This is excerpt from Endurance Sports Nutrition-3rd Edition by Suzanne Girard Eberle.

The Body’s Fuel Sources

Our ability to run, bicycle, ski, swimming, and row hings on the capacity of body to extract energy from ingestrated food….私たちは、食べ物によって得たエネルギーを使って走ることができます。 食べたものに含まれる炭水化物、脂肪、タンパク質は、体内でさまざまな代謝経路をたどりますが、最終的に水、二酸化炭素、アデノシン三リン酸（ATP）という化学エネルギーが得られます。 ATP分子は、高エネルギー化合物、またはエネルギーを貯蔵する電池とお考えください。 呼吸をするとき、靴ひもを結ぶとき、自転車で100マイル（160km）走るときなど、エネルギーが必要なときはいつでも、体はATP分子を利用しているのです。 ATPは、筋繊維にエネルギーを供給し、筋肉の収縮を促すことができる唯一の分子です。 クレアチンリン酸（CP）もATPと同様、細胞内に少量ずつ蓄積されています。 これも高エネルギー化合物で、短時間の爆発的な努力の燃料として迅速に動員することができます。 しかし、身体活動を維持するためには、細胞は常にCPとATPの両方を補充しなければなりません。

私たちが毎日選ぶ食事は、身体が正常に機能し続けるために必要な潜在エネルギー、つまり燃料を補給するためのものです。 このエネルギーは、炭水化物、脂肪、タンパク質の3つの形態をとります。 (表2.1「ヒトのエネルギー貯蔵量の推定値」参照）これらの燃料のうちいくつかは、筋肉に即座にエネルギー源を供給できる形で体内に貯蔵することができます。 例えば、砂糖やデンプンなどの炭水化物は、容易に分解されて、身体の主要なエネルギー源であるグルコースになります。 グルコースはすぐに燃料として使われるか、肝臓や筋肉に送られグリコーゲンとして蓄えられます。 運動中、筋肉のグリコーゲンは再びグルコースに変換され、筋繊維のみが燃料として使用することができます。 肝臓もグリコーゲンをグルコースに戻しますが、血糖値（血中グルコース）レベルを維持するために直接血流に放出されます。 運動中、筋肉はこのグルコースの一部を受け取り、自分専用のグリコーゲンの貯蔵量に加えて使用します。 血中グルコースは、安静時、運動時ともに、脳の最も重要なエネルギー源として機能しています。 身体は常にグリコーゲンの貯蔵量を使用し、補充しています。 しかし、筋肉や肝臓のグリコーゲンを蓄える能力は、約1,800～2,000カロリー分、つまり90～120分の連続した激しい活動に必要な燃料に限られます。 運動中に壁にぶつかったことのある人なら、筋グリコーゲンが枯渇するのがどんな感じかわかるでしょう。 運動をしていると、筋グリコーゲンの蓄えがどんどん減っていき、血糖値が体のエネルギー需要を満たすためにますます大きな役割を果たすようになります。 このようにグルコースへの要求が高まると、肝臓のグリコーゲン貯蔵量が急速に枯渇します。 肝臓のグリコーゲンがなくなると、血糖値が下がりすぎて「ボンヤリ」し、その結果、低血糖になり、さらに動きが鈍くなります。 運動中に食べたり飲んだりする食べ物で炭水化物を補給すると、筋グリコーゲンの枯渇を遅らせ、低血糖を防ぐことができます。

脂肪は体内で最も凝縮されたエネルギー源で、炭水化物やタンパク質に比べて潜在エネルギー量が倍以上（グラムあたり9カロリー、それぞれ4カロリー）あります。 運動中、体内に蓄積された脂肪（脂肪組織内のトリグリセリド）は、脂肪酸に分解されます。 この脂肪酸は、血液を通して筋肉に運ばれ、燃料となります。 このプロセスは、炭水化物を燃料として動員するのに比べ、比較的ゆっくりと行われます。 また、脂肪は筋繊維の中に蓄えられるため、運動中により簡単にアクセスすることができます。 グリコーゲンの貯蔵量には限りがありますが、体脂肪はアスリートにとって実質的に無限のエネルギー源となります。 無駄のない平均的な体型の人でも、筋繊維と脂肪細胞に十分な脂肪が蓄積されており、100,000カロリー（100時間以上のマラソンに十分なカロリー）を供給できます！

脂肪は、単位重量あたりの燃料として炭水化物よりも効率がよいです。 炭水化物は水と一緒に貯蔵されなければなりません。 私たちが体脂肪として貯蔵しているのと同じ量のエネルギーをグリコーゲン（とグリコーゲンが保持する水分）として貯蔵すれば、私たちの体重は2倍になります。 私たちの多くは、脂肪（脂肪組織または体脂肪）に十分なエネルギーを蓄えており、さらに体は、あらゆるソース（脂肪、炭水化物、タンパク質）からの過剰カロリーを容易に変換して体脂肪として蓄えています。 しかし、脂肪が運動の燃料となるためには、同時に十分な酸素が消費される必要があります。 この章の後半では、運動のペースや強度、時間の長さが、脂肪を燃料として使用する体の能力にどのように影響するかについて簡単に説明します。 むしろ、タンパク質は、体組織の構築、維持、修復、および重要な酵素とホルモンの合成に使用されます。 通常の場合、タンパク質は体内のエネルギー需要のわずか5%しか満たしません。 しかし、1日の摂取カロリーが少なすぎる場合や炭水化物が不足している場合、持久的運動の後半でグリコーゲンが枯渇した場合などには、骨格筋が分解されて燃料として使用されることがあります。 これは、グルコースに変換される特定のアミノ酸（タンパク質の構成要素）を利用するために必要な犠牲です。

燃料代謝と持久運動

炭水化物、タンパク質、脂肪はそれぞれ、運動の燃料として異なる役割を果たす。

炭水化物

• 非常に効率のよい燃料源を提供する-タンパク質や脂肪と比較して、炭水化物を燃焼するために必要な酸素量が少ないため、炭水化物は体にとって最も効率のよい燃料源と考えられている。 血糖値が低くなると、イライラしたり、混乱したり、無気力になったり、集中できなくなったり、簡単な作業さえできなくなることがあります。 炭水化物の貯蔵量は、体の脂肪の貯蔵量に比べて限られているので、炭水化物が不十分な食事を摂取すると、本質的に脂肪代謝が制限されます。
• 除脂肪タンパク質（筋肉）量の維持-十分な炭水化物を消費すると、体がエネルギー源としてタンパク質（筋肉、内臓または食事から）を使用せずに済みます。 食事性タンパク質は、体組織の構築、維持、修復、およびホルモン、酵素、神経伝達物質の合成にはるかによく利用されます。

脂肪

• 集中したエネルギー源を提供-脂肪は、タンパク質や炭水化物の潜在エネルギーの倍以上（炭水化物やタンパク質のグラムあたり4カロリーに対して、脂肪のグラムあたり9カロリー）提供します。
• 低～中強度の活動の燃料になる-安静時および有酸素運動能力の65%以下で行う運動中、脂肪は筋肉が必要とする燃料の50%以上を提供する。
• グリコーゲンの貯蔵量を節約して持久力を助ける-一般に、運動の期間または時間が長くなると、強度が下がり（そして細胞に利用できる酸素量が増える）、脂肪がより重要な燃料源となる。

Protein

• Provides energy in late stages of prolonged exercise-持久運動の後半によく起こるように、筋肉のグリコーゲン貯蔵量が減少すると、体は骨格筋タンパク質にあるアミノ酸をグルコースに分解して、必要なエネルギーの最大15%を供給します。
• 毎日の食事で総カロリーや炭水化物が不足しているときにエネルギーを供給する-このような状況では、体はエネルギー需要を満たすためにタンパク質に頼らざるを得ず、除脂肪体重の分解につながります

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