トレーニングに必要不可欠？パーソナルトレーナーが教える生理学『VOL.１』！

こんにちは。

パーソナルトレーナーの清瀬淳です。

パーソナルトレーナーに生理学は必要なのかどうか、どうして必要なのかそのことについても書いて行きたいと思います。

人間のエネルギーの作られ方

人は食事から栄養素を摂取します。食事で摂取した炭水化物、脂質、たんぱく質などの主要栄養素から体の中で利用可能なエネルギー形態への変換します。

これらを異化作用、同化作用と言います。

異化作用とは、大きい分子（食事）を小さい分子に分解することによりエネルギーが放出されます。摂取した栄養をガソリンとして使うイメージです。

その異化作用によって三大栄養素から作り出されるエネルギー体を

ＡＴＰ(アデノシン三リン酸）と言います。ＡＴＰが運動によって使われるとＡＤＰ（アデノシン二リン酸）になります。

同化作用とは異化作用とは反対に、小さい分子を大きい分子に合成します。こちらは摂取したエネルギーを体の中に貯めこむイメージです。

異化作用、同化作用この二つをまとめて代謝と言います。

ＡＴＰってどうやって作られるの？

なんとなく食事からエネルギーが作られてることは分かったと思います。ここからさらにＡＴＰについて深堀します。

ＡＴＰは主に筋肉を動かすのに使われます。しかし筋内に貯蔵されているＡＴＰは限られているため、運動を続けるにはＡＴＰの再合成が必要になってきます。ＡＴＰを再合成、産生する経路は三つあります。

ホスファゲン機構、解糖系機構、酸化系機構です。

それぞれを詳しく見ていきましょう。

ホスファゲン機構とは

ホスファゲン機構は短時間もしくは高強度の運動をした時にＡＴＰを産生する機構になります。例えば、高負荷のベンチプレスや100ｍダッシュとかですね。
体を動かす時には、筋肉を収縮させるためにエネルギーが必要にです。そのエネルギーはＡＴＰが分解することで生み出されます。しかし分解し続けるとＡＴＰが無くなってしまいますよね。
ＡＤＰになったものを再びＡＴＰに再合成することで運動が続けられます。

ＡＴＰから分解されて、リン酸が少なくなったＡＤＰに、クレアチンリン酸が持っているリン酸を分けてもらいます。

そしてＡＤＰは、クレアチンリン酸から分けてもらったリン酸を自分に取り込むことで、ATPに再合成するというわけです。

ＡＰＰＰ（ＡＴＰ）→ＡＰＰ（ＡＤＰ）＋Ｐ（リン酸）→ＡＰＰＰ（ＡＴＰ）

解糖系機構とは

解糖系機構は、200m〜1,500mの陸上競技や球技全般、また筋力トレーニング等で頻繁に活用されます。
こういった運動では、それなりに強度の高い運動をしばらく続ける必要があるため、ATPの供給速度と持続時間が両立されている必要があります。

解糖系機構は筋肉に蓄えられたグリコーゲンあるいは血中に運ばれたグルコースといった炭水化物を分解しATPを産生します
この解糖系は速い解糖と遅い解糖が存在します

速い解糖
速いエネルギー供給が必要な場合に使用され無酸素的解糖とも呼ばれています。乳酸への変換でＡＴＰを生産します。

遅い解糖
エネルギー要求が高くなく、細胞内の酸素量が十分な場合に動員されます。有酸素的解糖とも呼ばれています。遅い解糖では速い解糖とことなり、ピルビン酸のままミトコンドリアによって輸送されますその際にクレブス回路とよばれる電子伝達回路(酸化機構)に入ってＡＴＰを産生します。

酸化系機構とは

安静時や有酸素運動中のエネルギー供給源になります。ATP生産には炭水化物、脂質、たんぱく質が使用されています。安静時に使用されるエネルギーは70%が脂質、30%が炭水化物から供給されています。
運動強度が上がるにつれて脂質から炭水化物へと変化し、飢餓状態や90分を超えるような長時間の運動ではタンパク質が代謝されます

酸化機構では解糖系と途中まで同じ経路をたどりますグルコースがピルビン酸に分解され、ミトコンドリアに入るとアセチルCoAに変換されクレブス回路に入りATPを産生します

すべてを理解しようと思うと大変ですのでこういう回路で有酸素運動中は脂質と炭水化物からATPが産生しているんだなという認識で大丈夫です。