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2008.06.11 (Wed)

肝臓グリコーゲン、血糖値、運動量低下

またLore of running関連。今まで「グリコーゲン枯渇」や「血糖値低下」とパフォーマンスとの関連が今ひとつ飲み込めない感じだったんですが、Lore of runningにおけるノックスさんの説明が、一番納得できる気がしました。ただ、CGM(セントラル・ガバナー・モデル)を使っているので、これも十分に確立された理論ではないと思います。以下、自分の理解のまとめです。

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【ポイントまとめ (1)から順に重要】
(1) 運動中に運動量をなるべく維持するには、【肝臓内】のグリコーゲン量を維持することが重要である。

(2) 高強度運動を開始してしまうと、肝臓内のグリコーゲンは、満杯状態からでも高々1-2hしか持たない。よって運動前に満杯にするとともに、運動中にもスポドリ等で補充した方がよい。このためには少しづつ(炭水化物60g(240kcal)/1時間)でよい。

(3) これはなぜか? 血糖値(血中グルコース濃度)が低下すると、脳が自分を守るためにCGを発動し、運動量を低下させるから。脳は血中のグルコースを貰えないと活動できないためである。そして血糖値を決めているのは肝臓内のグリコーゲン量である。

(4) 「筋肉内」のグリコーゲン量も影響するが、こちらはかなり沢山あるので、数時間単位の運動においてより重要となる。

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【以下、やや詳しい説明】
■1 概念図
①(炭水化物摂取) --> [肝臓でグルコースに変換]
--> [肝臓にグリコーゲン貯まる]
--> [肝臓、必要な分だけ、グリコーゲンをグルコースに分解]
--> [グルコースを血中に放出]
--> [血糖値上昇]
--> [脳・臓器・筋肉に運ばれ使われる]

②(運動) --> [肝臓のグルコース急激に消費(平常時の6倍)]
--> [肝臓のグリコーゲン枯渇]
--> [グルコースを血中に放出できない]
--> [血糖値低下]
--> [CG発動、運動量低下]

■2 基礎
食べ物は肝臓でグルコースに変換される。さらにグルコースは1)グリコーゲン(グルコースの塊)に変換され肝臓(レバー liver)に貯蔵されるか、あるいは2)グルコースのまま筋肉(マッスル muscle)に運ばれる。
そして筋肉内ですぐ使われなければ、こちらもまたグリコーゲンに変換されて筋肉に貯蔵される。グリコーゲンの形態じゃないと貯蔵はできない。

- レバー・グリコーゲン(liver 肝臓の方):
これはアスリートで130g。一般の人では100g。マッスル・グリコーゲンにくらべてほんのちょっとしかない。また、平常時でも10g/時間のリバー・グリコーゲン消費が進行している。
そして、【肝臓は、貯蔵したグリコーゲンをグルコースに戻すことができる】。

- マッスル・グリコーゲン(muscle 筋肉の方):
これはアスリートなら最大720gほどためることができる。しかしフルチャージまでには、完全レストで24-48hを要する。ちなみにトレーニングしてない一般の人は280gくらいしか貯められない。
ここで、【筋肉は肝臓と違い、貯蔵したグリコーゲンをグルコースに戻す機能がない】。

筋肉はグリコーゲンをピルベート(pyruvate, ピルビン酸塩)という筋肉内専用のエネルギー源に分解して使う。ピルベートを乳酸(lactate)に変換し、乳酸シャトル(lactate shuttle)という機構によって、筋肉間でならエネルギーを融通できる。
※ ここはちょっと自信ないです。あってますかsugaken先生!
※ コー本によれば、マッスル・グリコーゲンの方がレバー・グリコーゲンより代謝が早いはず、とのこと。


■3 なぜ肝臓(レバー・グリコーゲン)が重要か
高強度の運動を開始すると、60g/時(平常時の6倍)の速度でレバー・グリコーゲンがグルコースに分解され、筋肉に輸送され始める。だから、レバー・グリコーゲンはすぐに枯渇する。そうなると、hypoglycemia(ハイポグリセミア、低血糖(low blood glucose concentration)状態)が起こる。特に、脳はグルコースしか代謝できないから、ハイポグリセミア状態になると脳(CG)が体にブレーキをかける。

なんで筋肉中にそんなにグリコーゲンがあるのにハイポグリセミアが起こるのか?エナジードリンクを飲むとなぜ運動持続時間が延びるのか? そう、「筋肉は貯蔵したグリコーゲンをグルコースに戻して血中に戻す機能がない」から、レバー・グリコーゲンを高レベルに保たない限り、いくらマッスル・グリコーゲンが残っていても、低血糖を察知した脳がCGを発動、「止めてくれシグナル」を出してしまうのだった。

もしレバー・グリコーゲンが満杯になっていれば、1~2時間くらいはハイポグリセミアにはならないはず。しかし、平常時でも10g/時間のリバー・グリコーゲン消費が進行しているので、必ずしも満杯じゃないのであった。寝起きなんかも危ないと思われる。

ちなみに、マッスル・グリコーゲンが空のアスリートの血中に直接グルコースを流し込んでやったら、バリバリ動けたとの報告もある。(Claassens et al. 2001)
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タグ : 運動生理 グリコーゲン

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