体重1kg当たりの1分間の酸素摂取量 (3.5ml／kg・min)

【1】消費カロリー(エネルギー)は活動状態によって変わります。
　
運動の強さによって、消費するカロリーの量は異なります。基礎代謝とは、普通の人が静かに横になっている時の消費カロリーのことで、1日に約1200～1500カロリー(kcal)程度。静かに座っている状態での消費カロリー(安静時代謝)は、基礎代謝の約1.2倍。運動をしている状態での消費カロリー(活動代謝)は、運動が強くなるほど多く必要になりますが、ブラブラ歩いている時で安静時代謝の約2倍です。
【2】運動の強さは酸素摂取量で計ります。
　　
静かに座っている状態で消費するカロリーは、1分間当たり約1.0～1.2カロリー(kcal)。この時、体内に取り入れて消費する酸素の量は、毎分約0.2～0.25Lです。この酸素摂取量をその人の体重で割ると、平均して体重1kg当たり毎分3.5mlになります。この体重1kg当たりの1分間の酸素摂取量 (3.5ml／kg・min)を、運動の強さを計る単位で1METS(メッツ)といいます。

心肺機能がどこまでの運動の強さに耐えられるかが、その人の運動能力です。それは人によって異なります。無理せずに運動を行うためには、まず自分の運動能力の限界をみると、男性の場合スポーツマンでは50～60ml／kg・min、一般の方で30～40ml／kg・min、熟年の方では20ml／kg・min程度となっています。この限界を知らずに無理をすると、ジョギング中に倒れたりということも・・・。せっかく健康のためにエアロビクスを始めても、これでは何にもなりません。

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最大酸素摂取量（VO2MAX）の計算/摂取酸素量によるカロリー・運動強度計算

運動強度指標METSについて

　活動消費カロリーの計算法にて、METS（運動強度）によるカロリー計算について
説明しましたが、ここでは心拍数による運動強度/カロリー計算について説明します。
まずMETSのカロリー/運動強度に関する式は以下の通りです。

　消費カロリー(kcal) = 時間(h) × 体重(kg) × 運動強度×1.05
　運動強度＝METS

　簡単に言ってしまえば、消費カロリーは時間と体重と運動強度にそれぞれ比例し、
運動強度を表す指標としてMETSというものがあるということです。METSは安静時を
1とした場合の各運動の消費エネルギー量を表す指標です。

消費エネルギーは酸素摂取量で計算可能

　ここで、消費カロリーとは何なのかと考えると、体内でATP(エネルギーのもと)を
エネルギーに変換した量であり、そこでは消費カロリーに比例した酸素が必要に
なります。そのため、消費カロリーは摂取した酸素摂取量でもあらわせます。
求め方、計算法は以下の通りです。

　消費カロリー(kcal)= 酸素摂取量(ml) × 0.005

　そして、人間は安静時に1分あたり[3.5ml×体重]の酸素を摂取しています。
ここで1時間あたりの安静時消費カロリーを式で表してみると・・・
　
　1時間あたりの安静時消費カロリー　＝　酸素摂取量(ml) × 0.005
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＝ 3.5(ml) × 時間(min) × 体重(kg) × 0.005
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＝　3.5 × 0.005 × 60× 時間(h)× 体重(kg)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＝　1.05× 時間(h)× 体重(kg)
　となります。これは、上の式の「消費カロリー(kcal) = 時間(h) * 体重(kg) * METS * 1.05」
と一致していますよね。つまり、METSは安静時の酸素摂取量3.5ml/(kg*min)を1とした、
各運動の必要酸素摂取量を表した指標ともいえます。計算式は以下の通りです。

　METS量　＝　[その運動で1分あたりに体重あたりに必要な酸素量(ml)] ÷ 3.5

　つまり、1分間に体重あたり14mlの酸素が必要な運動は14÷3.5=4METSの運動
ということができます。

最大酸素摂取量（VO2MAX）の計算法とその意義

上記のように、各運動の運動強度は1分あたり体重あたりの酸素摂取量によって
表すことができます。ここで、各人には最大でどの程度の酸素が摂取できるかの
限界があります。これを、最大酸素摂取量（VO2MAX）といいます。

　最大酸素摂取量（VO2MAX）によって、出来る運動強度（METS)が決まるため、
この値はその人の運動ポテンシャルを表す指標になります。マラソンの場合、
特にこの数字が重要であり、この最大酸素摂取量（VO2MAX）によってマラソン
の結果がほとんど決まると言っても過言ではないくらいです。

　最大酸素摂取量は、12分間走（クーパーテストといいます）の結果によって、
推定(計算)するのが一般的です。

最大酸素摂取量＝ ([12分間で走行した距離(m)] - 504.9)÷44.73

例えば、12分間で3000m走れる人は、(3000-504.9)÷44.73 = 55.78になります。
　この最大酸素摂取量は一般男性で40ml/kg/min程度、市民ランナーであれば
50ml/kg/min程度、オリンピック選手では80～90ml/kg/min程度になるようです。
特にマラソンでは最大酸素摂取量(VO2MAX)はその選手の能力を数値化する値となるのです。

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　　　 12分間走を走らなくても、予測計算可能です！ご活用下さい！

摂取酸素量を計ることで運動強度(%)がわかる！

上記のように、その人のポテンシャルは最大酸素摂取量（VO2MAX）で
表すことができます。そのため、各運動（トレーニング）でどれくらい負荷を
かけているかも酸素摂取量を計算することで表すことができます。

運動強度（％） = (その運動での酸素摂取量－安静時酸素摂取量 ) *100 ÷ （最大酸素摂取量－安静時酸素摂取量）
　　　　　　　　　= (その運動での酸素摂取量－ 3.5 ) ×100 ÷ （最大酸素摂取量－ 3.5）

　この運動強度（％）はその運動の負荷を0～100%で表す指標です。0%は安静時
であり、100%は最大酸素摂取量（VO2MAX）で運動をしている時、つまり限界の
強度で運動しているときとなります。
　どの指標で、どの程度の運動負荷でトレーニングすれば良いかを決めたりします。
持久力をつけたい場合は60～70％の強度で、瞬発力をつける場合は80～90%の
強度で運動するなどです。（これについては後日説明します）

　では、運動しながらどうやって酸素摂取量を測定するの？ってことなんですが、
これは大学などのちゃんとした設備のところでないと測定できないです・・・（笑
でも、運動強度を知りたい場合は心拍数計でその代用ができます！
その説明はこちらの次の記事にて説明していますので、ご参照くださいませ。

まとめ：最大酸素摂取量(VO2MAX)によってランニング力を計算して数値化できる！
　上記の通り、最大酸素摂取量(VO2MAX)によって、大体のマラソンタイムなどが
予測できてしまうんです。それぐらい、この最大酸素摂取量(VO2MAX)は重要であり、
何らかの形で予測/計算しておいたほうが良いものなのです。
　そして、その予測/計算法として12分間走であったり、心拍数を用いた
予測[/計算法があるわけです。
　この最大酸素摂取量を計算することで、どれぐらい自分が成長するかも
わかると思いますので、是非、下記の計算ツールを使ってみて下さい＾＾

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最大酸素摂取量

有酸素運動とは、簡単に説明すると「酸素を吸って二酸化炭素を吐く」とも言える。そのとき、最大どのくらい酸素摂取ができるのかが最大酸素摂取量であり、持久力の指標となる。今回はこの「最大酸素摂取量V・O2ｍaｘ」をキーワードに考えよう。

　大気中には20.93％の酸素と0.03％の二酸化炭素が存在する。呼吸したときに、酸素だけを選んで吸うことはできないので、酸素、二酸化炭素を含む「空気」を吸って「空気」を吐く。しかし吸った酸素を全部吸収することはできず、吐いた息にも酸素は残る。すなわち、吸った酸素の量から吐いた酸素の量を引いたものが摂取量になる。それに、心臓の1回の鼓動で送り出す血流と心拍数を掛け合わせたものが酸素摂取量だ。「最大酸素摂取量＝1回拍出量×心拍数×（動脈血酸素含有量－静脈血酸素含有量）」で表される。

　つまり、最大酸素摂取量を大きくするためには、1.１回拍出量を増やす　2.心拍数を多くする　3.動脈血酸素含有量を多くする　4.静脈血酸素含有量を少なくする　などを考えれば効果が上がる。

　最大酸素摂取量の測定方法は、安静の状態からトレッドミルまたはエルゴメーター（固定式自転車）を用いて徐々に負荷をかけていく。少しずつ増えていく酸素摂取量をガスマスク呼気の酸素から計算して摂取量を求める。やがて、酸素摂取量の上昇が止まり、運動の限界がきたら、トレッドミルならばロープで体を吊り上げ、エルゴメーターならペダルを止めて測定終了。この検査で得られた１分あたりの最大の酸素摂取量が「最大酸素摂取量V・O2ｍaｘ」となる。

　しかし、この測定は、限界まで負荷をかけていくことから危険を伴い、医師立会いのもと救急体制ができている状態で実施する。また、呼気の酸素量を計測できる高精度の機材を用いるために、なかなか測定する場と機会が少ない。

　簡易的な推定最大酸素摂取量の測定方法は、エルゴメーターを用いて、ペダルにかかる負荷と心拍数の関係を計算で求めることができる。ただし、この方法はあくまでも最大心拍数が「220－年齢」であることと、仕事量50Wあたり0.6Lの水分を摂取するという前提がある。また、心拍数は疲労状態や精神状態で変化し、最大心拍数も実際計測すると20拍前後の誤差があるので、正確であるとは言い難い。

　しかし、持久力の指標を持たない人は、参考に知っておいたほうがいいであろう。もちろんスペシャリストを目指すなら実測で最大酸素摂取量を測定しておこう。

　最大値で運動を続けることは生理的に不可能なので、有酸素から無酸素への変化地点（AT・無酸素性作業閾値）や無酸素の状態でたまり出す乳酸の量が急激に増え出す地点（OBLA）の強度でトレーニングをして持久力を伸ばすことも考えられている。

　最大酸素摂取量を高める方法としては、①1回拍出量を増やすために、90分以上余力をもって持続できる強度の心拍数を見つける。効果が出てきたら強度を上げるのではなく運動時間を延ばしていく　②心拍数を高く上げるために、100拍前後の心拍数で20～40秒のダッシュ、休息90秒10セットのインターバルトレーニングを行い、最高心拍数が上がるようにする　③動脈血酸素含有量を多くするために、肺機能を高めることを考え、換気能力、拡散能力、換気血流比に問題がないかを確認し、高地トレーニングなどでヘモグロビン量を増やすことを考える。喫煙は酸素とヘモグロビンの結合を妨げ酸素含有量を低下させるので控える　④静脈血酸素含有量を少なくするために、酸素が筋の中で血液から組織へ拡散していく速さ、毛細血管の発達、血流の配分、筋細胞の酸素利用効率を良くする、などが考えられる。

　トレーニングの効果を知るためには客観的な指標が必要である。そのために最大酸素摂取量の変化を指標にし、効率よくトレーニングをする。その指標の特徴や長所・短所を知った上で上手く利用していこう。

最大酸素摂取量【サイクルスポーツ 2003年7月号掲載】から

CYCLES SPORTS