エネルギー供給系②-3：恐るべしATPのエネルギー…

筋収縮（に限ったことではありませんが）の直接のエネルギー源であるATPは元々体内に貯蔵されています。下の図はATPの構造を示したものですが、アデニンという物質は遺伝子の中にある核酸を構成している塩基の一つです。アデノシンに繋がっているリン酸のうち外側の２つは高エネルギー結合をしています。これを利用して筋収縮をするのですが、その解説はまた後日、『ATPの再合成回路』の項で、行います。

【https://commons.wikimedia.org/wiki/File:ATP%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E5%9B%B3.svg】

さて、体内に貯蔵されているATPの量は骨格筋100 g当たり0.4 g程度です。

ということは、例えば体重70kgで骨格筋率が35%の一般成人男性であれば、70×0.35×1000＝24500gの骨格筋量となり、これにより98gを保有していることになります。

では、これでどれ位の仕事（運動）ができるかと言うと、フルパワーを発揮したとすると何と‼️1〜2秒しかもちません（涙）。

何だATPって大したことないな！と思うなかれ。ATPのエネルギー量について考えてみましょう。私達が人間の形になる一番最初は受精卵から始まりますね。ではその前は？

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そう。精子と卵子です。精子は受精卵となるために卵子に到達しないといけないのですが、これが恐ろしく過酷な生存競争を勝ち抜かないといけないわけです。その度合いについては、詳しく書くと本論から逸脱が過ぎますので割愛しますが、約1〜3億個（諸説ありますが何しろ多い）の精子のうち、卵子に到達して受精卵となるのは1個だけです。

この1個の精子が卵子に到達するまでの距離を、精子を1人の人間に置き換えて考えてみましょう。必要な数値をおおよその平均値で示しますと…

・精子のサイズ：60μm＝60× 10⁻⁶ m

・子宮と卵管の距離（卵管膨大部で受精する部位まで精子が到達しなければならない距離）：17cm

【https://192abc.com/21798】

射精から受精までの時間は？精子と卵子が出会うのはいつ？ - こそだてハック

・日本人成人男性の身長：170cm

です。これらの数値を基に計算すると、酸性の液体の中で約5kmもの距離を、水球の密集したゴール前の激しい攻防を展開しながら移動しているようなものです。

【https://www.sankei.com/smp/sports/photos/160511/spo1605110033-p1.html】

【水球】日本代表、米国に惜敗　男子ＷＬ予選

それを最短5〜6時間から最長3日間も。当然ですがその間、栄養補給は無しです。不眠不休で絶食。とても信じられませんが、その究極の奇跡を生み出しているものが精子の持つATPのエネルギーなのです。

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エネルギー供給系②-2：ATPは筋収縮の直接のエネルギー源…

小学生の頃、学校でもらって帰っていた給食の献立表はこんなものだったと思います。

【https://kaden.watch.impress.co.jp/docs/column/lifestyle/1161781.html】

【栄養士まなさん節約レシピ21】「給食献立表」活用で、献立作りが簡単に

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主要材料のところを見ると…

・主に体をつくる

・主に体の調子を整える

・主に熱や力のもとになる

と分類があり、使われた食材がカテゴライズされています。

表現には多少違いがあることもありますが、

「主に体をつくる」というのは「血や肉になる」材料を意味していまして、これがタンパク質です。

「主に体の調子を整える」というのはビタミンやミネラルの役割ですね。

そして…

「主に熱や力のもとになる」というのは「エネルギーになる」ことを示していまして、ここに炭水化物（糖質）や脂肪（脂質）が入ります。

それは間違いないのですが、ちょっと条件があるんです。栄養素のエネルギー（熱量）については1g当たりで何キロカロリーという数値が算出されていますが、これが直接運動に回されているかというとそんなことはあり得ません。

ご存知の方も多いでしょうが、教科書的には…

・糖質1g：4kcal

・脂肪1g：9kcal （実質熱量は脂肪1gの中には20%程度は水が含まれていますので、80%の7.2kcalで計算します。）

となっています。これにタンパク質の1g 4kcalを含めて、食べた食事の中にこうしたエネルギー源がどれだけ入っているかを計算して求めたものが食事のエネルギーとして普段みなさんが意識しておられる「kcal」なのです。

ただし、そのエネルギーを100%使えるかというとそうではなく、消化して吸収できた分しか使えません。しかも、消化そのものにも結構なエネルギーを使いますし、ある意味効率が良いとは言えないので、お皿の上の熱量計算だけしてもそれほど意味があるとは言えません。

食欲の有無、咬合の状態、体調（胃腸の調子を含む）、調理の仕方、食べ合わせや食べ方（咀嚼や水分摂取の仕方）等も考慮しなければならないでしょう。

そうやってやっと体に取り組まれたエネルギー源でも、それらを使ってATPを合成しないことには運動はできません。何故ならば、筋収縮の直接のエネルギー源はATPであり、糖質や脂質が直接のエネルギーになっているわけではないからです。

【https://slidesplayer.net/amp/14232890/】

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それでは、筋収縮の直接のエネルギー源であるATPはどうやって作られるのでしょうか？

エネルギー供給系②-1 〜ATPとは何か？〜

ATPとは、アデノシン三リン酸のことです。Adenosine TriPhosphateの大文字のアルファベットを取ってATP（エー・ティー・ピー）と短縮して呼ばれています。

【図はWikipedia参照】

アデノシンとは、生体内で重要な役割を持つ化学物質で、ヌクレオシドの一つです。

【図はWikipedia参照】

そのヌクレオシドとは、塩基と糖が結合した化合物の一種で、塩基としてはアデニン・グアニン（プリン塩基）やチミン・シトシン・ウラシル（ピリミジン塩基）等があります。つまり、それぞれのアルファベットの頭文字を並べるとAGTC・Uとなりますね。そう。DNAとRNAを構成する塩基です。

＊DNA（デオキシリボ核酸）とは生物の遺伝情報の継承と発現を担うポリマー生体物質（高分子生体物質）で、デオキシリボース（五炭糖）とリン酸、塩基から作られる核酸です。このうちの塩基にAGTCの4種類があります。DNAとRNAの大きな違いは、糖と塩基にあり、それにより性質やらせん構造にも違いが出ます。ちなみにRNAの塩基はチミン（T）がウラシル（U）に替わっています（例外もありますが）。

さて、本題に戻りますね。あらゆる生物の細胞内に存在するATPですが、ヒトの運動においては筋収縮の直接のエネルギー源として利用されます。参考までに細胞の増殖にも利用されていますし、植物では光合成において、菌類のような微生物では呼吸や発酵等の代謝過程において利用されています。

ちなみに、食物や細菌・かび等の微生物を含むすべての有機物（生物だけではなくその痕跡や残骸も含めて）はATPを含んでいます。これを利用したATP検査が生物学的汚染量を検出する衛生管理方法として活用されていますよ。

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今年に入って世界中を混乱に貶めている新型コロナウイルスの感染拡大を防ぐ目的でアルコール除菌が日常的に行われるようになっていますが、もしATP検査でATPが検出されたとすると除菌されていない可能性が高いということになります。

＊もちろん、菌とウイルスは別物ですが、菌が残っているならもっと小さいウイルスも残っている可能性は大です。

脱線が続いて申し訳ありません。次の記事で本題の方を進めます。

エネルギー供給系①

運動生理学のスタートを何から書こうかと迷いましたが、結局は「エネルギー供給系（エネルギー供給機構）」から書くことにしました（笑）。

＊そういった意味でやはり教科書ってのはさすがにツボを押さえてますよね。

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（私はこの一冊からスタートしました。）

そのエネルギー供給系というのは、人が生きていくために、動くために必要なエネルギーを生み出す仕組みのことを言います。

「ATPを再合成するための経路は大きく分けて3つある」ということについては、少し運動生理学・スポーツ生理学を学んだ人やトレーニング関連の専門書を読んだ人にとっては常識だと思います。

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でも、そのような経験が無い方は「ATPって何？」となるでしょうし、それに関する本を読んだり授業を受けたりしたことがある方でも「ATPについて解説してください」と課題を与えられたら上手く説明できない方は少なくないでしょう。

ということで、次の記事ではATPについて書くことにしますね。引き続きよろしくお願いします。

パーソナルトレーナーで…

「新型コロナウイルス騒動」は沈静化するどころか、地域によっては再び感染拡大してきています。その中でも最も酷いのは新規感染者数、総感染者数共に東京都です。→https://www3.nhk.or.jp/news/html/20200715/k10012517261000.html

【国内感染】15日は新たに204人感染確認 新型コロナウイルス | NHKニュース

・人口が多いから

・PCR検査を受ける人が多いから

という背景もありますが、それはそれとして実数が多いのは無視するべきではないでしょう。その様な中で、現時点ではGo Toキャンペーンが実施される流れのようです。全く信じられませんが。

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私たちトレーナーが勤務する業界では、1日の利用者数が多いスポーツクラブから個別対応のパーソナルジムや少人数制のスタジオへ流れが変わりつつあるような気がします。また、インドアからアウトドアへの流れも確実に増えている実感があります。こうした業界の実際の動向は今後、レジャー白書等にデータ化されていくのでしょうね。

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ところで、スポーツクラブからパーソナルジムへ利用者の流れが起きることで、受け入れる側に求められる資質が変わってくると予測されるのですが、皆さんはそれが何だかわかりますか？

それはおそらくは知識や指導技術に代表される専門性の高さです。これまでは場（空間やそこに設置してある器具）の提供の意味合いが強かった大きな施設では、人材の確保については「人件費」の観点からあまり積極的ではありませんでした。それで信じられないことに「アルバイト」でまかなっている施設も多かったのです。人々の健康づくりや体力向上、対象者によっては予防医学のことも考えなくてはならないはずなのに。

スポーツと運動の生理学: 実践・指導の現場に役立つ知識と応用

ところが、パーソナルジムでは1対1が基本となるので、付け焼き刃のアルバイトで対応できるものではありません。クライアントさんがある程度体力があって、ケガし難いタイプの人であれば正しいトレーニングフォームで運動してもらえばそう問題は起きないかもしれません（それでも事故の発生率は０にはなりません）。ただ、そのような方ばかりがクライアントさんかというとそうではないことも多いのです。

ましてや…

・年齢

・性別

・既往歴

・薬服用の状況

・基礎体力

…等々は、自分を基準に考えてはいけないクライアントさんの方が多くなるでしょう。

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少なくともトレーナーやコーチ職にある人は、運動生理学や機能解剖学等の知識はあるレベル以上は必要となるでしょう。そこで、本ブログではこれから先はしばらく「運動生理学」について解説していきたいと思います。

＜キーワード＞
運動, 系

＜概要＞
このブログでは「運動に伴って生じる生体内での生理反応についての基礎」について説明していきます。具体的には、エネルギー供給系、脳-神経系、筋-骨格系、

呼吸器系、循環器系について理解することを目的とします。また、1回の運動による各器官の一過性の生理反応に加え、運動を繰り返した際に生じる習慣的トレーニングの効果についても解説していきます。

学校スポーツ ケガをさせずに強くする