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筋トレの効果を高める?ベータアラニンの科学【論文13本】

ボディメイク界で有名なサプリメントを紹介するシリーズ第三回目。

今回の主役は「ベータアラニン」である。

ベータアラニンの基本的なメカニズムから運動のパフォーマンスを上げる方法まで、その全貌を紹介しよう。

ベータアラニンとは?

そもそもベータアラニンとは何なのだろうか?

ベータアラニンとはアミノ酸の一種で、ヒスチジンという別のアミノ酸と結合することでカルノシンと呼ばれる物質になる。[1]

ベータアラニン+ヒスチジン→カルノシン

このカルノシンだが、運動時のパフォーマンスにおいて重要な役割を果たしている。

それが”緩衝剤”としての作用である。

ある種の運動をすると、筋肉内に代謝物が溜まり、細胞内が酸性の状態になるアシドーシスという現象が起こる。

このアシドーシスという状態になると、筋肉は疲労を感じてしまうのだ。

緩衝剤には、このpHを変化しづらくする作用がある。

つまり、緩衝剤であるカルノシンが大量にあると、筋肉がアシドーシスになりづらくなる。

そして筋肉がアシドーシスになりづらいということは疲労を感じづらくなり、運動のパフォーマンスが向上することを意味する。

実際に、4gから6g程度のベータアラニンを取ると、筋肉のカルノシン合成が促進され、カルノシン濃度は4週間後には64%、10週間後には80%まで上昇することが分かっている。[2,3]

そうなると、筋肉内はアシドーシスになりづらく、疲労も溜まりづらくなるのだ。

ちなみに、ここで「カルノシン濃度を上げたいのなら、カルノシンを摂取すればいいのでは?」と思う人もいるかもしれない。

しかし、カルノシンというのは経口摂取しても体で使われづらい、すなわちバイオアベイラビリティが悪い。

血中にはカルノシンを分解するカルノシナーゼが多いうえ、カルノシンは筋肉内に入りづらい。[1,4]

よって、カルノシンを摂取しても筋肉内のカルノシンは増えないのである。

なので、カルノシンを合成する原料であるベータアラニンを摂取することで、カルノシンを上昇させる必要がある。

カルノシンは運動のパフォーマンスを上げる?

ベータアラニンはカルノシン濃度を上昇させ、代謝物によるアシドーシスを遅らせることができる。

理論的には運動のパフォーマンスを上げそうなものだが、ベータアラニンは本当にパフォーマンス向上に効果があるのだろうか?

まず筋トレではなく運動全体に関する研究をまとめたものとして、2017年のメタ分析を紹介しよう。[5]

この研究は様々なエクササイズをごったまぜにして、40件の論文から1461人の被験者を抜き出したもの。

ベータアラニンはスポーツのパフォーマンスを向上させるのか?を調べたところ、結果は以下のようになった。

  • 30秒未満の運動ではベータアラニンは効果がなかった!(効果量0.040)
  • 30秒~10分の運動では、ベータアラニンは運動パフォーマンスにプラスの効果があった!(効果量0.224)
  • 10分未満の運動は、運動パフォーマンスにプラスの傾向が見られたが、有意差には届かなかった!(効果量0.174)

ベータアラニンの効果が見られたのは0.5分~10分の運動で、それより短時間の運動や長時間の運動では効果が無かった。

そもそも短時間では代謝物がたまる前に運動が終わってしまうので、ベータアラニンを摂取して緩衝剤であるカルノシンを増やしても恩恵は受けられない。

また、長時間の運動でも、運動のエネルギーは解糖系に依らない。

つまり、代謝物が溜まるアシドーシスは疲労の原因にはならない。

なので、短時間の運動でも長時間の運動でも、ベータアラニンの摂取とそれに伴うカルノシン増加では、運動のパフォーマンスが上がらないのである。

結果として、解糖系の代謝物によるアシドーシスが疲労の原因となる、30秒~10分という時間幅の運動が、ベータアラニンの摂取とカルノシンの緩衝作用によって、疲労を遅らせることができる運動となるのだ。

ベータアラニンは筋トレに有効?

このマガジンはボディメイクがテーマ。

肝心の筋トレはどうなのだろうか?

時間幅で言えば、筋トレは30秒にギリギリ入るか入らないかであり、ベータアラニンが効果を発揮するかどうかの境目。

果たして実際はどうなのだろうか?

ということで、筋トレとベータアラニンについて調べた研究をいくつか紹介しよう。

まず紹介するのは2018年の研究。[6]

被験者となったのは筋トレ歴のある男性26人で、彼らを2つのグループに分けた。

  • プラセボを摂取するグループ
  • ベータアラニンを摂取するグループ

ベータアラニングループには、ベータアラニン0.8gを1日8回、1.5時間以上の間隔を空けて摂取してもらった。

ちなみになぜ複数回に分けて摂取しているかというと、それはベータアラニンの副作用を避けるため。

というのも、ベータアラニンは一度に大量に摂取すると、皮膚にかゆみが出る”知覚異常(Paraesthesia)”を引き起こすことが知られている。[2]

この副作用を避けつつ、ベータアラニンによってカルノシン濃度を高めるためには、このようにやや面倒だが複数回にわけて摂取する必要がある。

筋トレの内容としては、スクワットやランジなどの下半身の筋トレを週3、エクササイズ間の休憩時間を1~2分で行ってもらったところ、5週間後に筋力やレップ数を測定したところ、以下のような結果に。

  • スクワットの1RMはプラセボに比べて、ベータアラニングループのほうが向上した!
    (ベータアラニン:+12.44% プラセボ:+19.21%)
  • レップ数はベータアラニングループのほうが向上した!
    (ベータアラニン:+2.79レップ プラセボ1.58レップ)

ベータアラニングループのほうが筋力が向上し、それに伴いレップ数も向上したのである。

別の研究として2022年の論文を紹介しよう。[7]

筋トレ歴のある男性19人で、彼らを2つのグループに分けた

  • プラセボを摂取するグループ
  • ベータアラニンを摂取するグループ

ベータアラニングループは、1回1.6gのベータアラニンを4回、合計6.4gを摂取。

筋トレは週4回で、月曜日と木曜日は胸筋、三角筋、上腕三頭筋のプッシュ日、火曜日と金曜日は下半身と背中、上腕二頭筋のプル&レッグ日に設定されている。

各エクササイズは3セット行い、セット間の休息は1分間、エクササイズ間の休憩は2分間とってもらった。

この条件で8週間過ごしてもらい、筋力やレップ数、筋肥大率を測定したところ以下のような結果に。

  • 上腕二頭筋、上腕三頭筋、外側広筋の筋肥大率はどちらも同じだった!
    (上腕二頭筋:プラセボ+2.8mm ベータアラニン+2.2mm)
    (上腕三頭筋:プラセボ+3.0mm ベータアラニン+1.6mm)
    (外側広筋:プラセボ++4.3mm ベータアラニン+2.7mm)
  • ベンチプレスとスクワットの1RMの向上率はどちらも同じだった!
    (ベンチプレス:プラセボ+6.6kg ベータアラニン+5.7kg)
    (スクワット:プラセボ+18.6kg ベータアラニン+18.7kg)
  • レップ数の向上率はどちらも同じだった!
    (ベンチプレス:プラセボ+2.1回 ベータアラニン+1.6回)
    (スクワット:プラセボ+3.6回 ベータアラニン+2.9回)

筋肥大率・筋力・レップ数、すべての指標においてベータアラニンの摂取によるプラスの効果は見られなかったのである。

先ほどの2018年の研究では効果があったのに、今回の2022年の研究ではベータアラニンによるプラスの効果は確認されなかった。

では、なぜこのような違いが起こるのか?

結論を言ってしまうと、ベータアラニンが”筋トレに”効果的かどうかはイマイチはっきりしていない。

飲めば絶対に筋トレのパフォーマンスが上がるとも言えないし、飲んで絶対に無駄とも言えない。

「ベータアラニンの筋トレに対する効果はプラスかどうかわからない」というのが現代科学の結論になる。

というのも、ベータアラニンは理論的と実践がうまくいっていない代表事例になっている。

ベータアラニンは筋トレ初心者や高ボリュームトレーニングで特に効果的?

ベータアラニンの効果がはっきりわかっていない理由。

それは実際にヒトを対象にした研究が、いまいち理論通りにいかないからである。
「ベータアラニンが効く/効かない」を決めているだろう理論は提唱されているのだが、臨床研究ではその理論と食い違っている。

その例をいくつか紹介しよう。

まず一つ目は、筋トレ経験の違いになる。

実は理論的には、トレーニング経験の長い人より、筋トレ初心者のほうがベータアラニンの恩恵を受けられる可能性が高い。

筋トレをしていると、体にはさまざまな”適応”が起こる。

その中のひとつに、アシドーシスの軽減効果があるのだ。

つまり、カルノシンを増やす以前にすでに緩衝作用が高くなっているのである。

実際に、筋トレのような(解糖系に依存する)アシドーシスを誘発するような運動を習慣的に行うと、体が本来持っている緩衝作用が効率化され、アシドーシスが起こりづらくなることが報告されている。[8]

なので、理論的には体の緩衝作用が弱い筋トレ初心者のほうが、ベータアラニンの摂取による”緩衝効果”による恩恵を受けやすいと考えられている。

実際に、先ほどの運動全般を調べた2017年のメタ分析では、トレーニング経験のない人よりトレーニング経験のある人の方が、ベータアラニンの効果がわずかに低かったことが報告されている。[5]

それでは筋トレに関する研究もそうかというと、実はそういうわけでもない。

実際の研究をいくつか並べてみよう。

  • 2016年の研究では、筋トレ経験がない人でプラスの効果があった[9]
  • 2019年の研究では、筋トレ経験がある人でプラスの効果がなかった[10]
  • 2022年の研究では、筋トレ経験のある人でプラスの効果がなかった[7]
  • 2011年の研究では、筋トレ経験のある人でプラスの効果があった[11]
  • 2018年の研究では、筋トレ経験のある人でプラスの効果があった[6]

筋トレ経験のない人に関する研究は数が少なく、そもそも結論が出しづらい。

そして、筋トレ経験のある人に関する研究結果は、プラスの効果を報告したものも、プラスの効果がないとしたものも、どちらもあるというのが現状。

理論的には筋トレ経験のある人ほどベータアラニンの効果が出づらい可能性は十分あるが、現段階でははっきりとしない結果に終わっているのである。

2つ目にベータアラニンの効果を左右すると考えられているのが、筋トレのメニュー内容である。

というのも、理論的には、長い休憩時間・低レップの高強度トレーニングに比べて、短い休憩時間・高レップの高ボリュームトレーニングのほうが、ベータアラニンの恩恵を受けられる可能性が高いのだ。

実際に、2014年の研究で以下の2つの筋トレによるアシドーシスが比較されている。

  • 高強度トレーニング:6レップ4セット・5分休憩・85%1RM
  • 高ボリュームトレーニング:10レップ4セット・90秒休憩・70%1RM

それぞれの筋トレによるpH(酸性度)の変化を測定したところ、高ボリュームトレーニングは高強度トレーニングに比べて、アシドーシスをより強く引き起こしたのである。

レップ数が多くなり休憩時間が短くなるほど、代謝物はどんどん溜まる一方で、排出する時間はほとんどないという状態になる。

このような高ボリュームトレーニングはアシドーシスをより強く引き起こす。
なので、ベータアラニンの緩衝効果による恩恵も大きくなると考えられるのだ。

とはいえ、実際の研究結果となると、こちらもいまいち理論通りにはいってない。

先ほどのベータアラニンが筋トレのパフォーマンスを向上させるとした研究も、ベータアラニンにはプラスの効果がないとした2022年の研究も、エクササイズのプロトコルとしてはほとんど同じ。

レップ数はおよそ12-15レップで、休憩時間はどちらも60~120秒。

両者の研究でアシドーシスの引き起こされやすさに大きな違いはないと思われるが、一方はベータアラニンにプラスの効果が出て、もう一方はベータアラニンにプラスの効果はみられなかった。

つまるところ、こちらも理論上は効果のありそうなシチュエーションがわかっても、実際にその通りにベータアラニンの効果が確立されているわけではない。

今までの部分をまとめると、ベータアラニンは理論的には効果がありそうなシチュエーションがはっきりしている。

しかし、実際のヒトを対象にした研究となると、結果がばらついていてハッキリとした結論が出せないのだ。

ベータアラニンは回復に役立つ?

ベータアラニンは緩衝作用によって筋トレの疲労を遅らせ、理論上は筋トレのパフォーマンスを向上させる可能性がある。

しかし、実際の効果となるとどっちつかずの結果となっており、絶対に摂るべきとも絶対に無駄とも言えない。

ここで、ベータアラニンは疲労を遅らせるので、筋トレ後の疲労回復にも役立つかというイメージがついている場合がある。

しかし、疲労回復に関してはハッキリと効果がないといえる。

というのも、ベータアラニンが疲労を遅らせるのはあくまで”代謝物によるアシドーシス”を緩和するのが原因。

蓄積した代謝物は速やかに排出されるので、筋トレ後の”疲労”にはアシドーシスは関係ない。

つまり、いくら緩衝材となるカルノシンを増やしても意味がないのである。

実際にこのことを示したのが2019年の研究。[12]

被験者となったのはトレーニング経験のない男女24人で、2つのグループに分かれてもらった。

  • 1日4.8gのベータアラニンを摂取するグループ
  • プラセボを摂取するグループ

ベータアラニングループは0.4gのベータアラニンを1日12回、合計で4.8g摂取した。

ベータアラニンの摂取から4週間後にレッグプレスとレッグエクステンションを10レップ3セット行ってもらい、その後3日間にわたって筋肉が回復しているかを測定。

トレーニング日やその後の3日間もベータアラニンを摂取してもらい、筋肉痛や筋ダメージの指標であるクレアチンキナーゼのレベルを測定したところ、以下のような結果に。

筋肉痛の指標(ベータアラニン vs プラセボ)
筋損傷の指数(ベータアラニン vs プラセボ)

どちらのグループも、同じくらい筋肉痛や筋ダメージが引き起こされ、そこから回復する過程もグループ間で差はなかった。

理論的にはベータアラニンが筋肉の回復を促さないのが理にかなっている。

そして、実際にヒトを対象にした研究で測定しても、やはりベータアラニンは筋肉の回復は促さないという結果になったのである。

まとめ:実践的アドバイス

今回はベータアラニンについてまとめたので、最後にベータアラニンについてまとめておこう。

  • ベータアラニンはカルノシン濃度を増やす
  • ベータアラニンは筋トレのパフォーマンスを上げるかもしれない
  • ベータアラニンは回復には効果がない

ベータアラニンは理論的には筋トレにも効果があってもおかしくないが、実際のところは効果があるかハッキリしないのが現状。

理論的には、筋トレ初心者であったり、短い休憩時間で筋トレをどんどんこなしている人なんかは効果が出る可能性がある。

少しでも希望にかけたいという場合は、ベータアラニンは試してみてもいいかもしれない。

その場合は、1日あたり6.4gのベータアラニンを4回以上に分けて飲むのがいいだろう。

というのも、2020年のベータアラニンは累計の量が大きくなればなるほど効果が大きくなることが報告されている。[13]

ベータアラニンの累積量と効果量

とはいえ、あまりに大量に摂取すると知覚障害を含む副作用が生じる可能性がある。

試す場合は、研究で使われている範囲の4.8~6.4g/日の上限範囲である6.4g/日がいいだろう。参考までにどうぞ!