乳酸閾値とは
乳酸閾値とは、有酸素運動から無酸素運動へ切り替わる境界点です。持久系スポーツでは、ペース配分やトレーニングの質を決める重要な目安になります。自分の乳酸閾値を把握し、その強度以下で長時間走り込みを行うことでスタミナを養い、乳酸閾値付近やそれを少し超える強度で練習することで、乳酸処理能力を高めていくことができます。
私たちの筋肉は、運動すると糖質を分解して ATP（エネルギーの通貨） を作ります。
酸素が十分にあるときは、有酸素代謝が中心となり、乳酸はあまり残らず、心臓や肝臓、他の筋肉でエネルギー源として再利用されます。
ところが、運動強度が高まり、より速いエネルギー供給が必要になると、有酸素代謝だけでは間に合わなくなります。そこで酸素を使わずに素早くATPを作れる 解糖系 がフル稼働します。その副産物として乳酸が多く作られます。
通常の低〜中強度の運動では、乳酸の「作られる量」と「処理される量」がほぼ釣り合っていて、血液中の乳酸濃度は安静時（約1 mmol/L）から少し高くなる程度に収まります。
しかし強度が上がると、血中乳酸が 約4 mmol/L に達する境目で急激に増えます。この境目を 乳酸閾値と呼びます。ここを超えると、乳酸が急増して筋肉の中が酸性に傾き、酵素の働きが落ち、疲労が一気に進みます。最大強度では 10 mmol/L以上 にもなることがあります。
重要なのは、このとき筋肉や心肺が酸素を全く受け取れなくなっているわけではない、ということです。筋肉は依然として酸素を利用しています。それでも乳酸が増えるのは「酸素不足」だからではなく、「すぐに大量のATPを作らなければならないから」解糖系が全力で働くためです。
こうして生まれた乳酸は単なる疲労物質ではなく、血液にのって全身を巡り、心臓や脳、遅筋などで再びエネルギー源として使われます。この仕組みを 乳酸シャトル と呼びます。
つまり乳酸は、酸素がある状態でも作られ、体内で再利用される大事な燃料でもあるのです。
乳酸は疲労の原因ではなく、運動中のエネルギー源として体を助ける味方
昔は「酸素が足りないと乳酸ができ、たまると筋肉が疲れる」と考えられ、乳酸は疲労物質とされていました。
しかし今では、乳酸は疲労の原因ではなく、むしろ運動中のエネルギー源として体を助ける味方であることがわかっています。
乳酸は、筋肉が糖質を分解してATP（エネルギー）を作る過程で自然に生まれます。
酸素が十分にある状態でも、運動中は急速にエネルギーを作る必要があるため、解糖系が活発に働き、大量のピルビン酸が生成されます。
しかし、ピルビン酸を酸化してエネルギーに変えるミトコンドリアには処理速度の限界があり、余ったピルビン酸は乳酸脱水素酵素によって乳酸に変換されます。
つまり、乳酸は「酸素不足だから」ではなく、「ピルビン酸の生成がミトコンドリアの処理能力を超えたとき」にできるのです。
生成された乳酸は、心臓や脳、酸素利用効率の高い筋繊維の燃料として再利用され、肝臓では再び糖に戻されます。
疲労の正体は乳酸ではなく、乳酸生成時に同時に発生する水素イオンによる筋肉の酸性化で、これが酵素の働きや筋収縮を妨げ、パフォーマンス低下を招きます。
さらに、乳酸が作られなくなるとエネルギー供給が滞り、むしろ疲労が早まることもあります。
したがって、乳酸は老廃物ではなく、エネルギー循環を支える重要な物質であり、持久力向上には乳酸を効率的に利用・除去する能力を鍛えることが重要です。
簡単に言うと
昔は「酸素不足で乳酸ができ、それが疲れの原因」と考えられていましたが、今では乳酸は疲労物質ではなく、エネルギー源になる“味方”だと分かっています。
運動中は糖の分解が速すぎてミトコンドリアが処理しきれず、余ったピルビン酸が乳酸に変わります。
乳酸は心臓や脳などで燃料として再利用され、疲れの原因は乳酸ではなく、一緒に生じる水素イオンによる筋肉の酸性化です。
運動強度と血中乳酸濃度の変化
骨格筋は運動時にATPを消費し続けるため、再合成が不可欠です。酸素が十分供給されている条件下では、糖質や脂質を基質とした ミトコンドリア依存的な有酸素代謝 が主体となり、乳酸産生は最小限に抑えられます。この際に生成した少量の乳酸は、心筋・遅筋線維・肝臓（コリ回路） などに取り込まれ、再酸化あるいは糖新生によって再利用されます。
一方、運動強度が上昇しATP需要が急増すると、有酸素系のATP供給速度では需要に追いつけなくなります。その結果、解糖系が亢進し、ピルビン酸から乳酸への変換（LDH反応） が増加します。これは酸素の有無に依存しない反応であり、「酸素不足」ではなく「ATP供給速度の要請」に起因するものです。
乳酸増加の主因 急速なATP供給要求に伴う解糖系活性化
乳酸閾値付近で乳酸が増えるのは、「酸素がなくなるから」ではありません。強度が上がるとATP需要が一気に高まり、解糖系がフル回転してピルビン酸がミトコンドリアの処理能力を上回るため、余った分が乳酸に変わってNAD⁺を再生し、解糖を回し続ける——この“流量ミスマッチが主因です。毛細血管の酸素分圧は下がっていても酸素は届いており有酸素代謝は続行。乳酸は悪者ではなく、心筋や遅筋で燃料として再利用もされます。ただ、産生が処理を超えるとH⁺などが蓄積して収縮効率が落ち、苦しくなる＝これがLTの正体です。
重要なのは、乳酸閾値付近の強度においても筋組織は依然として十分な酸素を受容している点です。毛細血管酸素分圧は低下してもゼロではなく、ミトコンドリア呼吸は継続 しています。したがって、乳酸増加の主因は「組織の無酸素化」ではなく、急速なATP供給要求に伴う解糖系活性化 によるものと解釈されます。
産生＞処理のミスマッチ（料金所が詰まり始める）
- ピルビン酸は本来、PDH → TCA回路 → 電子伝達系で有酸素的に酸化される。
- しかしPDH/TCA/ミトコンドリアの“本線処理能力”には上限がある。
- 生成（解糖）＞処理（酸化）になると、ピルビン酸が余る＝詰まりが発生。
レドックス維持のための乳酸化（渋滞回避の迂回路）
- 余ったピルビン酸はLDHで乳酸へ：
ピルビン酸＋NADH＋H⁺ → 乳酸＋NAD⁺ - ここでNAD⁺が再生されるから、解糖は止まらず回り続けられる。
- つまり乳酸産生は解糖を止めないための安全弁（迂回路）。
- なお、細胞質のNADH/NAD⁺比が上がると、この反応はより乳酸側へ傾く。
乳酸閾値で乳酸が増えるのは酸素がないからではなく、ATP需要に追いつくために解糖が先に走り、酸化処理が追いつかないから。
だからこそ、酸化系（ミトコンドリア）と乳酸処理の能力を鍛え、ペースと栄養を合わせることが、乳酸閾値の引き上げと実戦パフォーマンス向上の鍵になります。
乳酸閾値を超えると筋肉内は急速に 酸性化 します
運動強度が一定のレベルを超えると、筋肉はより多くのエネルギーを必要とするため、解糖系による糖分解が急激に活発になります。
このとき生じる代謝産物の ピルビン酸は、通常であればミトコンドリアに運ばれて酸素を使った「有酸素代謝」で処理されます。しかし、発生量がミトコンドリアの処理能力を上回ると、余剰分が 乳酸へと変換されます。こうして乳酸が急増すると、血液中の乳酸濃度が一気に上がり始めます。
乳酸閾値を超えると、筋肉内は急速に 酸性化 します。その結果：
- 筋肉の収縮力が低下：カルシウムの動きが妨げられ、力が出しにくくなる
- 酵素の働きが阻害：代謝に必要な酵素がうまく働かず、ATP産生効率が低下
- エネルギー供給が乱れる：糖も脂質もうまく燃やせず、スタミナ切れが早まる
これらが重なり、疲労が一気に進み、長時間その強度を維持するのが難しくなります。息苦しさも強く感じられます。
乳酸閾値を境にした運動の違い
乳酸閾値を境にすると、運動は2つのゾーンに分けられます。
- 乳酸閾値以下の低〜中強度運動
低〜中強度運動では、乳酸産生速度と除去速度（再酸化・糖新生・輸送） がほぼ釣り合っています。そのため血中乳酸濃度は安静時（約1 mmol/L）から少し上がる程度で 2〜3 mmol/L 程度にとどまります。
→ 疲れにくく、長時間続けられる。 - 乳酸閾値を超える強度 強度が上昇し、除去能力を超えて産生が加速すると、血中乳酸濃度は非線形的に増加します。特に約 4 mmol/L を境に急激に上昇する点があり、これが乳酸閾値または OBLA と呼ばれるものになる。乳酸閾値を超えると筋内pHの低下、ホスホフルクトキナーゼ（PFK）など解糖系酵素の抑制、カルシウム動員障害などが起こり、パフォーマンス低下に直結します。最大強度時には 10 mmol/L以上 に達することも報告されています。
急激にエネルギーが必要になり、解糖系がフル稼働。処理能力を超えた乳酸が血液にたまり、筋肉は酸性に傾きます。酵素の働きが落ち、収縮力も弱まり、疲労が一気に進行。
乳酸閾値以下の低〜中強度
乳酸閾値以下の低〜中強度運動は、乳酸の産生と除去がバランスしているため、血中乳酸濃度は大きく上昇せず、疲れにくく長時間の運動が可能です。ミトコンドリア中心の有酸素代謝により、脂質と糖を安定的に燃焼できることが特徴であり、このゾーンでの継続的なトレーニングは毛細血管の増加やミトコンドリア機能の向上を促し、持久力の基盤づくりに最も適した領域といえます。
血中乳酸濃度とバランス
低〜中強度の運動では、筋肉で生じる乳酸の「産生」と「除去」がほぼ釣り合っています。
- 乳酸の産生：解糖系によるピルビン酸からの変換
- 除去：心臓や肝臓での再酸化、糖新生、遅筋線維への取り込み
このバランスにより、血中乳酸濃度は安静時（約1 mmol/L）から 2〜3 mmol/L程度 にわずかに上がるだけで、急増することはありません。
エネルギー供給の仕組み
このゾーンの主役は ミトコンドリアによる有酸素代謝 です。
- 糖（グリコーゲンや血糖）と脂質（脂肪酸）を酸素を使って効率的に燃焼
- 安定したATP産生が可能
- 乳酸も多少は発生するが、同時に速やかに処理されるため蓄積しない
結果として、筋肉は酸性化せず、長時間の運動を続けることができます。
身体感覚と持続性
体感としては「楽〜ややきつい」レベル。
- 呼吸や心拍数は上がるが、会話が可能な範囲
- 疲労感は軽度で、長時間の運動に最適
- マラソンのLSD（Long Slow Distance）や有酸素系の基礎トレーニングがここに該当
生理的適応とトレーニング効果
このゾーンでのトレーニングは、持久力の基盤を作るのに重要です。
- 毛細血管の増加 → 酸素や栄養の供給効率が改善
- ミトコンドリアの増加と機能向上 → 酸素利用能力の拡大
- 脂質利用の効率化 → 糖の節約（グリコーゲンスパーリング効果）
これにより、同じ運動強度でも「乳酸がたまりにくくなる」「疲れにくくなる」といった適応が得られます。
乳酸閾値を超える強度
運動強度が上がると、筋肉内では急激にATPを供給する必要が生じます。通常、酸素を使った有酸素代謝が主役ですが、短時間に大量のエネルギーを必要とする局面では、酸素を使わない解糖系がフル稼働します。その結果、ピルビン酸が急増し、ミトコンドリアで処理しきれなかった分が乳酸として変換・蓄積されます。
特に血中乳酸濃度が約4 mmol/Lを境にして非線形的に急増する現象が見られ、これが「乳酸閾値（LT）」または「OBLA（Onset of Blood Lactate Accumulation）」と呼ばれます。最大強度に達すると、乳酸濃度は10 mmol/L以上に達することも報告されています。
乳酸蓄積による筋内環境の変化
乳酸閾値を超えると、以下のような代謝的・生理的障害が起こります。
- 筋内pHの低下（酸性化）
酸性環境に傾くことで、収縮に必要なカルシウム動員が阻害されます。 - 解糖系酵素の抑制
代表的にはホスホフルクトキナーゼ（PFK）が働きにくくなり、糖分解そのものが停滞します。 - 収縮力とATP産生効率の低下
酵素活性の阻害と酸性化により、筋肉の出力が急速に落ち、強い疲労感が短時間で訪れます。
高強度ゾーンとトレーニング効果
一見すると「疲労を加速させるだけ」のように思える高強度ゾーンですが、トレーニングに活用することで逆に大きな適応効果を得られます。
- 乳酸処理能力の強化
心臓や遅筋線維での乳酸再利用、肝臓での糖新生（コリ回路）が活性化し、乳酸シャトルが効率的になります。 - 乳酸閾値（LT）の上昇
定期的な高強度刺激によって、同じ運動強度でも乳酸が溜まりにくくなり、持久力が向上します。
筋線維の構成比率は乳酸閾値に大きく影響します。
筋代謝の転換点：乳酸閾値を左右する大きな要因のひとつが筋肉の質です。
骨格筋の線維タイプと乳酸処理能力は、乳酸閾値を通じて持久力や瞬発力に直結します。
乳酸閾値は「疲れにくく長く続けられる強度」を決める指標であり、持久力向上トレーニングの中心的な考え方となります。
乳酸閾値を決める筋線維のタイプ
乳酸閾値の高さは心肺機能だけでなく、筋肉そのものの質にも大きく左右されます。特に、筋線維のタイプとミトコンドリアの働きが深く関わっています。
- 遅筋線維（タイプI）：遅筋優位でミトコンドリア密度が高い筋肉は乳酸酸化能が高く、乳酸閾値を押し上げる。
ミトコンドリア密度が高く、酸化酵素活性（クエン酸合成酵素やシトクロムオキシダーゼなど）が豊富で、有酸素的ATP産生能に優れます。乳酸産生は少なく、MCT1（モノカルボン酸トランスポーター1）の発現により乳酸を積極的に取り込み酸化できるため、乳酸閾値を高値に維持します。代表例はヒラメ筋です。 - 速筋線維（タイプII）：速筋優位で解糖系依存が強い筋肉は乳酸産生が増大し、乳酸閾値を低下させる。
解糖系酵素の活性が高く、短時間で大量のATPを産生できますが、乳酸産生が多く、MCT4（乳酸排出トランスポーター）の発現が優位であるため乳酸を外部へ放出しやすくなります。腓腹筋はこの性質を持ち、高強度運動で乳酸閾値が低くなりやすい傾向にあります。
- 遅筋線維は酸化能・MCT1発現により乳酸を再利用 → LTを高める。
- 速筋線維は解糖依存・MCT4発現により乳酸を放出 → LTを低める。
- LTは筋線維タイプの比率と、それに伴う代謝特性（ミトコンドリア量、MCT発現、LDHアイソフォーム）によって強く規定される。
トレーニングと乳酸閾値の関係
乳酸閾値は、運動中に血中乳酸が急激に増え始める強度の境界線です。この強度を超えると、筋肉が酸性に傾いて動きにくくなり、息苦しさや疲労感が一気に強くなります。しかし、持久的なトレーニングを続けると、乳酸閾値は徐々に高まり、以前よりも強い負荷でも余裕をもって動けるようになります。
その理由の一つは、筋肉細胞内にあるミトコンドリアが増え、酸素を使った代謝能力が高まることです。ミトコンドリアの数と働きが増えることで、解糖系で生じたピルビン酸を効率的に酸化できるようになり、乳酸に変換されにくくなります。
さらに、トレーニングを積むと乳酸を再利用する力も強化されます。乳酸は単なる疲労物質ではなく、心臓や遅筋繊維で燃料として使われたり、肝臓で糖に戻されたりする重要なエネルギー源です。こうした再利用の仕組みが鍛えられることで、血液中に乳酸が過剰に蓄積するのを防げるようになります。
加えて、糖を分解してATPを作る解糖系と、酸素を利用して代謝する酸化系の連携も改善します。これにより、ピルビン酸がスムーズにミトコンドリアに送られ、乳酸への変換が減少するのです。結果として、乳酸の急増が起こりにくくなり、乳酸閾値が高くなります。
この背景には、体が持つ三つのエネルギー供給系の特徴も関わっています。
3つのエネルギー供給系と乳酸の関係
- ホスファゲン系（ATP–PCr系）：即効性だが容量小（乳酸なし）
心臓や遅筋線維での乳酸再利用、肝臓での糖新生（コリ回路）が活性化し、乳酸シャトルが効率的になります。 筋肉の中にあらかじめ蓄えられているATPとクレアチンリン酸を使って、瞬間的に力を生み出すシステムです。非常に速く反応するため、100mダッシュや重量挙げのような爆発的な動きに使われます。ただし持続時間はおよそ10秒程度と短く、乳酸もほとんど発生しません。 - 解糖系（無酸素的解糖）：速効性で中容量（乳酸生成あり）
定期的な高強度刺激によって、同じ運動強度でも乳酸が溜まりにくくなり、持久力が向上します。筋肉に蓄えられたグリコーゲンや血液中のブドウ糖を分解してATPを作ります。酸素を使わずにエネルギーを生み出せるため速効性がありますが、持続できるのは1〜2分ほどです。この過程では副産物として乳酸が発生します。ただし乳酸は単なる疲労物質ではなく、心臓や遅筋の燃料として再利用されたり、肝臓で糖に戻されたりする大切なエネルギー源でもあります。 - 酸化系（有酸素系）：遅いが最大容量（乳酸を再利用)用） ミトコンドリアを使って糖や脂肪を酸素で燃焼させ、長時間にわたり安定的にATPを供給するシステムです。反応のスピードは遅いものの、持久力に優れており、マラソンや長距離のサイクリングなどを支えるのはこのシステムです。また、酸化系は乳酸の処理や再利用が得意で、血液中の乳酸濃度を安定させる働きもあります。
持久的なトレーニングを積み重ねると、筋肉内のミトコンドリアの数と機能が増加し、乳酸の処理能力が高まります。さらに毛細血管密度が増え、酸素供給と代謝産物の除去が効率的になります。また、乳酸を細胞間でやり取りして再利用する乳酸シャトルの仕組みも強化され、血中乳酸の急上昇が起こりにくくなります。加えて、解糖系と酸化系の連携がスムーズになり、ピルビン酸がより多くミトコンドリアに送られるようになるため、乳酸への変換が減少します。
このような変化によって、乳酸の産生と処理のバランスが改善され、結果として乳酸閾値が高まるのです。すなわち、トレーニングによって体は同じ運動強度でも乳酸をためにくい状態に適応し、より高い強度で長く動けるようになります。
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