人が活動するときの動力源（燃料）は、筋肉の細胞内にある“ATP”という物質です。ATPという燃料は、溜めておくことができません。図1で示したように、動かす筋肉の中で瞬時に作られ、消費されるものです。ATPを作るところが、筋肉の細胞内にあるミトコンドリアという小さな器官です。ミトコンドリアは、さながらATP製造工場。そして、ミトコンドリアでATPを作り出すときに必ず必要な物質が、酸素です。運動が強くなるということは、いわば工場での製造の需要がどんどん高まることであり、運動が続く限りどんどん酸素を取り込むことが必要です。

心肺機能の強い人、持久力やスタミナが優れている人は、ATPを効率よく作り出し、枯渇させることなく燃やすことができる人です。体内における酸素の摂取・消費量を測ると、その人の運動に対する強さを知ることができます。

有酸素運動＝ウォーキングと思っている方もいるかもしれません。しかし、有酸素運動とは、本来「酸素を筋肉の細胞にたっぷり取り込んで行う運動」のこと。つまり、それくらい“余裕のある”レベルの運動です。水泳、ランニング、球技など、ジャンルは問いません。図2を見てください。酸素がたっぷりあるときには、筋肉は余裕をもってミトコンドリア内でATPを作り出すことができます。有酸素運動のレベルは人によって、またそのときのコンディションによって変わります。有酸素運動の範囲であれば、心臓やからだ全体に大きな負担をかけることなく、効果的な運動ができます。従って、特に心臓に病気のある方には、日常の活動や運動は必ず「有酸素運動のレベルで行ってください」とお伝えします。

強い運動の際に筋肉への酸素の供給が追い付かなくなると、からだはエネルギーを作る方法をがらっと変更し、酸素が少なくても運動できる、いわゆる“省エネモード”で運動を続けようとします。これが“無酸素運動”です（図3）。この時点ではまだ自覚症状はありません。無酸素運動になると、ミトコンドリアではなくその外側の細胞質でATPを作りますが、このモードだと有酸素運動のときよりずっと少ないATPしか作ることができず、効率が悪い上、心臓やからだに負担をかけやすくなります。このため、高齢者や心肺機能の低下した方には無酸素運動は勧められません。

さらに運動が強くなって省エネモードでも酸素が追い付かなくなると、呼吸を速く浅くすることにより、無理やり酸素を取り込もうとします。これが、息切れの本態です。

「私の体力は、富士山に登れるレベルなのでしょうか？」「マラソンに出場してもいいでしょうか」日々の診療で、このような質問を受けることがあります。自分の体力はどのレベルなのか？

活動中に起こっている状態をダイナミックかつ客観的に把握できる唯一の検査が、“心肺運動負荷試験（CPX）”（図4）。この検査の目的は、「運動耐容能、つまり体力（持久力、スタミナ）の限界を測ること」、そして「日常のトレーニングに適した運動のレベルを測ること」です。安静時の方法ではなかなか証明できない“かくれ心不全”も診断できます。

細胞内への酸素の取り込み方を測ると、その人の運動に対する強さを知ることができます。この検査では、心臓や肺だけでなく、末梢組織でのエネルギー代謝の動向を測ることにより、自転車を漕いだり歩行したりする運動を限界まで続けます。心電図や血圧のほか専用のマスクを装着して呼吸の状態もモニターし、からだで活動中に起こっていることを“客観的数値”で計測します。

体力の限界を測定し、病態に即した日々の活動レベルを把握することは、むしろ心肺機能に不安がある患者さんにこそ有用であると言えます。興味のある方は、ハートセンターの外来にてご相談ください。