謝の領域でどこまで強いパワーを出せるかが大事になってくると同時に、FG繊維を利用した嫌気的代謝の領域でのアタックやスプリントにも対応しなければいけない、ということなのでしょう。

「スプリンターは生まれてくるもの」とはよく言われることですが、これは遅筋と速筋の割合が生まれたときから決まっていることに由来するようです。スプリンタータイプはトレーニングによってFG繊維をFOG繊維に転換することでTTにも強くなれますが、ノン・スプリンタータイプの場合はFG/FOG繊維が限られているので、スプリント能力は鍛えても限界がある、と。

次回は、LTについてまとめる予定。

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この記事をまとめるにあたり、以下の資料を参考にしました。

- Bicycling Science
- 目でみる動きの解剖学
- Dr.マサコのスポーツ医学講座

音楽じゃなくて自転車の話。

昨年末あたりから、トレーニング後orトレーニングした日の夜にはプロテインを飲むようにしている。

個人的にこの手のものはあんまり信じてない＆頼りにしていなかったのだけど、2010年度の目標を設定した際に「もっと筋肉をつけねばいかん」という結論に達したので、効果があるかないか判断するという意味で飲み続けている。

筋肉がついたかどうかはよく分からないのだけど、飲んだ時の効果として筋肉痛が明らかに軽減されることは実感としてある。ついつい強度を上げたトレーニングをしてしまい、翌日のトレーニングまでに回復できずに短い/軽いメニューで済ます・・・みたいなパターンが多い(お馬鹿)ので、少しでも翌日に筋肉痛が残らない効果がある物質(ま、しっかり寝るのが一番ですが)はとても貴重だと思っている。

飲んでいるのは、amazonでも飲みやすいと評判のザバスのココア味。実際にプロテインが入ってる量でコストパフォーマンスを考えるとベストなチョイスではないようなのだけど、牛乳に溶かしたときの飲みやすさ(普通に美味しい)が気に入ったので、お試しで飲んでた500gのものがなくなる前に2.5kgのものを追加購入。
これでしばらくはプロテインに困ることはなさそう。

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さらに、水に溶かして補給用ドリンクを作るためのマルトデキストリンも大人買いしてあって、外練やロングライド、レースで愛用している。詳しいことはよく分かってないのだけど、エネルギー源になる糖分が水に溶けやすい粉状になっているもので、カーボショッツとかあの手のものを買うよりも圧倒的にコストパフォーマンスに優れた補給食兼ドリンクを準備できる・・・っていうことらしい。

筋肉増強のためにプロテインを摂取する際には、一定量のカロリーを同時に摂取することで吸収がよくなるらしいので、プロテインと一緒に手っ取り早くカロリーを摂るためにも使われたりするみたいなのだけど、そっちの用途ではあんまり使っていない。

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あと(まだあるのか)、ロードレーサー1年生の頃に膝を痛めて以来、お世話になっているのがグルコサミン＆コンドロイチン。結局膝痛には半年近く悩まされてしまい、スポーツドクターに通ってリハビリをするようになってようやく脱却できたのだけど、グルコサミン＆コンドロイチンもリハビリと同じようなタイミングで導入したので「鰯の頭も」的な気分で今でも飲み続けている。

まー、飲んでる時でも飲んでない(飲み忘れてる)時でもサドルの高さをいじったり疲れた状態で峠を走り回ったりすると膝に違和感が出ることは分かっているので、そろそろやめてもいいかな。

イケイケドンドンなノリで開発が進んでいるGolden Cheetah。
近日中に1.3がリリースされる予定で、すでに1.4向けの話がちょこちょこ。

中でも目玉機能として注目されているのが"Aerolab"。

これは「パワーメーターの出力値を使って自転車が走るのを邪魔する抵抗を計算してしまいましょう」という試み。うまくいけばソフトウェアで風洞テストが実現できてしまうポテンシャルを秘めていて、現在鋭意開発中とのこと。

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自転車が前に進むのを邪魔する大きな抵抗は空気と重力の二つ。
重力による抵抗は身体と財布のダイエットで頑張るものとして、空気抵抗はポジションの変化によって低減させることが可能。空気抵抗はCdA(=Cd(coefficient of Drag(大気抵抗係数))xA(frontal Area(前面投影面積)))に大きく依存するので、前面投影面積をできる限り少なく抑えるのが王道的アプローチ。

それ以外の小さな抵抗としてはタイヤの転がり抵抗とドライブトレイン内でのパワーロスがあり、転がり抵抗はタイヤの種類・空気圧と路面状態に依存し(Crr(路面抵抗係数)として表現される)、ドライブトレイン内でのパワーロスはコンポーネントの性能＆状態に依存する。

Aerolabの動作としては、出力値、速度、重量等の情報をもとに計算された仮想的な高度変化をCrrとCdA(空気抵抗係数(=前面投影面積x大気抵抗係数))等のパラメータを調整していくことで実際の高度変化に合致させ、CrrとCdAを割り出す仕組み。

逆に言うと、解析対象とする走行では同じ路面状況＆同じポジションをキープする必要があるので、実際にCrrとCdAを求めるために使うときはコンディションを整えて走ったデータを準備する必要がある。風の影響で計算が狂ったりしないのかが謎ですが、そのあたりはきちんと考えられているのでしょう。近いうちにドライブトレイン内でのパワーロスも変更可能なパラメータとして導入される予定とのこと。

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CrrやCdAは、すでにエクセルシートを使ったり数式を解いたりすることで計算する方法が提案されているみたいだけど、一般のサイクリストがシステマチックにこれらの数値を取り出せる・・・という意味で画期的な試みであるといえそうです。

お試し版のWindowsビルドはすでにここからダウンロード可能。

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あと、個人的に気に入っているのが走行データの3D表示機能。
パッと見てどういうトレーニングしたのが直観的に分かるの素晴らしい。
これは1.3に入るはず。

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あとは・・・QTの勉強がてらEdge 705のAdvaned Workoutを作成・エディットできる機能を手元で作成中。TCXを吐きだす部分がまだだけど、ある程度動くようになったらパッチを送りつけてみようかな。

実を言うとトレーニングメニュー作成ツールをGoldenCheetahに載せる必要性はそこまでないんだけど、Critical Power(FTP)などの数値を参照しながらトレーニングメニューを作成できたら便利かなーと考えた。

こうなってくると、限定的な表現しかできないEdge 705のトレーニングメニューに縛られることなしに、汎用的なトレーニングメニュービューワー兼エディター(?)にしてしまったほうがよいのかも？

まー、暇な時にでもちょこちょこ書き足していこう。

ローラー台で負荷を上げた時の冷却用に工業用扇風機を導入。

LSDからTempoにかけてのペースであれば1時間+走っても小さい扇風機だけで間に合っていたのだけど、LT近辺まで上げると一気に発熱量が増えて辛くなることが分かったので、orange_BEACHさんのブログ記事に載ってたデカいやつをゲット。

配置は自転車の斜め後方。
風力が弱・中・強の三段階で切り替えられるのだけど、未だに「弱」より強くしようと思ったことがないくらい圧倒的な風量で大満足。夏場になったきたら配置を考え直した方がよさそうだけど、春に向けてのローラー台トレーニング快適化計画はこれで完了かな。

Coggan先生の"Training and Racing with..."の抜粋記事を発見。

せっかくなので、(知ってる人には何を今さらだけど)トレーニングレベルについてメモ。
自分の場合、FTPが260W、LTHRが173bpmなので、トレーニングレベルは以下のような感じになる。FTP/LTHRは、それぞれ60minTTを行った際の出力値/心拍数。

自分の理解している範囲で各ゾーンを解説してみると・・・

- L1はいわゆる「回復走」の領域。レース後のクールダウン等で利用。

- L2はLSD走と(ほぼ)同じ領域。長距離を走っても負担がかからない負荷なので、この領域で走りこむことで心肺・代謝系の能力向上が期待できる。特にロードレースでは、ここを鍛えておくことで回復力のアップが期待できる。ただし、ここばっかり鍛えても「速く」はなれない。

- L3はいわゆる「テンポ走」の領域。平地の単独走やグループライド、それに長距離レースで集団の中にいる時やなんかに多用する。"The Bible"曰く"Meat and potatoes for cyclist"。

- L4は「メディオ走」に該当(厳密にはちょっと違うけど)する領域。20-60min程度のTT強度と同じなので、ヒルクライムで強くなるためにはここを重点的に鍛える必要がある。ヒルクライムに限らずロードレースでもこの領域で出せるパワーが鍵になることが多いので、積極的に鍛える価値がある。

- L5は(大まかに言って)「ソリア走」の領域。5min TTとほぼ同じ強度。この領域で走り続けるのはかなり辛い。積極的に前を引いたり、短めの登りをこなすときに使うので、ロードレースでは勝敗を分ける重要な領域。ただし、ヒルクライムではほとんど使わないので、ヒルクライムオンリーの人がL5以上を鍛える必要性は薄い(はず)。

- L6は1分前後のダッシュのための領域。登り基調のゴールでペースをガツンと上げる時やなんかに使う・・・はず。L6以上の領域を心拍数で管理することは不可能。

- L7はいわゆる「フルもがき」の領域。スプリントやアタックで利用。この強度で連続的に走ることは不可能なので、トレーニングをパワーメーターで管理することは不可能。ただし、最大値を計測することはできる。

ってな感じでしょうか。

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BaseフェイズではL2メインで心肺・代謝能力を向上させ、Buildフェーズでレースニーズに対応した強度を鍛えて行く・・・というのが"BBC"や"The Bible"に書かれているセオリー。

ロードレースでのペースアップや短めの登りに対応するためにはL5を積極的に鍛える必要があるし、ヒルクライムで上を目指すには体重をできる限り低くしながらFTPの向上を計る必要がある。

FTPを向上するために最も効果的なのがSST(Sweet Spot Training)と呼ばれるもので、これはFTPの85-90%の強度でトレーニングすることで、時間あたりの効果が最も得られるとされるトレーニング方法。

Coggan先生のゾーン分けはパワーメーターが基準にはなってはいるものの、LT未満の領域に関してはCardiac Drift(脱水・熱の影響で、一定負荷で走り続けていると心拍数がじわじわ上がってしまう)の効果がそこまで大きくないので、心拍数をベースにしたトレーニングでも十分に使うことができるように思う。

そういう意味でいくと、パワーメーターは「強くなる過程を管理」するツールとしては使えるけれど、「強くなる」ために絶対的に必要かって言われると「そうでもないんじゃない」と思ってしまう自分もいたりして・・・。

"もうPoor man's WKO+なんて呼ばせない!!"・・・ってことなのかどうなのか知りませんが(誰もそんなことは言ってない)、オープンソースのトレーニングログ管理ソフトのGoldenCheetahは今日も元気に進化中。

ここ数週間の間に、

- Google Mapsによるライドログの地図表示
- 過去何日間かのライド情報を時系列で比べられるMetrics表示
- WKO+にあったStacked View(横長のグラフが何段も重なった表示)

が追加されて、大変ナイスな感じになってます。
もともとの開発のモチベーションが「MacでもWKO+が使いたい」だったみたいなので、WKO+と同等の機能が追加されていくのはそれとして、エクストラの機能が意欲的な開発者によってどんどん追加されていくのが素晴らしいです。

前に紹介したAerolabも開発の本流に取り込まれたので、手元だと普通に利用可能・・・なのだけど、手元で試した限りだと、標高グラフをうまく一致させることができなくてちょっぴりもてあまし中。さらなるrefineに期待ですかね。

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拙作のTraining Menu Generatorも、しばらく塩漬けになっていたことを思い出して今更パッチを送りつけてみた。Edge 705専用の限定的な機能なので、もう少し一般的に使えるように進化させたいところだけど、具体的にどこから手をつければいいか悩み中。

intel Mac/Snow Leopard向けの最新バイナリーをここに置いておくので、Macな人は試してみていただければと。