TRAIN / 呼吸の科学 / ENDURANCE LAB

ランニングの呼吸を、
生理学から考える。

鼻と口、呼吸リズム、横隔膜と胸郭、呼吸筋トレーニング。研究で分かることと、次のランで試せること。

この記事の内容
  1. まず押さえる:呼吸は強度に合わせて変えてよい
  2. 1.なぜ走ると息が上がるのか:酸素だけでなくCO₂を見る
  3. 2.換気閾値を超えると「ゆっくり吐く」が難しくなる理由
  4. 3.鼻呼吸と口呼吸:経路を制限することが目的ではない
  5. 4.「2歩で吸い、2歩で吐く」は選択肢の一つ
  6. 5.腹式か胸式か:横隔膜と胸郭を一緒に使う
  7. 6.「しっかり吐けば吸える」は、どこまで正しいか
  8. 7.呼吸筋も疲労する:脚の血流との関係
  9. 10.呼吸法で対応せず、評価を受けたい息苦しさ
  10. 次のランで試すなら
  11. 8.吸気筋トレーニング(IMT)は何を改善し得るか
  12. 9.練習に落とし込む:2週間で一つだけ比べる
  13. 参考文献とエビデンスの読み方
SCIENCE / 生理・原著研究PRACTICE / 実践と限界

01基礎・全体像

まず押さえる:呼吸は強度に合わせて変えてよい

楽なジョグでは余裕のある呼吸、高強度では必要な換気量を確保する呼吸。これが出発点です。鼻だけで吸う、常に深くゆっくり呼吸する、一定の歩数に固定する、といった方法をすべてのペースに当てはめる必要はありません。

改善したいのは「呼吸の形」そのものより、同じ運動での息苦しさ、余分な力み、そして練習の再現性です。この記事は健康な成人ランナーの運動を中心に、生理学の確立した説明、個々の介入研究、実践上の提案を区別します。40歳以上のランナーだけで検証された研究は限られます。

1.なぜ走ると息が上がるのか:酸素だけでなくCO₂を見る

筋肉が使う酸素量と、代謝で生じる二酸化炭素(CO₂)が増えると、呼吸中枢への運動関連の指令や化学受容器からの入力を通じて換気が増えます。息苦しいという感覚だけから、血液中の酸素が足りないと判断することはできません。健康な人では、低〜中強度の運動中に動脈血の酸素飽和度は通常よく保たれます。一方、高度に鍛えた一部の競技者や高地、呼吸器疾患では事情が異なります。

呼吸を理解する二つの式は、分時換気量 V̇E=一回換気量 VT × 呼吸数 f、肺胞換気量 V̇A=(VT−死腔量 VD)× fです。死腔は、気道などガス交換に直接参加しない部分に相当します。

仮の呼吸パターン分時換気量死腔150mLと仮定した肺胞換気量
1回500mL × 30回/分15L/分10.5L/分
1回1,000mL × 15回/分15L/分12.75L/分

これは仕組みを示す計算例です。実際の死腔は固定ではなく、深く吸うほど有利だという処方にはなりません。大きく吸い込むには肺・胸郭を広げる仕事が必要で、速い空気の流れには気道抵抗がかかります。身体は深さと速さの両方を変え、必要な換気と呼吸の仕事を調整しています。

2.換気閾値を超えると「ゆっくり吐く」が難しくなる理由

走速度が上がると、はじめは一回換気量と呼吸数がともに増え、さらに高強度になると呼吸数の増加が重要になります。第一換気閾値(VT1)付近では、増大する代謝性の酸負荷に対する重炭酸緩衝などに伴うCO₂排出の増加を反映し、酸素摂取量に対して換気が増え始めます。さらに高い強度の呼吸性代償点(RCP、しばしばVT2と呼ばれる)では、酸塩基平衡を保つためCO₂排出に対しても換気が増えます。乳酸自体を「息切れを起こす毒」と捉えるのは不正確です。

換気閾値、乳酸閾値、競技で維持できるペースは関連しますが、測定法も意味も完全には同じではありません。「何歩で吸えるか」だけで閾値を特定することもできません。

トークテストでは、普通の文章を楽に話せるかを強度の目安にします。Persingerらの健常者16人の研究は、発話の快適さと換気閾値の関連を報告しました。ただし個人の閾値を厳密に測る検査ではありません。[4]

場面呼吸の使い方避けたいこと
Easy・回復走文章で会話できる程度。鼻でも口でも楽な経路を使う鼻呼吸を守るために息を我慢する
テンポ・閾値付近呼吸が強くなることを許容。首・肩の力みを点検長い呼気に固定して必要な換気を抑える
坂・インターバル・5km後半口を含めて十分に換気。呼吸数の増加を許容速い呼吸をすべて「悪い呼吸」と考える
ロング走後半暑さ、ペース、補給、疲労と合わせて変化を確認呼吸法だけで失速を解決しようとする

3.鼻呼吸と口呼吸:経路を制限することが目的ではない

鼻には吸気の加温・加湿・濾過という役割があります。低強度で鼻呼吸が快適なら利用できますが、強度が上がれば口を併用するのは自然な対応です。鼻の通りや花粉症、気温などでも使いやすさは変わります。

よく鍛えた男性持久系競技者12人を対象にした2025年のクロスオーバー試験では、口のみ、鼻口併用、鼻閉を軽減した鼻口併用を比較しました。最大酸素摂取量や疲労困憊までの時間に統計学的な有意差はなく、「鼻口併用で数%延びた」という平均値だけを効果の証明として扱えません。鼻だけの呼吸を比較した試験でもありません。[5]

鼻由来の一酸化窒素(NO)やCO₂とヘモグロビンの酸素解離の関係には生理学的な説明があります。しかし、その仕組みが存在することと、鼻呼吸を強制すればレースが速くなることは別の問いです。「CO₂耐性」を高めるための息止めを通常のランに追加する必要はありません。走行中の口テープも勧めません。

4.「2歩で吸い、2歩で吐く」は選択肢の一つ

ここでは左右の接地をそれぞれ1歩と数えます。2歩吸って2歩吐く「2:2」は4歩で1呼吸、3:2なら5歩で1呼吸です。ケイデンス180歩/分なら、2:2は45呼吸/分、3:2は36呼吸/分、3:3は30呼吸/分になります。これは計算上の関係で、目標呼吸数ではありません。

走るリズムと呼吸が同調する現象を、運動・呼吸同調(locomotor-respiratory coupling、LRC)と呼びます。Daleyらの実験は、接地に伴う力学的作用と呼吸のタイミングが空気の流れに関係することを示しました。人間では複数の比率や同調しないパターンが観察されます。[2]

音で同調を促す試みもありますが、初期研究で同調が増えたことを、そのまま長距離レースの記録向上に置き換えることはできません。[6]

実践案:平坦なEasyランで30〜60秒だけ2:2や3:3を試し、楽か、足取りが乱れないかを確認します。空気が足りなくなるなら自然な呼吸に戻します。上り坂で同じ比率を守る必要はありません。奇数歩の3:2は吐き始める足が交互になりますが、それによる故障や脇腹痛の予防効果は確立していません。

5.腹式か胸式か:横隔膜と胸郭を一緒に使う

吸気では横隔膜が収縮して下がり、肋骨も動いて胸腔が広がります。腹部の膨らみは、その際の腹腔内臓器の移動などを反映します。お腹に空気が入っているわけではありません。安静時の呼気は主として弾性による戻りですが、高強度では腹筋なども呼気に参加します。

「胸を動かす呼吸は悪く、腹だけを動かすのが正しい」と考えると、かえって換気を妨げる可能性があります。走行中は体幹の安定と呼吸の両方が必要です。胸を突き出す、肩甲骨を強く寄せる、腹を常時固めるといった姿勢を維持するより、頭・胸郭・骨盤を無理なく重ね、胸郭が動ける余地を残します。

胸や背中が硬く深呼吸しにくい感覚があるなら、まず安静時と走行時を分けて観察します。肋骨の動かしやすさが変わることと、肺活量やランニングエコノミーが改善することは同義ではありません。ストレッチや徒手療法で「肺に入る酸素が増える」「マラソンが速くなる」と断定できる根拠は、ここでは確認できていません。

  • 椅子に座り、下位肋骨の左右に手を添える。肩をすくめず、横・後ろにも穏やかに動く感覚を3〜5呼吸だけ確認。最大吸気を繰り返さない。
  • 横向きで膝を軽く曲げ、痛くない範囲で胸を開く回旋を左右各4〜6回。腰を強く反らして代償しない。
  • その後に歩くかEasyランを行い、呼吸と動きの変化を見る。変化がなければ回数や強さを増やして追い込まない。

以上は低負荷の動きと感覚の確認例です。記録向上が検証されたセットではありません。痛みやめまいが出る場合は中止します。

6.「しっかり吐けば吸える」は、どこまで正しいか

息を吐くことに軽く注意を向けると、息止めや肩の力みを減らしやすい人はいます。しかし毎回、肺を空にするまで絞り出す必要はありません。強い呼気を続けると腹筋の仕事が増え、吸うための時間も削られます。

逆に、大きく速い呼吸を意図的に繰り返し、代謝に必要な量以上に肺胞換気を増やすと、CO₂が過度に下がり、めまいや手足のしびれが起こることがあります。高強度で自然に速くなる呼吸をすべて過換気と呼ぶのは誤りです。

走りながら整えるなら:まず少し減速し、口と顎、肩の力を抜きます。数呼吸だけ、息を止めずに吐いて次の吸気を迎えることを意識します。息が足りないのに呼吸回数を抑えず、改善しなければ歩きに切り替えます。呼吸を制御して予定ペースを無理に維持するより、運動の要求を下げることが先です。

7.呼吸筋も疲労する:脚の血流との関係

横隔膜や肋間筋も、酸素と血流を必要とする筋肉です。高強度運動で呼吸の仕事が増えると、呼吸筋への血流需要と、疲労に関連する反射性の交感神経活動が運動筋の血流配分に影響し得ます。呼吸筋メタボリフレックスと呼ばれる仕組みが、その説明の一つです。

Harmsらは最大運動中に呼吸筋の仕事を人為的に変え、脚血流への影響を示しました。これは呼吸と脚を独立に考えられないことを示す機序研究です。Easyランで肩を緩めれば脚への血流が同じように増える、という実証ではありません。[1]

息苦しさには呼吸筋の負担だけでなく、運動強度、暑さ、気道の状態、不安、疲労などが関係します。「後半に脚が止まった=呼吸筋の疲労」とは診断できません。まずペース配分、持久力、糖質と水分、環境を点検し、その上で呼吸への介入を考えます。

10.呼吸法で対応せず、評価を受けたい息苦しさ

運動後に咳・喘鳴・胸の締め付けが繰り返される場合、運動誘発性気管支収縮(EIB)などが候補になります。ATS指針では、症状だけで診断せず、運動などの負荷後の肺機能変化で評価します。呼吸を工夫しても繰り返すなら呼吸器内科などに相談します。[7]

高強度で喉が詰まり、吸うときに音がする場合は、運動誘発性喉頭閉塞(EILO)なども鑑別に入ります。喘息との区別や併存の評価が必要で、運動中の喉頭観察が診断に用いられます。症状の説明だけで自己診断しないでください。[8]

息切れには貧血や循環器疾患なども関係します。新しく出た症状、以前の走力から説明しにくい変化、安静時にも続く息苦しさは医療機関へ。胸の痛み・圧迫感、失神、突然の強い呼吸困難などがあるときは運動を中止し、119番など緊急対応を優先します。

次のランで試すなら

最初の10分は抑え、会話の余裕を確認する。肩と顎を緩め、鼻と口を必要に応じて使う。呼吸の深さや回数は強度に合わせて変え、歩数のリズムは短く試す。胸郭の動きやIMTは、その先に検討する補助手段です。呼吸を「正しい形」に固定するより、楽に必要な換気を続けられるかを判断基準にします。

02具体的な実践

8.吸気筋トレーニング(IMT)は何を改善し得るか

IMTは吸うときに抵抗をかけ、吸気筋へ負荷を与える練習です。単なる深呼吸や息止めとは異なります。呼吸筋の最大圧、息苦しさ、一定負荷で運動を続けられる時間などを分けて評価する必要があります。

Mickleboroughらの無作為化試験では、市民ランナー24人を実負荷・偽負荷・対照の各8人に分け、6週間の介入を行いました。実負荷群では吸気筋機能と、最大酸素摂取量の80%に設定したトレッドミル走の継続時間が改善しました。ただし疲労困憊までの試験であり、フルマラソンのタイムが同じ割合で短縮することを意味しません。[3]

研究の指標示せることそのまま言えないこと
最大吸気圧(MIP)吸気筋が発揮する圧の変化肺活量・VO₂max・レース記録も同じだけ向上
一定負荷の継続時間その試験条件での耐容能42.195kmのタイム短縮率
主観的な息苦しさ同じ条件での感覚の変化酸素供給そのものが増えた
タイムトライアル指定した距離・条件の成績異なる距離・年代でも同じ効果

実践では、通常の走練習・睡眠・食事が整い、さらに試す余地がある場合の補助手段と考えます。抵抗式機器を使う場合は取扱説明と専門家の評価に従い、可能ならMIPなどで負荷を個別化します。普段の易しい時間に短い導入から始め、呼吸筋の疲れがポイント練習を妨げるなら減らします。ここでは研究ごとに異なる回数や抵抗を、万人共通の処方にはしません。呼吸器・循環器疾患がある人や、原因不明の息切れがある人は、機器を始める前に医療機関へ相談します。

9.練習に落とし込む:2週間で一つだけ比べる

以下は効果の出ることが確立したプログラムではなく、自分に合う手掛かりを探す編集部の観察案です。呼吸法を変えるために強度を上げず、試すのは通常のEasyランだけにします。

期間実施すること記録すること
1週目・通常の2〜3回呼吸を変えず、平坦なEasyランで基準をとるペース・心拍・気温・会話の余裕・息苦しさ0〜10
2週目・同程度の2〜3回肩と顎の脱力、または短い歩数リズムの確認を一つだけ試す同じ項目+快適さ・集中の負担・翌日の反応
振り返り条件の近い走行を比較。楽なら手掛かりとして残す速さを上げた結果を「呼吸法の効果」にしない

一回の心拍低下だけで有効と結論しません。睡眠、風、暑さ、測定誤差、慣れの影響があります。息苦しさが下がっても、速度を落としたためなら、呼吸法だけの効果とは言えません。数呼吸の確認で十分で、走行中ずっと呼吸を監視する必要はありません。

マスターズでは、年齢だけで呼吸数や最適リズムを決めず、自分の従来の状態からの変化を見ます。「以前より明らかに息切れする」「同じペースが急につらい」という変化は、加齢と決めつけず評価します。

03専門解説・応用

参考文献とエビデンスの読み方

文献確認:2026年10月22日。上記は原著研究と学会指針・IOC関連レビューに基づく解説で、網羅的なシステマティックレビューではありません。小規模試験、実験条件、対象者の年齢・性別、指標の違いに注意してください。本文の動きづくりと2週間の観察案は、これらの研究で直接検証されたセットではありません。

  1. Harms CA et al. (1997). Respiratory muscle work compromises leg blood flow during maximal exercise. J Appl Physiol 82:1573–1583. ↗
  2. Daley MA, Bramble DM, Carrier DR (2013). Impact loading and locomotor-respiratory coordination significantly influence breathing dynamics in running humans. PLoS ONE 8:e70752. ↗
  3. Mickleborough TD et al. (2010). Inspiratory flow resistive loading improves respiratory muscle function and endurance capacity in recreational runners. Scand J Med Sci Sports 20:458–468. ↗
  4. Persinger R et al. (2004). Consistency of the talk test for exercise prescription. Med Sci Sports Exerc 36:1632–1636. ↗
  5. Effects of oral, oronasal, and oronasal breathing with a decongested nose during incremental maximal exercise testing of well-trained endurance athletes (2025). 無作為化クロスオーバー試験。 ↗
  6. Harbour E et al. (2023). Step-adaptive sound guidance enhances locomotor-respiratory coupling in novice female runners: A proof-of-concept study. ↗
  7. Parsons JP et al. (2013). An Official American Thoracic Society Clinical Practice Guideline: Exercise-induced Bronchoconstriction. ↗
  8. IOC consensus subgroup (2022). Exercise-induced laryngeal obstruction in athletes: narrative review. ↗