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運動時のエネルギー生成のメカニズム



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 今回は、摂取した食物や飲料などから、運動のためのエネルギーがどのように生成されていくのかを解説したいと思います。
 またもや専門的な内容になってしまいましたが、少しの間お付き合いください。


 人間は、生命の維持のためや、運動をするために多くのエネルギーを必要とします。
 食事により体内に取り入れた食物や飲料を消化吸収し、それを代謝することでエネルギーを作り出しています。
 この代謝の種類は、有酸素性エネルギー代謝(酸化系エネルギー代謝)と無酸素性エネルギー代謝(解糖系エネルギー代謝)に分けられます。


 これらの代謝により作られたアデノシン3リン酸(ATP)という物質が、筋肉を収縮させるため(運動をするため)の直接のエネルギーになっています。
 これは、通常、筋肉内に貯蔵されていて、運動の際すぐにエネルギーとなれように準備されているのですが、筋肉内に蓄えられているアデノシン3リン酸(ATP)は微量であって、強度の高い運動をすれば、すぐに枯渇してしまいます。
 そこで、私たちが運動を継続させるためには、(もちろん、飲食したものがすぐにエネルギーになるわけではありませんし、アデノシン3リン酸(ATP)を直接摂取するわけではありません。)自らの体内で、アデノシン3リン酸(ATP)を作り出さなくてはいけません。
 この方法が、有酸素性エネルギー代謝と無酸素性エネルギー代謝なのです。


 そして、筋肉内でアデノシン3リン酸(ATP)は分解酵素の働きによってアデノシン2リン酸(ADP)に分解されます。
 この時にエネルギーが放出されて、このエネルギーを利用して筋肉は収縮します。


 有酸素性エネルギー代謝は、体内の脂肪酸を、細胞内のミトコンドリア細胞内小器官によって酸化することでアデノシン3リン酸(ATP)を作り出す代謝様式のことで、この過程は複雑なため、俊敏なエネルギー生成はできません。
 また、すべての筋繊維内の細胞がミトコンドリア細胞内小器官を有している訳ではなく、主に心筋や、遅筋(赤筋とも言い、持久的な運動時に使用される筋肉)といった筋肉で有酸素性のエネルギー生成は行なわれます。


 一方、無酸素性エネルギー代謝は、体内のグルコース(糖分)を分解することでアデノシン3リン酸(ATP)を作り出す代謝様式のことで、この過程は単純で俊敏です。
 また、クレアチンリン酸(アミノ酸の一種であるクレアチンが肝臓で合成されリン酸化されたもの)を分解し、リン酸基を取り出して、アデノシン2リン酸(ADP)と結合させ、アデノシン3リン酸(ATP)を作り出す再合成や、乳酸を用いてアデノシン3リン酸(ATP)を再合成することも無酸素性エネルギー生成の特徴です。


 以上のような過程で、私たちは運動のためのエネルギーを得ています。
 激しい運動などをして、エネルギーが切れて一時的に動けなくなったとしても、少し休憩をすれば再び動き出せるのは、このエネルギー生成の仕組みのおかげなのです。






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