アスリートやハードトレーニーにおいてアスリートパフォーマンスを高めるために使用される多くのエルゴジェニック物質の中でも、クレアチン(Cr)(α-メチルグアニジノ酢酸)は独自の地位を築いている。
アミノ酸のアルギニン、グリシン、メチオニンが関与する2段階プロセスを通じてCrを内因的に生成する主要臓器は腎臓、肝臓、膵臓で、筋肉内ホスホクレアチン(PCr)貯蔵量が限られているためにアスリートは、筋肉量、パフォーマンス、回復力を高めるために、クレアチンサプリメントを頻繁に摂取する。
Cr摂取量を増やすと骨格筋におけるCrとPCrレベルが上昇することが実証されているが、Crサプリメントに関する一般的な誤解として「ローディング期」がエルゴジェニック効果を得るために不可欠であるという点。具体的には、通常、5〜7日間、毎日20〜25gを摂取する短期的なCrローディングは、筋肉のPCr貯蔵量を飽和点(20〜40%)まで増加させ、高強度・短時間の運動パフォーマンスを約5〜10%向上させる可能性がある。
筋肉内PCr濃度上昇は激しい運動中のホスファゲンシステムへの依存度を高め、アデノシン三リン酸(ATP)をその生成場所(すなわちミトコンドリア)から利用場所へ輸送するのを促進し、酸化ストレスを軽減する。
また、Crローディングは気分調節において有望な戦略として浮上しており、抑うつ症状の潜在的な緩和と全体的な感情的幸福の改善をもたらす。スポーツの現場では、Crローディングは身体パフォーマンスを高めるだけでなく、運動後の精神的疲労を軽減し、気分状態を改善するのに役立ち、それによって回復と全体的な精神的回復力をサポートする。Crの多面的役割は、アスリートだけでなく、認知的および感情的な健康の両方を高めようとする個人にとってもその価値を発揮する。
さて、脳は非常に代謝が活発な臓器であり、総エネルギー消費の約20%を占める。脳の相当なエネルギー要件は効率的な補充メカニズムを必要とし、それらは主に睡眠中に活発になる。
睡眠不足はエネルギー恒常性の混乱による代謝障害と見なされ、ニューロンを異化状態に追い込む。この異化状態は、長時間の覚醒による代謝要求の増加と、それに伴うエネルギー基質利用可能性の低下によってさらに悪化する。
脳内のCrレベルの増加は回復力と精神機能を改善し、様々なストレッサーによって引き起こされる認知障害を軽減する可能性がある。これの意味するところはまだ不明確だが、認知的負担の大きいタスクに関連する知覚労力の減少と関連している。
Crのエルゴジェニック効果は、睡眠不足、複雑な認知課題、または低酸素症など、認知機能に挑戦する条件下で特に顕著に現れる。
睡眠不足の被験者に関する研究では、Crサプリメントが睡眠不足に関連する認知機能および身体機能の障害を軽減する可能性が示されている。
月経中女性では、Crサプリメントはレジスタンストレーニングの後の睡眠時間を増加させることもわかっている。
Cr摂取の睡眠への相加効果はストレス条件と関連付けられてきたが、正常な条件(すなわち、非ストレッサー要因)でのCrローディングが睡眠指標およびパフォーマンス関連のに与える影響はまだ十分に調査されていない。
リンクの研究は、CrMローディングが、身体活動を活発に行う個人の睡眠パターン、身体パフォーマンス、精神認知反応、および回復認識に影響を与えるかどうかを評価したもの。短期的なローディングプロトコルが、身体活動を活発に行う個人の睡眠の質、運動パフォーマンス、認知機能、および回復認識に肯定的な影響を与えるかを検証している。
無作為化二重盲検プラセボ対照クロスオーバーデザインにおいて、14名の身体活動を活発に行う男性が7日間毎日20gのCrMまたはプラセボ(PL)を摂取。
被験者の習慣的な運動ルーチンは両介入フェーズで維持され、標準化。
睡眠指標は手首装着型アクチグラフィを使用して監視。
各サプリメント摂取フェーズの完了翌日、参加者は睡眠主観的品質(SSQ)尺度を使用して睡眠の質を評価し、Hooper質問票を使用して参加者のウェルビーイングの状態を監視。身体パフォーマンスは5メートルシャトルランテスト(5mSRT)を用いて評価され、総距離(TD)、ベスト距離(BD)、パフォーマンス低下(PD)、疲労指数(FI)、および運動自覚度(RPE)を測定。
【結果】
サプリメント摂取期間中、CrMはSSQ尺度で測定された睡眠の質をPLと比較して改善し、より早い入床時間と関連していた。
しかし、CrMは睡眠潜時、睡眠効率、または総睡眠時間には影響を与えなかった。
サプリメント摂取フェーズの後、CrMはHooper質問票で測定された筋肉痛スコアの有意な低下、DCTでの認知パフォーマンスの改善、および5mSRT中のTDとBDの向上をもたらした。
しかし、CrMは、5mSRT中のRPE、疲労指数(FI)、またはパフォーマンス低下(PD)などの他の運動関連の測定値には有意な影響を与えず、サプリメント摂取フェーズ終了後72時間までの主観的回復スケールもPLと比較して変化させなかった。
【結論】
本研究は、短期的なクレアチン水和物ローディングプロトコル(7日間で20g/日)が、サプリメント摂取期間中の主観的な睡眠の質を改善し、認知パフォーマンスを高め、高強度間欠的運動中の身体的出力(パフォーマンス)を増加させたことを実証した。
クレアチン水和物は筋肉痛を軽減したが、客観的な睡眠パラメーターや、運動後72時間までの回復マーカーには有意な影響を与えなかった。したがって、クレアチン水和物が睡眠に及ぼす影響は、広範な生理学的変化というよりも、知覚的な改善に限定されるようだ。
身体パフォーマンスだけでなく、睡眠の質と認知機能も高める潜在的な可能性を考えると、短期的なクレアチン水和物ローディングは、集中的なトレーニングや競技期間中に回復と準備を最適化しようとする個人にとって価値のある戦略となりえる。
Effects of Creatine Monohydrate Loading on Sleep Metrics, Physical Performance, Cognitive Function, and Recovery in Physically Active Men: A Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled, Crossover Trial
・Crは時間的かつ空間的な高エネルギーリン酸貯蔵バッファーとして機能し、脳内のエネルギー利用能を高め、より効率的な脳機能を潜在的にサポートする。特に、脳が集中的な回復プロセスを経る睡眠不足などの代謝要求が高まった状態では、Crは重要なエネルギー貯蔵庫として機能する。実際、CrMサプリメントを7日間摂取すると、脳内のCr含有量が9.2%増加することが報告されている。このエネルギーブーストは、神経伝達物質の合成(例:セロトニンやドーパミン)、ニューロン活動、脳の可塑性など、ストレス管理と感情調節に不可欠な重要なプロセスを促進する。これらの効果は、より安定した神経学的環境をもたらし、睡眠構造と全体的な睡眠の質にプラスの影響を与える。
・CrMの効果は睡眠の中断などのストレス条件下でより顕著になることが多い。
骨格筋と比較して脳に有意な効果をもたらすにはCrMの総摂取量を増やすか、より長期間摂取する必要があるかもしれない。これは血中循環Crを取り込む筋肉組織(すなわち、約95%が骨格筋に貯蔵される)の透過性が、脳と比較して高いことに関連する。別の観点では、脳にはCrを合成する能力があるが貯蔵容量が低いため、外因性CrM取り込みに対して抵抗性を示す可能性がある。
・筋肉内クレアチンレベルは、わずか数日間のサプリメント摂取後に飽和に達する可能性がある。この点に関して、CrMを摂取するとATP代謝が約30%減少し、この持続はさらなる運動を行った後でも続いたことが発見された。この知見は、筋肉内PCrの状態と運動パフォーマンス低下との間の重要な関連性を示している。
・CrMサプリメント摂取は、筋小胞体へのカルシウム再取り込みの増加を通じて、筋原線維の架橋サイクルと力の生成を高めることで運動パフォーマンスに影響を与える。Crを摂取したアスリートがより高い歩調頻度を持っていることがわかっており、PCrが集中的に細胞内に存在することで、筋肉の収縮と弛緩を最小限に抑える能力に関連していると思われる。
・この研究では、Crサプリメント摂取はPLと比較して疲労指数とRPEを改善しなかった。この結果は、Crローディング後にFI や知覚される労作が変化しなかったことを示した過去の結果によって裏付けられる。
・Crは精神的疲労を軽減し、気分にプラスの影響を与え、回復とパフォーマンスの両方を高めることが示されている。具体的には、Crサプリメント摂取は、気分の向上、抑うつの兆候の減少、倦怠感の低下、および活力の増加と関連している。これらのエルゴジェニックな作用は、ATP利用能の増加に起因するとされており、前頭前野や辺縁系などの気分調節領域の機能を高める可能性がある。
・CrMは知覚される筋肉痛を軽減した。Crサプリメント摂取によるPCr貯蔵量の増加は、筋膜を安定させ、その結果、筋機能の損失を減らし、筋肉内の炎症を軽減する可能性がある。
・CrM摂取は、急性的な生理学的または心理学的ストレッサー(激しい運動や睡眠不足など)を含む、脳内クレアチン利用能の低下条件下で、特に認知機能を高める可能性がある。DCTを使用して評価された注意、認知処理速度、および実行機能は、十分に休養した男性被験者におけるCrM摂取7日後に認知パフォーマンスの改善を示した。
・20g/日のCrMを7日間摂取すると、90分間のストループ中の正確性が改善することが示されている。さらに、生理学的ストレッサーを同時に経験している場合、Crサプリメント摂取の利点はより顕著になる可能性がある。例えば、健康な個人における7日間の20g/日のCrMは、低酸素(10%酸素)への曝露中に複数の認知側面を改善している。
【まとめ】
クレアチンサプリメント摂取が持続的な認知努力を必要とするタスクのパフォーマンスを高める可能性があり、ストレスや疲労レベルが低い場合でも精神的疲労の認識を軽減する可能性がある。
身体パフォーマンスだけでなく、睡眠の質と認知機能も高める潜在的な可能性を考えると、短期的なクレアチンローディングは、集中的なトレーニングや競技の期間中に回復と準備を最適化しようとするアスリートや活動的な個人にとって価値のある戦略となるかもしれない。