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てにらぼ

テニスを科学する -tennis training lab-

テニスと体力(全身持久力)

全身持久力と酸素の利用能力

 今回は、テニスに必要な体力要素について「全身持久力」をテーマに考えていきたいと思います。

全身持久力は、学校のシャトルランテスト」でも測定されていて、体力やスタミナという言葉に置き換えられて広く使われています。具体的には、体の中にどれだけ酸素を取り込むことができるかという能力になります。そのため全身持久力を以下有酸素能力という言葉に置き換えて説明していきます。

 

テニスの試合では、1セットでも時には1時間を越えることがあります。とすると筋トレだけではなく、マラソンのような長時間の有酸素能力も大切な気がしますよね。トップ選手の有酸素能力は一体どれほどのモノなのでしょうか。

 

有酸素能力の評価指標:VO2MAX

 酸素・栄養素が含まれた血液を運ぶ心臓や、循環させる各器官、身体の各組織での細胞の酸素利用能力などによって個人の有酸素能力は決定されます。

これら心臓・血管・呼吸器の生理学的な反応による運動能力はまとめて「呼吸循環系能力」として評価されており、この能力の代表的な指標としてVO2MAX(最大酸素摂取量)があります。

 

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上の写真のような装置(ほかにも自転車)で、被験者を疲労困憊まで走らせた際の呼吸を分析し、1分間辺り最大でどれだけ酸素を体に取り入れる能力があるかを明らかにします。

イスに座っている時など日常生活における酸素摂取量は約3.5ml/kg/minと言われており、ボーっとしている体重80kgの人は1分間の呼吸から約281mlの酸素を消費していることになります。

 

最大運動時には安静時の8~20倍までこの酸素摂取量が増加します。各個人の体格によっても酸素摂取量は変化するため、必ず各個人の体重当たりの値(単位:ml/kg/min)を出して正規化します。

 

このVO2MAX(ml/kg/min)値が高ければ高いほど、体重1kgあたりで1分間あたりに使える酸素量が多い=細胞で生み出せるエネルギー量が多い=より長い距離を速度を落とさずに走れるということになります。

もっと簡単に言うと、より速いスピードで長い距離をランニングできる(フルマラソンのタイムが速くなる)ということです!単純ではありますが値が高い人程、有酸素系の競技能力に優れているのです。

 

VO2MAXの全国平均値を見てみましょう

一般成人男性・・・43ml/kg/min

一般成人女性・・・35 ml/kg/min

例:60kgの成人男性は1分間に最大約2580ml(約2.6L)の酸素摂取が可能

 

男性の方が筋量が多い分、酸素を多く消費するため若干高くなるようです。

 

テニスと無酸素能力

競技スポーツの世界には、長い間持続して酸素を取り入れる競技者 [マラソン・水泳長距離]や、少ない酸素でパフォーマンスを完遂する競技者[陸上の短距離・ウェイトリフティング]など特性に応じた様々なタイプの人がいます。そして、前者の有酸素系の競技者のVO2MAXは高値を示します。

私の見てきた中ですと、水泳長距離選手は約60ml/kg/min、陸上短距離だと約40ml/kg/minで、バラつきがありました。競技特性がはっきりしていると、VO2MAXも分かりやすい値になることが分かります。

 

さて前置きが長くなっていますが、、、

日本テニス協会ナショナルチームに所属する男子ジュニア(中学・高校生)~ユニバーシアード選手の有酸素能力を見てみましょう。実施された20mシャトルランテスト(小屋ら,2014)から、VO2MAXを推定することができます(表の2段目)。

 

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他にも、日本のある男子トッププロ(全日本優勝経験有)のVO2MAXは、実測値で46.4ml/kg/minというデータでした。ジュニアの推定VO2MAXで比較すると、マラソンタイムはジュニアよりプロの方が遅い可能性があるということがわかります。

 

どうやら実力者ほど「有酸素能力」が高いかと言われれば、そうではないようです。

 

そもそもなぜ運動をすると酸素摂取量が増えるかというと、筋肉に含まれている筋肉を動かす基本物質、ATP(アデノシン3リン酸)を再合成するためです。

激しい運動をするほどこの物質は減少し、呼吸を盛んにすることで肺へ多くの空気を取り入れ、血液に酸素を多く取り込み、糖や脂質を分解する再合成過程を経ることで、筋肉を動かす物質であるATPを再合成します。

 

逆に言えば元々筋肉に貯蔵されていたATPを使う分には酸素を必要としません。この予め貯蔵されているATPは、約8秒間筋肉を動かし運動を持続させることができます。この力を有酸素能力と対照的に「無酸素能力」と呼びます。

 

プロ・アマ問わず試合において1ポイントにかかる時間は5~10秒で、平均移動距離が2.5mくらいです(ferrauti,2003)から、貯蔵されているエネルギーで大体のプレーは終了できる計算となります。

これ以上の運動時間だと、糖質を分解してATPと乳酸を産生する解糖系を経て、より多くの酸素を取り込んで糖質+脂質を分解してATPを産生する有酸素系へと移行していきます。有酸素能力とは主にこの有酸素系の能力のことを指しています。

※解糖系にも無酸素寄り・有酸素寄りがありますがここでは無酸素寄りを前提に話をしています

テニスは貯蔵されていたATPを用いるATP-CP系(正確にはクレアチンでものすごい速さで再合成している)と、同じく酸素を必要としない解糖系までのエネルギー供給系を主に用いることになります。

運動時間と対応するこれらのエネルギー供給系との関係から、試合で有酸素能力が求められる場面は少ないことが分かりますね。

 

さて、全日本優勝経験のある方が、有酸素能力でナショナルジュニアより低い値が出たことも含めて、有酸素能力のみではテニスの実力を推し量れないことが分かりました。

ただ、有酸素能力が高いほうが(強度が高く長い)運動に対する心拍数が低くなるのでハードな練習でも集中でき、動きの質を落とさずに取り組めるようになるため練習効率は良くなります。基礎体力(有酸素能力)があれば練習効率が上がるというわけです。

 

例:振り回しのストローク練習で「〇〇球連続で入れる」ことを目標とした時、運動時間が長くなると心拍数が上がって苦しくなり精度が落ちますが、有酸素能力が高ければ改善されます。

 

しかし試合で必要なのは基礎体力ではなく、多くは短時間の動きの質になってきます。

短時間高強度のインターバルトレーニングを複数回行うことでも有酸素能力が向上するというデータがありますから、長いランニング好きな方は目的をもう一度考えてみると良いかもしれませんね。