【エネルギー変換器:筋肉とエネルギーフロー】簡単わかりやすく解説!

見出し画像

【エネルギー変換器:筋肉とエネルギーフロー】

画像1

【エネルギー変換器:筋肉の話とエネルギーフロー】

人間のエネルギーがどういう流れで変換され、どこにいくのか??

※今回の話はとてもマニアックな話ですが、、
是非最後までご覧になってみてください(^-^)

身体のエネルギー変換 おおまかな流れ 

画像2

【エネルギーの通貨】と呼ばれるATP(アデノシン三リン酸

これは化学的エネルギーの塊で、人間の生命活動に必須な化学物質です。

(この辺の話は前回の健康情報の記事にも書いてます↓↓)

このATP が加水分解によって分解され、

エネルギーが放出!されるのですが、

このエネルギーによって

筋肉が収縮した結果、骨格を動かし、”動作”につながります。

この”動作”は”外部への力学的エネルギー”とも言えます。

このような流れで
化学的エネルギーは筋肉を通して力学的エネルギーへ
変換がなされていきます。

画像3

上述のように、筋肉は

化学的エネルギー→力学的エネルギーへと変換する作用

を持つため「エネルギー変換器」とも言われています。

ところで、、「加水分解」とは?

画像4

ATPは”加水分解”によってエネルギーを放出する、と書きましたが、

この加水分解について簡単にご説明します。

加水分解(かすいぶんかい、英: Hydrolysis)とは、
反応物に水が反応し、分解生成物が得られる反応のことである。
水解とも呼ばれる。
このとき水分子 (H2O) は、
生成物の上で H(プロトン成分)と OH(水酸化物成分)とに分割して取り込まれる。
反応形式に従った分類により、
加水分解にはいろいろな種類の反応が含まれる。

加水分解 出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 より

う~ん、難しい。。(笑)

要は”水(H₂O)”他の分子に割り込んで分解しちゃうってことですね!

わかりやすくいうと、

ずっと置きっぱなしにしてたスニーカーのソールが
なぜかボロボロに・・・そんな経験したことありませんか??

その原因が「加水分解」です!

スニーカーのソールに含まれる化学物質と水が反応を起こしちゃうんですね。。

・・・許せないやつですね!

この”加水分解”によってATPは分解されます。

アデノシン三リン酸(ATP)の3つの”リン”これが引き離される過程で

膨大なエネルギーが発生します。

エネルギーフロー エネルギーの方向性

画像5

筋肉によって、化学的エネルギーから力学的エネルギー
変換がなされますが、全部が全部そうなるわけではありません。

変換されなかった分は熱エネルギーへと変わり、

体温の維持などのために使われていきます。

熱エネルギーも最終的には身体の外に放出されていく流れになります。

人間の体では、この

化学的エネルギー

力学的エネルギー・熱エネルギー

体外へ

という流れは一方通行となります。行き来したり、逆の流れはつくれません。。

ちなみに、自動車なんかは
ガソリン(化学的エネルギー)によって車体が移動(力学的エネルギー)しますが、

それによってバッテリーの充電(化学的エネルギー)もできちゃいますよね!スゴイ!

画像6

人間のエネルギーの流れは一方通行。
ただし、力学的エネルギー → 熱エネルギーの流れはあります。

力学的エネルギーへの変換効率

画像7

化学的エネルギーから力学的エネルギーに変換される際には、

収縮の仕方によって変換効率が変化していきます。

短縮性収縮・・・およそ20%
等尺性収縮・・・0%
伸張性収縮・・・マイナス値

画像8

短縮性収縮というのは、負荷よりも発揮される筋力のほうが強いです。
そのため、外部にエネルギー(力学的作用)をもたらしている。

これが化学的エネルギーに対して
およそ20%の割合で、そのように働いてるってことですね!

画像9

等尺性収縮ですと、負荷と筋力が吊り合っています。
そのため、外部にもたらす力学的作用は”0”ですね!

画像10

比べて伸張性収縮では、筋力よりも負荷のほうが上回っています。
つまり、外力(外からの力学的負荷)に筋力が負けているので
マイナスの値になる、というわけですね!

まぁ、シンプルに言うとこういうことだと思います。
(もっとわかりやすい言葉で定義すればいいのに・・・)

最大の変換効率 弾性エネルギーの利用

画像11

短縮性収縮ですと、化学的エネルギーは20%の変換効率で
力学的エネルギーに変換されますが、

短縮性収縮の中でも

”腱の収縮”による「弾性エネルギー」を使った運動ですと

変換効率は60%に跳ね上がります!

これは、たとえば”縄跳び”などにあたりますが、

ジャンプして着地する際に外力(地面からの反発)によって
アキレス腱が収縮し、再び跳び上がる際に
”バネ”のように機能するためです。

この機能によって、力学的エネルギーへの変換効率はグンと上がり、

効率が良くなるので
エネルギー消費的には
”疲れにくい”
”パフォーマンスの向上”

につながるといえます。

おわりに

画像14

いかがでしたか?
かなりマニアックな話でしたが、
最後までお付き合いいただきありがとうございます(^^♪

今回は、個人的な興味関心から
”力学的エネルギー”にフォーカスしてしまいましたが、

”熱エネルギー”の生産を高めることは「代謝アップ」につながります!

つまり、筋肉を動かせば代謝はあがります!
(当然じゃん。。笑)

次回からはきちんと需要ありそうなネタで投稿していきたいと思います!

最後までお読みいただきありがとうございました!!

コメント

タイトルとURLをコピーしました