「乳酸」のエネルギー源としての働きと、疲労との関係について

■乳酸とは？

生命エネルギーの源である「ＡＴＰ」のエネルギーを生産時に、副産物として生じるのが「乳酸」です。

乳酸は体内で分解され、最終的にはエネルギー源になる性質を持っています。

「乳酸が溜まる」ことが疲労の原因ではなく、乳酸そのものはむしろ疲労を回復を助ける役割を担う物質です。

乳酸は分泌された後、一部は糖にまた戻されたり、二酸化炭素に分解されると言われています。

しかしそのスピードが遅いため、過度に多いと蓄積されてしまう傾向にあります。
乳酸の生成過程で発生する物質やエネルギー源である物質の蓄えが少なくなることが疲労の原因と言われています。

そこで、過度に乳酸を溜めすぎないために

細胞を活性化させ、よりATP生産の効率をあげることが最適です。

乳酸が生じる仕組み

乳酸の元となるのは、グルコース（ブドウ糖）です。

グルコースは、糖質を含む食事から摂る事もできますし、糖質以外の材料を使って肝臓や腎臓で合成することもできます。

●　食事から摂取 ●　肝臓や腎臓で合成（糖新生）
ちなみに、このグルコースは、癌細胞の大好物です。
ここではイメージしやすいように、食事から糖質を摂ったところから説明します。
ご飯やパン、野菜…等、糖質を摂取すると消化器官でブドウ糖にまで分解されます。

糖質→グルコース（ブドウ糖）

このグルコースが、生体が生きていく上で必要なエネルギー物質ＡＴＰを生み出す材料として使われます。
グルコース（ブドウ糖）は、まず細胞の「細胞質基質」というところで、何段階かの反応を経て「ピルビン酸」という物質になります。
そして、解糖系の反応で、「ＮＡＤ」という化合物が「ＮＡＤＨ」に変化します。この「ＮＡＤＨ」が２分子できます。
・ピルビン酸・・・２分子
・エネルギー物質ＡＴＰ・・・２分子
・ＮＡＤＨ・・・２分子

ＡＴＰができたから終わり…ではありません。
乳酸が生じるかどうかは、グルコースが分解されてできた「ピルビン酸」が、この先どうなるかによって決まります。
つまり、ミトコンドリアでも代謝するかどうかです。

細胞質基質では「解糖系」という反応でしたが、
ミトコンドリアで代謝する場合は、「クエン酸回路」と「電子伝達系」という反応が起こります。
細胞質基質だけで代謝するより、ミトコンドリアで代謝した方がより多くのＡＴＰを作り出すことができます。
前者は「焚き木」のエネルギー、後者は「発電所」のエネルギーに例えられます。

●解糖系・・・低エネルギー
●解糖系→クエン酸回路→電子伝達系・・・高エネルギー
「ピルビン酸」の進路は２つです。
一つはミトコンドリアで代謝して、より多くのＡＴＰを作り出すルート。
もう一つはミトコンドリアでは代謝しない、乳酸が発生するルートです。

以下の条件で乳酸が発生します。

●酸素が不足している

酸素が不足することでミトコンドリアで代謝できない
ミトコンドリアは多くのＡＴＰを作る事ができるのですが、酸素を要求します。
従って酸素がない状態ではミトコンドリアで代謝することはできません。
反対に細胞質気質で行なわれる解糖系は酸素を必要としません。
その為、激しい運動などで酸素が不足するような場合は、ミトコンドリアでの代謝ではなく、
解糖系で酸素に頼らずエネルギーを産生します。
その場合、ミトコンドリアで代謝できないので、ピルビン酸は乳酸になります。

●ビタミンＢ１を始めとした栄養素の不足

ビタミンＢ１を始めとした栄養素の不足でミトコンドリアで代謝できない
ミトコンドリアで代謝する為には、「補酵素（ほこうそ）」が必要になります。

補酵素とは、酵素のサポート役のことで、ビタミンの事をさします。
ピルビン酸がミトコンドリアで代謝する為には、ビタミンＢ１を始めとしたビタミンＢ群が必要。
正確には、ビタミンＢ１、Ｂ２、Ｂ３（ナイアシン）、ビタミンＢ５（パントテン酸）、アルファリポ酸（チオクト酸）です。

乳酸がエネルギー源として活用される流れ

乳酸は、血液にのって肝臓に運ばれます。

そして、肝臓で乳酸は「糖新生」という反応によって再び「グルコース」に再生されます。

「糖新生」とは、糖質以外の材料からブドウ糖を作り出す仕組みのことです。「糖新生」はどこでもできるのではなく、肝臓や腎臓で行なわれます。

糖質を食事から摂取しなくても大丈夫なのは、この「糖新生」があるお陰です。

そして、乳酸が発生し、エネルギーとして利用される流れはこうです。

①筋肉や赤血球でグルコースが代謝されて乳酸が生じる

　　　↓

②生じた乳酸は血液にのって肝臓（や腎臓）に運ばれる

　　　↓

③乳酸は「糖新生」によってグルコースに変換される

　　　↓

④グルコースは血液に放出され再び赤血球や筋肉のエネルギーになる

　　　↓

⑤①～繰り返し

このように、赤血球や筋肉 ⇔ 肝臓・・・と異なる臓器を行き来します。

この反応を「コリ回路」と言います。

このように、通常は生じた乳酸は再利用されるので、「乳酸はエネルギー源だから良い物質だ、めでたし、めでたし…」

・・・と言いたくなりますが、気になる点があります。

糖新生を行なうにもエネルギーが必要だからです。

解糖系では、グルコースからピルビン酸まででＡＴＰは２分子作られますが、
その結果生じた乳酸をグルコースに再利用するにはＡＴＰを６分子も使ってしまいます。

これでは、マイナスＡＴＰです。ちなみに、「糖新生」でグルコース１分子を合成する為に必要なＡＴＰは、材料によって異なり、どこからスタートするかによって違います。

●　ピルビン酸から・・・・６分子のＡＴＰ

●　クエン酸回路から・・・４分子のＡＴＰ

●　グリセロールから・・・２分子のＡＴＰ

ピルビン酸からスタートする乳酸は、糖新生のなかでも最もＡＴＰを使う材料だと言えます。

乳酸を再利用する時の方がエネルギーを消費するのです。

乳酸が発生して、コリ回路でグルコースに変換すればするほどエネルギー物質「ＡＴＰ」が減っていくわけですから、優れたエネルギー源とは言えません。