水素吸入はスプリントインターバルパフォーマンスを向上させる

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結論

水素吸入はスプリントインターバルトレーニングのパフォーマンスを向上させ、疲労を軽減する可能性がある。

研究の背景と目的

高強度運動は活性酸素種(ROS)の大幅な増加を引き起こし、酸化ストレスによる疲労や運動パフォーマンスの低下を招く。水素は有害な活性酸素を選択的に除去する特性を持つ。本研究は、水素吸入がスプリントインターバル運動のパフォーマンスに与える影響とそのメカニズムをメタボローム解析で探ることを目的とした

研究方法

健康な成人男性10名(23.6±2.2歳)を対象に、クロスオーバーデザインで実験を実施。各被験者は、60分間の水素吸入またはプラセボ吸入後にウィンゲートスプリントインターバルテスト(SIT)を実施。SITは30秒間の全力スプリントを4回、4.5分間の休息を挟んで行う。水素は30mL/sの水素・酸素混合ガス(比率2:1)を経鼻カニューレで供給。血液サンプルを吸入前後とSIT後に採取し、メタボローム解析を実施。

研究結果

• 水素吸入後のSITで、4回目のスプリントの平均パワー(MP)が有意に向上(6.32±0.74 W/kg vs 5.73±0.77 W/kg, p=0.029)。
• 疲労指数(FI)が有意に低下(65.3±12.3% vs 75.2±14.4%, p=0.001)。
• ピークパワー到達時間(TTP)が有意に短縮(4.72±2.62 s vs 9.10±4.00 s, p=0.005)。
• 1回目と4回目のスプリント間の平均パワー低下が有意に抑制(-2.02±0.97 W/kg vs -2.77±1.00 W/kg, p=0.006)。
• メタボローム解析により、水素吸入後にアセチルカルニチン、プロピオニル-L-カルニチン、ヒポキサンチン、キサンチンが有意に上昇。
• パスウェイ解析から、水素吸入が脂肪動員を促進し、コエンザイムA合成を強化、グリセロリン脂質代謝を促進、インスリンレベルを抑制する可能性を示唆。
• 水素吸入がミトコンドリアの脂質代謝を促進し、脂肪酸のβ酸化を加速させてATP産生を増加させる可能性を示唆。

Appendix（用語解説）

• スプリントインターバルトレーニング(SIT): 短時間の高強度運動と休息を繰り返すトレーニング方法。
• メタボローム解析: 生体内の代謝物質を網羅的に解析する手法。
• 活性酸素種(ROS): 酸素から生成される反応性の高い分子で、過剰だと細胞に悪影響を与える。

論文情報

タイトル

Hydrogen-Rich Gas Enhanced Sprint-Interval Performance: Metabolomic Insights into Underlying Mechanisms（水素豊富ガスがスプリントインターバルパフォーマンスを向上させる：メタボロミクス解析によるメカニズムの解明）

引用元

Dong, G., Liu, H., Chen, Y., Bao, D., Xu, W., & Zhou, J. (2024). Hydrogen-Rich Gas Enhanced Sprint-Interval Performance: Metabolomic Insights into Underlying Mechanisms. Nutrients, 16(14), 2341. https://doi.org/10.3390/nu16142341

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