戻る

ナトリウム摂取量が持久力・超持久力スポーツの健康とパフォーマンスに及ぼす影響

Effects of Sodium Intake on Health and Performance in Endurance and Ultra-Endurance Sports

By Eleftherios Veniamakis, Georgios Kaplanis, Panagiotis Voulgaris and Pantelis T. Nikolaidis

Int J Environ Res Public Health 2022;19:3651      2022.03.19

要約

　スポーツ栄養の問題に関するレビューの大部分は主要栄養素に焦点を当てており、ナトリウムなどの物質を省略したり、あまり注意を払っていないことがよくある。文献を通して、ナトリウムの影響、特に耐久力スポーツに完全に焦点を当てたレビューがないことは明らかである。高用量と低用量の両方でのナトリウム摂取量は、アスリートの健康とパフォーマンスの問題に関連していることが分っている。その上、電解質の不均衡、特にナトリウムが筋肉痙攣と低ナトリウム血症の発症に寄与すると言う理論がある。このため、人口におけるナトリウム摂取量の役割、より具体的には持久力および超持久力アスリートにおけるナトリウム摂取量の役割、摂取量と病理学的障害の発生との関係、同時水分補給の有用性、およびこの物質の妨害が低ナトリウム血症および筋肉痙攣につながるかどうかについて広範囲に報告するために、個々の系統的レビューを作成する必要がある。データ収集の方法として、この研究は1900年から2021年までの文献の調査に焦点を当てた。検索は、調査エンジンPubMedとScopusを通じて実施された。持久力アスリートの健康とパフォーマンスへの影響を減らすために、ナトリウムと水分の両方の摂取量に同時に重点が置く必要がある。　

1．はじめに

　金属は体内で生成できないミネラルのグループである。無機元素であるナトリウムは、人間の栄養に不可欠な成分である。そのため、この成分の過剰または非常に少ない摂取量は体に悪影響を与える可能性がある。したがって、この要素にも注意を払う必要がある。スポーツ栄養に関するほとんどのレビューは、ナトリウムにあまり注意を払わずに、タンパク質、炭水化物、脂肪を称賛する傾向がある。スポーツや運動中の体液損失は、主に発汗によるものである。したがって、運動時間が2時間を超える場合、気候が暑い場合、または汗中のNa⁺損失1が激しい場合(例えば、3～4 gNa⁺以上)、汗中のNa+損失の補充が推奨される。耐久力スポーツでは、レースの持続時間は5分より長く、超持久スポーツでは、レースの持続時間6時間より長くなる。したがって、e-水和を回復するには、液体とNa⁺の損失を完全に補うことが重要である。ナトリウムと筋肉痙攣および低ナトリウム血症の発生との正の関連を示唆する理論もあるが、原因は筋肉疲労につながる長時間の運動強度と、主に純水などの過剰な水分摂取量に起因する。したがって、次の疑問が生ずる：(a) 人口中のナトリウムの量はどれくらいであるべきか？(b) アスリートと違うのか？(c) ナトリウムと筋肉痙攣と低ナトリウム血症との関連を最終的に確認する証拠はあるか？(d) ナトリウムは低ナトリウム血症の発生を排除できるか？(e) 持久力スポーツにおける水分補給の推奨事項は何か？この研究の目的は、筋肉痙攣の原因を明らかにするために1900年から2021年までの研究と文献を収集し、低ナトリウム血症におけるナトリウムの役割を明らかにする研究を記録することである。水分補給の推奨事項も、運動前、運動中、運動後に行われ、水分摂取量の重要性と、水分補給または脱水につながる不十分な水分補給の重要性の両方に重点を置いている。したがって、この研究を完了するために130件の参考文献が使用された。

2．ナトリウムの重要性と理想的な組成

　塩化ナトリウムは細胞外液濃度が約135～145 mmol/Lに調整されたアニオン性化合物である。より具体的には、ナトリウムは細胞外液の主要な陽イオンであり、消化分泌物の放出に寄与し、特定の栄養素(アミノ酸、グルコース、ガラクトース、水)の吸収を制御するなど、一般の人々とスポーツ界の両方にとって多くの利点がある。さらに、十分な血液量、血圧、そして最終的には臓器灌流を保証する。水と体液のバランスを調節すると言う点での重要性に加えて筋肉と神経細胞の刺激に不可欠であり、酸塩基バランスの制御にも関与している。スポーツ・セクションでは、ナトリウムは血清電解質濃度を維持するのに役立ち、血管内浸透圧と血漿量のバランスを取る。それは喉の渇きを刺激し、生成される尿に量を減らし、持久力スポーツにおけるこれらの恒常性の不均衡に関連する身体的疲労と医学的問題を最終的に軽減する効果がある。但し、高血圧や心臓、腎臓、骨などの特定の臓器の損傷に寄与する過剰なナトリウムに注意を払う必要がある。対照的に、低摂取量は血圧値とは無関係に、心血管疾患および死亡のリスク増加と関連している。

3．ナトリウム摂取量の影響

3.1. 非常に低いナトリウム摂取量

　低ナトリウム摂取量でさえ心血管疾患の治療に必ずしも有益であるとは限らないことを示す研究がある。低ナトリウム摂取量は血圧値とは無関係に、心血管疾患および死亡のリスク増加と関連している。Menteらの研究では、１日当たり3 g未満の尿中ナトリウム排泄量は収縮期血圧をさらに低下させなかったが、実際には高血圧の有無にかかわらず、拡張期血圧を上昇させる傾向があることが分った。正常血圧と高血圧の両方の個人において、低ナトリウム摂取量はインスリン抵抗性およびレニン、アルドステロン、エピネフリンおよびノルエピネフリンの血漿または血清レベルの上昇を引き起こす可能性がある。その後、YinらおよびVan Homらによるレビューでは、Menteら特許発明対照的に、１日当たり0.5～1.0 gのナトリウム摂取量が最適な生理学的摂取量として起因しているようである。これらの懸念は主に前向き観察研究から来ており、そのうちのいくつかはナトリウム摂取量と心血管疾患との関連を報告している。低レベルのナトリウム摂取量を報告している個人は、ナトリウム量を減らすようにアドバイスされている病気のある患者であることがよくある。これらの個人の間では、ナトリウム摂取量が少ないのではなく、有害な心血管転帰につながる付随する疾患に起因するリスクが増加する可能性がある。

3.2. 非常に高いナトリウム摂取量

　ナトリウム摂取量の増加は糸球体内圧の上昇につながり、慢性腎臓障害を引き起こしたり、悪化させたり、進行性腎臓病のリスクを高めたりする可能性がある。その後、高塩食がヒトの胃ガンのリスクを高めるメカニズムはほとんど理解されていない。1つの推測は、塩にさらされた加工肉、塩漬け肉、干物などの食品は亜硝酸塩化合物を多く含み、胃の発ガンに関与している可能性があると言うことである。それでも、ナトリウムと骨粗鬆症との関連に関する研究は、ナトリウム摂取量の増加が病気の発症の危険因子であることを示唆している(表１)。具体的には、韓国の閉経後の女性では、ナトリウム摂取量が多い(2000 mg以上)と尿中排泄量が増加し(2 g/d以上)、高カルシウム尿症につながり、骨粗鬆症のリスクが高まることが示された。最後に、消費者による過剰な塩摂取量は高血圧の発症と関連しており、その結果、特に高血圧や高齢者にとって心血管疾患のリスクが高くなっている。ナトリウム量を減らすことは、特に高血圧と正常血圧の個人において、収縮期血圧と拡張期血圧の低下と関連している。

　低レベルのナトリウム摂取量と高レベルの両方が有害である可能性があるが、これらの影響のメカニズムは不明である。しかし、確かなことは、2010年から2019年の期間の遡及的検索の後、ナトリウムの理想的な量は1.5 g/dであったということである(図１)。時間の経過と共に、健康な集団と高血圧患者の両方に対する推奨事項は大きな違いをもたらさないようである。

図１　ナトリウム摂取量の推奨事項

４．スポーツにおけるナトリウム

　大きな問題に目を向けると、アルドステロンとバソプレシンの生産を維持するなどのナトリウム摂取量のプラス効果にもかかわらず、喉の渇きの刺激を増やし、尿の生成を減らし、電解質バランスを高め、体内の水分貯留を刺激し、持久力スポーツの身体的疲労を軽減し、それは、運動中の筋肉痙攣や低ナトリウム血症の発生に積極的に貢献していると言う前の理論によって説明された。

4.1. 運動に関連した筋肉痙攣

　運動に関連した筋肉痙攣は、身体活動中または身体活動直後の骨格筋の痛みを伴う痙攣性および不随意の収縮として定義される。

表2に示すように、様々なスポーツにおける運動に関連した筋肉痙攣の有病率は様々である。Schwellnusらによる文献の基本的な病因学的証拠は、脱水症に伴う汗の過剰なナトリウム損失による電解質の枯渇が個々の状態を引き起こすということである。これらの原因は、それらの臨床状態と管理を適切に説明できる科学的証拠を裏付けるもっともらしい病態生理学的メカニズムを提供しない。したがって、研究が行われ、その結果、脱水症とナトリウムの枯渇は筋肉痙攣と関連していないようであることが示された。

4.2. 運動に関連した低ナトリウム血症

　運動に関連した低ナトリウム血症は、血漿ナトリウム濃度が135 mmol/L以下の場合、または血清ナトリウム濃度が7～10％減少した場合に発生する。これは4～6時間以上の長時間の運動中または運動後に発生する可能性があり、運動終了後24時間まで検出できる。これはマラソン・ランナーだけでなく、アスリートやその他の持久力および超持久力スポーツでも広く説明されている障害である。ウルトラマン、タイタンデザート、セーブルマラソンの参加者など、24時間を超えるイベントに出場する超持久力アスリートは、マラソンなどの短い耐久力イベントの参加者と比較して、運動に関連した低ナトリウム血症を発症するリスクが高くなる(表3)。しかし、環境は低ナトリウ

ム血症の要因としても寄与している。この状態の主な原因は、運動中の過剰な水分摂取量、汗のナトリウム損失の増加、および不適切な抗利尿ホルモン分泌症候群と呼ばれる正常な抗利尿ホルモン抑制の喪失であると思われる。Buckらのより最近の研究では、運動に関連した低ナトリウム血症は低張液の摂取量増加と不適切な水分貯留の両方による物であることが分った。過度の発汗によるナトリウム損失の寄与は、汗の損失は個々のアスリート間で大きく異なるが、通常は15～65 mEq/Lの範囲であり、汗の量は250 mL/hから2 L/h以上の範囲であるため、物議を醸している。したがって、汗から失われたナトリウムは、それ自体が運動に関連した低ナトリウム血症の発生の原因ではなく、水分過多と相加効果であると考えられている。表4に見られる低ナトリウム血症の症状は様々である。低ナトリウム血症のいくつかの症状は他の状態で識別できるため、低ナトリウム血症が虚脱をもたらす他の状態と区別する臨床兆候は嘔吐である。嘔吐は、胃腸管内の大量で不必要な量の体液の膨張増加に応答する反射作用であるか、中枢神経系によって引き起こされる可能性がある。しかし、認知障害、昏睡、発作または呼吸困難の存在は、運動に関連した低ナトリウム血症性脳症を示唆しており、少なくとも14人の死亡の原因として確認されているため、直ちに認識されるべきである。

予防と治療

　運動に関連した低ナトリウム血症は、水分過剰摂取を避け、適切な経口ナトリウム摂取量を確保し、発汗量と汗ナトリウム含有量、運動強度、環境条件に焦点を当ててアスリートをトレーニングすることで予防できる。個々のアスリートの補給ニーズの見積もりは、トレーニング活動中の体重変化を監視することによっても使用できるが、これは実用的ではない場合がある。特に大量の強制水分補給は勧められない。治療の前に、運動に関連した低ナトリウム血症を熱疲労、熱射病、鎌状赤血球貧血に関連する運動誘発性虚脱などの他の運動関連疾患と区別することが非常に重要である。患者に神経学的症状がない場合、運動関連性低ナトリウム血症は軽度と見なされ、口腔液の制限が必要である(表5)。SiegelおよびBridgesによる研究では、経口高張生理食塩水はⅣ静脈内投与よりも速く運動関連性低ナトリウム血症の症状を軽減する。残念ながら、経口高張液は口当たりが良くない可能性があり、その有用性を制限する。したがって、運動関連性低ナトリウム血症の主な原因は、不十分なナトリウム摂取量と組み合わされたレース中の過剰な水分摂取量の習慣であることを知っている。水分補給と誤った水分摂取の両方の慣行、および水分とナトリウムの量の完全な説明を提供することは注目に値する。

5．ナトリウムと水分補給

　持久力のパフォーマンスに対する塩摂取量の利点を決定することに専念しているいくつかの研究がある。それらのほとんどは、持久力活動中の身体能力の改善、血清ナトリウム濃度の和らげられた減少、および血漿量の増加を報告している。実験室での研究は、汗の損失と一致する液体摂取パターンで運動中の塩分補給を常に伴っており、おそらくこれらの利点の発生を促進したことは注目に値する。一般に、アスリートの水需要は個人の特性や参加する運動の種類や強度によって異なる傾向があり、個別の水分補給戦略が必要である。これは、悪影響を防ぎ、アスリートのパフォーマンスを改善し、運動中の適切な水分補給を維持することの両方をもたらすはずである。耐久レースと超耐久レースに参加するアスリートは、レースの気象条件への事前の順応と適切な流体と電解質のバランスの両方が脱水症のリスクを減らし、したがって、運動関連性低ナトリウム血症のリスクを減らすことに注意する必要がある。スポーツや運動中の体液損失は主に発汗によるものである。

　これは主に代謝による熱生成の機能であるが、環境、衣服、順応、水分補給状態、アスリートの体のサイズと構成、トレーニングの程度によって変更できる。しかし、この熱放散にはBakerらによると、0.5～1.9 L/hの典型的な体液損失が伴う。したがって、目標はアスリートのパフォーマンスを向上させ、運動中の適切な水分補給を維持し、悪影響(脱水－水分補給)を防ぎ、運動中の体重の2～2％を超える損失を回避することである。脱水は水分損失量に比例して細胞内および細胞外(血漿および間質)の液体の損失を引き起こし、心血管機能を損ない、筋肉の血流と心拍出量を低下させる。通常、汗は血漿と比較して低張性(すなわち、電解質の濃度が低い)である。したがって、運動に関連した汗の損失は、高張血液量減少症として知られる血漿量の減少と血漿電解質濃度(主にナトリウム)の増加につながる。脱水による血液量が少ないと、筋肉細胞への酸素とグルコースの輸送も妨げられる。体重の2％の脱水は、一般に90分以上続く運動中に発生し、20～21℃の環境で持久力のパフォーマンスを大幅に低下させるようである。さらに、運動中の体重の4％を超える体重減少は熱中症、熱疲労、熱射病、そしておそらく死につながる可能性がある。

　アスリートは汗の損失を補い、絶対的な水分低下の進行を遅らせるために、一時的に総水分を増やすために、競技前の数時間に多くの場合グリセロールやナトリウムなどの浸透圧剤と組み合わせて大量の水を飲むことがある。この慣行はスポーツにおける水分摂取量に関する誤ったガイドラインの結果として特定されており、極端な状況で実行すると、低ナトリウム血症に関連する深刻な結果につながる可能性がある。したがって、水分過剰または水分不足を避けることは、ウルトラマラソン・ランニングの健康とパフォーマンスの両方のために推奨される。一部の耐久レースおよび超耐久レースでは、参加者の最大30％に影響を与えている。しかし、表6、表7および表8に示すように、運動前、運動中、運動後について様々な投与量が提案されている。これらの投与量は体液量に対するアスリートの耐性に応じて選択される。

6．持久力－超耐久スポーツにおけるナトリウムの供給源と投与量

　GrozenskiとKielによるレビューでは、20～50 mEq/Lナトリウムまたは少量の塩漬けスナックを含む飲物の摂取は喉の渇き、水分の再吸収を刺激し、ひいては持久力イベント中の浸透圧バランスをサポートするのに役立つ。日常の食品の追加の塩漬けは、ナトリウム摂取量を増やすための安価で効果的な方法である(ピクルス、トマトジュース、缶詰スープ、ベイクドビーンズ、ピザ)。

　さらに、スポーツ・ドリンク3.2 mL毎に960 mgの食卓塩を加えると、味や吸収に悪影響を与えることなくナトリウム濃度がさらに上昇する。さらに、Tillerの研究は、長時間の運動中の低ナトリウム血症のリスクを減らすために、ランナーは500～700 mg/Lの濃度の水分でナトリウムを摂取する必要があると主張している。熱(例えば、25℃以上)および／または湿度(例えば、60％以上)の条件下では、わずかに高い量のナトリウム(およびその他の電解質)が必要になる。このような状況で発汗率が上昇した場合、ランナーは300～600 mg/hナトリウム(1000～2000 mg NaCl)を目指す必要がある。液体で摂取する場合、1000 mg/Lを超えるナトリウム濃度は、飲物の嗜好性を低下させる可能性があるため、避ける必要がある。摂取量は塩含有食品から摂取されるナトリウムに対しても相殺されるべきであるが、食品のみからの推奨ナトリウム摂取量が達成される可能性は低いことに注意する必要がある。栄養食事アカデミー、カナダ栄養士、およびアメリカ・スポーツ医学会は発汗率が高く(1.2 L/h以上)、主観的な「塩辛い発汗」、および長時間の運動(2時間以上)アスリートの運動中のナトリウム摂取を推奨している。非常に変動するが、平均発汗率は0.3～2.4 L/hの範囲であり、平均汗ナトリウム含有量は1 g/Lである。10～30 mmol/Lの範囲のナトリウムを含むスポーツ・ドリンクは、典型的な市販のスポーツ・ドリンクに見られる濃度である低ナトリウム血症の最適な吸収と予防をもたらす。ナトリウム摂取量に関するアメリカ・スポーツ医学会の推奨事項は、長時間の運動中に300～600 mg/h(1．7～2.9ｇの塩)の摂取量である。但し、前章で示したように、ナトリウム摂取量は上記の障害の発症と正の関連がある可能性がある。

7．考察

　ナトリウムは多くの利点を持つ細胞外液の主な陽イオンであり、その主な機能の1つは体内の液体バランスを維持することである。さらに、前述のように、高摂取量と低摂取量の両方が健康上のリスクであるため、適切な量が重要な役割を果たす。多くの組織(WHOの医学研究所など)は、最大1.5 g/dのナトリウム摂取量を推奨している。対照的に、スポーツでは、量は異なる。発汗率と汗電解質濃度は多くの要因の結果として大幅に変化する可能性があることが十分に文書化されているため、個別の液体補充戦略が推奨されている。運動後の尿量は、飲物のナトリウム濃度が上昇するにつれて減少する。普通の水は、利尿を引き起こすナトリウム濃度と血漿浸透圧のその後の低下のために、運動後に体液バランスを回復するのに十分である可能性は低い。さらに、ナトリウム摂取量は理想的には汗で失われるナトリウム濃度と等しくなければならない。市販のスポーツ・ドリンクのナトリウム含有量(～20-25mmol/L、460～575 mg/L)は、汗で失われるものよりも低く、保守的なターゲットと見なす必要がある。筋肉痙攣に関しては、ナトリウムと筋肉痙攣発症の関係についての科学的証拠は文書化されていないようである。この状態の最も一般的な原因は、通常のトレーニングと比較して、より高い相対強度または運動時間での運動であり、筋肉疲労を引き起こす。レース中のナトリウム摂取は血中ナトリウム濃度の低下を軽減できるが、水分を過剰に摂取した条件下では、低ナトリウム血症を防ぐことはできない。運動中のナトリウム摂取は水分過多の存在下で低ナトリウム血症を予防しないが、過剰なナトリウム摂取量は実際に低ナトリウム血症のリスクを高める可能性がある。最終的な血中ナトリウム濃度を増加させるのは、運動中に摂取されるナトリウム量ではなく、水分の量である。低張性のナトリウム含有スポーツ・ドリンクは、運動中に過度に飲むアスリートの低ナトリウム血症を防ぐことができない。アスリートは大量の水を飲むことに耐え、より高温多湿の環境でより多くの水分を摂取するように訓練する必要がある。スポーツ栄養士、栄養士、スポーツ・コーチは適切な水分補給方法についてアスリートやコートを教育し、トレーニングや競技中の水分摂取量を監督する上で重要な役割を果たすことが出来る。目標は減量を2％に制限することである。

8．まとめ

　ナトリウムは人々の食事から見逃してはならない要素である。したがって、人口の最大範囲におけるナトリウム摂取量の理想的な量は、1.5 g/dの範囲にあるように見えた。しかし、持久力のあるアスリートが300～600 mg/hを摂取することも同様に重要である。また、ナトリウムと筋肉痙攣との関係に関する科学的証拠は文書化されていないことも指摘された。ナトリウムは、この状況に寄与する要因の1つである用に思われるが、それだけではない。低ナトリウム血症の場合、その摂取量は血中濃度の低下を軽減することができるが、それを排除することはできない。最後に、最初に摂取される水分の個々の量に注意を払い、次に摂取されるナトリウム量に注意を払う必要がある。