十分な酸素がない場合、骨格筋はどのように追加のATPを生成できますか？
嫌気性解糖： 酸素の供給が限られている場合、筋肉は、嫌気性解糖と呼ばれるプロセスで酸素を使用せずにグルコースを分解する可能性があります。このプロセスは、筋肉細胞の細胞質で発生し、副産物のピルビン酸塩と乳酸とともにATPの産生をもたらします。
クレアチンリン酸崩壊： クレアチンリン酸（CP）は、骨格筋に保存された高エネルギー化合物です。エネルギーと酸素に対する即時の需要が限られている場合、CPを分解してATPを生成できます。酵素クレアチンキナーゼはこの反応を促進し、リン酸基をCPからADPに移し、ATPを生成します。
基質レベルのリン酸化： 嫌気性解糖に加えて、筋肉細胞は基質レベルのリン酸化を使用して、酸素なしでATPを生成することもできます。このプロセスには、基質分子からADPへのリン酸基の直接転送が含まれ、ATPが形成されます。骨格筋における基質レベルのリン酸化の例は、グルコース-6-リン酸からフルクトース-6-リン酸への変換です。
脂肪酸代謝： 高強度の運動中は主要なエネルギー源ではありませんが、骨格筋は酸素が限られている場合、脂肪酸をエネルギー源として利用することもできます。脂肪酸代謝はミトコンドリアで発生し、アセチルCoAへの脂肪酸の分解を伴い、それがクエン酸サイクル（クレブスサイクル）に入ります。クエン酸サイクルには酸素が必要ですが、脂肪酸代謝中の基質レベルのリン酸化を通じて一部のATPは生成できます。
筋肉グリコーゲンの分解： 蓄積されたグルコースである筋肉グリコーゲンは、グリコーゲン分解と呼ばれるプロセスを通じてグルコース-1-リン酸を放出するために分解できます。このグルコース-1-リン酸は、嫌気性解糖に侵入するか、グルコース-6-リン酸に変換して基質レベルのリン酸化を受けることができ、ATPを生成します。
これらのメカニズムにより、骨格筋は酸素の利用可能性が限られている場合でもATPを生成し続けることができ、筋肉機能の維持と、短期的で激しい活動に必要なエネルギーの生産を確保します。ただし、これらの嫌気性プロセスは乳酸を生成し、筋肉の疲労に寄与する可能性があり、その後の回復と酸素供給によってクリアされなければならないことに注意することが重要です。