同じ距離を早く走った場合と遅い場合の消費カロリーについて～ランニングダイエット

基本的にランニングでの消費カロリーは

消費カロリー　＝　体重　×　距離　

と言われています。
となると、距離が同じであれば消費カロリーが同じということになります。

が、早く走った方が、、

カロリー消費している気がする？
いや、してほしい！！

ということで、アフターバーン計算機もできたところですので、
確認していきたいと思います。

メッツ表から確認

下記に国立健康・栄養研究所から発行されている「メッツ表」を示します。
メッツとは、消費カロリーを推測できるツールとなっており、

消費カロリー　＝　メッツ×体重×時間

の式を用いることで消費カロリーを求めることが可能です。
では、これを用いて消費カロリーを計算していきたいと思います。

下記メッツ表を見てもらうと分かるのですが、
メッツ≒時速
となっていることが分かります。
ですので、消費カロリーの式は、

消費カロリー　＝　メッツ×体重×時間
　　　　　　　 ≒　時速(km/時)×体重×時間(時)
　　　　　　　 ≒　距離(km)×体重

と、先ほど述べた式になってしまいますね。。
結果として同じ距離では、カロリー消費は同じということになります。
単純な仕事の式を考えても「仕事＝力×距離」なので、正しい結果な気がしますよね。。

改訂版『身体活動のメッツ（METｓ）表』

酸素使用量を考えて、アフターバーンも考えてみる。

では、酸素使用量やアフターバーン効果を考えて計算してみたいと思います。

前提は

・体重：65kg
・VO2max：50ml/kg/min
・ランニングの距離：5km走った場合

とします。

50％の運動強度の場合(時速8kmの場合)

では、まず55%の強度でランニングした場合を考えます。
55％の強度とは、55％VO2maxですので、27.5ml/kg/minの運動になります。

また、基礎代謝は3.5ml/kg/minと言われていますので、
27.5/3.5＝7.9メッツ＝7.9km/時の運動となります。
この速度で5km走るとすると、5/7.9＝38分かかることになります。

次に酸素使用量を考えます。
55％の強度で38分間ランニングした場合の酸素使用量は、
VO2max、体重、運動時間を用いて、

O2COST = 55% × 50ml/kg/min × 65kg × 38min = 68L

で表されます。また、酸素1L当たりのエネルギー消費量は5kcal/Lと言われていますので、

消費カロリー ＝ 68L × 5kcal/L = 340kcal　

となります。これは、体重×距離　＝　65×5＝325kcal　と
ほぼ近似していることが分かります。

では、次にアフターバーンでの消費カロリーを考えます。
下記記事のグラフにて、ランニング中に不足した酸素量(EPOC)を確認します。

上記の運動でのEPOCは約37.5ml/kgとなります。
酸素使用量に直すためには、体重をかける必要がありますので、

O2cost_after = 37.5ml/kg　×　65kg　＝2.25L

となり、消費カロリーは

消費カロリー　＝　2.25×5　＝11.25kcal

ということになり、ほぼアフターバーンエフェクトは無い。ということになります。

90％の運動強度の場合(時速13.6kmの場合)

では、次は全速力「95％」の強度で走ったときの計算をしてみます。

90%VO2 = 90% ×　50ml/kg/min = 45ml/kg/min
メッツ≒時速≒45/3.5=12.8km/時
運動時間＝5/12.8＝24分
運動での酸素消費量＝45×65×24＝68L
運動での消費カロリー＝68×5＝340kcal

で、ここまでは、消費カロリーは同じという結果になります。

次に、アフターバーンエフェクトを確認していきます。
22分間90%の強度で運動すると、EPOC=酸素不足量が220ml/kgとなるようです。
ここから酸素使用量と消費カロリーを求めると

アフターバーンでの消費酸素量＝220ml/kg×65kg＝14.3L
アフターバーンでの消費カロリー＝14.3L×5kcal/L＝71.5kcal

ということになります。
先ほど50％の強度で走ったときには11kcalでしたので、
約60kcal余分に消費したことになります。

この差を距離に換算すると、カロリー/体重＝60/65≒1km　となり、
アフターバーンによって、1km余分に走ったことと同じカロリー消費できます。

実際のところどうなのか？

この通り、アフターバーンも含めたカロリーを
理論的に計算してきましたが、

・90％で走り続けるのは結構厳しい
・下図にあるように、最初から心拍数90%で運動できるわけではなく、
　心拍数は徐々に上がっていくものになる。
・高強度のトレーニングをアップなしで行うと、けがのリスクが大きくなります。

ですので、実際には「24分の運動」では70kcalの
アフターバーンエフェクトを得るのは難しいと思います。

Indirect EPOC Prediction Method Based on Heart Rate Measurement

結論

の結論としては、

という結果となりました！
追い込めば追い込むほど、カロリーもそれに応じて大きくなると信じて、
トレーニングに励みましょう！！！

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2020.06.08

EPOCとは～筋トレのカロリー消費・脂肪燃焼効果について～アフターバーン効果

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

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。

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

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↓

アフターバーンエフェクト(EPOC)のカロリー計算機

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