ドクタークラプトンの日誌

全然走れてないなぁ、11月は無理、勝負は2月だ ! !

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暑さと汗について

はじめに

酷暑の北海道マラソンを走るにあたり、ランニングと『暑さ』、そして汗の作用について、
調べた結果をまとめてみましたので、ご報告いたします。
(長くなってしまいました、暇なときにでも読んでください)

1.暑さと寒さ

暑さ寒さも彼岸まで、などと言いますが、どうして暑いとか寒いとか感じるのでしょうか。

人体はじっと座っている状態でも90W程度の発熱をしており、
運動量の増加に伴い発熱量も増えますが、体温は常に36℃程度で一定に保たれています。

この体温を一定に保つ方法として、
(1)顕熱として、気温と体表温度の温度勾配に比例した熱伝導によって放熱する。
(2)熱線(赤外線)として放射する。
(3)潜熱として、汗の量に比例した気化熱によって放熱する。
ということを行っています。

『発熱量と放熱量のアンバランスが発生すると、暑さ寒さを感知する』
と言えます。

そのアンバランスを補う方法として、
(1)では、人体には調整できない自然現象ですが、衣服の着脱で皮膚周辺の空気の
 対流を変化させることで調整することができます。
(2)も人体では調整できない自然現象ですが、やはり衣服で反射させることで
 調整できます。一方、太陽からの放射熱、アスファルトやコンクリートなどの
 建造物からの放射熱との関係で、熱の流入出は変化します。
(3)は、体表温度を感知し、汗腺の分泌管にあるナトリウム量を体温中枢によって、
 コントールし、それに伴い変化する浸透圧により、発汗量が決定されます。
 汗は毛細血管から血漿中の水分が浸透圧で汗腺に吸い上げられることにより、
 体表に運ばれます。蒸発量と吸い上げられる量がバランスし浸透圧が保たれます。
 蒸発による気加熱で体表が冷えると、ナトリウムは再び分泌管から血液中に戻され、
 発汗量が減る、という仕組みになっています。

2.ランニングと発汗

さて、ランニングを行った場合ですが、その発熱量はだいたい走行距離に比例します。
よくダイエットなどでお目かかるエネルギー計算方法に、
 消費エネルギー(kcal)= 走行距離(km)×体重(kg)×1(kcal/km/kg)
というのがあります。
(脂肪に換算するときには7kcal/g、グリコーゲンなら3.5kcal/gで割るってやつです。)

消費エネルギーは、最終的に大部分が熱(顕熱+潜熱)として放出されます。

たとえば、60kgの体重の人が、10km走ったとすると、
 消費エネルギー=10×60
        =600(kcal)
となります。

1cal = 4.2ジュール(ワット×秒)ですから、近似的に消費エネルギー=熱エネルギーとすると、
 熱エネルギー = 600×4.2 =2520kJ(ジュール)
ここで、1時間で10km走ったとすれば、
発熱量 = 2520kJ/3600(秒) = 0.7kW(ワット) = 700W
であり、ランナーはまるで電気ストーブのような存在であることがわかります。
(夏にランニングから帰宅すると、家族に接近を拒まれるのは、このためです)

そして、気温が高くなり、体温に近づくほど、熱伝導による放熱量が減り、
発汗による蒸発熱の寄与が増します。

日陰で十分に空気の対流(換気)がある最良の条件の場所で、体温より低い35℃、
でなければそれ以下の気温で、放熱のほぼ100%が発汗によって行われることになります。

このとき、
水の気化熱は582.8cal/gですから、
ランニングのエネルギー600kcalで蒸発する水の量= 583.8÷600 = 0.97kg
=970g
と計算できます。
すなわち、100%発汗状態では、10km走で970gの水分が蒸発します。
体重のおよそ2%以上が失われると、脱水による体調不良が発症すると言われていますから、
60kgの人では、その量は僅かに1200gと計算され、給水なしで走れる距離は12.4kmまでとなります。
いかに給水が重要であるかが判ります。

がしかし、
水分は主に小腸で吸収されますが、最大でも一時間に800gしか摂取することができません。
したがって、この状態では給水量-発汗量のバランスシートは必ず赤字になります。
これが、『35℃では運動禁止』と言われる所以でしょう。

3.ランニング中の暑さ寒さ

以下に、私のランニング後の体重損失量と気温の関係を示したデータを示します。
イメージ 1


これから逆算して、顕熱による放熱量を計算してみましょう。
グラフの傾きが3.5g/℃となっています。
これを水の蒸発熱量に換算すると、582.8×3.5 = 2039cal/℃/kmとなります。

ここで、10kmを1時間(3600秒)で走ったとすると
10(km)×2039×4.2÷3600(秒) = 23.8W/℃
となります。これが顕熱による放熱量となるはずです。

したがって、ランニングによる発熱量が、100%熱伝導で空気中へ放熱されるためには、
700W÷23.8 = 29℃ 
の温度差が、体表温度と気温との間に必要となります。

逆を言えば、気温が35℃(100%発汗)-29℃=6℃より低い時は、まったく汗をかかない状態と考えられます。

思えば、2007年の第一回東京マラソンのスタート時の気温が6℃でしたから、
これがランシャツ、ランパンでの限界ということでしょうか。
これ以下の気温では放熱量>発熱量ということですから、寒く感じるはずですね。

まぁ、寒いときの話は置いておいて、暑いときの話に戻ります。

たとえランニング時においても、発熱量=放熱量であれば、暑いとも寒いとも感じないはずです。
すなわち、暑いと感じるのは
(1)気温が上昇に変化しているとき
(2)環境からの放射熱が増加している
(3)発汗または汗の蒸発が間に合わないとき
などで、
(1)、(2)は結局(3)にたどりつくことになりますので、(3)について考えてみましょう。

発汗のメカニズムは前述したとおり、小腸から吸収した水分が、血液中に取り込まれて運搬され、
そして、毛細血管を通して、汗腺に送られるわけで、
あたかも、ランニングの酸素供給過程を彷彿させます。

なぜなら、発汗量を増加させるためには、心拍数を上げる必要がありますし、
その搬送能力は、毛細血管のコンダクタンス(抵抗のようなもの)に依存するわけで、
汗腺を使えば発達するし、使わなければ退化するからです。

すなわち、汗をかく能力もトレーニング次第であり、
トレーニングをしなければ、暑いと感じなくなるように汗はかけない、ということです。

また、後述するように、空気中の水分量、すなわち湿度によっても蒸発速度が変わるため、
暑さの感じ方(いわゆる体感温度)が変わってきます。

4.体感温度

湿度とわれわれが通常呼んでいるものは、相対湿度で、その気温における飽和水蒸気圧と
実際の水蒸気圧の比率を言います。
水蒸気圧は、理想気体の状態方程式PV=nRTを見てわかるように、
空気中の水分子の密度に比例します。

したがって、汗の蒸発量は、体表から蒸発している水分と空気から再付着する水分の
差分となります。湿度が低いほど洗濯物の乾くスピードが速いのと同様に、
湿度が低いほど、水分子の再付着量が減り、汗の蒸発スピードは速くなります。

これをミスナール氏(Missenard)による経験式で表わすと
 体感温度 = t-(t-10)×(0.8-h/100)/2.3
で、相対湿度h(%)に比例して低くなり、温度(℃)に比例して、その効果が大きくなります。
ちなみに気温30℃では、湿度が30%低いと2.6℃程低く感じられます。
イメージ 2

*ミスナールの体感温度は、西洋人がモンスーン気候のアジア地域の建築物の中で
感じる体感温度で、北米やヨーロッパではこの式が用いられることはほとんどありません。
同時に、ランニング中の状態を考慮したものではありませんし、個人差もあり、あくまで目安になります。
(ちょっとこれに対抗して、心拍数一定ペース走のデータの気温、湿度の多変量解析を行って、
 TONY'S Wind chill fomulaを導き出したいと思います)

以上は、皮膚からの水蒸気と空気中の水分との自然対流を前提にしていますが、
空気の流れ、すなわち風があると蒸発は速くなり(やはり洗濯物のように。。。)体感温度も変わります。

これも同様にリンケ氏(Linke)のよる経験式で表すと、
 体感温度 = t-4×√V
となります。ここでVは速度(m/sec)。
この式からですと、6分/km(=2.7m/sec)と比較的ゆっくり走っても、体感温度は6.7℃低下しますが、
これも寒冷状態を前提としているようで、実際は2〜3℃程度と考えられます。

したがって、追い風では体感温度が上昇することになるので、暑い日は風向きにも要注意です。

まとめ

(1)暑さとは、体からの発熱量が、空気中への放熱量を上回った時に感じる。
(2)発汗が上手く働けば、発熱量と放熱量はバランスし、暑さを感じない。
 それはランニング中も同じである。
(3)発汗はトレーニングによって、上手く機能するようになる。
(4)35℃以上では、発汗量が体の水分吸収能力を超えるので、ランニングをしてはいけない。
(5)湿度や風速によっても、体感温度は変わる。気温が同じでも湿度が30%低い状態でランニングをすると、
 5〜6℃程度体感温度は低くなる。

次回は、東京と札幌の気温と湿度の違いや、給水方法による水分吸収力の違いなどについて
報告したいと思います。
月間目標500kmに対し、7/15日時点で235.49km、達成率97.3%。
So far so good!!、目標達成に向けて日々精進あるのみじゃぁ〜い。
イメージ 1



7月前半の記録
 日付   内容 場所   ペース 距離
1(火) HR140-90minJOG 洞峰公園 av.5'44"/km 16.3km
2(水) 15kmBU 洞峰公園 max4'14"/km 17.85km
3(木) HR150&HR140JOG 洞峰公園 5'45"→5'24"/km 15.75km
4(金) REST - - -
5(土) HR150-90minJOG 小金井公園 5'35"/km 16.0km
6(日) 20km持久走HR168 小金井公園 4'44"→5'17"/km 21.4km
7(月) HR140-40minJOG 洞峰公園 6'02"/km 7.35km
8(火) HR150&HR140JOG 洞峰公園 5'53"→5'21"/km 15.75km
9(水) 14kmBU 洞峰公園 max4'03"/km 16.8km
10(木) HR140-90minJOG 洞峰公園 5'44"/km 16.3km
11(金) HR150&HR140JOG 洞峰公園 〜5'19"/km 7.35km
12(土) 15kmJOG-HR150 小金井公園 5'24"/km 15.78km
13(日) HR150&HR140JOG 小金井公園 5'13"→6'16"/km 31.56km
14(月) HR140-90minJOG 洞峰公園 5'52"/km 16.3km
15(火) HR140-120minJOG 洞峰公園 5'51"/km 21.0km
ちなみに13日は早朝40km走の予定であったが、
流石に朝飯前とは行かず、エネルギー切れで30km超走で自分ドクターストップ。
その後のご褒美はこれ
イメージ 2

国立、レ・アントルメのケーキ。。。。両刀使いの私であった。

森絵都『ラン』

イメージ 1

題名に魅かれて読んだのは言うまでもありません。

森絵都さんの直木賞授賞後第一作書き下ろし作品。
直木賞作家だけあって、読みやすい文体、飽きの来ないシーンの展開となっています。

ただし、題記の『ラン』から想像されるランニング関連の記述は、
あまり濃くなく、スポ根ものではありません。が、
後述するようにストーリーは『ラン』以外の何ものでもありません。

おそらくネタバレしてても十分楽しめる娯楽文学作品なので、少しだけヒントを。

山田太一の『異人たちとの夏』、梶原真治の『黄泉がえり』
映画『フィールド・オブ・ドリームズ』。。。。を彷彿させる、
ここまで書けばわかるように、『癒し系亡霊復活もの』です。

作品のモチーフは、ナニが人を42.195kmのフルマラソン完走へと誘(いざな)うのか、
そして、家族とは何なのか、の二本立てというところでしょうか。

主人公、夏目環(たまき)は、家族を交通事故で失ったトラウマによって、
世の中に溶け込めない23才の女性フリーターで、ランニングとは無縁の生活をしています。
物語は、この主人公の視点で語られてますが、思わぬ方向へと展開して行きます。

ページは463頁と少々ボリュームはありますが、読書習慣のある人なら一晩で一気に読める内容です。
トレーニングで疲弊した心のストレッチにお勧めの一冊。理論社 ¥ 1700 -


【あらすじ】
-以下ネタバレ注意-
ある日、環はここ最近で唯一心を開いていた馴染みの自転車屋『サイクル紺野』が閉店することを知る。
以前そこで購入したお気に入りの、しかし不調な自転車の代償として、
カスタマイズされた高級オリジナルバイク『モナミ一号』をプレゼントされる。

その後、夜な夜なとり憑かれたように、環はその自転車で繰り出し、闇の中に姿を消すようになる。

その時期を堺に、環は40kmを走り切ることを目標として、苦手なランニングを始めるが、ある日、
そのトレーニング姿を見染められ、なぞの人物『ドコロさん』に誘われジョギング・チームに加わる。

チームメイトは、主催のドコロさん以外初心者で、環と同様にスカウトされて入会した7人である。
が、走る動機は様々で、とてもフルマラソン完走などは視野にない。
駒沢公園をベースにし、源氏名『緑山清花』を名乗る40代女性のチームケイト宅での
打ち上げのビールを楽しみとしている、あくまでゆるいチームだ。

なぜ、ドコロさんはそんなメンバを集めたのか。
実は、彼、箱根駅伝の二区で1年から区間賞、14人抜きを達成した幻の天才ランナーだった。
しかし、チームメイトの死に遭遇し、大学四年で走ることを止め、ずっと陸上界から遠ざかっていた。

そして、あるときランニング雑誌のチーム訪問コーナに、
自分で立ち上げたチームが掲載されることを目指し、ジョギング・チームを結成することにする。

はじめ全くバラバラであったチームは、各人各様に抱える問題を少しづつ共有することによって、
わだかまりも消え、だんだんとまとまりが出来てくる。
環でさえもチームに馴染むようになる。
ただ一人、『同じ会社のパートのおばちゃん』=真知栄子との確執を除いて。

このチームのメンバー構成は、
未婚のジュニア組が女性2名、男性2名。
既婚または不詳のシニア組も女性2名、男性2名。

環には常人には理解しがたい秘密があったが、
ジュニア組の一人の男性、大島君は、それを知り得る特殊な能力の持ち主であることを知る。
こうして二人は懇意となってゆく。

遂には、死に対する環たちの特殊な能力を通じて、
シニア組のパートのおばちゃんとの確執も解かれ、理解し合えるようになる。

そして、チーム一丸となって『久米島マラソン』の出場を果たし、トラウマから解放された環は、
42.195kmと同時に人生の新たなスタートラインを切った、というストーリーである。


では、ここで『ラン』のrun以外の部分に興味が湧いた方のための、オマケ。
【想像力で解く国語のテスト】
-以下、更にネタバレ注意-

問1.自転車に秘めらた能力とは。。。。
  (ヒント)普通では行けないところへ行けてしまう。

問2.環は、失った物をチームメイトに見出してゆくのだが、それはいったい何か。
  (ヒント)環は、13歳で両親と弟を交通事故で亡くす。そして育て親となり、
       心のより所であった叔母(奈々美おばさん)とも二十歳で死別していた。

問3.環が懇意にするようになった男性に秘められた能力とは。。。。
  (ヒント)普通では見えないものを見ることができた。そして、以前から自転車とともに
       消えゆく環の姿の行方を見送っていた。

問4.ドコロさんがチームを結成した真の理由とは。
  (ヒント)亡くした駅伝時代のチームメイトは、スター選手だったドコロさんを支える
       ペースメーカーだった。
       そして、毎年のように墓前に立ったある年、偶然にチームメイトの父親に出くわす。
       その時の言葉に衝撃を受け、来年1月の命日には墓前にあるものを供えようと決意する。

問5.環がフルマラソン出場の目的を40kmを走り切ることとしていたのはなぜか。
  そして、なぜ42.195kmを完走することに目標を変えたのか。
  (ヒント)自転車は、いずれ真の持ち主に返さなければいけないものであることが判っていた。
      そして、それが40km走の動機となっていたのだが、同時に最後の決別へとつながっている
      ことを理解する。しかし、42.195kmを走ることで新たに得るもののほうが、
      より今の自分には大切なものであることに気づく。

             - 完 -

真夏日に持久走

この土日は、梅雨明け前だというのに連日の真夏日。
まあ、なんていうか、先ずは興味本位で走ってみました。
でも、結果は惨憺たるものでした。

これまで夏のトレーニングの位置付けは、
もっぱら『スタミナ増強』、『基礎体力向上』を目的としましたから、
走れさえすればOKみたいなところがありましたが。。。。

いざ、道マラを本当に走るとなると、
夏でさえチャントと走る必要があるわけで、
とりあえず、
7/5(土) AM10:30頃から、暑さ慣らしでHR150で90分JOG
7/6(日) AM10:30頃から、持久走でHR168一定狙い
(HR168は、心拍強度では80%で、LT3ぐらいを狙っています。)

コースは、小金井公園の一周5.26kmです。
結果は、
HR150
一周目:5'23"/km
二周目:5'39"/km
三周目:5'43"/km
体重減少-1.7kg

HR168
一周目:4'44"/km
二周目:5'10"/km
三周目:5'28"/km
四周目:5'46"/km
体重減少-2.3kg

とんでもなくペースが落ちますし、著しく汗をかき体重が減っています。
HR168狙いでは、三周目の後半からは心拍数が173で張り付き、
下がる気配見られず、ズルズルとLSDレベルにペースダウン。。。
夏マラソンの醍醐味を味わうことができました。

給水は、1周ごとに70ml程の規定濃度のポカリスエット。
ちょっとやっぱり濃かったかな、って気もしますが、
まずまずこんなもんで失敗はなかったと思います。

今回はスポンジなどの冷却サポートはとりあえず一切なしの条件です。

心拍数が上昇する原因は、もちろん汗で、
体表の温度が上昇しないように、せっせと血漿を毛細血管に運び、
それを汗にして、気化熱で体表の温度を維持しようとしているわけです。

だから直感的には、心拍数が上昇しても、
乳酸の分解が律速して乳酸濃度が上昇しているわけではないし、
その為の酸素の供給を呼吸が律速しているはずのないのです、が。

でも、実際にはハーハー、ゼーゼーしてくるし、
脚だって結構重くなってる感じがするので、ちゃんとLT3の乳酸が溜まっていそうです。
やはり、心拍数はいろんな体の変化の結果として表現されているようです。

この結果は、まだ暑さに慣れていないことによるのでしょうか、
こりゃどうみても30℃の気温でフルマラソンの完走は無理です。

暑さに体は慣れるのか? トレーニングで耐性は上がるのか?
心拍数を上げないような、クーリング方法はあるのか
今後、いろいろ試して、この辺の落ち率の推移を見てみようと思います。
6月の走行距離は286.1kmでした。
イメージ 1

例年オフシーズンの6月にしてはガンバッタ方です。

7月は北海道マラソンに向けての走り込みになります。
月間500kmと言いたいところですが、
秋冬ですらこれまでの最高が460km/月ですから、たぶん無理。
なんとか400km以上を狙いたいと思います。

で、これまでの夜トレに加え、
5km程度の朝ランも習慣化して、強化に拍車をかけます。

さて、安静時心拍数の方ですが、じわじわと下がっているよう見えます。
イメージ 2

相変らず増血薬の投与は続けています。

実はこの安静時心拍数、呼吸のし方で変化します。
明らかに大きく吸い込み、ゆっくりと吐くときに徐脈が起こります。

小さな呼吸を小刻みに行った場合に55bpm程度でも、
深呼吸すると40bpm程度まで落ちる時があり、今一正しい測定方法が不明です。
なので、とりあえず測定は、比較的ゆっくりと吸って吐いてが1サイクル
になるようなタイミングで計測し、それを3回実施して平均しています。

さて、前述したようにHR150でのランニングスピードですが、以前、気温との相関があることを示しましたが、
6月の推移を見ると安静時心拍数と同様に1kmのタイムは減少しています。
イメージ 3


この計測時も、心拍数に注意すると同時に、呼吸をかなり意識しています。
HR150一定で走る場合、ペースが遅いので、
通常の2歩吸って2歩吐いての呼吸では浅い呼吸になってしまい、
だんだん心拍数が上がろうとするので、ペースを落とさないといけないことわかりました。

そこで、4歩吸って4歩吐くような深い呼吸を、
平坦な場合では20〜30%織り交ぜてみると、心拍数が一時的に下がり、酸素負債の貯金が
でき、より速いペースを維持できるようです。
起伏がある場合には、下りでこの呼吸を入れます。

ちょっとした工夫で、HR150走がエアロビックトレーニングとしてより機能し、
心肺能力の向上に寄与するように思えます。今後ピッチ数との関係なども調べてみたいと思います。

7月からは、メインの夜ランで、
よりレースペースに近いHR168の頻度を増やし、データの分析をしていきたいと思います。
本年度中の最終目標は、HR168でサブスリーペースを達成することです。
北海道→つくば→東京(or荒川)とステップアップする、予定。


【近況】
先般の岩手内陸地震は、つくばでは震度3〜4で、あまりたいした事なかったのですが、
私の実験装置は、運悪く破損。。。。その修復に3ケ月を宣告され、今期絶望視。

だったのですが、いざリペアに入ってみると、なんとも『匠の技』は大したもので、
普段表に出ない某精密機械会社の名匠に来社いただき、
技巧の限りを尽くしていただいたところ、、、、なんと
二週間で完治。うぉ〜〜〜、俺はいま猛烈に感動しているぅ〜〜〜
モーゼの十戒をも上回る軌跡の大逆転、なんとか秋の学会投稿にデータが間に合いそうです。


【近況2】
昨日、9/1札幌-東京間のエアドゥー先割航空券を無事ゲット。
気が付けば、12:43分、13分ほど遅れを取りました、ヤバイ。
やはり狙ってた便はいっぱい、2便遅れになってしまいましたが、
なんとか低予算での北海道マラソンツアーを達成予定。


【近況3】
昨日、メタボ健康診断実施。ウエスト69cm。BMIは20。
なんか、問診の先生はつまらなそうでした。

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