無酸素運動のエネルギー源について

無酸素運動（アネロビクス）では、グリコーゲンがエネルギーとして使われます。
体内の貯蔵グリコーゲンが枯れてる状態で、無酸素運動をすると、何がエネルギー源として使われるのでしょうか？
一般的に、体内の筋肉や肝臓に貯蔵されているグリコーゲンの量はそれほど多くなく、半日ほど絶食すればなくなってしまいます。エネルギー源はいったいなんでしょう？

推測１．エネルギー源がないのだから、無酸素運動ができない。
推測２．筋肉が分解され糖新生が行われる（もしそうなら、空腹時に無酸素運動でトレーニングをしたら、逆に筋肉量を減らすことになりかねません）。
推測３．遊離脂肪酸（もしそうなら、無酸素運動もダイエットになりますね）。

No.1 ベストアンサー 回答者： majoruma 回答日時： 2002/02/26 11:18

まず、グリコゲンは、

グルコゲン→グルコースというふうに変化して、
グルコースがさらに分解されることで、エネルギーが発生します。
飢餓状態では、例えおっしゃるような運動をしなくても、
筋肉を分解してグルコースを補います。
脳の活動には大量のグルコースを必要とするからです。

遊離脂肪酸は、むしろ飢餓状態において、肝臓や心筋のエネルギーに使用されます。
無酸素運動をしなくても、例えば絶食をしてダイエットしようとしても、筋肉の量は減りますが、
空腹＝貯蔵グリコゲン０とは考えにくいと思います。

半日絶食すれば貯蔵グリコゲンはなくなる、とおっしゃっていますが、
肝臓はともかくとして、筋肉に貯蔵されているグリコゲンは、絶食してもなかなか減りません。空腹時のトレーニングでは、骨格筋に貯蔵されているグリコゲンが使用されるものと思われます。

この回答へのお礼

詳しい解説ありがとうございます。
私が調べた限りでも、筋肉に貯蔵されるグリコーゲンの量は600 kcal ～ 2900 kcalとばらつきがありました。majorumaさんは、そう簡単には無くならないという見解をとっておられますね。

一つ、疑問点があります。

＞飢餓状態では、例えおっしゃるような運動をしなくても、
筋肉を分解してグルコースを補います。
脳の活動には大量のグルコースを必要とするからです。

脳の活動に、体内に貯蔵されている脂肪をグルコースに分解して使用するということはないでしょうか？

お礼日時：2002/02/26 16:40

No.4 回答者： aguitar 回答日時： 2002/03/03 07:37

クレアチンリン酸は（多分。

確か）たんぱくです。で、ボーっとしてるときはＡＴＰを使って、筋細胞（たしかそう）でせっせこリン酸化されます。いわば充電可能な電池というところですか。
グルコースの嫌気的な分解はめんどくさい上に乳酸が増えて、いずれ筋肉がパンパンになって動かなくなってしまいます。
それにくらべてクレアチンリン酸は一発でＡＤＰをＡＴＰにリン酸化する上”クリーン”です。
しかも確か一分子でかなりの数のＡＴＰを作れるはずです。つまり、エネルギー貯蔵のエリートですな。
なんでクレアチンリン酸だけで、一日中活動できるように進化していないのかは、多分人間がそこまでの運動能力を必要としなかったからでしょう。さらにいったんグルコースからＡＴＰにし、再度違う形のエネルギーに置換し、再びＡＴＰに戻すので、熱力学的に、エネルギーの無駄が増えるはずです。

糖が枯渇した状態で脂肪の燃焼が活性化されるのは間違いないでしょうが、たんぱく質を原料とした糖新生も活性化されるでしょう。
従って問題は、どのたんぱく質から消費されるかになってくるでしょうが、どうなんでしょう。以下は推測ですが、やっぱり血流中かな？一番アクセスしやすいし。
次はでも筋肉な気が。ほかに余裕があるところなんてなさそうだし...

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。しかっりと考えをまとめてから、ご返事しようと思ったので、遅れてしまいました。

＞なんでクレアチンリン酸だけで、一日中活動できるように進化していないのかは、多分人間がそこまでの運動能力を必要としなかったからでしょう。

その通りのようです。クレアチンリン酸を使うＡＴＰ・ＣＰ系といわれるシステムは、ＡＴＰの再合成の速度が極めて速く大きな力を出すことができますが、その必要性のある運動も限定されますね。

＞糖が枯渇した状態で脂肪の燃焼が活性化されるのは間違いないでしょうが、たんぱく質を原料とした糖新生も活性化されるでしょう。 従って問題は、どのたんぱく質から消費されるかになってくるでしょうが、どうなんでしょう。。以下は推測ですが、やっぱり血流中かな？一番アクセスしやすいし。 次はでも筋肉な気が。ほかに余裕があるところなんてなさそうだし...

結論から言うと、正解です。空腹時にまず無くなるのが肝臓のグリコーゲンです。肝臓のグリコーゲンがなくなると、糖を必要とする各組織に供給できなくなってしまうので、血中にアミノ酸が余っていればこれが肝臓で糖新生に使われます。さらに、筋肉タンパク質がアミノ酸に分解され、やはり肝臓で糖新生に用いられます。
しかし、一般論として、生体というのは様々な刺激（運動など）に対して、適応するためにあらゆる機能が関連して働くので、いわゆるAll or Nonとなることは非常にまれであるといってよいでしょう。線で区切ることができないですよね。

健常な男性成人（体重７０kg）のグリコーゲン貯蔵量は、肝臓では最高約 300 kcal そして筋肉では最高約 600 kcal といわれています。
肝臓の貯蔵グリコーゲンはぶどう糖へ分解され、生じたぶどう糖はぶどう糖を必要とする組織へ輸送されます。
肝臓と異なり、筋肉では、貯蔵グリコーゲンは、ぶどう糖 （グルコース） にリン酸が結合した物質 （グルコース 6-リン酸：G6P）へ分解されますが、G6P をぶどう糖とリン酸へ分解する酵素が存在しません。 ですから、G6P は、筋肉中では、ぶどう糖と同じように利用されますが、筋肉から外へ出ることができないので、他の組織のぶとう糖源にはなりません。肝臓のグリコーゲンが枯渇すると、筋グリコーゲンから各組織に補充されるのではなく、筋肉タンパク質が分解され肝臓で糖新生されるという、一見「まわりくどい」ことが起きているのです。
肝臓に貯蔵されているグリコーゲンは、安静な生活でも、
生活に必要なエネルギの 4－5 時間分にしか過ぎません。

さて、以上をふまえて自分の質問の答えを考えてみます。無酸素運動の大きさ・持久性の違いにより、「グルコース」または「クレアチンリン酸」の２通りの答えがあると思います。「グルコース」の場合は、比較的持久性のある無酸素運動の場合で、飢餓時の血中グルコースは継続的な糖新生に由来します。

お礼日時：2002/03/14 22:56

No.3 回答者： tetushi 回答日時： 2002/03/01 05:18

一般に筋肉の収縮はアデノシン三リン酸（ATP)という物質がリン酸とアデノシン二リン酸（ADP）という二つの物質に分解される反応で生じたエネルギーで起こります。

そしてグルコース（グルコースの集まりがグリコーゲンです）という物質が筋収縮などによって戻ってしまったADPをATPに戻すためのエネルギーを作るために有酸素下でも無酸素下でも利用されます。
本題ですが、無酸素下でグルコースが消費される反応の他にクレアチンリン酸がクレアチンとリン酸に分解される反応で得られるエネルギーでADPがATPに戻されて、
筋肉の収縮に使われてます。その後、筋肉が分解される反応が起こると思います。
なにぶん高校生の知識ですので間違いなどがあるかもしれませんが・・・。

この回答へのお礼

なるほど。飢餓時にはクレアチンリン酸を分解して得られるエネルギーで筋肉は活動するのですね。とても理論的な説明で、ありがとうございます。
クレアチンはたしかアミノ酸の一種なので、タンパク質の摂取で筋肉に貯えられると予想されます。しかし、飢餓時にクレアチンリン酸が筋肉にあるかどうかと、それが使われるかどうか、さらにどうして人はクレアチンリン酸による第２ののエネルギーシステムを持つ必要があるのか、疑問をもちました。

お礼日時：2002/03/01 06:07

No.2 回答者： majoruma 回答日時： 2002/02/26 17:20

グルコースが、生命活動のエネルギーのもとで、

脳はほとんどグルコースしか養分にし得ないので、
飢餓状態においては、脂肪を分解して、その活動エネルギーに当てることも
あるのではないでしょうか。
脳に限らず、体の養分が足りなくなれば、脂肪や筋肉は分解して補充されると思います。

また、先の回答に対する補足ですが、
私の手元にある資料では、筋に貯蔵されているグリコゲンの量は２４０グラム（肝臓では８０グラム）です。
通常は、骨格筋に貯蔵されたグリコゲンは、筋自身のエネルギーとしてのみ使用されるとのことです。（肝臓のグリコゲンのように、血糖値維持には用いられません）

この回答へのお礼

なるほど。筋肉に貯蔵されたグリコーゲンは、筋自身のエネルギーとしてのみ使用されるのですか。そして飢餓時は筋肉を分解して糖を作り、血糖を上げるのですね。だいぶ役割がわかってきました。ありがとうございます。

majorumaさんのご返答を受けて自分でも色々調べてみました。

＞飢餓状態においては、脂肪を分解して、その活動エネルギーに当てることも あるのではないでしょうか。

この分解物がケトン体といわれるものらしいです。脳にとってはあまり良くないものらしいです。

お礼日時：2002/02/26 21:07