筋疲労とスプリント回数の上限

どうも！ものもらいの腫れがひきません。IGAです

当たり前ですが運動したら疲れますよね。

しかし同じ運動をしても軽い疲労感の人もいれば強く疲労を感じる人もいます。

子供は疲労をあまり感じず遊び続けられます。

それらは筋疲労と大きく関係しています。

今日は筋疲労について勉強しましょう！

筋疲労の原因とは何か

筋肉を動かすためにはエネルギーが必要です。

以前の記事でグリコーゲンがエネルギーの素になると話しましたが、もう少し掘り下げて考えていきましょう。

筋肉を収縮させる時に使われるエネルギーはグリコーゲンなどを使って作られるATP（アデノシン三リン酸）です。

ATPはアデノシンに三つのリン酸が結合（高エネルギーリン酸結合）している物質で、リン酸を一つ分離しADP（アデノシン二リン酸）となる際にエネルギー（8kcal)を放出します。

筋肉においてATPを使用するときは次の３点です。

アクチン-ミオシンの架橋の運動で筋収縮が生じるとき
弛緩過程でカルシウムイオンを筋小胞体に回収するとき
架橋とアクチンの結合が解離する時

筋肉を収縮・弛緩の際にATPが使用されます。ATPが枯渇すると筋肉の収縮が出来なくなり、いわゆる筋疲労といわれる状態となります。強縮（筋収縮の波が連続して起こる状態）では更に早く疲労します。

ATPの生産

１.無酸素的代謝（解糖系）

筋肉内のグリコーゲンはグルコースに分解され解糖系においてグルコース→ピルビン酸→乳酸に変換する過程でATPがつくられます。解糖系は生産効率は悪いが酸素が欠乏していてもエネルギーを作れるという利点があります。以前は乳酸は代謝による老廃物と考えられていましたが最近ではエネルギー代謝の基質として重要だということがわかってきました。

乳酸濃度の上昇は筋収縮を阻害し、解糖系を最大まで使った場合は１時間後でも運動前の濃度にまで回復しません。

2.有酸素的代謝（TCAサイクル、クエン酸回路、電子伝達系）

酸素が豊富な場合ミトコンドリア内において有酸素的代謝により酸素を使い酸化によりエネルギーを発生させATPを生産する。

生産効率が高くATP生産の大部分を担います。

反応速度が遅い為激しい運動ではATPが枯渇しやすい。

3.CP（クレアチンリン酸）による生成（ローマン反応）

CPはクレアチンにリン酸が結合したもので、骨格筋でATPが余った際にそのエネルギーを使いCPを合成して貯蔵し、ATP欠乏時にCPからのエネルギーを使いADPをATPに再生する。

※クレアチンリン酸＋ADP→ATP＋クレアチン

この反応は非常に速く（数秒でATPに変換）ローマン反応と呼ばれ、エネルギーの貯蔵やATP濃度の調整において非常に重要となりますが、CPの貯蔵量自体はそれほど多くなく激しい運動においては１０秒ほどで枯渇します。

通常CPの回復には３～５分ほどを要します。

休息時には有酸素的代謝によってATPを生産し、余った分はCPとして貯蔵します。

持久的な運動時にはCPを使いATPを作りつつ、有酸素的代謝も動員してATPを生産して筋収縮を行い、激しい運動時には更にCPを消費しつつ無酸素的代謝を使いATPを生産するかわりに乳酸濃度が上昇します。