ダイエット 2023.04.01
【解説】”エネルギー通貨”ATPとは？〜台東区上野・浅草パーソナルジムN-fitness〜
APTとは？〜台東区上野・浅草パーソナルジムN-fitness〜
ATPは「アデノシン三リン酸」と言い、１つのアデノシンという物質と３つの無機リン酸という物質が結合し構成されています。
筋肉の収縮など、生命活動で利用されるエネルギーの貯蔵・利用に関わり『高エネルギーリン酸化合物』のことを指します。
ATPは”エネルギー通貨”と呼ばれており、生命活動全てにおいて必要となる物質です。
【厚生労働省】アデノシン三リン酸 / ATP（あでのしんさんりんさん）
ATPの働き
ATPの分解酵素により、３つ目のリン酸がATPから分離し、アデノシン二リン酸（ADP）とリン酸に分解するときにエネルギーが放出されます。
このエネルギーを使うことで、筋肉の収縮が行われます。
筋繊維の中に蓄えられているATPの量はわずかなので、激しい運動では短時間で使い果たしてしまいます。
そのため、長時間の運動を続けるには、ADPからATPを再合成してATPを供給し続ける必要があります。
ATP供給の源となるのが、食物から摂取する「炭水化物」「脂質」「タンパク質」です。
難しい用語が並びましたが、基本的には体を動かすたびに消費されるものが『ATP』で、ATPが無くなると体が動きません。
そして体を動かすのにご飯を食べるように、上記であげた3つの栄養素からATPが作られるということです。
ATP供給の源『三大栄養素』
”食事をバランスよく摂りましょう”とよく言われていますが、なぜそのように言われるのでしょうか？
・栄養が偏らなくて体にいいから
・バランスよく摂ることで痩せやすいから
このように考える方が多いと思います。
これらの理由ももちろんありますが、もう一つの理由として『ATP供給』が鍵となります。
ここでは、ATPと栄養素がどのような関係にあるのかをご紹介していきます。
・炭水化物
炭水化物は、筋と肝臓では「グリコーゲン」と言うかたちで、血液中では「グルコース（ブドウ糖）」と言う物質として、それぞれ存在しています。
※グリコーゲン・グルコースについては別途解説していきます。
炭水化物１gからは、約４kcalのエネルギーが得られます。
・脂質
食物から摂取された脂肪は、脂肪組織では「トリグリセリド」と言う物質として蓄えられています。
このトリグリセリドは、「グリセロール」と「遊離脂肪酸」に分解され、血液中に放出されます。
遊離脂肪酸は筋に取り込まれて、細胞内でATPを産生するために用いられます。
脂質１gからは、約９kcalのエネルギーが得られます。
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・タンパク質
摂取されたタンパク質は「アミノ酸」に分解されます。
そのアミノ酸が筋においてATPを産生するために用いられます。
タンパク質１gからは、約４kcalのエネエルギーが得られます。
運動時に、エネルギー供給は主に炭水化物と脂質からされています。
その際に用いられる割合は常に一定ではなく、行う運動の強度によって変化します。
数十秒以内で終了するような強度が極めて高い運動では、脂質はほとんど用いられず、炭水化物が唯一のエネルギー供給源となります。
逆に、運動強度が低くなるにつれ脂質の役割が大きくなります。
しかし、脂質だけでエネルギー供給が賄われることはなく、常に炭水化物の力も関与しています。
また、同じ運動強度でも両方の利用率は変化します。
ここで、歩行を例に挙げます。
歩行を始めて直後では炭水化物の方が多く用いられますが、歩行時間が長くなるにつれて、脂質の割合が大きくなっていく。
上記、理由から歩行時間を長く行う方が、脂肪の分解に長けていると言えます。
ここまで、3大栄養素のエネルギー利用について解説してきましたが、ATPはすべての動作を行う上で必要となります。
つまり、ざっくりとしたイメージとして下記の通りとなります。
【3大栄養素→ATP→エネルギー産生→動作】
【３大栄養素／ダイエット】理想のPFCバランスとは？〜台東区上野・浅草パーソナルジムN-fitness〜
【エネルギー源】三大栄養素解説〜台東区上野・浅草パーソナルジムN-fitness〜
ATP産生の３つのルート
私たちは常にATPを産生し続けているのですが、筋肉を動かす際使われるATPはどこから賄われるのか…。
実は筋肉の内部に、もともとあるATPの量はごくわずかであるため、それだけで運動を行ったとすると筋は１秒以上収縮できません。
しかし、実際にはもっと長時間にわたって運動を継続することが可能です。
これを可能にしている働きには、３つのルートがあります。
・ATP-PCr系
下記で説明する２つのエネルギー供給系と比べて、単位時間あたりに供給されるエネルギー量（エネルギー供給速度）は最も大きいです。
しかし、必要な物質の量に限りがあるため、この機構が最大限に動員されると７〜８秒でATPの供給を停止してしまします。
・解糖系
エネルギー供給速度及び供給時間は、いずれも３つの中で中間であり、供給時間は３２〜３３秒です。
解糖系ではATPを産生する過程で、代謝産物として乳酸がつくられることに特徴があります。
※ATP〜PCr系と解糖系では反応に酸素を必要としないので、２つをまとめて「無酸素系」と言います。
・有酸素系
エネルギー供給速度は、３つの中では最も遅いです。
しかし、酸素が十分供給され体内の糖や脂質が無くならない限り、時間的には無限にエネルギーを供し続けることが可能となります。
※有酸素系は、酸素を用いてATPを産生するため、「有酸素系」と言います。
運動の継続時間でエネルギーの産生ルートは変わる？
ATPの産生には３つのルートがあり、それぞれ供給速度や時間に違いがありました。
では、それらが運動とどのような関係があるのか、いくつかスポーツ種目と合わせてご紹介します。
強度が極めて高く短時間で終わるような運動では、最もエネルギー供給速度の高いATP-PCr系から大部分のエネルギーが供給されます。
スポーツ種目で言えば、短距離走・５０m競泳・ゴルフやテニスのスイングなど、運動が３０秒以内で終了するのもが挙げられます。
一方で、ATP-PCr系の時間的制約から、強度が低く長時間になると有酸素系の関与が徐々に高くなります。
長距離走・マラソン・トライアスロンなど、運動が３分以上のものが挙げられます。
解糖系はエネルギー供給速度、供給時間とも他２つの中間であるため、運動時間が極端に長くても、逆に短くても関与は低いです。
４００m走・８００m走・ボクシング・レスリングなど、運動が３０秒〜３分以内のものが挙げられます。
まとめ
ここまでATPについてご紹介してきました。
ATPは、筋肉の収縮に必要なエネルギー源を供給しており、供給する主なエネルギー源は「炭水化物」と「脂質」です。
運動の強度によって使われる栄養素は異なり、ATPが産生されるルートもそれぞれあります。
栄養のバランスを良く食事を摂ることはダイエットにおいて基本となります。
さらに全ての人に共通して、人間が活動するため（筋収縮）に必要なエネルギー（ATP）を供給するために、食事で三大栄養素を中心とした栄養を満遍なく摂取することが必要不可欠となります。
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