栄養タイミングは、パフォーマンスを最大化、トレーニング適応を増強、および回復を促進するために、特定の時点で栄養素と関連のエルゴジェニック補助食品の目的を持って消費することを含みます … 今日まで、栄養タイミングの研究の大部分は、炭水化物とタンパク質という2つの大栄養素の有効性を調査してきました。 しかし、少数ではあるが、カフェイン、クレアチン、硝酸塩、炭酸水素ナトリウム、ベータアラニン、鉄およびカルシウムの戦略的摂取が筋肉および運動パフォーマンスに影響を与える可能性があることを示す文献も出てきている。 したがって、この叙述的レビューの目的は、微量栄養素および非栄養素の急性および慢性サプリメント摂取タイミング戦略について調査した一連の文献を簡潔かつ包括的にまとめ、この分野における将来のタイミング研究の潜在的方向性を提示することである。
パフォーマンスを向上させるタイミング戦略
カフェイン
カフェインはトリメチルキサンチンで、肝臓の P450 チトクローム系で異化され、テオフィリン、テオブロミン、パラキサンチンという 3 つのジメチルキサンチンになります (Review for Graham et al. ). カフェインは、アデノシン受容体拮抗薬として、あるいはホスホジエステラーゼ 、興奮-収縮カップリングに影響を与えることによって、筋肉や運動能力に影響を与える可能性がある。 持久的運動の前に3～6mg/kgのカフェインを急性摂取すると、脂肪利用率に好影響を与え、疲労感を軽減し、運動への意欲を高め、パフォーマンスを向上させることが示されている …。 同様に、レジスタンストレーニングを用いた研究でも、運動前のカフェイン摂取による結果はまちまちであり、力生産と筋持久力の有意な増加を報告した研究もあれば、そのような変化を検出できなかった研究もある …。 最近のメタ分析では、Grgicらは、10件の研究にわたる149人の参加者を対象に、カフェイン補給の効果を調べ、カフェイン補給は筋力を有意に改善すると結論づけた（標準化平均差：0.20、95％信頼区間、p = 0.023）。 Politoらは、男性227名、女性21名からなる17件の研究に対してメタ解析を行い、カフェインが筋力パフォーマンスに及ぼす影響を明らかにしました。 その結果、カフェイン補給は筋持久力とパフォーマンスを向上させることが示されました（Effect size: 0.29-0.48, p < 0.01 ）。 血漿中のカフェイン濃度は通常、摂取後60分以内にピークに達するため、運動とカフェイン消費のタイミングに注目することは理にかなっています。 しかし、カフェインの投与方法（カフェインガム、カプセル、水溶液など）の違い、多様な運動介入の欠如、カフェイン代謝に影響を与える根本的な遺伝的要因によって、利用可能なカフェインタイミングの研究から得られる結論は、範囲がやや限定されていることに注意することが重要である。
現在までのところ、すべてのカフェインタイミングの研究は、サイクル運動モデルのみを利用しています。 BellとMcLellanは、よく訓練された個人が、疲労するサイクリング運動を行う1、3、6時間前にカフェイン（5 mg/kg）を摂取すると、運動前の1時間と3時間の物質摂取後にのみ、運動時間-疲労度が著しく（p < 0.05 ）増加することを示しました。 Cox氏らは、高度に訓練されたサイクリストを対象に、ピーク酸素消費量（VO2peak）70％で2時間の定常サイクリングを行った後、カフェイン摂取のいくつかのプロトコルがサイクルタイムトライアルパフォーマンスに及ぼす影響を同様に比較した。 定常走行1時間前に6mg/kgのカフェインをカプセルで摂取、または定常走行中に20分ごとに1mg/kgのカフェインを6回摂取し、70%VO2peakでタイムトゥエクスhaustionのサイクリングを実施した。 カフェインの摂取は、いずれの条件においても、プラセボと比較してタイムトライアルのパフォーマンスを向上させたが、グループ間のパフォーマンスに差はなかった。ただし、タイムトライアルのパフォーマンスは、運動前にカフェインを摂取した場合にのみプラセボよりも有意に高かった（p = 0.04）。 同様に、Conwayらは、自転車運動の1時間前にカプセルでカフェインと同量の単回投与（6mg/kg）と比較して、カフェインの分割投与ではエルゴジェニック効果の追加はないことを明らかにした。 最後に、水分補給戦略の一環として運動中にカフェインを投与することは、その後のパフォーマンスを向上させるために有効な方法であると思われる。 TalanianとSprietは、120分の定常サイクリングの80分後に、炭水化物-電解質溶液の一部として100mgまたは200mgのカフェインを投与し、その後すぐに120分のサイクリングタイムトライアルを実施した。 当然のことながら、カフェインの両条件とも、プラセボと比較してタイムトライアルのパフォーマンスを有意に（p < 0.05）改善したが、カフェイン200mg用量は、100mg用量よりもタイムトライアルのパフォーマンスをより大きく改善させた。
2つの研究では、カプセルよりも吸収速度が速いカフェイン入りチューインガムのタイミングについて調査しています。 Ryanらは、85%VO2max（最大酸素消費量）でのサイクリング排ガス試験の35分前と5分前にカフェイン入りチューインガム（200mg）を投与し、運動後15分にも再度投与してその効果を調査しました。 カフェインの投与量が少なかったためか、カフェインが運動パフォーマンスに影響を与えることはありませんでした。 その後の研究では、サイクリングタイムトライアル2時間前、1時間前、5分前にカフェイン入りチューインガム（300mg）を男性サイクリストに投与した。 その結果、運動60分前（41.8±2.6分）、運動2時間前（42.6±2.2分）と比較して、運動直前（38.7±1.2分）のみタイムトライアルの成績に有意な改善（p＝0.023）が見られたと報告されています。 各研究の結果から、カフェイン入りチューインガム（300mg）は、疲労困憊するまでの有酸素運動の直前に、わずかながらエルゴジェニックな効果を発揮する可能性があることが示唆されました。 しかし、この結果をさらに一般化するためには、より多様な運動様式におけるさらなる研究が必要である。 さらに、吸収速度および生物学的利用能の違いが、与えられたタイミングプロトコルの有効性を劇的に変える可能性があるため、カフェイン投与のさまざまなモードの影響を定量化する必要があります。
食事性硝酸塩
近年、多くの査読付き研究により、耐久および間欠運動中のパフォーマンスを改善する効果が立証されていることから、食事性硝酸塩は劇的に普及してきています。 硝酸塩は、ほうれん草、レタス、セロリなどの葉物野菜や、ビーツなどの根菜類に含まれています。 食事から摂取された硝酸塩（NO3-）は、口腔内の細菌によって亜硝酸塩（NO2-）に還元され、胃で一酸化窒素（NO）になりますが、一部の亜硝酸塩は全身に循環することが分かっています。 NOは、血流と筋収縮力を強化し、有酸素運動に伴う酸素コストを削減することで、運動パフォーマンスを向上させる可能性があります。 現在までのところ、食事性硝酸塩の消費を用いた研究の多くは、3～6日間の予防的補給期間を利用しているが、急性食事性硝酸塩消費の効果を検討する研究者は、運動の約2～3時間前にサプリメントを投与していることが多い . しかし、急性期の硝酸塩摂取のタイミングに関する情報は限られている。 Hoonらは最近、75分の休息を挟んで4分間のタイムトライアルを2回行った国内レベルのサイクリストを対象に、3つの硝酸塩摂取タイミング戦略の影響を比較した。 二重盲検法、クロスオーバー法において、参加者は最初のタイムトライアルの150分前と75分前に、ビーツジュースとプラセボの3種類の組み合わせを摂取した。 ビーツジュースを最初のタイムトライアルの150分前に投与（プラセボは75分前に摂取）、ビーツジュースを最初のタイムトライアルの75分前に投与（プラセボは150分前に摂取）、ビーツジュースを両時点で投与という組み合わせであった。 しかし、食事性硝酸塩の補給（タイミングに関係なく）は、1回目のタイムトライアルのパフォーマンスを統計的に改善せず、補給条件はプラセボと比較して、2回目のタイムトライアルのパフォーマンスをわずかに損なった可能性がある。 著者らは、試験期間中に他の食事からの硝酸塩が制限されなかったことを指摘し、これは、試験期間中に全参加者の食事による硝酸塩摂取を完全に制限した他の研究と比較して、硝酸塩補充による影響を減少させた可能性があるとしている。 明確な結論を出す前に、この新しい分野でさらなる研究が必要であることは明らかである（表1）。
Creatine monohydrate
クレアチンというサプリメントは最も人気があり、現在最も科学的に調査されている栄養補助食品の 1 つです。 この点で、クレアチン補給は、高エネルギーリン酸代謝、細胞の水分補給状態、筋タンパク質動態、衛星細胞、同化成長因子、および炎症に影響を与えることにより、レジスタンストレーニングと連動して高強度の運動能力を改善し、筋肉量と筋パフォーマンスを増加させることが繰り返し実証されています。
クレアチン摂取のタイミングは、レジスタンストレーニングからの生理的適応を高める重要な戦略であると思われます。 例えば、CribbとHayesは、レジスタンストレーニングを行った男性のマッチンググループに、10週間の構造化されたレジスタンストレーニング期間中、同量のタンパク質、炭水化物、クレアチンモノハイドレートを含むサプリメントを提供しました。 栄養成分の組み合わせが、各トレーニングに近い時間帯（朝と夕方）に提供された場合、筋力（p < 0.05）および筋肉量（p < 0.05）が有意に増加したと報告されました。 最も興味深いのは、クレアチンとクレアチンの筋肉内レベルが、各ワークアウトの近くにクレアチンを供給したグループで有意に高かったことで、トレーニングの適応を促進するだけでなく、タイミングがクレアチン摂取に好影響を与える可能性が示唆されました。 その後、AntonioとCicconeは、クレアチンモノハイドレートをタイミングよく投与することの影響を直接調査する研究を発表しました。 19人のレクリエーション用の男性ボディビルダーが、4週間の体系的なレジスタンストレーニングプログラム中に、5gのクレアチンモノハイドレートを運動の直前または直後に投与するように無作為に割り当てられました。 統計的有意差（p> 0.05）を超えることはなかったが、大きさに基づく推論アプローチにより、運動後の投与は、運動前の摂取と比較して無脂肪量、脂肪量、上肢筋力に有益な変化を与える可能性があることが示唆された。 Candow氏は、トレーニングをしていない高齢者22名を無作為二重盲検法により、運動直前にクレアチンを摂取するグループと、運動直後にクレアチンを摂取するグループの2群に分けた。 両グループとも同じ量のクレアチン（0.1g・kg・day-1）を投与し、週3回のトレーニングを12週間行った。 しかし、除脂肪体重、筋肉の厚さ、筋力には、両群間に差が見られませんでした。 残念ながら、前述の研究では、プラセボ（対照）群は含まれていませんでした。 この限界を克服し、運動前と運動後のクレアチン補給の効果を直接比較するために、Candowは、高齢の成人を対象に、レジスタンストレーニング（週3回）の直前または直後のクレアチン（0.1g・kg-1）の効果を、プラセボと比較して32週間にわたり調査しました。 その結果、運動前および運動後のクレアチン補給は、プラセボと比較して筋力を増加させたが（p< 0.025）、クレアチン補給のタイミングによる筋力増加の差は見られなかった。 興味深いことに、運動後のクレアチンだけが、プラセボと比較して除脂肪組織量の大きな増加をもたらしました。 クレアチンの研究間で見られた異なる結論は、研究参加者の数が少ない、男女混合コホート、または研究プロトコルに「反応者」と「非反応者」が含まれているなどの要因によるものと思われます。
鉄
鉄は、DNA 合成、細胞内の電子輸送、ヘモグロビンによる組織への酸素輸送に不可欠な必須ミネラルで、体内の鉄分の約 70% は赤血球内のヘモグロビンに結合しています。 しかし、いくつかの研究により、定期的な有酸素運動が体内の貯蔵鉄を減少させる可能性があることが示されている。 鉄分の補給は、ヘモグロビン濃度の回復を通じて有酸素運動のパフォーマンスを向上させ、その結果、体内の酸素運搬能力を改善するために使用されてきた。 しかし、鉄分の補給は、特に女性の場合、鉄分が不足しているか貧血でない限り、有酸素運動のパフォーマンスに対するエルゴジェニック効果をもたらさないようである。
運動と関連した食事のタイミングが、鉄分の状態に好影響を与えるかどうかを判断するために、いくつかの調査研究が行われてきました。 この研究課題に対する最初の関心は、鉄欠乏ラットの抵抗運動後にヘム生合成が増加することを示した、2002年のMatsuoらの研究成果から生まれました。 研究者らは、運動後の餌がヘム産生をさらに促進するのではないかと考え、4週齢の雄ラット2群に、3週間にわたり週3回の登山運動を行った直後と4時間後に、同様の鉄欠乏飼料を与えた。 血漿鉄は有意に上昇し（p < 0.また、ヘマトクリット値やヘモグロビン値は、運動前と運動後ではほぼ同じであった。 著者らは、運動後の食事のタイミングで鉄分を摂取すると、血漿中の鉄分濃度は上昇するが、血中のヘマトクリットやヘモグロビン濃度には影響がないと結論づけた。 しかし、様々な微量栄養素をタイミングよく投与することの潜在的な影響との関連で考慮すべき重要な点は、問題の栄養素が体内でどのように代謝され貯蔵されるかということです。 例えば、多くのビタミンやミネラルは、慢性的に摂取すると、時間とともに組織内に蓄積される。 その結果、毎日の定時投与は、血球数、電解質バランス、酵素活性、代謝活性、パフォーマンスなどの特定の、しかし必ずしもすべてではない興味ある結果にほとんど影響を及ぼさないかもしれない。 したがって、鉄やその他の微量栄養素の定時投与が、選択した結果に測定可能な影響を与えるかどうかをよりよく理解するために、さらなる研究が必要です。
カルシウム (Ca2+) は、乳製品、葉物野菜、豆などのさまざまな食事源からよく消費されるミネラルです。 カルシウムの約99%は骨格系に貯蔵され、残りは筋肉細胞などの場所に存在します。 骨格系に貯蔵されている膨大なカルシウムを利用する能力があるため、カルシウムの補給は人間工学的な可能性を持たないという研究者もいるが、WilliamsとKreiderは、カルシウムの補給は食事摂取量が不十分なアスリートにとって有益である可能性があるとしている。 カルシウムの主な作用の1つは、骨格筋の収縮を促進することである。 また、カルシウムは、骨粗鬆症になりやすいアスリートの骨量を維持し、カルシウム不足のアスリートの運動能力を向上させることも明らかにされている 。 カルシウムの補給は、骨吸収を強力に促進することで知られる副甲状腺ホルモンの濃度上昇を抑制する効果もあります。
サイクリングのような長時間の非加重運動は、時間の経過とともに骨密度にマイナスの影響を与えることが報告されています。 Barryらは、サイクリング運動後のカルシウムのホメオスタシスに、カルシウム補給の2つの異なるタイミング戦略が与える影響を比較しました。 二重盲検クロスオーバーデザインを用いて、20人の訓練された男性サイクリストが、35kmの激しいサイクリングタイムトライアルを行った。 参加者は、1グラムのカルシウムを含む飲料を、運動の20分前、または1時間のサイクリング中に15分ごとに等量摂取した。 各タイミングの交互摂取期間にはプラセボ飲料を提供し、プラセボのみの条件と結果を比較した。 著者らは、運動前にカルシウムを摂取することで、運動によって誘発される副甲状腺ホルモンの増加が有意に減少（p = 0.04）することを発見したが、カルシウムを運動中に摂取した場合でも同様の結果が生じるようであった。 血清カルシウム値のわずかな低下によっても副甲状腺ホルモンが増加することはよく知られているため、副甲状腺ホルモンの鈍化は血清カルシウムの維持が改善されたことを示し、この効果はカルシウムの補給のタイミングによって少なくとも部分的に調節されていた。 この研究では、52人の競技用男子サイクリストを、35kmのサイクリング・タイムトライアルの30分前または1時間後に、1gのカルシウムと1000国際単位（IU）のビタミンDを摂取するグループに無作為に割り付けた。 運動前にサプリメントを摂取した場合、運動後に通常観察される血清イオン化カルシウムの減少が有意に抑制された。 さらに、運動前のカルシウムを摂取した条件では、運動後の副甲状腺ホルモンレベルが低下する傾向が観察された。 同じ研究グループが、カルシウムの摂取タイミングがカルシウムのホメオスタシスに及ぼす影響をさらに検討する別の研究を完了した 。 研究グループは、50〜75歳の女性を対象に、75〜80％のピーク酸素消費量で60分間のトレッドミルウォーキングをさせるという2つの実験を行った。 最初の実験では、10人の被験者が、運動の1時間前から1時間の運動中、15分ごとにカルシウム強化飲料またはプラセボを等量ずつ摂取し、合計1gのカルシウムを摂取した。 2番目の実験では、23人の被験者（健康な閉経後の女性、50～75歳）が、最初の実験と同様の方法で、運動の15分前から運動中ずっと、同量のカルシウムまたはプラセボを摂取した。 運動試合の60分前からカルシウムを補給した場合、運動後に副甲状腺の血清レベルが有意に上昇した（p = 0.05, p < 0.001） . 最後に、2015年の研究では、32人の競技女子サイクリストに別々の90分のサイクリングバウトを行わせました。 一方の条件では、高カルシウムの運動前の食事が提供され、もう一方の条件では、コントロールの食事が提供されました。 高カルシウムの食事が提供された場合、骨吸収マーカーの血清レベルが有意に低下し（p < 0.01）、長時間のサイクリング運動に応じて骨代謝が良好に管理されていることが示唆されました。 これらのエビデンスを総合すると、運動によるカルシウムのホメオスタシスの崩壊を緩和するために、運動前に時間を決めてカルシウムを補給することが有効であることを示しているように思われる。
パフォーマンスと有害事象を軽減するためのタイミング戦略
炭酸水素ナトリウム
炭酸水素ナトリウム (NaHCO3) は、体の緩衝能力を増強することにより、高強度の運動中の疲労の主な要因である代謝性アシドーシスの発生を最小限に抑え、パフォーマンスを改善することが報告されているアルカリ性薬剤である。 いくつかの研究で相反する結果が示されていますが、複数の研究でエルゴジェニックエイドとしてのサポートがまだ示されています。 例えば、2012年のメタアナリシスでは、サイクリングスプリントとサブマキシマムサイクリングバウトを繰り返した後に、炭酸水素ナトリウムを投与すると、人間工学的な成果が得られるという複数の研究が紹介されています。 興味深いことに、炭酸水素ナトリウムの時間指定投与は、エルゴジェニックな結果の促進と同様に、胃腸（GI）苦痛の最小化に関係している可能性があります . さらに、炭酸水素ナトリウムの補給による胃腸の不快感に対する恐れや過去の個人的な経験が、個人間の回避を高める可能性があります . それにもかかわらず、2つの研究は、急性単回投与に対して、イベントまでの複数日にわたって炭酸水素ナトリウムを消費する場合に、GI苦痛を最小限に抑えることができることを示唆している . さらに、少量の炭酸水素ナトリウムを1日中、食事とともに摂取することで、消化器系不快感のリスクを最小限に抑えることができる可能性が示唆されています。 Sieglerらは、炭酸水素ナトリウムを補給するタイミングについて検討し、運動前のタイミングが、その後の胃腸の不調の報告に好影響を与えることを見いだしました。 研究者らは、無作為化、カウンターバランス、単一群（プラセボなし）デザインを用いて、8人の男性短距離走者に、短距離走を繰り返す60、120、180分前に、0.3g/kgの重炭酸ナトリウムを摂取させた。 短距離走のパフォーマンスには治療間の差は見られなかったが、胃腸の不快感の報告は、運動の180分前に投与した場合に有意に減少した（p < 0.05） …。 プラセボがないため、エルゴジェニックな結果を議論することはできませんが、多くのアスリートが、一般的に知られているGI副作用のために、炭酸水素ナトリウムの使用を躊躇しているため、これらの結果は重要なものです。 この研究の結論を実証するためには、さらなる研究が必要ですが、炭酸水素ナトリウムの最適なタイミングは、負の有害事象を減らす可能性があり、エルゴジェニック補助食品としての魅力を高める方向に働くかもしれないと思われます。 β-アラニンは、高強度の運動パフォーマンスを向上させ（特に60秒以下の高強度運動中に）、男女ともに神経筋疲労を減衰させ、骨格筋の緩衝能力を高めることによってレジスタンストレーニングの量を増やすことが一貫して示されてきました。 β-アラニン自体は緩衝剤として機能しませんが、筋内カルノシンの合成における律速基質として機能し、骨格筋の総緩衝能力の少なくとも7%に寄与しています。 炭酸水素ナトリウムと同様に、β-アラニンを摂取するタイミングによって、β-アラニンの使用に関連する既知の副作用を最小限に抑えることができるかもしれません。 知覚異常や紅潮は、β-アラニンの使用で最も一般的に報告されている副作用で、通常800 mg以上のボーラス量を消費したときに発生する。 この点で、典型的なβ-アラニンのサプリメントレジメンは、β-アラニン使用に伴う知覚異常を軽減するために、1日の総量（最も一般的には6-7 g）をより少量（通常1回あたり1.4-1.6 g）に分割している … 続きを読む
パフォーマンス向上のためにβ-アラニンのタイミングを合わせた投与について、現時点ではその影響を示す研究はありませんが、タイミング戦略に関する将来の研究では、こうした領域を探る必要があります（表 2）…/cont> /cont>/cont>