こんにちは!尾上です。
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。
- ①ATP-CP系
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。
- ②解糖系
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。
- ③酸化系
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♪
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2021/3/25
生保一般を非表示とさせていただいております。
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。
クレアチンの摂取は、無酸素運動などの強度の高いトレーニング時に素早くエネルギーを作り出すようサポートしてくれるので、短時間で最大限のパフォーマンスを発揮したいシーンにおすすめです。プロアスリートはもちろんのこと、趣味で運動を楽しんでいる方にも知られています。
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。
負荷が大きくかかるほど、筋肉のエネルギーの消費量は多くなりますが、体内にたくさんクレアチンを蓄えておくことにより、瞬発力が必要な場面などでのパフォーマンスアップが期待できます。
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。
実際にクレアチンを摂取した時の筋肉量を比較した研究報告を紹介します。28名の65歳以上の健康な男女を対象にしたヒト試験の結果ですが、14週間のレジスタンストレーニング時にクレアチン5g/日を摂取することにより、プラセボ(クレアチンを含まない試験食品)と比較して除脂肪体重(脂肪と骨を除いた体重で、筋肉量の指標となります)が有意に増加しました。【図1】
【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。
また、トレーニングの終了後には、速やかに糖質を摂取することで、筋グリコーゲンの回復が促され、筋肉の分解が抑制されると報告されています。糖質が配合されているプロテインや、果汁飲料と一緒に飲むことで、筋肉の分解を防ぎつつ、効率の良い筋肉増量効果を期待できます。
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
「プロテイン・BCAA・クレアチン 効果を出すための組み合わせとタイミング」
※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
膝関節周りが気になる方へ 筋肉・関節・骨、それぞれに効く機能性成分のススメ
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。
そのあとは1日1回、5gを目安に摂取します。それ以上を摂取しても尿として外に排出されてしまいます。また摂取量を減らしても筋肉のクレアチンレベルは下がらないことが研究でわかってきました。*1
*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
膝関節周りが気になる方へ
筋肉・関節・骨、それぞれに効く機能性成分のススメ
クレアチンで瞬発力・筋肉量をアップ
- クレアチンには運動中のエネルギー産生をサポートする効果が期待できます。
- 運動パフォーマンスの向上だけでなく、筋肉量の増加をサポートする機能もあることが報告されています。
- 筋肉中のクレアチン量増加を目的とした、クレアチンローディングという方法もおすすめです。
- サプリメントなどを活用し、上手にクレアチンを摂取しましょう。