代謝
代謝とは、人体が活動するために必要なエネルギーなどを作り出すために行われる事象の総称です。 私たちの生体内には異化作用と同化作用があります。
異化作用とは、有機物が分解され、同時にエネルギーが放出される過程のことです。 グリコーゲンの貯蔵量が不足し、脂肪やタンパク質といった非糖質系のエネルギー源が動員されるのが特徴である。 異化作用は運動量の増加時に起こり、生命機能を維持するために必要である。
一方、同化作用は、物質が作られる際にエネルギーを消費するプロセスである。 基質の供給が当面の必要量を超えてしまう。 生物はエネルギー備蓄を作り、組織が作られ、更新される。 同化プロセスは、身体活動が低下した状況で一般的である。
基本的な栄養素（炭水化物、脂質、タンパク質）は、我々が食べる食品中に存在する。 それらは消化器官を通じて変換され、吸収される。 炭水化物は、個々の炭水化物（単糖類）に分解され、中でもグルコースが最も重要である。 脂質は、遊離脂肪酸とグリセロールに分解される。 タンパク質はアミノ酸に分解される。 これらの単純な物質が、より複雑なプロセスに関与することができる。
炭水化物は、嫌気的および好気的な活動の両方で使用される。 ATPはグリコーゲン（筋グリコーゲン、肝グリコーゲン）から再合成され、グルコースに変換される。 人体のグリコーゲンの供給は制限されています。 脂質は、低強度の持久的な運動活動で使用されます。 ATP再合成に使用されるタンパク質は非常に限られていますが、遊離脂肪酸は多く使用されます。 グルコースは糖新生で生成される。
筋肉代謝
筋肉は収縮を生み出すためにエネルギーを必要とする（図6）。 このエネルギーは、筋肉に存在するアデノシン三リン酸（ATP）に由来する。 筋肉は、限られた量のATPしか持っていない傾向がある。 ATPが枯渇すると、クレアチンリン酸（CP）と筋グリコーゲンという他の物質から再合成する必要がある。 グリコーゲンは肝臓に貯蔵されており、人体は脂質、すなわち遊離脂肪酸からATPを再合成することも可能です。 生体にかかる作業負荷の強度と持続時間によって、異なるエネルギー供給様式が用いられる。
図6 筋肉のエネルギー
ATP-CP系 筋収縮のエネルギー源は上記のATPとCPである（図7、8、9）。 筋収縮に使われるエネルギーの生産は、嫌気的な方法（酸素を使わない方法）で行われる。 
図8 ATPase（ATPの分解と筋収縮のエネルギー生産）
図9 CPからのATP再合成
無酸素解糖
これはグリコーゲンからATPに更新する化学プロセスであり、ATPの再合成を行うためには、ATPの分解とCPからのエネルギー生産が必要である。すなわち、嫌気的な方法（酸素へのアクセスなし）でグルコースからATPが更新される化学プロセスである。 これらのプロセスでは、乳酸、すなわち乳酸の塩が筋肉で生成されます。 このエネルギーシステムでは、2分子のATPが生成される。 解糖 – グルコースのピルビン酸2分子への変換は、ATP分子とNADH2分子から純収量を生成する（ピルビン酸と乳酸へのグルコースの嫌気性分解） – を参照してください。 図10.
酸化的システム
これは、ATP再合成が好気的な方法（酸素へのアクセス）で行われる化学プロセスである。 グリコーゲンまたはグルコースと遊離脂肪酸の両方がエネルギー源として働く。
好気性解糖は細胞の細胞質で行われ、34個のATP分子がグリコーゲンから生成される。 7966>
図10 嫌気性解糖と好気性解糖
筋線維のミトコンドリア内に存在する遊離脂肪酸がアセチルCoAに変化してATP再合成に利用される。 アセチルCoAはクレブスサイクルに入り、ATP分子が生成される。
実施した運動活動の強度に応じて、個々のエネルギー系が関与することになる。 最大レベルのパフォーマンスを行う場合、すべての系が徐々に関与する（図11、図12）。 現在では30種類近い筋繊維が人体に存在することが知られているが、我々は以下の3種類のみを扱うことが多い。
遅赤色筋繊維I（SO – slow oxidative fibres）
遅赤色筋繊維は、高い有酸素能力と疲労に対する抵抗力が特徴である。 嫌気性能力が遅いため、大きな筋力は発揮できない。 筋収縮は110ms/筋収縮と遅い傾向がある。 1つの運動単位には約10～180本の筋線維が含まれる。
速赤筋線維IIa（FOG – fast oxidative glycolytic fibres）
速赤筋線維は遅筋線維またはIIx型の線維といくつかの特質を共有している。 この繊維は、中程度の有酸素運動能力と疲労に対する抵抗力によって典型化される。 また、高い無酸素性能力を示し、大きな筋力を発揮することができる。 収縮速度は50ms/筋収縮である。 7966>
速白繊維IIx（FG – fast glycolytic fibre）
前述のタイプとは異なり、速白繊維は低い有酸素能力と速い疲労の傾向が特徴である。 一方、無酸素性能力は最も高く、かなりの筋力を発揮することができる。 収縮速度は50ms/筋収縮である。 1つの運動単位には約300～800本の筋繊維が含まれる。
このタイプの筋繊維の量は遺伝的に決まっており（最大90％）（Jančík et al. 平均的な人口では遅筋と速筋の比率は1：1です。 下図（図13）は、様々な種目のアスリートにおける遅筋と速筋の比率を示しています
Figure 13 Ratio of fast (type FG and FOG) to slow (type SO) in different type athletes
筋収縮において、個々のタイプの筋線維は筋運動の強度に対応して活性化されます。 低強度の運動では、遅筋線維が主に動員される。 しかし、運動強度が高くなると、速筋繊維が活性化される。 ここで重要なことは、人体の筋肉によって筋繊維の比率が異なるということです。 例えば、姿勢の良い筋肉は遅筋が多い傾向があります
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