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有酸素性エネルギー代謝

ヒトが生命を維持するためには、生体内においてエネルギーを作り出すことが必要です。有酸素性エネルギー代謝は、そのエネルギー生成過程のひとつの経路で、主に脂肪酸をエネルギー源として利用します。このエネルギー代謝は、運動中においても重要な働きをしています。

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私たちの身体の中では、エネルギー源となるアデノシン三リン酸(ATP)が作り出され、そのATPが分解されることにより生産されるエネルギーを利用して、生命を維持しています。骨格筋においては、これらATPを分解した際のエネルギーを利用して筋収縮を行い、それにより身体を動かしたり運動を行ったりすることが可能になります。

しかしながら組織におけるATP量には限りがあり、そのため、いくつかの経路によりATPが生成されます。大きく分けて、無酸素性エネルギー代謝(クレアチンリン酸系や解糖系)と有酸素性エネルギー代謝です。
有酸素性エネルギー代謝は、主にミトコンドリア内で行われます。グルコースや脂肪酸や多くのアミノ酸は、アセチルCoAにまで代謝され、クエン酸回路に入ります。その後このクエン酸から呼吸鎖に入り、そこで大量のATPが産生されます。この過程は酸素を必要とするため有酸素性エネルギー代謝と呼ばれます。

運動時には運動強度や運動時間により、無酸素性エネルギー代謝と有酸素性エネルギー代謝が、シーソーの関係でエネルギー源を供給しています。無酸素性エネルギー代謝では、グルコースが主なエネルギー源として利用され、有酸素性エネルギー代謝では、脂肪酸が主なエネルギー源として利用されます。運動強度とエネルギー供給源との関係を調べた研究では、血中グルコースの体組織による取り込みと、全身の糖質のエネルギーへの分解は、運動強度が高まるとともに増大しました。
しかし血中脂肪酸の体組織による取り込みは、運動強度が高まるにつれて低下し、全身の脂肪酸のエネルギー分解は、運動強度が65%VO2max(最大酸素摂取量)で最大となり、20%VO2maxと85%VO2maxでは低いという結果がみられました。またトレーニングをすると、運動時のエネルギー源に占める脂肪酸の比率が大きくなり、もうひとつのエネルギー源であるグルコースの消費を節約することにつながります。その結果として限られた貯蔵量しかないグリコーゲンの消費が節約されて、スタミナの増大に貢献することとなります。

参考文献

  1. 上代淑人 監訳
    ハーパー・生化学 原書24版
  2. 中野昭一, 竹宮隆 編
    運動とエネルギーの科学