筋肉はどのようにして動かされているのか?3つのエネルギーについて解説




筋肉はどのようにして動かされているのか」と疑問に思ったことがある方は多いのではないでしょうか?

筋肉が動くメカニズムについて知ることで、「なぜ栄養が必要となるのか」「どんな栄養が必要なのか」について理解することもでき、筋トレの効果を最大限に高められます。

これから筋トレを始めようと思っている方、筋肉のメカニズムについて知りたい方はぜひ参考にしてください。

筋肉のエネルギーを作り出すATP-CP系

生命活動や筋トレで活用されるエネルギーの源はATP(アデノシン三リン酸)と言われる化合物です。

このATPを活用することによって筋肉を収縮させることができ、筋肉を鍛えることができます。

ATPは筋線維内にも一定量が蓄積されてはいるものの、その量は決して多くはありません。

そのため、ATPを作り出すためには合成再合成を行う必要があります。

 

この合成と再合成のプロセスには大きく3つがあり、ここで紹介するATP-CP系解糖系(乳酸系)有酸素系です。

それぞれのプロセスは運動の強度によって異なり、エネルギーを生み出す際に必要となるものも変わってきます。

 

ATP-CP系の特徴は、瞬時にエネルギーを必要とする運動で活用されるということ。

例えば、筋トレでバーベルを上げたり、短距離走を走ったりする場合がこれにあたります。

しかし、先ほども述べたようにATPの蓄積量には限りがあるため、このような瞬時にパワーが必要な場合はすぐに枯渇した状態になってしまいます。

 

それを補うために体内に蓄積されているクレアチンリン酸を活用してATPを再合成するのが、ATP-CP系です。

ATPが利用されて枯渇すると瞬時にそれを補い、ATPを作り出すことができます。

しかし、クレアチンリン酸の蓄積量はATPよりは多いものの、8秒程度の筋収縮で無くなってしまうためATP-CP系で長時間のトレーニングに耐えることはできません。

そこで重要となるのが、他の2つのエネルギーを生み出すプロセスである解糖系(乳酸系)有酸素系です。

クレアチンを補って筋トレ効果を高める

ATP-CP系において重要となるのがクレアチンにリン酸がついたクレアチンリン酸ですが、トレーニング前にクレアチンを摂取することでクレアチン及びクレアチンリン酸の蓄積量を増やすことができます。

これによってエネルギーを効率よく生み出せるようになり、筋力アップや筋肥大を促すことが可能となり、トレーニングの効果を高めることが可能です。

 

クレアチンの摂取に関しては、体内のクレアチン濃度を高めるために1日あたり3gのクレアチン摂取を28日間続けていく必要があります。

また、強度の高いトレーニングを日常的に行っている方やアスリートの方は、トレーニングでもクレアチンが利用されるので不足分を考慮して1日5~6g程度のクレアチン摂取が推奨されています。

最もクレアチンを効率よく摂取する方法は糖質と一緒に摂取することで、インスリンの働きによって吸収率を高めることができます。

また、クレアチンの摂取にはローディングという方法もあり、短期間でクレアチン量を増やすことも可能です。

クレアチンのローディングは、1日に体重×0.3g程度のクレアチンを4回程度に分けて5~7日間摂取することで、短期間でクレアチン貯蔵量をMAXまで高めることができます。

ローディング後は、クレアチン量を維持するために3~5g程度のクレアチン摂取を続けていきます。

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糖質をエネルギーに変える解糖系(乳酸系)

ATP-CP系は素早いエネルギー供給を可能にしますが、すぐに枯渇してしまうという特徴があります。

そこで重要となるのが、解糖系(乳酸系)です。

解糖系によるエネルギー供給の場合は30秒前後の筋収縮を可能にするため、筋トレにおける主なエネルギー源となっています。

 

食事から摂取した糖質を体内でグルコースに変換し、それをグリコーゲンとして筋線維や肝臓に貯蔵。

このグリコーゲンを活用してATPを再合成するのが解糖系になります。

以上のようにグリコーゲンがピルビン酸に分解される過程でATPが作りだされ、筋トレのエネルギー源となります。

特に筋トレで重要となる速筋線維では解糖系をエネルギーとして活用するため、トレーニング前・中の糖質摂取はとても効果的です。

また、速筋線維ではピルビン酸が乳酸に変換され、その後遅筋線維のエネルギー源として利用されることがわかっています。



脂肪などをエネルギーに変える有酸素系

ATP-CP系と解糖系は素早いエネルギー供給を可能にするため速筋線維で利用されますが、有酸素系は時間をかけてエネルギー供給を行うため遅筋線維で活用されます。

ATP-CP系や解糖系に比べてエネルギー産生に時間がかかる分、多くのATPを再合成させることができ、長時間の運動を可能にします。

この有酸素系では先ほどの糖質が分解された後に最終的に乳酸がエネルギーとなる以外にも、脂肪をエネルギー源として活用します。

有酸素系では時間をかけてATPを再合成するため、持久力を必要とするジョギングなどで利用されるエネルギーとなります。

よく「ダイエットで脂肪燃焼をしたい方にはウォーキングやジョギングが最適」と言われますが、その理由は有酸素系が脂肪をエネルギーとしているため。

ホントに脂肪がエネルギーとして利用されているのか?と疑問に思う方もいるかもしれませんが、マラソンランナーの体型を見れば一目瞭然です。



まとめ

今回は筋肉を動かす3つのエネルギーについて解説しました。

運動の強度によってエネルギーを作り出すプロセスに違いがあり、目的に応じて摂取すべき栄養も異なります。

ぜひ今回解説したものを参考に、日々のトレーニングをレベルアップさせてください。