筋肉に必要なエネルギー源たんぱく質や脂質・炭水化物の働きについて

contents

1.筋肉の成長
2.トレーニングのための栄養学
3.ＡＴＰについて
4.各栄養素について

1．筋肉の成長には、運動、休養、栄養の３つが欠かせない。栄養は、筋肉をつくるうえでも、またその筋肉を動かすためにも必要となる。

まず、筋肉をつくるうえで必要となる栄養について考えてみよう。ご存じのように、筋肉はタンパク質でできている。だから筋肉を太くするためには、当然、タンパク質を摂らなければならない。

厚生省では、体重１kgあたり１日１６gのタンパク質を摂るようにすすめている。ただしこれは、私たちが通常の生活を送るうえで、必要最低限となるタンパク質の量だ。ウェイトトレーニングをして、筋力アップしたいと考えている人は、この数値より多めに摂らなければならない。

ビギナーなら、体重１kgあたり１日１．５～２gのタンパク質を摂れば十分だろう。１日のタンパク質３食に分ければ１食の肉の量に置き換えると１食１５０ｇぐらいになる。毎食１５０g１日４５０gの肉を摂らなければならないとなると、肉好きの人はいいかもしれないが、たいていの人にとってはちょっとうんざりする量だ。

もし、ダイエットをしていて、あまり肉など高カロリーのものは食べたくないというなら、プロテインなどのサプリメントを利用することもできる。また、同じ肉でも脂肪を取り除いたり、料理方法を工夫したりして、脂肪の量を減らせば、カロリー摂取量を抑えながらも、十分なタンパク質を摂ることができるだろう。

2．トレーニングのための栄養学

ウェイトトレーニングは体を鍛え、健康を保つ上で非常に効果を発揮するトレーニングだが、人間の体はトレーニング以前に食べ物から作られている。当然ながらトレーニングに必要なエネルギー源も食べ物である。

トレーニングを進める上で、どんなものを食ベるかは非常に重要な問題となるが、ここではその概略についてお話しよう。

栄養の取り方として、もっとも大切なことはバランスのよい食事をすることである。これは誰しも十分にわかっていることのはずだが、外食ですますことの多い現代人にはなかなか難しいことのようだ。

しかし、体に必要な栄養素は非常に多く、これを単一の食品で取ることはできない。またそれぞれの栄養素は独立して直接的に効果をもたらすものではなく、お互いが協同して働くことで効果をもたらすものである。したがって、どんなに譲っても食事のバランスという要素は、健康的な体の維持には欠かせない要素となる。

では、バランスのよい食事としてどういうものを取ればいいのだろうか。主な栄養素の働きを述べよう。

まず最初はタンパク質について。
タンパク質は体を作るもととなる栄養素で、筋肉の成長には欠かせないものである。トレーニングによって負傷した筋肉の再合成にも当然必要で、ウェイトトレーニングのための栄養素としても重要なものの1つである。

また持久性の運動では、全エネルギーのうちの数%ではあるがエネルギー源としても使われることが知られている。したがって激しい発汗やスポーツなどで体内のタンパク質が極端に減少すると血球破壊による「運動性貧血」などの障害を引き起こすこともある。

タンパク質は数多くのアミノ酸が結合して構成されていることが知られているが、この場合のアミノ酸は1種類ではなくいくつかの種類が必要となる。そしてそのうちのいくつかについては、人間の体内でも作られるが、 8種類のアミノ酸については体内では作り出すことができないので食事でこれを補給しなければならない。この8種のアミノ酸を必須アミノ酸と呼ぶが、これが欠けると体内組織の成長・維持に影響がでてくる。

必須アミノ酸はいろいろな食物に含まれているが、8種が全部含まれている食物は肉類や卵、牛乳などである。これらの食物を適量ずつとっていれば、タンパク質のことは心配する必要がなくなるというわけである。ただし肉類には人間の体内では溶けにくい脂肪が含まれているので、これを多量に取るのは控えた方がよいだろう。

また豆類も高タンパク質食品として知られているが、研究者からは必須アミノ酸の全てをバランスよく含んでいるわけではないとも報告されている。したがってコレステロールなどの取り過ぎを心配して豆類からタンパク質を補給しようと考える人は、白身魚などと組み合わせるとよいだろう。

それではタンパク質は1日にどのくらい取らなければならないのだろう。当然個人差があるし、運動量とも関係してくるが、成人がトレーニングを行う場合には、体重1kgにつき2g以上が必要といわれている。体重60kgの人であれば120gのタンパク質が必要ということである。

さて、タンパク質の次は炭水化物である。炭水化物は、運動エネルギーの源として筋肉や肝臓にたくわえられるグリコーゲンのもとで、これもウェイトトレーニングのためには欠かせないものである。

炭水化物は炭素と水の化合物質で、植物が光合成によって生み出しデンプンとしてたくわえることはよく知られている。食物としては果物に含まれる果糖などの単糖類と砂糖などの薫糖類、それに穀物や豆類、トウモロコシなどに含まれる複合炭水化物の3種に分類されるが、ウェイトトレーニングには複合炭水化物が最も重要となる。

なぜなら、どの炭水化物も体内に吸収されると血糖となってエネルギー源になるわけだが、単糖類と薦糖類は吸収速度が速く即効性あるが、なくなるのも早い。このため1度に多量を取ると血糖の急激な変化をもたらし、体調が不安定となる。血糖の急激な減少はそのまま体力の減退となり、筋肉の疲労やめまい、頭痛、神経痛を引き起こすことがある。

これに対して複合炭水化物はゆっくりと血糖に変わるので、長時間のトレーニングにも安定してエネルギーを供給することができる。

日常の食事では、炭水化物はできるだけ複合炭水化物で補い、その量は食事の全カロリーのうち50～ 60%を占めていなければならないといわれている。

脂肪については全く取る必要がないという人もいるが、それはあえて意識して取らなくてもいいという意味で、全く必要ないということではない。人間が生きていくためには、これもやっぱり必要な栄養素である。

脂肪がなければ、ビタミンDが吸収されないし、カルシウムを骨や歯に運ぶこともできない。また内臓諸器官の保護層とか体熱の損失防止としても重要な役割を果たしている。ただし、脂肪ならなんでもいいということではない。炭水化物にも種類があるように脂肪にも飽和脂肪と不飽和脂肪の2種類があり取るべき脂肪は不飽和脂肪のほうである。飽和脂肪は分解しにくい上に動脈の流れを妨げたり心臓疾患の原因となるのである。

不飽和脂肪は植物性脂肪や魚介類に合まれ飽和脂肪は動物性脂肪に多く含まれるので、脂肪の多い肉類はできるだけ取らないようにしたい。なお、クッキーなどに使われているココナッツオイルは植物性だ。
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さて、タンパク質、炭水化物、脂肪とくればあと重要なものはビタミン類、ミネラル類である。これらは体のコンディションを整える栄養素で、一部を除いて体内では合成できないものだ。

必要量はそれぞれほんのわずかだが、欠乏しても徐々にしか影響が見われないかわりに補給した効果も徐々にしか現れない。また体内にたくわえることができないものや、たくわえすぎると逆に悪い影響を与えるものもある。

したがってできる限り毎日適量を摂取することが大切となってくる。それぞれのビタミン類について見てみよう。ビタミンAには、疲労回復を促す作用がある。ほうれん草やニンジンなどに多く含まれている。

ビタミンBはいくつかの種類があり、合わせてビタミンB群と呼ばれる。神経組織を健康な状態に保ち、食べ物をエネルギーに変えるためにも必要である。またB6はタンパク質を作り出したり吸収したりするのに使われる。B1、B2は全粒穀物や小麦粉製品、緑黄色野菜などに含まれ、B6は全粒穀物、バナナに、B12は魚、卵、チーズに含まれている。

ビタミンCは体の免疫システムを働かせる上で効果があり、また筋持久力を高める上でも効果的である。オレンジなどの柑橘類に多く含まれている。
ビタミンEは体の血液循環をよくする。また心肺機能を高め、持久力をつけるうえでも重要である。

このほかビタミンD、ビタミンKなどがあるが、これらは体内でも合成が可能である。
次はミネラル類である。ミネラルはこれまであげた栄養素とは違って無機物である。カルシウム、マグネシウム、リン、ナトリウム、カリウム、鉄分、亜鉛、ヨウ素、マンガンが体に必要とされるミネラルである。

それぞれのミネラルの働きについてはここでは省略するが、ミネラル摂取の上で重要なことは、バランスが必要ということである。たとえばリンは食物の有効な利用に欠かせないものだが、同時にカルシウムやマグネシウムを減少させる働きも持っている。リンを多量にとった場合はカルシウムやマグネシウムもそれに見合う量だけ取る必要がある。

またナトリウムとカリウムもバランスよく取らないとコンディションを崩す原因になりやすいことが知られている。

ミネラルの多くは緑黄色野菜などに多く含まれるが、それ以外にカルシウムは牛乳に、マグネシウムは全粒小麦や玄米、豆類に、リンは肉類に、ナトリウムは塩、カリウムはバナナやドライフルーツ、鉄分はレーズン、亜鉛は卵、ヨウ素は海藻類に多く含まれる。

ウェイトトレーニングだけでなく日常的な健康という観点からもバランスのよい食事を心がけることが重要だとわかっていただけたであろう。なお、付け加えておくと、ウェイトトレーニングを行ううえでは、トレーニングの前にはエネルギー源として複合炭水化物を多く取るようにし、トレーニング後にはタンパク質を多く取るようにしよう。

また朝食と昼食に重点をおき、夕食は軽目にしたい。できれば睡眠の2～ 3時間前からは食事を取らないほうがいいだろう。

またトレーニング中は内臓の働きが不安定となるので、前後1時間は食事をしないようにしたい。

3．筋肉を動かすエネルギー源はＡＴＰの分解という化学反応
車が走るためにガソリンが必要なのと同じように、筋肉を動かすときもエネルギーが必要となる。

筋肉の中には、ＡＴＰ（アデノシン三リン酸）という物質がある。このＡＴＰが分解してＰｉ（無機リン酸）を放出し、ＡＤＰ（アデノシンニリン酸）に変化したときに発生するエネルギーが筋肉を動かしている。私たちのカラダの中では、こんな化学反応が起きているのだ。

そして、私たちのカラダは、このＡＴＰの分解エネルギー以外のもので、筋肉を動かすことはできないシステムになっている。
ところが、筋肉中にあるＡＴＰの数は限られてしまっている。そのため、話がややこしくなってくる。つまり、筋肉を動かし続けるために、ほかの物質の分解エネルギーを利用して、ＡＤＰから再びＡＴＰをつくりださなければならないからだ。このＡＴＰ再合成システムには３つの方法がある。

まず、筋肉中のＣＰ（クレアチンリン酸）という物質を使う方法だ。ＣＰが、クレアチンと無機リン酸に分解されるときに生まれるエネルギーによって、ＡＴＰを再合成するというもの。このＣＰを使う方法は、大きな力を瞬発的に生じさせることができるが、たったの７．７秒しかもたない。これでは、オリンピックの１００ｍ走の金メダリストでも、走りきる前に力が尽きてしまう。

そこで次の手段として、筋肉中にあるグリコーゲンや血液中のグルコースを使う方法がある。グリコーゲンは、ご飯やパンなどに含まれている炭水化物が、消化吸収されてブドウ糖（グルコース）になり、その後肝臓や筋肉に蓄えられているときの形だ。このグリコーゲンが分解するときに生じるエネルギーを使って、ＡＴＰを再合成するわけだ。この方法はＣＰを使う方法よりはパワーが落ちるが、少しは長持ちする。といっても数秒しかもたない。また、この化学反応の副産物として乳酸が発生するため、筋肉が重くなり疲れがでてくる。

ここまでの２つのＡＴＰ再合成システムは、酸素を使わずに行われる。
そして最後に登場するのが、筋肉中グリコーゲンや血中グルコースに加えて、脂肪を酸素とともに使う方法。ブドウ糖や脂肪といった物質は、酸素と反応すると水と炭酸ガスに変化する。この化学反応によって発生したエネルギーによって、ＡＴＰを再合成するというもの。先の２つに比べると大きなパワーを生じさせることはできないが、脂肪なら私たちのカラダにたっぷり蓄えられているし、酸素は呼吸によっていくらでも取り入れることができるので、長い時間筋肉を動かし続けることができるわけだ。

そして、これら３つのＡＴＰ再合成システムは、それぞれが単独で働くわけではない。運動の強度や時間によって、それぞれの占める割合が変わってくる。つまり、瞬間的に大きな力を必要とする運動（無酸素運動）には、筋肉内の物質を使い、しかも酸素を使わないシステムが主に働く。あまり大きなパワーは必要としない長時間の運動（有酸素運動）には、酸素を使うシステムが主に働くという具合だ。

4．炭水化物
炭水化物は糖質とも呼ばれます。これは光合成によってつくられます。
光合成とは、緑色植物が太陽などから光エネルギーを吸収して、水と二酸化炭素からブドウ糖やデンプンなどの炭水化物を合成する働きのことです。

私たちは植物を食べることによって炭水化物を摂取しているのです。
食事から摂取された炭水化物は胃腸で消化され、グルコース、フルクトース、ガラクトースなどの単糖として小腸で吸収され、肝臓に運ばれます。フルクトースとガラクトースは肝臓でグルコースに変換されます。

体内のエネルギー供給が十分に行われているときは、炭水化物は肝臓でグリコーゲンとして貯蔵されます。肝臓に貯蔵されたグリコーゲンは必要なときにグルコースに分解されて、血液の中に放出され、筋肉へ運ばれます。筋肉に運ばれたグルコースが筋肉収縮のためのエネルギー源として利用されるのです。

筋肉に貯蔵されたグリコーゲンは、短距離疾走のように運動強度が高くて短時間の無酸素運動のときに分解されたアデノシン三燐酸（ATP）を再合成するために利用されます。有酸素運動においても、筋肉に蓄えられたグリコーゲンは脂肪とともにアデノシン三燐酸の再合成に使われます。

長時間にわたって筋肉を激しく運動させるようなときには、エネルギー消費量が高く、筋肉や肝臓のグリコーゲンの消耗も激しくなります。筋肉や肝臓にグリコーゲンを補充するためには、炭水化物の豊富な食物を積極的にとることが必要です。1日の総エネルギーの60%程度を目安に炭水化物をとるとよいでしょう。炭水化物の豊富な食物としては、ごはん（米類）やパンなどがあります。

炭水化物にはフルクトース（果糖）や砂糖（ショ糖）など甘味のあるものと、甘味がほとんどないデンプン質のものとがあります。お菓子や清涼飲料水のように甘味の多いものを多量に摂取すると、食欲が減退したり、ほかの大切な栄養素を十分に摂取できなくなることがあります。
これに対して、ごはん、パンなどのようにデンプンの豊富な食物は、炭水化物のほかにビタミンやミネラルも含まれているので、栄養のバランスという点からは優れていると考えられています。

脂肪
炭水化物と同様に、脂防も筋肉が活動するために必要なエネルギーを供給してくれる栄養素です。
食物に含まれている脂肪が、そのままの形で体内に吸収されて体脂肪になるわけではありません。体脂肪はいくつかの材料をもとに脂肪細胞の中でつくられるのです。

体脂肪をつくる。材料はブドウ糖と脂肪酸です。からだの中で別々につくられたブドウ糖と脂肪酸が、脂肪細胞に取り込まれて体脂肪をつくるのです。脂肪をつくる材料となるブドウ糖と脂肪酸は食物に含まれている糖質や脂質といった栄養素からつくられます。

ご飯やパンなどを食べると、消化されて、その中に含まれている糖質は小腸から吸収されて血液の中に取り込まれます。血液の中に入った糖質はブドウ糖（グルコース）です。この血液中にあるブドウ糖のことを血中グルコース、あるいは血糖といいます。血中グルコースは脂肪細胞に取り込まれ、そこで脂肪酸とグリセリンに分解されます。この脂肪酸を使って、脂肪細胞の中で脂肪がつくられます。

脂肪だけではなく、炭水化物やタンパク質も過剰に摂取されると体脂肪に変換されて、体内に蓄積されます。
炭水生物やタンパク質は1g当り4kcalのエネルギーを持っていますが、脂肪1gは9kcalのエネルギーを保持しています。体内に蓄積されている体脂肪には、フルマラソンを20回以上走ることができるだけのエネルギーを貯蔵しているといわれています。マラソンのように長時間の筋肉運動では脂肪が重要なエネルギー源となりますが、だからといってあまり多くの体脂肪を蓄積させることは体重増加や肥満症などを起こし、パフォーマンス向上にあまり役立つとは考えられません。したがって、脂肪の豊富な食品をとりすぎて過剰な脂肪を畜積しないように心がけることが、健康のためにも競技力向上のためにも重要です。

食品の中には見るからに脂肪が多いとわかるものと、見た目にはわかりにくいが脂肪を多く含んだ食品があります。脂肪の摂取量をおさえるためには、体脂肪の材料になる飽和脂肪酸を多く含んだ動物性食品は少な目にし、低脂肪代替食品を摂取することが必要です。

たんぱく質
タンパク質は、生体内においては筋肉だけではなく、内臓、皮膚、骨格などをつくる重要な成分になっています。
また、タンパク質は、生命の維持や生体の健全な活動にとって必要な化学反応を調節している酵素やホルモン、病原体の侵入を防ぐ抗体をつくるといった大切な役割を果たしています。

一般にタンパク質は体重の約15%を占めており、その半分は骨格筋に存在しています。タンパク質はおよそ20種類のアミノ酸から構成されています。そのアミノ酸の配列や合量の違いによって、機能が異なったタンパク質をつくっています。

食事によって摂取されたタンパク質は消化管でアミノ酸にまで分解されます。このアミノ酸は小腸で吸収され、肝臓に運ばれます。
そこで一部のアミノ酸は肝臓やタンパク質の合成に使われますが、残ったアミノ酸は血液の中に放出されて筋肉などの全身の組織へ運ばれます。

筋肉の中のタンパク質はたえず分解されているので、食事によって毎日摂取しないと、筋肉内のタンパク質は減少して筋肉が細くなってしまいます。

筋肉の合成に必要なタンパク質は、タンパク質の豊富な食品を摂取することによって補給されます。良質のタンパク質源は動物性食品（肉類、魚類、乳製品類）ですが、食物性食品（殼類、豆類、種実類など）にも良質のタンパク質が含まれています。

良質のタンパク質を含む食品を示す数値としてタンパク質の良さを「アミノ酸スコア」という数字で評価したものです。数字が「100」に近いほど良質のタンパク質であることを表わしています。

タンパク質摂取で注意しなければならないことは、肉類だけでタンパク質をとろうとしないことです。肉類には良質のタンパク質が豊富に含まれていますが、脂肪も多く含んでいます。そのために、肉類中心の食事では脂肪を過剰に摂取することになります。それを防ぐには、動物性と植物性の食品を組み合わせて、脂肪の摂取をおさえながら必要なタンパク質を摂取することがすすめられています。

タンパク質は、炭水化物や脂肪とともにエネルギー源になることができます。しかし、その最も重要な役割は筋肉などのからだを構成する組織をつくることです。

タンパク質は、激しい運動を行ったときに著しく消耗します。運動後にタンパク質を十分に補給しないと、筋肉内のタンパク質が減少して筋肉の量が減ってしまいます。それを防ぐためにスポーツをよく行う人は、1日に体重1kg当り2g程度のタンパク質を摂取することが必要です。これまでの研究から、摂取するタンパク質量をこれ以上増やしたとしても、それに比例して筋肉量も増加することは考えられません。過剰に摂取されたタンパク質は体外へ排出されたり、脂肪に変換されてエネルギー源として利用されるだけです。

ビタミンとミネラル
ビタミンやミネラルは、エネルギーを供給したり生体の組織を構成することに対して直接働くことはありません。しかし、代謝を円滑にすすめたり正常な生理機能を営むために不可欠の栄養素です。ビタミンは、その性質から水溶性ビタミンと脂溶性ビタミンとに分けられます。

水溶性ビタミンには炭水化物や脂肪などのエネルギー源の代謝を円滑にするビタミンB群（B1、B2、B6）やビタミンCが含まれています。これらのビタミンは補酵素としてエネルギー生産過程で重要な役割を果たしています。
水溶性ビタミンは多量に摂取しても体内に蓄積することができません。

したがって、毎日必要量を摂取する必要があります。
脂溶性ビタミンは脂肪とともに消化管から吸収されて、肝臓や脂肪細胞
に多量に畜積できる性質があります。そのため、まとめて摂取して蓄積することができます。
脂溶性ビタミンにはビタミンA、D、E、Kなどがあります。

ミネラルは、脂溶性ビタミンと同様に体内に蓄積できます。したがって必ずしも毎日摂取する必要はありません。しかし、ミネラルが不足すると体内ではさまざまな障害が起こってきます。
鉄分は酸素運搬の役目をするヘモグロビンの成分なので、これが不足すると貧血を起こして、筋肉へ運ばれる酸素が低下します。

ナトリウム、カリウムなどが不足すると、筋肉と神経の機能が円滑に働かなくなります。これらのミネラルが激しい発汗によって大量に失われます。

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