SA1NTコーチ【マイク】が教える｜ペースと心拍数の科学① 心拍数とエネルギー代謝の関係｜強度で変わるエネルギーシステムとトレーニング効果

ペースが変わると、体の中で使われるエネルギーが変わる

ランニングでは、ペースが上がるほど体の中で使われるエネルギーの仕組みが変わります。

重要なのは「どれくらい頑張っているか」ではなく、「どのエネルギーシステムを使っているか」です。

そしてその状態を最もシンプルに表す指標が心拍数です。

ここでは、エネルギー代謝の仕組みと、それぞれのトレーニングで体に何が起きるのかを整理します。

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ATPとは何か

すべての運動は「ATP（アデノシン三リン酸）」によって行われます。

筋肉はATPを分解することで収縮し、走ることができます。

しかしATPは体内にほとんど蓄えられておらず、全力では約10秒ほどで使い切られます。

そのため体は常にATPを再合成し続ける必要があります。

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エネルギー供給システムの全体像

ATPを再生する方法は大きく3つあります。

• ATP-PC系：瞬発的（約10秒）
• 解糖系：無酸素・中強度（約2分）
• 有酸素系：長時間（酸素＋脂肪・糖）

ランニングではこれらが同時に働きながら、ペースが上がるにつれて主役が変わります。

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低強度（有酸素）で起きていること

ゆっくり走っているとき、体は主に脂肪と酸素を使ってエネルギーを作ります。

ミトコンドリアの中でTCAサイクル（クエン酸回路）が働き、効率よくATPを生み出します。

脂肪は大量に蓄えられているため、この状態は長時間維持できます。

この強度でのトレーニング（LSDやイージーラン）によって：

• 有酸素能力（VO2maxの土台）が向上する
• 脂肪をエネルギーとして使う能力が向上する
• ミトコンドリアが増加する
• 心臓のストロークボリュームが増える

これは持久力の基盤を作る最も重要な領域です。

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中強度（LT付近）で起きていること

ペースが上がると、体は脂肪だけではなく糖も使い始めます。

やがて有酸素システムだけではエネルギー供給が追いつかなくなり、解糖系が強く働き始めます。

このとき乳酸が生成されます。

乳酸は常に発生していますが、ある強度を超えると処理が追いつかず蓄積し始めます。

これが乳酸閾値（LT）です。

この強度でのトレーニングによって：

• TCAサイクルの処理能力が向上する
• 糖を効率よくエネルギーに変える能力が向上する
• 乳酸の除去・再利用能力が向上する
• 高いペースを長く維持できるようになる

これは「速く走り続ける能力」を作る領域です。

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高強度（無酸素）で起きていること

さらに強度が上がると、酸素供給が追いつかなくなります。

この状態ではATP-PC系と解糖系が主に働きます。

エネルギーは主に糖から供給され、乳酸が急速に蓄積します。

この強度でのトレーニング（スプリントやインターバル）によって：

• 速筋（タイプⅡ筋繊維）が発達する
• 瞬発力・最大出力が向上する
• ATPを素早く再合成する能力が向上する
• 筋肉内にATPを蓄える能力も高まる

これは「スピード」と「最大パワー」を高める領域です。

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トレーニングによる適応

重要なのは、それぞれの強度で体に起きる適応が異なることです。

• 低強度 → 持久力・脂肪代謝
• 中強度 → スピード持久力・乳酸処理
• 高強度 → 最大出力・速筋発達

一つの強度だけでは、すべての能力は伸びません。

目的に応じてエネルギーシステムを使い分けることが重要です。

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まとめ

• すべての動きはATPで行われる
• エネルギーは3つのシステムで供給される
• ペースが上がると脂肪から糖へ移行する
• それぞれの強度で体の適応は異なる

トレーニングの質は「どれだけ頑張ったか」ではなく、「どのエネルギーを使ったか」で決まります。

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この記事を書いたコーチ

Mike Trees（7 x マスターズ世界チャンピオン)