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EPOC(アフターバーン)とは~筋トレのカロリー消費・脂肪燃焼効果について

マラソン
Alexas_FotosによるPixabayからの画像
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EPOC(アフターバーン)とは~筋トレのカロリー消費・脂肪燃焼効果について

有酸素運動だけでなく、
筋トレでも脂肪燃焼効果がある!!
といわれている要因として

EPOC 「Excess Post-Exercise Oxygen Consumption」  = (運動後過剰酸素消費量)

によるアフターバーン効果があるといわれています。
今回はこのEPOCについて説明していきたいと思います。

EPOCとは

EPOCとは 運動後過剰酸素消費量 を表しています。
この現象を簡単に説明すると(わかりやすいように、非常に簡略化しています。)、

①激しい運動をした場合、
 呼吸による酸素摂取量では追い付かない状態になります。
 そこで、足りない分のエネルギーを体から前借りします。

②そのまま運動を終えると、体は前借したエネルギーが不足した状態となります。

③そのため、運動後に前借した分のエネルギーを作り直す必要があり、
 運動後もカロリーの消費(酸素の使用)が続くことになります。

ここで、②の前借したエネルギーの総量をEPOCといい、
その不足したエネルギーを補うために
運動後もカロリー消費が続く③の現象がアフターバーンエフェクトになります。

激しい運動をしたときにゼーゼーと息が上がったことはありませんか?
これは、体が酸素を求めている = エネルギーを前借している状態です。

では、どれくらい前借しないといけないのか?

epoc=「エネルギーの前借り」ということが分かったところで、
では、どれくらい前借しないといけないのかを確認していこうと思います。

下記グラフは、suuntoのトレーニングマニュアルに載っていた、
運動時間、運動強度とEPOCの関係を表したものになります。

横軸に運動時間、縦軸に不足するエネルギーEPOCを示し、
運動強度10%毎に線が引っ張ってあります。

Indirect EPOC Prediction Method Based on Heart Rate Measurement

不足するエネルギーは(当たり前ですが)、

・運動強度が高いほど、前借するエネルギーが大きい
・時間が長いほど、前借するエネルギーが大きい

結果となっております。
また、

50%VO2maxくらいでは、前借する必要がほぼないことが分かります。
30分あたりで前借するエネルギーも落ち着く(脂肪からエネルギーをとってきている?)

ことが分かります。

90%の強度でトレーニングをすると?

上記のグラフだけでは、全然イメージがわかないと思いますので、
90%の強度のトレーニングをした場合を用いて解説していきます。

前提として下記のターゲットで計算します。
年齢:30歳
安静時心拍数:60
VO2max:45ml/kg/min
運動時間:20分
運動強度:90%

まず90%の強度ですが、
これは最大心拍数の90%の運動と、とらえていただいて構いません。

運動強度について

30歳、安静時心拍数60の人でしたら、
90%Hmax = 60 + {(220-30) – 60}×90% = 177回/分
の心拍数の運動になります。かなり高い状態だと思います。

EPOCの推定と、総酸素消費量

そして、その心拍数で20分運動すると、
上記のグラフより、175ml/kgのEPOCが残ることになります。
EPOCは単位がml/kgであるように、1kg当たりに足りない酸素を表します。

ですので、体重70kgの人の場合、
175ml×75=12,250ml=12.2Lの酸素を前借したことになります。

酸素不足分⇒カロリーの計算

ではこのEPOCがどれだけのカロリーに相当するかというと、
酸素1L当たりの消費カロリーは5kcalなので、
12.2L × 5 = 61kcal 運動後も消費されることになります。

運動での消費カロリーはVO2max=45ml/kg/minの場合、
酸素使用量 = 45ml/kg/min × 90% × 70kg × 20分 =56.7L
消費カロリー = 56.7L×5kcal/L = 283kcal
となります。

よって、90%で20分の運動をすると、
運動で 283kcal
その後のアフターバーンで 61kcal 消費されることになります。

これをランニングのカロリーに例えると?

一般的にランニングのカロリー=体重(kg)×距離(km)といわれていますので、
70kgの人の場合、

運動で ランニング4km分
その後のアフターバーンで ランニング0.9km分

の運動をしたことになります。
90%で20分激しい運動をしたら、その25%おつりでついてくる感じですね。

筋トレのEPOC

では、筋トレのEPOCと消費カロリーを見ていきましょう。

ダンベル運動

まず、簡単なダンベル運動などを考えると、
「息がぜーぜー」なるまで運動することはほぼ無いと思います。
=前借するカロリーはほぼ0と言っていいでしょう。

また、運動強度は50%くらい(≒上記の前提で138回/分)で5分くらいの運動になると思います。

その場合、運動での消費カロリーは、

酸素使用量 = 45ml/kg/min × 50% × 70kg × 5分 =7.9L
消費カロリー = 7.9L×5kcal/L = 39.3kcal

EPOCはグラフより 6ml/kg程度ですので、

酸素使用量 = 6ml/kg × 70kg =0.4L
消費カロリー = 0.4L×5kcal/L = 2kcal

となり、合計 39 + 2 =41kcal の消費となります。
ほぼほぼアフターバーンの影響は受けないと考えてよさそうですね。。

バービートレーニング

では、バービートレーニングを考えてみます。
バービートレーニングをがちがちにやると、20秒持ちません。笑

これを用いてHIITトレーニング(20秒運動+10秒休憩)×8を行うときを考えます。
今回の計算では10秒の休憩も運動時間に入れてみたいと思います。

運動強度は95%、運動時間は4分ということになります。

その場合、運動での消費カロリーは、

酸素使用量 = 45ml/kg/min × 95% × 70kg × 4分 =12L
消費カロリー = 12L×5kcal/L = 60kcal

EPOCはグラフより 60ml/kg程度ですので、

酸素使用量 = 60ml/kg × 70kg =4.2L
消費カロリー = 4.2L×5kcal/L = 20kcal

となり、合計 60 + 20 =80kcal の消費となります。
アフターバーンがかなりの効果を得ることが分かりますね。

ただ、ランニングで距離換算すると、
運動0.85km + アフターバーン0.3km ≒1.15km
となり、そこまで大きな運動効果が得られるわけではないようです。

結論

理論的に、EPOCとアフターバーン、そしてそのカロリーを計算してきましたが、

確かに効果はあるが、筋トレのような「短時間の運動」では、
・元々の運動でのカロリーも少なく
・前借するエネルギーも少ない
ため、あまりダイエット効果はないと思われます。

しかし、「長時間」の高強度のランニング(90%、20分の例)では、
・運動283kcalに対して、アフターバーン61kcalの追加効果が得られることになります。
4kmランニングして、+1kmの効果が得られることになりますので、
その効果は大きいと思います。

結論としては

・高強度のトレーニングでのアフターバーンの効果は確かにある。
・が、不足・前借したエネルギーの総量(強度×時間)の分、
 アフターバーンでカロリーが消費し、「長時間」運動しないと
 その恩恵を受けることは難しい。

・よって、「短時間」の筋トレではほぼアフターバーンの効果はなく
 カロリー消費は少ないと考える。

ということになりました。

正直非常に残念な結果になってしまいましたが、
速めのランニングでは効果があると分かりましたので、少しは心が安らぎました。笑

見た目の変化には「筋肉・体脂肪率」が効いてきますし、
筋トレの効果は絶大ですので、ランニング+筋トレでダイエットに励んでもらえればと思います。

アフターバーンカロリーの計算は↓

体脂肪と見た目の変化は↓

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