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ATP-CP系とは?(運動とエネルギー供給)

ATP-CP系とは?(運動とエネルギー供給)

ヒトが運動を行うためには、エネルギー源が必要です。そのエネルギー源というのが、ATP(アデノシン三リン酸: adenosine tri phosphate)と呼ばれる物質です。

 

ヒトは、このATPを分解する時に生まれるエネルギーを使って、身体活動をしています。

 

関連記事

・ヒトのエネルギー源(炭水化物、脂質、タンパク質とアデノシン三リン酸:ATP)

 

しかし、このATPは体内にほんの僅かしか蓄えられないので、そのままでは数秒すら活動することができません。なので、別のエネルギーを使って、絶えずATPを作り直す必要が出てきます。

 

このATPを作り直す(再合成する)仕組みには、大きく3つのルートがあります。

 

それが、「ATP-CP系」「解糖系」「有酸素系」と呼ばれるものです。ここでは、その一つである「ATP-CP系」について紹介します。

 


ATP-CP系とは

ATP-CP系とは、筋肉の中に蓄えられている「クレアチンリン酸(phosphocreatine:PCr)」というエネルギー源を使って、ATPを再合成する仕組みです。

 

筋肉の中にはクレアチンリン酸という物質が蓄えられており、これがクレアチン(creatin)とリン酸(Pi)に分解される時のエネルギーを使って、ATPを再合成します。

 

先述の通り、ATPは体内での蓄えがほとんどありません。なぜならATPは非常に不安定だからです。そこで、ストックしやすい安定した物質(ホスファゲン)を代わりに蓄えておくことで、即座にエネルギーを供給できるようにしています。その代表的な物質がクレアチンリン酸(PCr)というわけです。

 

このことからATP-CP系は、別名ATP-PCr系フォスファゲン系と呼ばれていたりします。

 

 

このATP-CP系は、他のエネルギー供給ルートである「解糖系」や「有酸素系」よりも、エネルギーを生み出す速度が非常に高いのが特徴です。上図のような反応をする事で即座にエネルギーを生み出すことができるからです。より爆発的な運動時には、このクレアチンリン酸がより多く使われます。

 

しかし、このクレアチンリン酸は筋肉内に蓄えられる限度があるため、ずっと使い続けることができません。運動でクレアチンリン酸が減ってしまうと、運動時の出力は大きく低下します。100m走のような全力疾走での速度を何分も続けられないのはそのためです。

 

ATP-CP系のよくある勘違い

ATP-CP系のよくある勘違いとして「運動開始後の7〜8秒はATP-CP系しか働かない」という認識があります。確かに下のような図を見ると、「あ、運動開始後の数秒はATP-CP系なんだ!」と認識しがちです。

 

 

確かに爆発的な全力運動開始後のほんの数秒では、賄われるエネルギーの殆どが、ATP-CP系になる場合もあります。

 

しかし、7〜8秒間全力疾走をしたとしても、ATP-CP系だけでなく、他のエネルギー供給ルート(解糖系や有酸素系)もしっかり働いてくれています。いつでも全て同時に機能しています。

 

例え100mを全力疾走したとしても、そのエネルギー供給の貢献度合いは、ATP-CP系が40%、解糖系が40%、有酸素系が20%だとも言われているほどです(八田,2009)。

 

このことを理解せずに、「運動開始後の数秒はATP-CP系だから、全力を出さないともったいない!」なんてことを言ってしまわないように注意をしましょう。当然、800m走やマラソンなどの持久運動でのパフォーマンスは下がってしまいます。

 

クレアチンリン酸は他のエネルギー供給系を働かせるのにも重要な役割を担っているので、そのような持久運動を考える時は、いかに切らさないようにするかを考えた戦略が必要になると言えます。

 

クレアチンサプリメントでクレアチンリン酸の貯蔵を増やす

クレアチンリン酸は、一般的に体内に85g程度貯蔵されていると言います(McArdleほか,1992)。

 

しかし、トレーニングを積んだアスリートでは、クレアチンリン酸の貯蔵量が多くなっていたり、クレアチンサプリメントを摂取することでも、その貯蔵量を30%ほどまで増やすことができます。

 

このクレアチンサプリメントを摂取して、体内のクレアチンリン酸を増やすことができれば、より多く長く素早くエネルギーを供給することができるようになるので、爆発的なパワー発揮や、その持続力が求められるようなスポーツのパフォーマンスを高めます。

 

また、筋力トレーニングなどのパフォーマンスを高めることから、トレーニング効果を向上させるのにも一役買っています。

 

また、クレアチンサプリメントは他のサプリメントと比較しても安価であり、一回の摂取量が少なく、摂取に手間がかかりません。スポーツのパフォーマンスを高めたいなら、摂取しておくべきサプリメントであると言えるでしょう。

 

・短距離・長距離・跳躍・投てき選手全員がクレアチンを摂るべき理由(陸上競技におけるクレアチンの効果)

 

参考文献

・勝田茂, 和田正信, & 松永智. (2015). 入門運動生理学. 杏林書院.
・芳賀脩光, & 大野秀樹. (2003). トレーニング生理学.
・寺田新. (2017). スポーツ栄養学: 科学の基礎から 「なぜ」 にこたえる. 東京大学出版会.
・山本正嘉. (2011).山地啓司, 大築立志, 田中宏暁 (編), スポーツ・運動生理学概説. 昭和出版: 東京.
・八田秀雄. (2009). 乳酸と運動生理・生化学: エネルギー代謝の仕組み. 市村出版.
・Wilmore, J. H., Costill, D. L., & Kenney, W. L. (1994). Physiology of sport and exercise (Vol. 524). Champaign, IL: Human kinetics.

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