こんにちは！尾上です。 Show 本日のテーマ〈筋収縮（活動）のための３つのエネルギー経路〉 について説明させていただきます。 【エネルギー供給のための経路は3つある】 前項で述べたとおり、筋収縮の直接的なエネルギー源となるのは 筋繊維の中のＡＴＰ（アデノシン三リン酸）と呼ばれる物質です。 ＡＴＰが分解されてＡＤＰ（アデノシン二リン酸）ができるときに エネルギーを発生し、フィラメントの滑りを引き起こすのです。 ところが、ＡＴＰは食物から摂取することができないため 運動を継続するためには、体内でＡＴＰを再合成し たえずつくり出していかなければなりません。 ＡＴＰを再合成するしくみは3パターンあり、運動の強度や 継続性によって、主に働く経路が違ってきます。
筋繊維の中に蓄えられているクレアチンリン酸（ＣＰ）という 物質が使われる経路で、ＡＴＰ－ＣＰ系といいます。 ＡＴＰが分解されてＡＤＰができると、ＡＤＰとＣＰが反応して すぐにＡＴＰが再合成されます。この経路は酸素を必要としません。 また連続して使い続けることはできないものの、もっとも反応が速く ＡＴＰが消費されるとすぐに再合成されることから短距離走のように 瞬時に多量のエネルギーが必要な運動で活躍します。
体外から摂取した糖（グルコース）や筋繊維内に蓄えられている グリコーゲンを分解して得られるエネルギーを利用する経路で 解糖系といいます。この経路には、無酸素的過程と有酸素的過程の ２つの反応が含まれます。 まず、細胞質の中でグリコーゲンがピルビン酸という物質にまで 分解されます。ここまでは酸素を必要とせず、素早く反応が 進行しますが、ＡＴＰはわずかしか合成されません。 この後ピルビン酸は、速筋繊維では主に乳酸となり 遅筋繊維では酸素の介在によって完全に二酸化炭素と 水にまで分解されます。（後出の酸化系） そのうえ遅筋繊維では、速筋繊維が放出した乳酸を取り込んで 再びエネルギー源として利用することも起こります。 乳酸までの経路は、ＡＴＰ－ＣＰ系ほど瞬時に 多量のエネルギーを発揮することはできないものの 短時間の運動に適しており、短中距離走などで活躍しています。
筋繊維内のミトコンドリアで起こる反応系です。 糖質からつくられたピルビン酸は、ミトコンドリアの中に運ばれ 「クエン酸サイクル」と「電子伝達系」という複雑で時間のかかる 経路を経て二酸化炭素と水に分解されＡＴＰが合成されます。 この経路は最終的に酸素を必要とし、酸化系と呼ばれます。 多量のＡＴＰが合成される反面、反応が複雑で進行に時間がかかります。 もうひとつのエネルギー源である脂肪もまた 脂肪酸に分解された後に、この経路に組み込まれて分解されます。 運動強度が低いときは、ＡＴＰがゆっくりとした速度で 消費されていくため、ＡＴＰの再合成にも十分な時間を かけることができます。したがって、安静時やゆるやかな 運動をしているときに主な役割をはたしています。 この酸化系経路は、長時間かけて筋肉を活動させ続けることが 求められている長距離走（マラソン）やウォーキングなどで 活躍する経路です。 【豆知識】 ミトコンドリアは、細胞の中にある小器官のひとつ。酵素を用いて 糖質や脂肪を分解しＡＴＰの再合成を行う「エネルギー生産工場」といえます。 次回のテーマは〈横紋を持つ筋とそうでない筋がある〉 について説明させていただきます。お楽しみに♪ ■問題や解答に間違いがあったら問題や解答に間違いなどありましたら、ご自身のツイッター等で「URL」と「#過去問ナビ」のハッシュタグをつけてつぶやいていただけますと助かります。ご利用者様のタイムラインをお汚しすることになってしまうので大変恐縮です。確認でき次第修正いたします。 【投稿例】 2021/3/25 クレアチンとはクレアチンはアミノ酸の一種で、体内で合成され大部分がクレアチンリン酸として筋肉に存在しています。クレアチンリン酸は、筋肉が収縮する際にエネルギーとなるATP（アデノシン三リン酸）の再生に利用されます。 クレアチンは、およそ95％が骨格筋内、他にも脳や網膜などにも存在して、エネルギー産生に関与しています。 クレアチンに期待できる効果クレアチンには、運動パフォーマンス向上、筋肉量増加、また脳の機能改善などさまざまな効果が期待できます。 運動パフォーマンスの向上クレアチンは筋収縮のエネルギーを供給するため、高強度の運動に対して特に効果が見られます。挙上重量増加、筋トレやコンタクトスポーツにおける瞬発的なパワーを供給するのに加えて、短距離走のタイム短縮などの研究結果が報告されています。 筋肉量の増加クレアチンそのものは筋肉の構成要素とはなりませんが、無酸素運動時のエネルギー供給をサポートすることによって、高強度のトレーニングを可能にします。最大強度の運動を積み重ねるトレーニングにより、結果的に筋肉量を増やすことに繋がります。また、筋肉量を維持することで、ロコモ防止が期待できます。  【図1】クレアチン摂取後の除脂肪体重の変化量 出典：Journal of Gerontology: BIOLOGICAL SCIENCES 2003, Vol. 58, No. 1, 11–19 クレアチンとプロテイン、BCAAの違い筋肉の合成を促すプロテインとBCAAに対して、クレアチンはエネルギーを作り出し筋力増強作用を促します。トレーニングと合わせて摂取することで強度の高い運動を続けるパワーを作り出すことができます。 効果的な摂取方法市販されているクレアチンの大半は顆粒状のものですが、水に溶けにくいため、飲みづらく感じることもあります。その場合は、水や果汁飲料等と一緒に摂取するか、お湯などの温かい飲み物に溶かして飲むことがおすすめです。 吸収率を高めるための摂取タイミングおすすめのタイミングは食後とトレーニング終了後です。 クレアチンは、主にインスリンの作用により筋肉中に迅速に取り込まれます。インスリンは炭水化物（糖質）を摂取したときに分泌されるホルモンなので、こうした観点からもクレアチンと糖質はセットにして摂取することがおすすめです。 ※参考「炭水化物（糖質）が筋力トレーニング前後に必要な理由」 他のサプリメントとの組み合わせ方クレアチンはトレーニング後などに、プロテインやBCAAと一緒に摂取されることが多いです。それぞれ役割が違うため、効果を最大限に引き出すためには飲むタイミングも確認しておきましょう。 ※詳しい内容はこちらから ※関節・骨などを含めたケア方法が気になる方はこちらをご参照ください 1日に消費するクレアチンの量体重や筋肉量により変わりますが、体重70kgの人では体内に約120g存在しているといわれています。失われる量は1日に2g程度ですが、体のエネルギーを作り出すために必要な成分のため、強度の高い運動などではその量が増えることもあります。 もともと体内で作られる成分でもあり、食品では赤身の肉や魚類に含まれているため、通常の生活を送る中では不足することはないでしょう。ただし、運動やトレーニングで失われる量が多くなったときに、食品のみで補うのは難しいこともあります。 出典：特定非営利活動法人、食品の機能性・学術報告、クレアチン クレアチンローディングとはクレアチンローディングとは、試合などに備えて筋肉中のクレアチン量を増やしておくための方法です。肉や魚などの動物性たんぱく質を普段あまりとらない人、野菜中心の食生活の方は筋肉中のクレアチン量がもともと少ないため効果がより実感できるでしょう。 クレアチンローディングの方法最初の1週間は、1日20gのクレアチンを4回程度に分けて摂取します。すると筋肉中のクレアチン量は一定レベルとなります。 *1 出典：NSCAジャパン、クレアチンサプリメント 摂取を中断してもすぐに体内で消費されないクレアチンは体内でも生成できる成分ということもあり、すぐになくなってしまうものではありません。しかし、4～5週間の摂取中断で元の量に減ってしまうというデータもあります。 もし、けがなどで一時的に摂取を中止する場合は、トレーニング復帰と共に摂取も再開しましょう。クレアチンには筋委縮を抑える役割もあり、リハビリテーションにも効果を期待できます。 ※関節・骨などを含めたケア方法が気になる方はこちらをご参照ください クレアチンで瞬発力・筋肉量をアップ
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