運動生理学 骨格筋の構造、エネルギー系

2010/6/8
運動

不随意運動


運動生理学
教科書P14②~

脳などの神経系から筋への指令によって起こる
反射
感覚器⇒反射中枢⇒効果器(筋)
定型運動(自動運動)
呼吸,歩行
随意運動
目的意思によって起こる運動
運動の発動欲求⇒運動プランの作成⇒運動プラグラム
⇒実行

筋収縮のためのエネルギー

アデノシン3リン酸(Adenosine Tri-Phosphate; ATP)
(筋束)
アデノシン
P
P
P
高エネルギーリン酸結合
再合成
利用
アデノシン
「アスリートとして知っておきたい スポーツ動作と身体のしくみ」(長谷川裕 著)より

P
P
アデノシン2リン酸
Adenosine Di-Phosphate; ADP
無酸素性エネルギー供給機構
安定化
不安定
ATP-CP系
筋内に貯蔵されているATP(CP)を利用する
 解糖(乳酸)系
グリコーゲンを酸素なしで分解しATPを再合成
E
P


アデノシン
P
P
P
クレアチン
再合成
利用
有酸素性エネルギー供給機構
アデノシン
グリコーゲンと酸素を使ってATPを再合成
ATP-CP系
解糖(乳酸)系
アデノシン
P
P
P
E
P
P
P
有酸素系
パワー
強い
中間
弱い
持続時間
短い(6~10秒)
中間(~40秒)
長い
代謝産物
リン酸
乳酸
CO2と水
筋内に貯蔵されているATP(CP)を利用する
非常に素早く、爆発的なパワーが出せる
非常に短時間しか持たない(6~10秒程度)
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2010/6/8
糖質
無酸素性エネルギー供給機構
ATP-CP系
筋内に貯蔵されているATP(CP)を利用する
 解糖(乳酸)系
グリコーゲンを酸素なしで分解しATPを再合成


有酸素性エネルギー供給機構
グリコーゲンと酸素を使ってATPを再合成
ATP-CP系
解糖(乳酸)系
有酸素系
パワー
強い
中間
弱い
持続時間
短い(6~10秒)
中間(~40秒)
長い
代謝産物
リン酸
糖質
有酸素系代謝のプロセス

4ATP 解糖系
2NaH
ピルビン酸
2CO2
アニコット酸
アニコット
酸
2CO2
イソクエン酸
乳酸
2NaH
アセチルCoA
アセチル
CoA
2NaH
TCA回路
(クエン酸回路)
2NaH
α-ケトグルタル酸
リンゴ酸
2ATP
結果として
グリコーゲン1モルと
6モルの酸素を使い
6モルの二酸化炭素と
6モルの水ができる
(呼吸)
2NaH
24H+
12 FaH
ただし、複雑な
プロセスを経るので、
時間がかかる
フマル酸
コハク酸
2ADP
サクシニルCoA
サクシニル
CoA
2CO2
酸素を使うことにより
たくさんのATPを
再合成することが
できる(有酸素系)
オキサロ酢酸
クエン酸
10×Na
Fe3+
Fe2+
Fe3+
6O2
Fe2+
Fe3+
Fe2+
6H2O
電子伝達系
グリコーゲン
34ATP
安静時
2ATP
全力
100m
乳酸
解糖系
(筋細胞基質)
たんぱく質
無酸素でも2ATPを
再合成できる
(解糖系)
ただし乳酸ができる
4ADP
2ADP
10×NaH 34ADP12 Fa
CO2と水
乳酸
グリコーゲン
2ATP
脂質
ピルビン酸
400m
ミトコンドリア
800m
有酸素系
(筋細胞ミトコンドリア)
長距離走
2ATP
6O2
2ATP
6CO2
ジョギング
歩行
有酸素(酸化)系
酸素を取り込み、二酸化炭素を排出
安静
基礎代謝(生命維持のために必要なエネルギー)
Fe2+
34ATP
6H2O
長距離走などの軽い運動
長距離走のオーバーペース
全力
100m
全力
100m
400m
400m
800m
800m
400mや中距離選手はこの量が大きい
長距離走
ジョギング
歩行
安静
最大酸素摂取量( 有酸素系
最大酸素摂取量(≒有酸素系でエネルギーが作れる限界点)
ネ ギ が作れる限界点)
たくさん酸素が必要なため、呼吸が荒くなる
有酸素(酸化)系
半永久
酸素を取り込み、二酸化炭素を排出
解糖(乳酸)系
乳酸が出る
ある一定を超えると
筋が収縮しなくなる
酸素の借金
長距離走
最大酸素摂取量
中・長距離選手はこの量が大きい
ジョギング
歩行
有酸素(酸化)系
酸素を取り込み、二酸化炭素を排出
安静
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2010/6/8
やや強め(速いランニングのような)の運動
最大努力(100m走のような)運動
全力
100m
全力
100m
6~10秒
ATP-CP系
400m
800m
33秒
運動不能
400m
解糖(乳酸)系
乳酸が出る
ある一定を超えると
筋が収縮しなくなる
長距離走
800m
長距離走
最大酸素摂取量
中・長距離選手はこの量が大きい
ジョギング
歩行
筋内にあるATP、CPが枯渇
400mや中距離選手はこの量が大きい
有酸素(酸化)系
酸素を取り込み、二酸化炭素を排出
安静
解糖(乳酸)系
乳酸が出る
ある一定を超えると
筋が収縮しなくなる
最大酸素摂取量
ジョギング
歩行
有酸素(酸化)系
酸素を取り込み、二酸化炭素を排出
安静
運動を中断したとき
全力
100m
ATP-CP系
筋内にあるATP、CPが枯渇
ATPを補充
400m
800m
長距離走
ジョギング
歩行
解糖(乳酸)系
乳酸
乳酸を再び
エネルギー源
として利用
最大酸素摂取量
ぜーぜー
はーはー
有酸素(酸化)系
借金返済
運動を中断してもしばらく、呼吸が荒い
安静
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