【マラソン30kmの壁】その正体を理解し克服する方法

こんにちは、管理人のsyu_hibiです。

 マラソンには「30kmの壁がある」と聞いたことがあると思います。さらに、詳しい方であれば、30キロに壁がある理由として、体内に蓄えられていた糖質が枯渇するタイミングである、ということまでご存じかと思います。

 しかし、体内の糖質が使い切られたタイミングで、なぜ「壁」に当たるのかまで理解されている方は少ないのではないでしょうか。

 本記事では、マラソンにおいて「30kmの壁」が語られる理由や、糖質が枯渇したときに体内で起こっている現象を説明していきます。

 また、マラソンにおける30キロの壁を乗り越えるには、どのようなトレーニングを行い、レース運びをすればいいのかの提案もさせていただきたいと思います。

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1.マラソンにおける「30kmの壁」とは

 マラソンで言われる「30kmの壁」とは、「筋グリコーゲン」が減少し、脚が動かなくなる現象です。

 人の体には、最大で2000kcal分の糖質(グリコーゲン及びグルコース)を蓄えることができると言われていて、そのうち筋グリコーゲンとして約1500kcal、肝臓に約500kcalと言われています(厳密にはその他臓器にも少しづつ蓄えられているようです)。

 マラソンでは、体重にもよりますが、約2500kcalから3000kcalが消費されます。筋肉に蓄えることができるグリコーゲンのカロリーは多くても1500kcalですので、足りませんね(糖質が肝臓から血中に放出される働きもありますがそれでも最大2000kcal程度です)。

 フルマラソンにおいて30kmあたりまで到達すると、ちょうど筋グリコーゲンが少なくなってくるタイミングと合うと考えられます。

 あとで記載していますが、筋グリコーゲンが減ってしまうと、筋収縮がスムーズに出来なくなるため、30kmくらいまで到達すると脚が動かなくなる「30kmの壁」と呼ばれるようになったと考えられます。

2.グリコーゲンが枯渇したときに起こる現象

 では、具体的に、筋グリコーゲンが減少すると体に起こる現象を説明していきます。

 脚を動かし走り続けるためには、筋肉を連続的に収縮・伸長させる必要があります。その筋収縮運動にかかわっているイオンが「カルシウムイオン(Ca+)」です。

 カルシウムイオンが筋小胞体から出入りすることによって、筋肉が収縮と伸長を繰り返すことができます(図1)。

 カルシウムイオンが筋小胞体から出入りするため必要なエネルギーが「ATP」です。さらに、筋収縮におけるカルシウムイオンの働きのように、イオンの素早い動きを実現するために使われるエネルギーは、素早く産生される必要があるため、筋グリコーゲンの解糖によって産生されたATPが使われます。

図1 筋小胞体とカルシウムイオン

 体全体でみると、脂質の代謝や肝臓のグリコーゲン等、他にもATPを産生する方法はあります。しかし、筋肉に着目すると、グリコーゲンが枯渇した筋肉では、筋収縮に必要なATPが供給できなくなるということになります。

 解糖系でのエネルギー産生経路については次の記事中で詳細に解説しています。素早いATP産生ができる解糖は、わずかしかATPを生み出すことができません。

 マラソンにおける「30kmの壁」は、脚が思うように動かなくなる現象です。これは、特に筋グリコーゲンが減少することで、筋グリコーゲンを利用したATP産生が出来なくなり、筋収縮に関わるカルシウムイオンが働きにくくなるため、結果的に「脚が動かなくなる現象」が発生すると考えられます。

3.筋グリコーゲンを枯渇させない方法

 マラソンで「30kmの壁」を克服し好記録を出すために重要なことの一つとして、「マラソンを走りきるまで、できるだけ筋グリコーゲンを減らさない」と言えそうです。

 では、グリコーゲンを減りにくくするためための方法にはどのようなものがあるでしょうか。考えられる方法は下記のとおりです。

  • 糖質を使わないように走る
  • 脂質を優先的に使う体にする
  • 走る前にできるだけ糖質を溜め込んでおく(=グリコーゲンローディング)

では、具体的にひとつづつ見ていきましょう。

■糖質を使わないように走る

 今のコンディション、自分の実力範囲内で、できるだけ糖質を使わないで走るためには、「走るペースを落とす」ことが唯一の選択肢です(当たり前すぎますね・・・)。

 糖質と脂質の消費割合は、運動強度によって決まります。運動強度が低ければ低いほど、優先的に脂質を消費します(図2左)。そのため、フルマラソンを走り切るまでグリコーゲンを枯渇させないよう走るためには、「ペース設定」が非常に重要です。

図2 運動強度vsエネルギー消費量割合 運動時間vsエネルギー消費割合

 自分にとってオーバーペース(=運動強度が高い)だと、糖質を優先的に消費してしまうため、筋グリコーゲンが早く減ってしまいます。

 自分にとっての適正ペースは、トレーニングの段階から見出していくことが必要です。「このくらいのスピードなら、いつまでも走り続けることができる」というペースを見つけましょう。

 目安となるのは「LTペース」です。糖質の利用が急激に上昇するポイントは血中乳酸濃度が急上昇するポイントと同義であること(乳酸の代謝メカニズム参照)から、LT値と脂質利用割合は明確に関係しています。

 LTペースを境に、糖質(=筋グリコーゲン)の消費が急上昇してきます。LTペースからどれだけペースを落とせば、糖質を節約しながらフルマラソンを走りきれるのかは、自分で探していく必要があります。

■脂質を優先的に使う体にする

 体の根本から改善を図り、「脂質を優先的に消費できる」体にすれば、マラソンで大幅な記録向上が見込めます。脂質を優先的に使う体にするためには、「脂質を使って運動を行う時間を稼ぐこと」が最も重要だと考えられています。

 上記図2にも示した通り、運動時間が伸びるほど脂質の利用割合が高まってくることが分かっています。理由は明らかにされてはいないですが、蓄えられている糖質が減ってくると、優先的に脂質を使うことで糖質の枯渇を防ぐ機能が働き始める、と考えられています。

 脂質を使って運動を行う時間を稼ぐためには、「長い時間走り続ける」もしくは「糖質が少ない状態でトレーニングを行う」ことが必要です。

 具体的な方法に落とし込むとすると、「距離走(ロングジョグ)」や「起床直後のトレーニング」等が挙げられます。

私自身も、距離走や起床直後のトレーニングを取り入れています。長い距離のレースだけでなく、5000mの記録も伸びました!

 「距離走」のやり方や効果については次の記事で詳細に紹介しています。

 起床直後は、夕食以降長い時間食事をとっていない状態であるため、体の糖質が比較的少ない状態だと考えられます。その状態でトレーニングを行うと、始めから「糖質が少ない状態」を作り出すことができるため、脂質を使わざるを得ない状態になると考えられます。

 また、脂肪の代謝にはミトコンドリアが強くかかわっています。

 脂質をエネルギーに変換する場所は「ミトコンドリア」です。トレーニングを積むことによって、ミトコンドリアの数が増えたり、機能が向上することによって、脂質を使う能力が向上していきます。っミトコンドリアを増やすトレーニングについては次の記事でまとめています。

 一つ注意点があるとすれば、脂質を優先的に使うことができるようになった」ことを客観的に評価することは難しいことです。

 例えばLT値や最大酸素摂取量は、レース結果やトレーニング内容からある程度の推測が可能ですが、脂質を優先的に使えるようになっているかどうかを把握することは困難です。フルマラソン後半で脚が止まらなくなった、などの感覚で捉えていくようにしましょう。

■走る前にできるだけ糖質をため込んでおく(=グリコーゲンローディング)

 熱心な方であれば聞いたことがあると思いますが、「グリコーゲンローディング」です。レースの3日前程度から炭水化物を多めに摂取することで、筋グリコーゲンを蓄えておこう、という手法です。

 具体的手法については、様々な意見があり、明確な回答をすることは難しいです。しかし、単純に「練習量を抑えて、いつもより少し沢山食べる」ことを行えば、いつもより体に蓄えられるエネルギーは多くなると考えられます。そのくらい気楽な気持ちで行ってみましょう。

4.「30kmの壁」を克服するためのレース運び

 上でも記載しましたが、自分にとってオーバーペースである場合、糖質の消費が増加します。前半のオーバーペースにより糖質が消費されてしまうと、後半の大幅なペースダウンを招きます。「今日は後半脚が止まってしまったな」と感じる場合は、前半のオーバーペースが原因です。

 そのため、普段の練習から予想される自分の実力を可能な限り正確に把握し、「糖質消費が抑えられるペース」で走る必要があります。自分の実力を100%発揮したい場合は、自己の実力を把握することは必須です。

 自分の実力を客観的に評価する指標としては、VDOTが最も適しています。ハーフマラソンや10kmのレース記録、タイムトライアルの結果から、VDOT Calculatorを用いて、今予想されるフルマラソンペースを把握します。

 フルマラソンへの挑戦が初めての場合は、VDOT Calculatorで計算した通りのペースでは走れないことが多いです。そのため、始めは少し遅めのペースから挑戦してみてみましょう。

 VDOT計算機の使い方は次の記事で詳細に解説しています。

5.重要ポイントまとめ

では、最後に本記事のポイントをまとめていきます

  • 「30kmの壁」とは、筋グリコーゲンが減少し、筋収縮がスムーズに行えなくなる現象
  • 筋グリコーゲンは最大約1500kcalの貯蔵量となるため、マラソン中にほとんど消費してしまう
  • グリコーゲンの消費量は、自分にとっての運動強度で決まる
  • 糖質消費を抑えることができるペース設定を決めることが重要
  • ペース設定の目安となるのはLT値
  • 長い時間走ることや、糖質が少ない体の状態でトレーニングすることで脂質代謝能力が上がる
  • グリコーゲンローディングは「練習量を少し落とし、少し多く食べる」気楽な気持ちで

 いかがでしたでしょうか。

 経験があるランナーからすれば、当然の内容だったかもしれませんが、マラソン後半の落ち込みに悩んでいる方の参考になればと思います。

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参考文献:

編集:Iñigo Mujika, 翻訳:長谷川 博, 翻訳:中村 大輔, 翻訳:安松 幹展, 翻訳:桜井 智野風, 翻訳:久保 啓太郎, 翻訳:禰屋 光, 翻訳:伊藤 静夫, 翻訳:相澤 勝治, 翻訳:鬼塚 純玲, 翻訳:田中 美吏, 翻訳:安藤 創一, 翻訳:加藤 晴康
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運動生理学
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