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細胞内のグルコースの分解は2つの段階に分かれており、最初の段階は解糖と呼ばれます。この相の産物の1つは、ピルビン酸と呼ばれる分子で、通常の条件下では、クエン酸回路で酸化されます。ただし、酸素が十分に利用できない場合、細胞は乳酸発酵を行うためにピルビン酸を使用します。このプロセスは解糖を続けるために必要ですが、不利な点もあります。
生理学的理由
ランニングなどの短期間の激しい活動中に、骨格筋は酸素を使い果たし、有酸素呼吸を続けます。解糖作用によりNAD +がNADHに減少し、筋肉がNADHをNAD +に酸化しない場合、解糖のためにNAD +が不足し、エネルギーのためにグルコースを分解することができなくなります。彼らのNAD +株を回収するために、彼らはその過程でNADHをNAD +に酸化することによりピルビン酸塩を乳酸に還元します。
非効率
解糖とそれに続く乳酸発酵は、グルコース分子に蓄積されたエネルギーの一部のみを抽出し、好気性呼吸によって生成される30以上のATPをグルコース分子あたり4つだけ生成します。乳酸発酵に依存する細胞は、有酸素呼吸を行う細胞と同じ量のエネルギーを得るために、はるかに多くのグルコースを消費する必要があります。発酵では、NADHを還元することで蓄えられたエネルギーを使用してピルビン酸を還元しますが、これは細胞にとっては有用ではありません。
乳酸
発酵によって生成された乳酸は肝臓で再利用できますが時間がかかります。あなたが走っている間、乳酸が蓄積し、細胞外液に非常に高い濃度に達します。この蓄積は、激しい筋肉活動で感じられる灼熱感を生み出します。これはブドウ糖の分解を破壊し、努力を続けることをより困難にします。体調の良いアスリートであっても、スローダウンしたり休んだりする前に限られた時間しか努力することができません。
グリコーゲン
筋肉がブドウ糖を燃焼させると、グリコーゲンの貯蔵をより多く使用する必要があります。グリコーゲンは、細胞がそれを貯蔵するために使用するブドウ糖分子のポリマーです。乳酸発酵プロセスは非効率的であるため、細胞はグルコースをすぐに消費し、ストックを減らします。これらの効果は、乳酸の蓄積とともに、鳥などの他の動物よりはるかに強力で迅速な努力を実行する能力が非常に限られていることを示しています。