なぜ筋肉はモーターサイクルのようなのか
筋肉とエンジンの働き方は異なりますが、どちらも化学エネルギーを運動のエネルギーに変換します。
- モーターサイクルのエンジンはガソリンの蓄積エネルギーを使い、熱と運動エネルギー（運動エネルギー）に変換しています。
- 筋肉は、私たちが食べた食べ物の蓄積された化学エネルギーを使い、それを熱と運動のエネルギー（運動エネルギー）に変換します。
筋肉の収縮のエネルギーはどこから来るか？
働く筋肉で収縮という動きに使われるエネルギー源はアデノシン3リン酸（ATP）-エネルギーを貯蔵し輸送する体の生化学的方法です-です。 しかし、ATPは細胞内にあまり蓄えられていない。 ATPは非常に重要なので、筋肉細胞はATPを作るためにいくつかの異なる方法を持っています。 これらのシステムは、段階を追って連動しています。 ATPを生成するための3つの生化学的システムは、順番に：
- クレアチンリン酸
- グリコーゲン
- 有酸素呼吸を使用する
クレアチンリン酸
すべての筋肉細胞はすぐに使用できるその中に少しのATPを持っている – しかし唯一の約3秒間続くのに十分です！
ATPは、そのように使用できることを確認します。 そこで、すべての筋肉細胞は、より多くのATPを迅速に作るために分解されるクレアチンリン酸という高エネルギー化合物を含んでいます。
グリコーゲンの使用（および酸素なし）
幸いにも、筋肉にはグリコーゲンという炭水化物の貯蔵も多く、これを使用してグルコースからATPを作ることができる。 しかし、これには約12回の化学反応が必要なので、クレアチンリン酸からよりもゆっくりとエネルギーを供給することができます。 しかし、それでもかなり速く、約90秒間持続するのに十分なエネルギーが生成されます。 酸素は必要ありません。筋肉への酸素供給を増やすには、心臓と肺に時間がかかるので、これは素晴らしいことです。 酸素を使わずにATPを作る際の副産物として、乳酸があります。 それは疲れや痛みを引き起こすので、あなたの筋肉が乳酸を蓄積しているときに知っている – stitch.
有酸素呼吸を使用する（再び酸素を使用）
運動の2分以内に、体は酸素と働く筋肉を供給し始める。 酸素が存在すると、好気性呼吸が行われ、グルコースを分解してATPを得ることができます。 このグルコースは、いくつかの場所から供給される。
- 筋肉細胞内の残留グルコース
- 腸内の食物からのグルコース
- 肝臓内のグリコーゲン
- 筋肉内の脂肪の蓄積
- 極度の場合（飢餓など）、体のタンパク質から得られる。
有酸素呼吸は、上記の 2 つのシステムよりもさらに多くの化学反応によって ATP が生成されます。
科学の本質
科学理論は、科学者が調査において観察し測定できるものについて予測を立てるための枠組みを提供します。
以下はその仕組みです
あなたはバスに乗り遅れ、9時の試験のために大学まで走り始めました。
- 大学まで走る最初の3秒間は、筋肉細胞が自分の中にあるATPを使っています。
- 次の8～10秒間は、筋肉がクレアチンリン酸の貯蔵を使用してATPを供給します。
- まだ大学に到着していないため、グリコーゲンシステム（酸素を必要としない）が作動します。
- それでもまだないので、最終的に好気性呼吸（酸素を使ったATPです）が引き継がれます。
異なる形態の運動は、異なるシステムを使用してATPを生成します
スプリンターは、マラソンランナーとはまったく異なる方法でATPを得ているのです。
- クレアチンリン酸の使用 – これは高速だが8～10秒しか続かないため、短時間で行う運動（重量挙げ選手や短距離走者）に使用される主要なシステムであろう。
- グリコーゲンの使用（酸素なし）-これは 1.3 ～ 1.6 分間持続するので、100 m の水泳や200 m または 400 m のランニングなどの競技で使用されるシステムです。
- 有酸素呼吸の使用-これは無限に持続するので、マラソン、ボート、距離スケートなどの持久系競技に使用するシステムです。
活動のアイデア
フィンガーマラソンの生徒は、洗濯バサミを開閉する動作を使って筋肉疲労を調査する。
In Calculating RMR and daily energy output students calculate your RMR (resting metabolic rate) and use the energy cost of various activities.
Useful link
A explanation of how exercise works.
