解糖系ってなに？
陸上トレーニングについて調べていると良くでてくる「解糖系」
代謝システムの一つなのだが、これについて詳しく説明していきたいと思う。
まず、基本的にヒトは細胞内でグルコースを酸素を用いて分解することでエネルギーを取り出している。これを「細胞呼吸」と呼ぶ。
このときに二酸化炭素や水が発生している。
細胞呼吸の３つのステップ
「細胞呼吸」は３つのステップに分かれている。
解糖系
クエン酸回路
電子伝達系
一つ目は「解糖系」である。
解糖系ではグルコースがピルビン酸という物質に分解され、このときに少しのエネルギーが取り出される。この反応は細胞質基質という部分で行われている。細胞には核のほかに、細胞小器官と呼ばれる様々な器官が含まれており、ミトコンドリアもその一つである。細胞内において、そうした細胞小器官以外の部分を細胞質基質とよぶ。ここにはさまざまな酵素が含まれており化学反応が起こっている。
二つ目は「クエン酸回路」である。
解糖系で生成されたピルビン酸がミトコンドリアに運び込まれ、すべて二酸化炭素に分解される。このときにも少しのエネルギーを取り出すことができる。
そして三つ目が「電子伝達系」となる。
詳細は省くが、ここでは水素イオンの移動に伴って大量のエネルギーが生成されている。また、余分な水素イオンを酸素と反応させることで水として排出している。呼吸反応では、この段階でのみ酸素が必要とされており、酸素をもとにして水が生み出されているのである。
このようにしてグルコースから3つのステップでエネルギーが取り出されているのだが、トレーニングで言われる「解糖系」は実はここでの「解糖系」とは少し異なり、正しくは「解糖」である。
「解糖系」と「解糖」
同じ意味のように思えるが、違いがある。
解糖系と解糖の違い
「解糖」とはグルコースの分解によって生じたピルビン酸を、ミトコンドリアで分解せず、乳酸に変える反応である。この反応では酸素を用いることはない。これは乳酸菌が行う乳酸発酵と同じで、この反応を利用してヨーグルトが作られている。「解糖」と「乳酸発酵」は同じ反応だがヒトの筋肉で起こる場合を「解糖」と呼んでいる。この解糖によるエネルギー供給が起こることで乳酸が発生する。
では、私たちが運動する（筋収縮をおこなう）ときに、どのようにエネルギーを生み出しているのだろうか。
運動時のエネルギー供給のしくみ
われわれ生物は、エネルギーをATPという物質として蓄えており、ATPを分解したときに生じるエネルギーを利用して活動している。このエネルギー源としてグルコース（＝糖）があるが、正確にはこれを分解して直接エネルギーとしているのではない。グルコースを分解したときに生じるエネルギーを使ってATPを合成し、そのATPを分解して取り出したエネルギーを用いて活動を行っている。
＊つまり、一度ATPを介さないと我々はエネルギーを利用できない。
１．CP-ATP系
筋肉でも同様にATPのエネルギーを利用して筋収縮を行っているが、筋肉に存在するATPは、わずか数秒間の収縮で枯渇してしまう。そのため、すぐに消費したATPを再合成する必要がある。このとき、筋繊維内にあるクレアチンリン酸（CP）と呼ばれる物質を分解し、ATPの再合成を行っている。これがCP-ATP系と呼ばれているエネルギー供給系である。このクレアチンリン酸の分解で供給されるエネルギーによって、筋肉は約15秒間収縮を持続させることができると考えられている。
２．解糖
ミトコンドリアで酸素を使った代謝反応が起こるまでには時間がかかるため、筋繊維内のクレアチンリン酸が枯渇すると、次に解糖によってATPが合成される。これによって約30～40秒間、筋が最大収縮することが可能となる。それ以上の時間、筋運動が続く場合、呼吸によるATPの合成が中心となっていく。
つまり、100ｍのような10秒程度で終了する運動の場合、ほとんどがCP-ATP系によってエネルギーが供給される。400mまでの種目では、CP-ATP系に加え、解糖によるエネルギー供給が行われている。この解糖によるエネルギー供給能力が高い人（つまり、乳酸を沢山だすことができる人）ほど、1分程度の運動におけるパフォーマンスが高くなる。
３．呼吸
1分以上の運動ではエネルギー供給のメインは呼吸となる。グルコースが分解されて生じるピルビン酸や、解糖で生じた乳酸はミトコンドリアに取りこまれ分解されていく。つまり、ミトコンドリアの数が多いほど処理できる乳酸量も増えるため、効率よくエネルギーを生み出すことができるし、体内に蓄積する乳酸量を減らすことにもつながる。
この反応によるエネルギー供給が最も多く生命活動に必須のしくみとなっている。
このように、３つのエネルギー供給経路があるのだが、運動時間によって３つの経路のうちどれか一つのエネルギー供給のみが起こっているというわけではなく、供給割合が変化しているというのが正しい認識になる。
乳酸をうまく使う
解糖によって生じる乳酸。今ではエネルギー源になることが一般的に知られている。乳酸は筋肉で生じた後、肝臓に運ばれ全体の1/5が完全に分解されATPの合成に利用される。そして、そのATPを用いて残り4/5がグリコーゲンに再合成され再びエネルギー源となる。
解糖能力を鍛えるとどうなる
運動に必要なエネルギーはCP-ATP系＋解糖＋有酸素系（呼吸）で供給される。CP-ATP系は開始後すぐに枯渇するため、有酸素系が立ち上がるまでは、クレアチンリン酸の分解と解糖によってエネルギーを供給することになる。
解糖能力を鍛えると、乳酸を沢山生み出すことができるようになり、400m程度の運動における能力が改善することにつながる。
中距離や長距離種目においても、呼吸による供給では追いつかないエネルギーに関しては解糖で補うことになるため、解糖能力が高いほど補えるエネルギーも増える。しかし、このとき生じる乳酸をうまく除去できなければ筋肉内が酸性になり、筋収縮が妨げられてしまい、運動強度を保つことができなくなってしまう。そのため、長距離選手はこの乳酸を体内で酸化し取り除く能力を鍛えることがパフォーマンスアップにつながるのである。
解糖能力を鍛えるには
最後に、解糖能力を鍛えるにはどうすればよいか。
解糖能力を鍛えるには、乳酸を出す練習をすれば良い。
400mのレースでは300m付近が乳酸の最大値だといわれている。
そのため、300m×5のようなレペティションに取り組むことで解糖能力は鍛えられる。このとき、リカバリーは十分に取った方が良い。リカバリーが短いと、筋肉内の乳酸が除去しきれず、乳酸を十分に出し切れないまま2本目以降を走ることになってしまう。
解糖能力で重要なのは、しっかりと乳酸を作り出すこと
ここを大切にしてみて欲しい。
おわりに
もう一度おさらいすると
良く言われている解糖系とは、「解糖」とよばれる筋肉で起こる代謝反応のこと。
「解糖」では、筋肉内でグルコースが分解されて乳酸が生じている。
「解糖」の能力を鍛えると、400m前後の距離を走るスピードが上がる
陸上競技において、一つのシステムを鍛えるだけでは競技力の向上にはつながらないが、どの能力の改善を狙って取り組むのかは分かっておいた方が良いと思う。
この内容がみなさんの理解の一助になれば幸いです。
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