今回使用したトレッドミルでは、傾斜1%にすると屋外ランニングと同じ負荷になるどころか、トレッドミルのほうが心肺への負荷が大きくなりました。
14人を比較した結果、トレッドミルでは屋外トラックと比べて、
- 酸素摂取量：12.6 ± 5.5%高い
- 心拍数：5.5 ± 3.7%高い
- 分時換気量：15.0 ± 0.1%高い
という結果でした。
さらに別の4人でトレッドミルの傾斜0%と1%を比較すると、1%にすることで酸素摂取量が4.4 ± 2.4%増加しました。
研究者らは、トレッドミルを一律に1%傾斜させれば屋外走と同等になる、という広く使われている考え方に疑問を投げかけています。
研究者らが示したのは「すべてのトレッドミルで1%が間違い」という結論ではありません。今回使用した特定のトレッドミルでは1%傾斜が差を縮めるのではなく、むしろ差を大きくしたという結果です。そのため、各研究施設が自分たちの環境で傾斜補正が必要か確かめるべきだとしています。
参考：トレッドミルでのランニングと地上でのランニングの代謝コストを同等にするために、1%の勾配を用いるべきでしょうか？【2024年】
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研究では同じ参加者がトレッドミルと屋外トラックの両方を走り、実施順もランダム化されています。また、酸素摂取量・心拍数・分時換気量を測定し、条件間を対応のあるt検定で比較しています。
一方、主な比較に参加したのは14人で、全員が高度にトレーニングされた男性アスリートです。
さらに「傾斜0%と1%の違い」を直接調べた追加実験は4人だけです。
走行条件も時速14 kmで5分間、トレッドミルも特定の1機種に限られています。
そのため、この結果を女性、一般的なランナー、別の速度、長時間のランニング、すべてのトレッドミルにそのまま当てはめることは、この研究だけからはできません。
研究者自身も「この特定のトレッドミルモデル」で得られた結果として結論を述べています。
何の研究か？
トレッドミルを1%傾斜させて走ることが、屋外で走る場合と同じ程度の心肺負荷になるのかを調べた研究です。
高度にトレーニングされた男性アスリート14人が参加しました。
参加者の特徴は、
- 年齢：28 ± 5歳
- 身長：180 ± 6 cm
- 体重：70 ± 6 kg
- 最大酸素摂取量（V̇O₂peak）：64 ± 4 mL/kg/min
でした。
最初の訪問では最大酸素摂取量を調べるための漸増運動テストを行いました。
その後の2回の測定日に、
時速14 kmで5分間
それぞれ、
- 傾斜1%のトレッドミル
- 屋外のランニングトラック
を走りました。
2つの条件を行う順番はランダム化され、測定日の間隔は少なくとも72時間空けられました。
走行中には、酸素摂取量などの呼吸ガスと心拍数が測定されました。
研究した理由は？
トレッドミルには、速度を正確に調節でき、選手を詳しく測定しやすいという特徴があります。
その一方、屋外ランニングのような空気抵抗がありません。
特に速度が高くなると、この違いがランニングに必要なエネルギー量に影響する可能性があります。
過去の研究について、この論文では、古い研究ではトレッドミルの代謝コストが低いという結果が示されている一方、より新しい研究では反対の結果も報告されており、見解が一致していないと説明しています。
それでも、空気抵抗の不足を補うためにトレッドミルを1%傾斜させるという方法は広く使われています。
そこで研究者らは、
「本当に1%傾斜のトレッドミルと屋外ランニングで心肺反応が同じになるのか？」
を調べました。
結果はどうだったか？
| 比較項目 | 結果 | 統計結果 |
|---|---|---|
| 酸素摂取量：1%傾斜トレッドミル vs 屋外トラック | +12.6 ± 5.5% | p < 0.001、Dz = 2.6 |
| 心拍数：1%傾斜トレッドミル vs 屋外トラック | +5.5 ± 3.7% | p < 0.001、Dz = 1.5 |
| 分時換気量：1%傾斜トレッドミル vs 屋外トラック | +15.0 ± 0.1% | p < 0.001、Dz = 2.6 |
| 酸素摂取量：傾斜1% vs 傾斜0% | +4.4 ± 2.4% | p = 0.026 |
結果は、トレッドミルのほうが屋外トラックより心肺への負荷が有意に高いというものでした。
酸素摂取量
トレッドミルでは屋外トラックより、
12.6 ± 5.5%増加
しました。
統計結果は、
p < 0.001、Dz = 2.6
でした。
心拍数
トレッドミルでは、
5.5 ± 3.7%増加
しました。
p < 0.001、Dz = 1.5
でした。
分時換気量
1分間に呼吸によって出入りする空気量である分時換気量は、
15.0 ± 0.1%増加
しました。
p < 0.001、Dz = 2.6
でした。
1%傾斜そのものの影響
さらに別の4人が、同じ時速14 kmのトレッドミルで、
- 傾斜0%
- 傾斜1%
の両方を走りました。
その結果、傾斜1%では0%と比べて酸素摂取量が、
4.4 ± 2.4%増加
しました。
統計結果は、
p = 0.026
でした。
つまり今回使用したトレッドミルでは、1%傾斜によって屋外との差が小さくなったのではなく、酸素摂取量をさらに増加させる方向に働きました。
マッティア・ノレ
スイス連邦工科大学チューリッヒ校（ETHチューリッヒ）
人間運動科学・スポーツ研究所 運動生理学研究室
ジャン＝アンドリ・バウマン
スイス連邦工科大学チューリッヒ校（ETHチューリッヒ）
人間運動科学・スポーツ研究所 運動生理学研究室
クリスティーナ・M・シュペングラー
スイス連邦工科大学チューリッヒ校（ETHチューリッヒ）
人間運動科学・スポーツ研究所 運動生理学研究室
および
チューリッヒ大学 統合人体生理学センター（ZIHP）
フェルナンド・G・ベルトラミ
スイス連邦工科大学チューリッヒ校（ETHチューリッヒ）
人間運動科学・スポーツ研究所 運動生理学研究室
Nolè et al. (2024). Should a 1% gradient be used to equate the metabolic cost between treadmill and overground running? CISS, 9(2), 064.
