エネルギー代謝の基礎的な情報②

2020/07/05

こんにちは!
横浜みなとみらいでパーソナルトレーニングジム・プライベートジムを運営しているSecretBay’sFITの下山です♪

今回は、前回の続きである4,酸化系代謝機構についてお話ししていきます!

4,酸化系代謝機構
酸化系代謝はミトコンドリアで行われ、そのエネルギー源となる物質は、糖質と脂質です。
物質の利用は解糖系代謝の続きであり、ピルビン酸がピルビン酸脱水素酵素によってアセチルCoAに変換され、ミトコンドリアへ移動する点から始まります。
一方、脂質は脂肪細胞などから遊離脂肪酸(FFA)として血液循環へ供給されます。
FFAもグルコースと同様に活動する骨格筋に取り込まれます。
現在、骨格筋細胞膜には数種類の脂肪酸輸送タンパク質が発見されています。
また一方で、骨格筋内にも筋中脂肪が存在しています。
これらの脂質は、B酸化によってアセチルCoAへ変換されます。
酸化系代謝の起点であるアセチルCoAは、ミトコンドリア内のさまざまな酵素によって変換されます。
この流れをTCAサイクル(クエン酸回路、クレブス回路)と呼びます。
ここで得られたエネルギーを利用して、ATP合成が行われます。
また、この代謝過程において産生された水素(H)やニコチンアミド・アデニンジヌクレオシド (NAD)は、酸化系代謝の中間物質と連動しており、ミトコンドリア内で電子を供給しながら、エネルギー産生を行っています。
これを電子伝達系といいます。
電子伝達系を考慮した上で、TCAサイクルを経て、エネルギー基質が水と二酸化炭素に分解された場合、骨格筋では糖質の酸化系代謝によって36ATPが合成されます。
一方、脂質(パルチミン酸)の酸化系代謝では129ATPが合成されます。
安静時などでは、この酸化系代謝によってATPが合成されています。
運動時では解糖系と相互調整してエネルギーを生み出しています。

続いては運動とエネルギー代謝についていくつかの項目に分けてお話ししていきます!

1,運動におけるエネルギー代謝の応答
運動を行うと、前述した3つのエネルギー代謝系が活性化し、運動に必要なエネルギーが作り出されます。
例えば、短時間・高強度の運動時にはATP-CP系がメインとしてエネルギーを作り出し、長時間・低中強度の運動では酸化系がメインとなります。
しかし実際には、3つのエネルギー産生経路は、常にそのエネルギー供給比率を変えながら活性化しています。
この3つのエネルギー代謝系は、運動強度、運動時間、運動時間、3つそれぞれのエネルギー産生能力、骨格筋の筋繊維比率どの因子によって規定されています。

2,長時間運動のエネルギー代謝
トレッドミルを使った走運動で、徐々に運動強度を上げていく新切負荷運動を行った際の、血中乳酸濃度の変化を示したものでは、血中乳酸濃度が急激に増加する点が認められています。
この点を乳酸性作業闘値(LT)と呼びます。
LTは、最大酸素摂取量の60~70%程度の運動強度であり、これは前述した換気性作業閾値(VT)と近い運動強度です。
このLTの運動強度では、エネルギー産生の貢献割合が酸化系から解糖系へシフトし始めます。
解糖系の亢進により、乳酸産生が乳酸酸化を上回ります。
運動強度の増加に従い、速筋線維の動員割合が増えるなどの変化が見られます。
LT測定はVO2max測定と比較して、いくつかのメリットがあります。
それらは、最大努力を発揮しなくてよいことです。(選手への負担が少ない)、多くのスポーツでLTの運動強度が重要視されています。
その他には呼吸分析機などの機械が不要、トレーニング効果をチェックしやすいなどです。

次回は3,短時間運動のエネルギー代謝についてお話ししていきます!

本日もご閲覧ありがとうございました♪
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