状況、運動の種類、
運動量
運動への反応を変えるもの
運動に対する反応は一人ひとり異なります。生理状態、行動、運動の種類、運動量が相互に作用し、身体が運動をどのように感知・応答するかを決めます。
概日、睡眠、ストレス、動機、情緒、環境、生理状態が、神経内分泌、自律神経、自覚的な運動強度と反応に影響します。
行動・状況に関わる
調節要因
概日リズムの状態
睡眠の状態
ストレス負荷
動機／情緒
周囲の
環境
個人の
生理的状態
神経内分泌の
活性化
自律神経の緊張度
自覚的な
運動強度
運動への
反応性
運動の種類
有酸素運動
（持久力）
抵抗運動
（筋力）
HIIT
（高強度間歇）
可動性／
平衡
運動量
- 強度
- 時間
- 頻度
- 漸進
- 回復
行動・状況に関わる
調節要因
概日リズムの状態
睡眠の状態
ストレス負荷
動機／情緒
周囲の
環境
個人の
生理的状態
神経内分泌の
活性化
自律神経の緊張度
自覚的な
運動強度
運動への
反応性
運動の種類
有酸素運動
（持久力）
抵抗運動
（筋力）
HIIT
（高強度間歇）
可動性／
平衡
運動量
- 強度
- 時間
- 頻度
- 漸進
- 回復
図のテキストを読む
行動・状況に関わる調節要因
概日リズムの状態
睡眠の状態
ストレス負荷
動機／情緒
周囲の環境
個人の生理的状態
神経内分泌の活性化
自律神経の緊張度
自覚的な運動強度
運動への反応性
運動の種類
有酸素運動（持久力）
抵抗運動（筋力）
HIIT（高強度間歇）
可動性／平衡
運動量
- 強度
- 時間
- 頻度
- 漸進
- 回復
運動中の生理的感知
身体が運動を感知する仕組み
運動中には、機械、代謝、循環・低酸素、神経内分泌の変化が同時に感知されます。
機械的負荷は、筋肉の収縮や腱・骨へのストレスを反映します。代謝ストレスは、エネルギー需要の増大、
カルシウムのシグナル伝達、乳酸の産生、グリコーゲンの利用を反映します。
血流と酸素供給の変化は血行動態と低酸素のシグナルを生み、交感神経とホルモンの活性化が
全身の準備状態を整えます。
これらのシグナルが一体となって、体の急性の生理的反応を開始します。
機械的負荷
- 筋収縮
- 腱と骨へのストレス
- 機械的シグナル伝達
- Integrin／FAK／YAP–TAZ
代謝ストレス
- AMP/ATP比 ↑
- AMPKの活性化
- Ca²⁺のシグナル伝達
- 乳酸 ↑
- グリコーゲンの枯渇
循環・低酸素シグナル
- 血流とずり応力 ↑
- 一酸化窒素（NO）↑
- 一過性の低酸素
- HIF-1αの活性化
神経内分泌の活性化
- 交感神経の活性化
- カテコールアミン ↑
- GH ↑
- コルチゾール（急性）↑
- インスリン／グルカゴンの調節
急性の生理的反応
急性の
生理的
反応
生理的な感知から即時の作用へ
機械的、代謝的、血管系、神経内分泌系のシグナルが合流し、数分から数時間以内に素早い生理的変化を生みます。
心拍・心拍出、換気・酸素、血流、温度、ホルモン・代謝物が変化し、酸素栄養供給、糖脂肪動員、乳酸・ROS の情報伝達、適応準備へとつながります。
数分から数時間で生じる急性反応
- 心拍数と
心拍出量 ↑ - 換気量と
酸素摂取量 ↑ - 活動組織・主要器官への
血流の変化 ↑ - 体温の
上昇 ↑ - ホルモンの
急増 - 代謝物の
放出
主な急性の変化
栄養と酸素の
供給の増加
血液灌流と
基質の利用可能性の向上。
エネルギーの動員
グルコースと脂肪酸：
基質の利用可能性の
向上。
代謝副産物による
シグナル伝達
乳酸とROS：
細胞に情報を伝えるシグナル。
神経内分泌系の準備
適応に向けた
準備状態の向上。
数分から数時間で生じる急性反応
心拍数と
心拍出量 ↑
換気量と
酸素摂取量 ↑
活動組織・主要器官への
血流の変化 ↑
体温の
上昇 ↑
ホルモンの
急増
代謝物の
放出
主な急性の変化
栄養と酸素の
供給の増加
血液灌流と
基質の利用可能性の向上。
エネルギーの動員
グルコースと脂肪酸：
基質の利用可能性の
向上。
代謝副産物による
シグナル伝達
乳酸とROS：
細胞に情報を伝えるシグナル。
神経内分泌系の準備
適応に向けた
準備状態の向上。
乳酸
ROS
図のテキストを読む
数分から数時間で生じる急性反応
心拍数と心拍出量 ↑
換気量と酸素摂取量 ↑
活動組織・主要器官への血流の変化 ↑
体温 ↑
ホルモンの急増
代謝物の放出
主な急性の変化
栄養と酸素の供給の増加
血液灌流と基質の利用可能性の向上。
エネルギーの動員
グルコースと脂肪酸：基質の利用可能性の向上。
代謝副産物によるシグナル伝達
乳酸とROS：細胞に情報を伝えるシグナル。
神経内分泌系の準備
適応に向けた準備状態の向上。
乳酸
ROS
収縮する
筋肉からの
末梢シグナル
内分泌器官としての骨格筋
筋は内分泌器官でもあります。収縮する筋が、活動とエネルギー状態を伝えるシグナルを放出し、脳や他の器官へとつなぎます。
これらのシグナルには、マイオカイン、エクサカイン、
代謝物、成長因子、血管関連因子が含まれます。
血液循環と神経の情報伝達を通じて、
協調した全身の反応に
貢献します。
内分泌器官として働く
収縮中の
骨格筋
マイオカイン・運動関連因子
- IL-6
- Irisin／FNDC5
- IL-15
- FGF21
- Apelin
- Myonectin
成長・血管関連因子
- IGF-1
- VEGF
- HGF
マイオカイン・運動関連因子
- IL-6
- Irisin／FNDC5
- IL-15
- FGF21
- Apelin
- Myonectin
代謝物
- 乳酸
- ATP / ADP / AMP
- アミノ酸
- ケトン体
成長・血管関連因子
- IGF-1
- VEGF
- HGF
内分泌器官として働く
収縮中の
骨格筋
図のテキストを読む
マイオカイン・運動関連因子
- IL-6
- Irisin／FNDC5
- IL-15
- FGF21
- Apelin
- Myonectin
代謝物
- 乳酸
- ATP / ADP / AMP
- アミノ酸
- ケトン体
成長・血管関連因子
- IGF-1
- VEGF
- HGF
内分泌器官としての骨格筋
神経経路と
中枢での統合
運動による末梢のシグナルが脳に届く仕組み
筋、関節、代謝の入力が、求心性経路を通じて中枢神経系に届きます。
脳幹、視床下部、辺縁系、皮質が情報を統合し、ANS・HPA・運動出力を調整します。脳と末梢組織は双方向に情報を交換します。
感覚環境、情動の方向性、自律神経調節、ストレス緩和も、辺縁系・視床下部、HPA軸／ANS、神経化学的経路を介して反応を変化させる可能性があります。
求心性シグナル
筋肉の
センサー
関節の
センサー
代謝の
センサー
中枢統合
脳幹・視床下部・大脳辺縁系・大脳皮質
遠心性の出力
ANS
HPA軸
運動
系
感覚・情緒による神経調節入力
- 感覚的な状況
- 情緒の快・不快
- 自律神経の調節
- ストレスを緩和する入力
- 辺縁系と視床下部の
回路 - HPA軸／ANS
- 神経化学的な
シグナル伝達
求心性シグナル
筋肉の
センサー
関節の
センサー
代謝の
センサー
中枢統合
脳幹・視床下部・大脳辺縁系・大脳皮質
遠心性の出力
ANS
HPA軸
運動
系
感覚・情緒による神経調節入力
- 感覚的な状況
- 情緒の快・不快
- 自律神経の調節
- ストレスを緩和する入力
辺縁系と視床下部の
回路
HPA軸／ANS
神経化学的な
シグナル伝達
図のテキストを読む
求心性シグナル
筋肉のセンサー
関節のセンサー
代謝のセンサー
中枢統合
脳幹・視床下部・大脳辺縁系・大脳皮質
遠心性の出力
ANS
HPA軸
運動系
感覚・情緒による神経調節入力
- 感覚的な状況
- 情緒の快・不快
- 自律神経の調節
- ストレスを緩和する入力
辺縁系と視床下部の回路
HPA軸／ANS
神経化学的なシグナル伝達
神経化学的反応と
神経調節の
反応
神経
反応
運動が脳のシグナル伝達を調節する仕組み
運動は、動機、情緒、認知、痛み、神経適応に関わる複数の神経化学系に影響します。
モノアミン系、コリン作動性、興奮・抑制系、内因性の報酬経路は、神経栄養因子とともに反応します。これらのシステムは独立して働くのではなく、協調した調節によって身体活動に対する脳の反応を形づくります。
モノアミン
- ドーパミン（DA）
- セロトニン（5-HT）
- ノルアドレナリン（NE）
興奮と抑制の
バランス
- グルタミン酸とGABAの
バランスの
改善
コリン作動性の
シグナル伝達
- アセチルコリン（ACh）
内因性の報酬
と鎮痛
- エンド
カンナビノイド
（AEA、2-AG） - β-エンドルフィン
神経栄養因子
- BDNF
- IGF-1
- VEGF
モノアミン
- ドーパミン（DA）
- セロトニン（5-HT）
- ノルアドレナリン（NE）
興奮と抑制の
バランス
- グルタミン酸とGABAの
バランスの
改善
コリン作動性の
シグナル伝達
- アセチルコリン（ACh）
内因性の報酬
と鎮痛
- エンドカンナビノイド
（AEA、2-AG） - β-エンドルフィン
神経栄養因子
- BDNF
- IGF-1
- VEGF
図のテキストを読む
モノアミン
- ドーパミン（DA）
- セロトニン（5-HT）
- ノルアドレナリン（NE）
興奮・抑制
- グルタミン酸とGABAのバランスの改善
コリン作動性シグナル
- アセチルコリン（ACh）
内因性の報酬・鎮痛
- エンドカンナビノイド（AEA、2-AG）
- β-エンドルフィン
神経栄養因子
- BDNF
- IGF-1
- VEGF
臓器間の
コミュニケーション
運動が筋肉と
全身の臓器をつなぐ
運動中に生まれるシグナルは、骨格筋、脳、末梢臓器の間に多方向の情報伝達を生みます。
筋と脳、心血管、骨、
肝、脂肪、膵、
免疫・腸の連携が、
神経、代謝、血管、
骨格、免疫の応答を
協調させ、
全身の反応へとつなぎます。
収縮する
骨格筋
筋肉と脳
- 神経可塑性
- 気分
- 認知
- ストレスへのレジリエンス
筋肉–心臓・
血管軸
- NOの産生
- 血管新生
- 血圧の
調節
筋肉と骨
- 骨芽細胞の活動
- 骨の再構築
筋肉と肝臓
- グルコースの取り込み
- グリコーゲンの調節
- インスリン感受性
筋肉と脂肪組織
- 脂肪分解
- 内臓脂肪の減少
- アディポカインの調節
筋肉と膵臓
- インスリンの分泌
- 血糖の恒常性
筋肉と免疫・腸
- 免疫調節
- サイトカインのバランス
- 腸内微生物叢の調節
筋肉と脳
- 神経可塑性
- 気分
- 認知
- ストレスへのレジリエンス
筋肉–心臓・
血管軸
- NOの産生
- 血管新生
- 血圧の
調節
筋肉と骨
- 骨芽細胞の活動
- 骨の再構築
筋肉と肝臓
- グルコースの取り込み
- グリコーゲンの調節
- インスリン感受性
筋肉と脂肪組織
- 脂肪分解
- 内臓脂肪の減少
- アディポカインの調節
筋肉と免疫・腸
- 免疫調節
- サイトカインのバランス
- 腸内微生物叢の調節
筋肉と膵臓
- インスリンの分泌
- 血糖の恒常性
収縮する
骨格筋
図のテキストを読む
筋肉と脳
- 神経可塑性
- 気分
- 認知
- ストレスへのレジリエンス
筋肉と心血管
- NOの産生
- 血管新生
- 血圧の調節
筋肉と骨
- 骨芽細胞の活動
- 骨の再構築
筋肉と肝臓
- グルコースの取り込み
- グリコーゲンの調節
- インスリン感受性
筋肉と脂肪組織
- 脂肪分解
- 内臓脂肪の減少
- アディポカインの調節
筋肉と免疫・腸
- 免疫調節
- サイトカインのバランス
- 腸内微生物叢の調節
筋肉と膵臓
- インスリンの分泌
- 血糖の恒常性
収縮する骨格筋
下流の
細胞内
シグナル
運動のシグナルが細胞の適応を生む仕組み
AMPK、PGC-1α、Akt／mTOR、Nrf2、SIRT1、自食・ミトファジー、NF-κB などの経路が、細胞のエネルギー、構造、防御、更新、炎症適応に関わります。
運動を繰り返すことで、短期的な反応が持続的な細胞・全身の適応へと発展していきます。
末梢のシグナル
（収縮する筋肉やその他の組織から）
- マイオカイン／
エクサカイン - 代謝物
- 成長因子／
血管関連因子
神経化学的反応と
神経調節の反応
（中枢神経系）
器官間の連携
細胞外空間
細胞膜
細胞質
- AMPK
- エネルギー
代謝 - PGC-1α
- ミトコンドリアの
生合成 - Akt / mTOR
- タンパク質
合成 - Nrf2
- 抗酸化
防御 - サーチュイン
（SIRT1） - 自食／
ミトファジー - NF-κB
（慢性） - 細胞の修復と
抗炎症性の
適応
末梢のシグナル
（収縮する筋肉やその他の組織から）
マイオカイン／
エクサカイン
代謝物
成長因子／
血管関連因子
神経化学的反応と
神経調節の反応
（中枢神経系）
器官間の連携
細胞外空間
細胞膜
細胞質
AMPK
PGC-1α
Akt / mTOR
Nrf2
サーチュイン
（SIRT1）
NF-κB
（慢性）
エネルギー
代謝
ミトコンドリアの
生合成
タンパク質
合成
抗酸化
防御
自食／
ミトファジー
細胞の修復と
抗炎症性の
適応
ATP
図のテキストを読む
末梢のシグナル
（収縮する筋肉やその他の組織から）
マイオカイン／エクサカイン
代謝物
成長因子／血管関連因子
神経化学的反応と神経調節の反応
（中枢神経系）
器官間の連携
細胞外空間
細胞膜
細胞質
AMPK
エネルギー代謝
PGC-1α
ミトコンドリアの生合成
Akt / mTOR
タンパク質合成
Nrf2
抗酸化防御
サーチュイン（SIRT1）
自食／ミトファジー
NF-κB（慢性）
細胞の修復と抗炎症性の適応
ATP