The surprising reason our muscles get tired - Christian Moro

翻訳: Risako Nomura 校正: Tomoyuki Suzuki

You're lifting weights.

筋トレをしていると

The first time feels easy,

最初は簡単に感じられますが

but each lift takes more and more effort until you can’t continue.

段々 大変になり 持ち上げられなくなってしまいます

Inside your arms,

腕の内側では

the muscles responsible for the lifting have become unable to contract.

物を持ち上げるための筋肉が 収縮できなくなっているのです

Why do our muscles get fatigued?

なぜ筋肉は疲れるのでしょうか？

We often blame lactic acid or running out of energy,

乳酸や体力の消耗が原因であると されることが多いのですが

but these factors alone don’t account for muscle fatigue.

これらだけが筋肉疲労の 原因ではありません

There’s another major contributor:

他の主な要因は

the muscle’s ability to respond to signals from the brain.

脳からの信号に反応する 筋肉の能力にあります

To understand the roots of muscle fatigue,

筋肉疲労の根本原因を 理解するためには

it helps to know how a muscle contracts in response to a signal from a nerve.

神経からの信号に反応し どのように 筋収縮するかを知る必要があります

These signals travel from the brain to the muscles in a fraction of a second

これらの信号は運動ニューロンという 長く 細い細胞を通って

via long, thin cells called motor neurons.

一瞬で脳から筋肉へと送られます

The motor neuron and the muscle cell are separated by a tiny gap,

運動ニューロンと筋細胞の間には 非常に小さな隙間があり

and the exchange of particles across this gap enables the contraction.

この隙間を通して行われる粒子の交換が 筋収縮を可能にします

On one side of the gap,

隙間の片側には

the motor neuron contains a neurotransmitter called acetylcholine.

アセチルコリンという神経伝達物質を 含んでいる運動ニューロンがあり

On the other side,

反対側には

charged particles, or ions,

荷電粒子 つまりイオンがあり

line the muscle cell’s membrane:

内側にカリウム 外側にナトリウムが

potassium on the inside, and sodium on the outside.

筋細胞膜に沿って並んでいます

In response to a signal from the brain,

脳からの信号の反応として

the motor neuron releases acetylcholine,

運動ニューロンは アセチルコリンを放出し

which triggers pores on the muscle cell membrane to open.

筋細胞膜の細孔を 開けさせます

Sodium flows in, and potassium flows out.

ナトリウムが流入し カリウムが放出されます

The flux of these charged particles is a crucial step for muscle contraction:

これらの荷電粒子の流れは 筋収縮において非常に重要で

the change in charge creates an electrical signal called an action potential

荷電量の変化は 活動電位という電気信号を

that spreads through the muscle cell,

筋細胞全体で発生させ

stimulating the release of calcium that’s stored inside it.

筋細胞内に蓄えられている カルシウムの放出を刺激します

This flood of calcium causes the muscle to contract

このカルシウムの流れが 筋肉の収縮をもたらします

筋繊維に埋めこまれたタンパク質が 筋繊維と結びつき

by enabling proteins buried in the muscle fibers to lock together

筋同士を引き寄せて

and ratchet towards each other,

カチッとロックを掛けることで 収縮が起きているのです

pulling the muscle tight.

The energy used to power the contraction comes from a molecule called ATP.

筋収縮に必要なエネルギーは ATPという分子によりもたらされます

ATP also helps pump the ions back across the membrane afterward,

またATPは後に筋細胞膜を通して イオンを逆向きに移動させ

resetting the balance of sodium and potassium on either side.

ナトリウムとカリウムの 両方のバランスを元の状態に戻します

This whole process repeats every time a muscle contracts.

この全体の過程が 筋収縮が起こるたびに 繰り返されるのです

With each contraction,

それぞれの収縮で

energy in the form of ATP gets used up,

ATPの形態をとったエネルギーが 使い尽くされると

waste products like lactic acid are generated,

乳酸のような老廃物が生み出され

and some ions drift away from the muscle’s cell membrane,

イオンの中には筋細胞膜から 流れ出すものもあり

leaving a smaller and smaller group behind.

より小さなイオンの塊が 筋細胞膜に残されていきます

Though muscle cells use up ATP as they contract repeatedly,

筋細胞は収縮を繰り返すたびに ATPを使い切るのですが

they are always making more,

常に より多くのATPを 作っているので

so most of the time

大抵は

even heavily fatigued muscles still have not depleted this energy source.

ひどい筋肉疲労でも このエネルギーを 使い尽くすことはありません

And though many waste products are acidic,

さらに言えば 多くの老廃物は酸性ですが

fatigued muscles still maintain pH within normal limits,

疲労した筋肉の pH値は 正常範囲内であるため

indicating that the tissue is effectively clearing these wastes.

筋細胞の組織が効果的に老廃物を 除去していることが分かります

But eventually, over the course of repeated contractions

筋収縮が繰り返されるうちに いずれは

there may not be sufficient concentrations of potassium, sodium or calcium ions

カリウムやナトリウム カルシウムの

イオン濃度が低下し すぐに周辺から得られる量が不足して

immediately available near the muscle cell membrane

系を適切な状態に戻すことが 出来なくなるでしょう

to reset the system properly.

So even if the brain sends a signal,

そのため 脳が信号を送ったとしても

the muscle cell can’t generate the action potential necessary to contract.

筋細胞は収縮に必要な活動電位を 生み出すことができません

Even when ions like sodium, potassium or calcium

しかし ナトリウムやカリウム カルシウムのようなイオンが

are depleted in or around the muscle cell,

筋細胞の中や周りで使い尽くされても

these ions are plentiful elsewhere in the body.

これらのイオンは体内の 他の場所に豊富にあるので

With a little time,

少しの時間で

they will flow back to the areas where they’re needed,

必要とされている場所に 戻ってきます

sometimes with the help of active sodium and potassium pumps.

これは 時に活発なナトリウムや カリウムポンプの力を借りて行われます

So if you pause and rest,

つまり 動きを止めて休憩すると

muscle fatigue will subside as these ions replenish throughout the muscle.

イオンが筋肉に補充されることで 筋肉疲労が和らぐのです

The more regularly you exercise,

定期的に運動すればするほど

the longer it takes for muscle fatigue to set in each time.

毎回 筋肉が疲れるまでに かかる時間が長くなります

That’s because the stronger you are,

なぜなら あなたが強ければ強いほど

the fewer times this cycle of nerve signal from the brain

一定の重さの物を持ち上げる時に

筋肉を収縮させるために

to contraction in the muscle has to be repeated

脳が神経信号を送る 繰り返し回数が減るからです

to lift a certain amount of weight.

Fewer cycles means slower ion depletion,

循環回数の少なさは イオンの枯渇が 遅くなることを意味するので

so as your physical fitness improves,

身体状態が頑健になるほど

you can exercise for longer at the same intensity.

同じ強さでより長く 運動することができるのです

Many muscles grow with exercise,

多くの筋肉は運動によって発達し

and larger muscles also have bigger stores of ATP

筋肉が大きくなるほど より多くのATPを蓄えることができ

and a higher capacity to clear waste,

さらに 老廃物を 取り除く能力を高め

pushing fatigue even farther into the future.

疲労が起きるのを ずっと先に遅らせられます