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研究記事

大学バドミントン選手における短時間および長時間の昼寝の機会が、アジリティ、有酸素運動、無酸素運動のパフォーマンスに与える影響

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DOI:

10.3791/70955

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2026年5月29日

 ,  , 
1School of Sports & Arts, Hunan University of Chinese Medicine, 2School of Athletic Performance, Shanghai University of Sport, 3Physical Education Department, Central South University, 4School of Sport Training, Wuhan Sports University

この記事について

サマリー

本研究は、大学バドミントン選手の日中の2回の仮眠(40分と90分)が、アジリティ、無酸素パフォーマンス、有酸素能力に与える急性効果をクロスオーバー反復測定デザインを用いて調査しました。

要約

本研究では、大学バドミントン選手の2回の昼寝(40分と90分)が、敏捷性、無酸素パフォーマンス、有酸素能力に与える影響を調査しました。20名の大学バドミントン選手がランダム化クロスオーバー反復測定設計に参加し、女性10名(年齢:20.9歳±1.5歳、身長167.9cm±4.3cm、体重58.3kg±6.1kg)と男性10名(年齢:21.4歳±1.4歳、身長179.7cm±2.8cm、体重73.0kg±3.4kg)が含まれていました。3つの実験条件が含まれました:昼寝なし(N0)、40分昼寝機会(N40)、90分昼寝機会(N90)、セッション間72時間のウォッシュアウト期間。各条件の後、参加者は敏捷性(Yテスト)、嫌気性能力(300ヤードシャトル)、有酸素能力(ヨーヨー間欠回復テスト)のテストを完了しました。昼寝状態の有意な主要効果はすべてのパフォーマンスアウトカムで観察されました(p < 0.001)。N0と比べて、N40とN90は敏捷性と嫌気性性能を向上させました。両方の昼寝時間は昼寝なしの状態と比べて身体能力を有意に改善しましたが、N90とN40の改善は統計的に有意であり、効果量は小さい(d = 0.12–0.16)が特徴でした。これは、90分の昼寝が追加の効果をもたらす一方で、特定のパフォーマンス結果に対しては40分の昼寝に対するわずかな増加は控えめであることを示唆しています。

概要

バドミントンは高強度でスピード感のある競技スポーツであり、アスリートは敏捷性、素早い反応能力、認知的意思決定能力を備えることが求められます。一方で、バドミントン選手は強い無酸素および有酸素能力も持つ必要があります。したがって、バドミントン選手が高強度のトレーニングや試合を終えた後、適量で質の高い睡眠は身体機能回復の重要な要素と考えられています。これまでの研究では、睡眠不足や睡眠の質の低下が疲労感を高め、反応速度を低下させ、さまざまなスポーツで身体能力を低下させる可能性があると報告されています。例えば、過去の研究では、睡眠不足の影響を模擬する精神的負荷作業後のバドミントン選手の反応時間の障害が報告されています。さらに、睡眠不足を経験すると回復能力と運動能力の両方が低下し、無酸素性パワーの低下、持久力や筋力の低下、高強度インターバルトレーニングのパフォーマンスの低下につながります。

大学のバドミントン選手は、朝と午後のセッションという厳しいスケジュールに従うことが多いです。この2回目のトレーニングは、しばしば「昼食後のディップ」と重なります。これは概日リズムによる13:00から16:00の間に起こる一時的な注意力と神経筋効率の低下です。この生理的な谷は技術的な実行を妨げ、怪我のリスクを高めるため、この集団にとって効果的な昼間の回復戦略が不可欠です5.しかし、このパフォーマンス低下の程度は、前夜の睡眠不足や全体的な疲労レベルに関連しています。しかし、午前の試合がない場合、午後のバドミントン大会は通常、前述の時間帯に開始されます。アクティブクールダウン、クライオセラピー、栄養介入(例:水分補給やタンパク質合成)などの従来の回復方法は代謝クリアランスや筋肉修復の促進に効果的ですが、中枢神経系(CNS)の回復を見落としがちです。対照的に、昼寝は交感神経系をダウンレギュレーションし、神経内分泌の恒常性を促進するという独自の神経生物学的利益をもたらします。これは純粋に物理的な回復方法の範囲を超えています6。したがって、日中に昼寝をすることはバドミントン選手にとって効果的な戦略となり、回復を促進し、睡眠不足の悪影響を軽減できます。しかし、バドミントンなどのラケットスポーツにおける昼寝と運動パフォーマンスの関係を特に調査した研究は依然として乏しいです。バドミントンは、反応的敏捷性、繰り返しの無酸素パワー、断続的な有酸素持久力の独特な統合を求めます。過去の研究では、30分の仮眠がスプリントのパフォーマンスを向上させ、20分と90分の昼寝が繰り返しのスプリント能力を向上させることが示されています8,9ですが、バドミントン選手の多次元的な身体的要求に対する昼寝の用量-応答関係は十分に理解されていません。さらに、25〜45分の持続時間は睡眠圧や疲労を軽減することが示されており、30分を超える昼寝は一般的に持久力や爆発力の向上と関連していますが、高性能な場で特定の持続時間を選ぶ明確な生理学的根拠はしばしば不足しています。

本研究では、40分と90分の昼寝の機会が、従来の任意の基準ではなく、人間の睡眠サイクルの構造に基づいて選ばれました。40分間の機会は、参加者が身体回復とホルモン調節に不可欠なスローウェーブ睡眠(SWS)を十分に受けられるように設計され、初期の睡眠潜伏も考慮しました。一方、SWS睡眠と急激眼球(REM)睡眠の両方を含む完全な睡眠サイクルを促進するために90分の機会が選ばれました。理論的には、スローウェーブ睡眠(SWS)、すなわちディープスリープは、組織修復やグリコーゲン節留に必要な成長ホルモンの分泌を刺激し、長時間の試合でも持久力を持続させるため、バドミントン選手の身体回復に不可欠です。逆に、急速眼球運動(REM)睡眠は記憶の定着や神経可塑性を促進し、これらはバドミントンの高度な認知的要求、例えば予測的敏捷性、迅速な意思決定、戦術的思考に不可欠です(12,13)。しかし、昼寝の実践的な実施には、回復とパフォーマンスのバランスを取る戦略的なアプローチが必要です。短い昼寝(40分)は、急性の覚醒と認知機能の研修のために優先されることが多いです。そして、起床時に感じる「睡眠慣性」(ぼんやり)を最小限に抑えるため、タイトなトーナメントスケジュールに理想的です。対照的に、完全な睡眠サイクル(90分)はSWSとREMの段階を完全に移行させ、より深い生理的回復をもたらしますが、競技までにはより長い緩衝期間が必要です。これらの制約を理解することは、コーチが昼寝を異なるトレーニング負荷や競技期間に取り入れるために不可欠です。したがって、本研究は、ノンナップ(N0)、40分の昼寝(N40)、90分のナップ(N90)が、正常な睡眠をとる大学バドミントン選手の敏捷性、無酸素能力、有酸素能力に与える影響を比較することを目的としています。両方の昼寝の機会がN0と比べてパフォーマンスを向上させると仮説が立てられました。さらに、仮説では90分の昼寝が完全な睡眠サイクルを達成し、その後の認知回復効果をもたらすというものである。

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プロトコル

この研究は武漢体育大学倫理委員会により承認されました(承認番号:2023070)。参加者は2023年8月から2024年1月の間に募集されました。すべての参加者は、参加前に機関および国家の倫理基準に従い、書面によるインフォームドコンセントを提供しました。

1. 参加者

サンプルサイズはG*Powerソフトウェア(バージョン3.1)を用いて算出されました。クロスオーバーデザイン内の反復測定ANOVAでは、検定ファミリーはF検定、統計モデルはANOVAに設定されました:反復測定、要因内の測定値です。入力パラメータは、α = 0.05、検出力(1-β)= 0.80、グループ数=1、測定数=3、繰り返し測定間の相関が0.5(被験者内相関が中程度)でした。効果量は、昼寝と身体パフォーマンスに関する以前の研究から導き出されたコーエンのd = 0.54に基づいています。本研究の最小サンプル数は、繰り返し測定間の相関を最小限に抑えるため12名と定めました。実験中のサンプル損失の可能性を考慮し、最終サンプルには20名の大学バドミントン選手が含まれ、女性10名(年齢:20.9歳±1.5歳、身長167.9cm±4.3cm、体重:58.3 kg ± 6.1 kg)と男性10名(年齢:21.4歳±1.4歳、身長:179.7 cm± 2.8 cm、体重:73.0 kg± 3.4 kg)が参加しました。すべての参加者は少なくとも5年間の体系的なバドミントントレーニング経験を持ち、大学のバドミントンチームのメンバーとして積極的にトレーニングを受けていました。平均して、参加者は週に約5〜6回のトレーニングを行い、各セッションは約2〜3時間続きました。すべての参加者は、ピッツバーグ睡眠質指数(PSQI)アンケートを用いて実施された予備スクリーニングに合格し、被験者選定に適した良好な睡眠の質を示しました(PSQI < 5)。さらに、すべての被験者には怪我、睡眠障害、喫煙の既往はありませんでした。検査手順と潜在的なリスクについて説明を受けた後、彼らは自主的に研究に参加し、インフォームドコンセントに署名しました。参加者は2023年8月から2024年1月の間に募集されました。

2. 実験設計

この研究は 図1に示される3回のテストセッションからなるクロスオーバー反復測定設計を用いています。参加者は6つの条件シーケンス(N0-N40-N90、N40-N90)のいずれかに割り当てられました。これは潜在的な順序影響を最小限に抑えるためにコンピューター生成されたランダムなシーケンスです。試験間には72時間の間隔が設けられ、効果の継続を防ぐためにウォッシュアウト期間として用いられました。このウォッシュアウト期間は、72時間間隔を用いて条件7の継続効果を最小限に抑えた過去の昼寝介入研究に基づいて選ばれました。昼寝介入の性質上、参加者は割り当てられた条件(昼寝なし、40分、90分の昼寝の機会)を認識していました。偽の対照や同等の対照は不可能であり、この研究は本質的に盲検されていないものでした。テスト前に、参加者は実験室環境、アンケートの回答、運動パフォーマンスの評価方法など、実験手順に慣れる必要がありました。N40条件のもと、参加者は12時50分に快適で暖かく、完全に暗く静かな睡眠室に入りました。10分の寝床準備の後、昼寝は13時に始まり、40分10分続きました。昼寝条件の再現性を確保するため、睡眠環境は厳しく管理され、中央空調システム によって 周囲温度を22°Cに保ち、照明レベルは5ルクス以下(デジタル照度計、モデルHS1010で測定)に抑えられ、ほぼ完全な暗闇を実現しました。研究者たちは隣接する部屋から低照度赤外線カメラシステム を使って 参加者を監視し、「非侵襲的」な監視プロトコルを維持しました。成功した昼寝開始のチェックポイントは以下の通りです:(1) アクティグラフィーで>分間連続で四肢の動きなし;(2) 観察された筋弛緩(例:顎の緩和);(3)リズミカルでゆっくりとした横隔膜呼吸への移行。参加者が機会の最初の20分以内にこれらの兆候を示さなければ、セッションはフラグが立てられましたが、「機会」プロトコル14を維持するためにベッドに留まることが求められました。ポリソムノグラフィーは使用されませんでしたが、研究スタッフによる睡眠行動のモニタリングが行われ、参加者は昼寝の間ずっとベッドに留まることが求められました。覚醒後、参加者は睡眠慣性からの回復期間を経て、少なくとも1時間の回復期間を維持しました。この期間中、参加者は読書や動画鑑賞などの活動を選び、テスト開始まで起きていられました。N90の状態はN40と同じ実験手順に従い、起床時間を14時30分に設定されました。被験者には睡眠慣性からの1時間の回復期間も与えられ、検査時間は15時30分に設定されました。これは昼寝後の睡眠慣性を克服するためのものです。最終試験は昼寝禁止の条件で実施され、被験者は15時30分に試験会場に入るまで読書、動画視聴、ゲームなどの活動を行うことが求められました。昼寝中の睡眠は客観的に測定されませんでしたが、起床後には被験者に主観的な睡眠の質を研究特有の0から10スケールで評価するよう求められました。0は「睡眠なし」、5は「一部睡眠はあるが中断」、10は「深く途切れない睡眠」を示しました(表1)8。しかし、これらの評価は、すべての参加者が検査前に回復状態に達していることを保証する手続き上のチェックとして機能しました。その後、全参加者は標準化された10分間のウォームアップ運動を行い、その後運動テスト15を開始しました。

3. アクティグラフ分析

各実験テストの前夜、被験者は利き腕でない腕にGT3X活動モニターを装着し、睡眠パターンを記録し、一貫した睡眠・覚醒スケジュールの遵守を確保しました。被験者は22時30分から23時の間に眠り、翌朝7時30分から8時15分の間に起きるよう指示されました。睡眠および覚醒時の行動はActiLife 6ソフトウェアを用いて分析されました。装置はサンプリング周波数30Hzに設定され、活動カウントは60秒エポック13に積分されました。設定には「低周波拡張」を無効にして非歩行時のノイズを避ける30Hzのサンプリングレートが含まれていました。使用前に装置は完全に充電され、研究所のマスター原子時計と時間同期されていました。データの妥当性を確認するために、採取後のチェックポイントが適用されました。試験は、着用時間が規定の睡眠ウィンドウの90%を超え、参加者が「消灯」および「最終覚醒」時に手動で押したイベントマーカーと照合した場合のみ有効とされました17。Sadehアルゴリズムはポリソムノグラフィーに対する検証された精度により睡眠パラメータの推定に適用されました。ベッドにいる時間、睡眠時間、起きている時間の違いは睡眠日記を用いて相互検証されました14。導出された睡眠パラメータには就寝時間、起床時間、睡眠潜伏期、睡眠効率、総睡眠時間、総睡眠時間、総睡眠時間が含まれます。

4. アジリティテスト

  1. Y検定
    Yテストは 、図3に示すように、反応的な敏捷性評価です。被験者はスウィフトのタイミングゲートの0.5m後ろからスタートします。スウィフトゲートがスタートポジションです。「ゴー」の合図を聞くと、被験者はタイミングゲートを通過し、順次装置を作動させます。マーキングされた円錐に到達すると、両側の赤外線装置がランダムに照らし、片側から音を発します。被験者は素早く反応し、指示された側の端まで全力疾走してYテストを完了しなければなりません。このテストは、5mのスプリント、左または右の方向を45度変え、さらに最大速度でさらに5mのスプリントを含みます。方向転換は2.5m地点のトリガーによってランダムに決定され、タイミングゲートが作動します。被写体がこのトリガーを通過すると、左右のタイミングゲートのいずれかがランダムに点灯します。被験者は素早く反応し、照明されたゲートをできるだけ速く駆け抜けなければなりません。
    1. 機材のセットアップ
      3つのスウィフトパフォーマンス製デュアルビーム赤外線タイミングゲートが使用されました。スタートゲートと2つのフィニッシュゲートは、アームや脚ではなくトランクが センサー19を作動させるために、地上0.8mの高さに配置されていました。
    2. キャリブレーション
      各テストセッションの前に、ゲートはレーザーレベリングツールで整列され、トリガーの一貫性を確保するために3回の「ダミー」スプリントでテストされ、±0.01秒以内にトリガーの一貫性を確保しました。トリガーメカニズム:中央の「決定」ゲート(2.5m)はランダムロジックアルゴリズムでプログラムされていました。参加者の胴体がビームを突破すると、200ミリ秒の遅延の後に左または右のLEDビーコンが作動しました。
    3. 妥当性チェックポイント
      試行は破棄され、以下の場合に繰り返しました:(1) 光が点灯する前に身を乗り出し方向を予測した場合;(2) 境界円錐に触れた場合;または(3)タイミングゲートの中心を通過しなかった場合。無効とされた試験後は疲労蓄積を防ぐために3分間の休憩が設けられました。各被験者は3回のテストを実施し、各挑戦の間に30秒の間隔を設けます。この間、被験者はゆっくり走るか歩いてスタートポジションに戻り、次のテストラウンドに進みます。各テストの最適なスプリントタイムが分析の基準として選ばれます。

5. 嫌気性能力試験

  1. 300ヤードシャトル
    300ヤードシャトルは最大および亜最大無酸素走りの両方を評価しており、 図4に示されています。2人の選手が同時にテストを開始します。合図が鳴ると、各選手はフィールドの反対側まで全力疾走し、足が25ヤードラインに触れることを確認し、すぐにスタートラインに着くために全力疾走します。このプロセスは合計6回繰り返され、間に休憩なくできるだけ速く実行されます。テスト終了後、2台の記録者が被験者の時間を記録し、最も近い0.1秒20まで記録します。

6. 有酸素能力試験

  1. ヨーヨー間欠回復テスト
    全被験者は 図5に示すように、バドミントン特有の課題を通じて持久力を評価するヨーヨー間欠回復テストを実施しました。このテストは、2 m x 20 mの往復走行と10秒の回復時間の合間から構成されていました。ヨーヨー間欠回収テストは時速10kmで開始され、20分CDプレーヤーから2〜3つの音声信号を段階的に動作させて調整されました。最初の音声信号を聞くと、選手は折りたたみラインに向かって走り始めました。2回目の音声信号が聞こえたら、選手は折りたたみラインに到達し、すぐにスタートラインまで走って戻り、次の音声信号より先に到着する必要がありました。スタートラインに到着した後、選手は5m地点までジョギングし、その後スタートラインに戻り、次の合図を待つために一時停止しました。最初のターンバックまたはスタートラインに制限時間内に到達しなかった場合、警告が出されました。もし被験者が2回も時間内にゴールラインに到達できなかった場合、テストは終了し、最終レベルとそのレベルで完了した2 m x 20 mのインターバル数は合計21回記録されました。

7. 統計解析

すべての統計解析はSPSS 27.0ソフトウェアを使用して実施されました。データの正規性はShapiro-Wilk検定を用いて評価され、すべてのデータは平均±標準偏差として示されています。一次解析では、一方向反復測定ANOVAを用いて昼寝時間の効果を調べました。ANOVAを実行する前に、マウクリーの球面性テストは球面性の仮定を検証するために実施されました。この仮定が破られた場合は、グリーンハウス・ガイザー補正が適用され、修正された自由度と F値および正確な P値が報告されます。有意な主効果が観察された場合、ボンフェローニのポストホック検定をペア対比較で実施しました。クロスオーバー設計におけるこれらの差の大きさを正確に表すため、ペアワイズ比較の効果量はコーエンのd(平均差を平均標準偏差で割ったもの)として計算されました。このアプローチは繰り返し測定間の相関を考慮し、効果量のより堅牢な推定値を提供します。得られたd値は、< 0.2(自明)、0.2–0.5(小ささ)、0.5–0.8(中等)、≥ 0.8(大きい)と解釈されました。すべての統計解析は両側仮説検定を用い、α = 0.05を用いています。

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結果

睡眠パラメータ
睡眠パラメータ(就寝時間、起床時間、睡眠潜伏時間、睡眠効率、総就寝時間、総睡眠時間)は、各研究条件の前夜のものと類似していました。一方元ANOVAの結果は、睡眠変数に有意な差はなく、睡眠不足の証拠も見られなかったことを示しました(表1)。

本研究では、異なる昼寝時間(N0、N40、N90)がアスリートのパフォーマンスに与える影響を、表 2に詳述された3つの標準化された運動パフォーマンステスト(Yテスト、300ヤードシャトル、ヨーヨー間欠回復テスト)を用いて評価します。分散の一方向解析(ANOVA)では、昼寝時間がすべてのテスト指標に有意な主影響を示しました(P < 0.001)。具体的な結果は以下の通りです。

Y検定
ナップ条件はY検定完了に必要な時間に有意な影響を与えました(F ...

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ディスカッション

本研究では、異なる昼寝時間(N0、N40、N90)がバドミントン選手の敏捷性、無酸素能力、有酸素能力に与える影響を評価しました。すべての参加者は、検査前に睡眠変数(総睡眠時間、睡眠潜伏期、睡眠効率、総睡眠時間など)に有意な差を示しず、検査前に睡眠不足を経験した者はいませんでした。結果は、昼寝なし(N0)と比較して、40分の昼寝(N40)と90分の昼寝(N90)がテスト性能を大幅に向上させることを示しました。3種類の運動能力の中で、N90は特に有酸素および嫌気性のパワー出力においてN40よりも顕著な有益効果を示しました。さらに、すべてのパフォーマンス指標で観察された高い部分エタ二乗(0.71 ≤ np2 ≤ 0.90)は、昼寝が運動回復に与える強い影響を強調しています。しかし、40分の昼寝から90分の昼寝への移行では、効果の大きさはごくわずかから小さい(d = 0.12–0.16)となり、N90が最も数値的には効果をもたらす一方で、生理的回復は睡眠開始後最初の40分以内に最も大きく起こることを示唆しています。従来の研究で20分や30...

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開示事項

著者らは、この研究は潜在的な利益相反と解釈される可能性のある商業的または財務的関係が一切ない状態で行われたと述べています。

謝辞

研究グループは、実験に積極的に協力してくれたアスリートとコーチのチームに感謝しています。本研究の資金提供をいただいた湖南省教育改革研究プロジェクト(HNJG-20230565)に感謝申し上げます。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
ActiGraph GT3X+ 三軸加速度計ActiGraph LLCGT3X+睡眠覚醒パターンや身体活動の客観的なモニタリングに使用されます。
所在地:アメリカ合衆国フロリダ州ペンサコーラ
ActiLife ソフトウェアActiGraph LLC該当なしバージョン6.13.3(またはそれ以降);データの初期化、ダウンロード、スコアリング(Sadehアルゴリズム)に使用されます。
所在地:アメリカ合衆国フロリダ州ペンサコーラ
G*Power Softwareハインリヒ・ハイネ大学DÜセルドルフバージョン 3.1.9.7事前検出力分析およびサンプルサイズ推定に使用されるオープンソースソフトウェア。
場所:Düドイツ・セルドルフ
ActiGraph用のリストバンドActiGraph LLC500-0013利き手首以外の手首の取り付けに標準的な黒ナイロンストラップを使用しています。
所在地:アメリカ合衆国フロリダ州ペンサコーラ

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