登山するための運動エネルギーを生産するのが「ミトコンドリア」です。私たちの身体は約40億個の細胞で作られ、ほぼ全ての細胞にミトコンドリアが存在しています。ミトコンドリアの総量は体重の1割を占め、体重60kgの人は6kgものミトコンドリアを持っています。エネルギーを必要とする細胞ほどミトコンドリアの量が多く、心筋細胞や脚などの骨格筋細胞、神経細胞などで量が多くなります。
エネルギーの生産工場：ミトコンドリア
体内では食べ物のエネルギーを直接使うことが出来ません。身体は「ATP（アデノシン三リン酸）」という分子をエネルギー源として活動を行います。そのエネルギー源ATPを合成するのが「ミトコンドリア」です。ATPはアデノシン（Adenosin）に三つ（Tri）のリン酸（Phosphate）が結合した物質です。
トレーニングを行うことで、運動能力はアップします。それには筋肉量が増えるだけではなくミトコンドリアの増加も大きく関わっています。筋肉細胞内のミトコンドリアが増えればより多くのエネルギー源ATPが作られます。たくさんのATPがあると、ATPを使って動く筋肉細胞は長期間疲れずに働き続けることが出来ます。つまり、ミトコンドリアが増えると持久力が上がるのです。
筋肉は「筋繊維」という細胞が沢山集まってできたものです。この筋繊維には分裂して増えることがない、他の細胞とは大きく違う性質があります。筋力トレーニングでは激しい運動をして筋肉に過剰な負荷を掛けます。筋肉、筋繊維に負荷が掛かると筋繊維に微小なな傷が付き、その回りにある「衛星細胞（サテライト細胞）」が増殖を始めます。
筋繊維の中にはさらに「筋原繊維」という繊維があり筋原繊維が筋肉を収縮させる装置になります。筋原繊維は「太い繊維」と「細い繊維」の二種類が規則正しく交互に並んだ構造をしていて、太い繊維は「ミオシン」細い繊維は「アクチン」とうタンパク質で構成されています。筋肉が収縮する際にエネルギー源となるATPが利用されます。
筋繊維には持久力に優れた「遅筋繊維」と瞬発力に優れた「速筋繊維」の二のタイプに分けられます。遅筋繊維はATPを繊維内で効率的に合成でき疲れづらい特徴があります。速筋繊維は大きな力を発生させられるものの、ATPの合成効率が低く疲れやすい性質があります。
筋肉量を効率よく増やすには「速筋繊維」を鍛えることが重要になります。現在では「遅筋繊維」をトレーニングしても、ミトコンドリアやミオグロビンが増えるだけで、ミオシンやアクチンの合成量はさほど上昇しないことが判っています。その上、負荷の軽い運動や動作では速筋繊維を利用していないため、より負荷が高い運動が必要になります。
速筋繊維を鍛えるには負荷が必要になります。一度だけ反復できるような（ダンベルなど）運動強度を100％としたときのトレーニング効果をあらわした指標です。運動強度が90％以上の時は神経機能の向上により発揮できる限界点が上がると言われています。
| 運動強度（％） | 反復出来る回数 | 主な効果 |
| 100 | 1 | 神経の発達 \n （筋力の増加） |
| 95 | 2 | |
| 90 | 4 | |
| 85 | 6 | 筋力・筋肉量の増加 |
| 80 | 8 | |
| 75 | 10～12 | |
| 70 | 12～15 | |
| 65 | 18～20 | 持久力の向上 |
| 60 | 20～25 | |
| 50 | 30～ |
筋肉疲労とは、運動で筋肉を使うと少しずつ筋繊維に微細な傷が付き続き、その結果、筋肉が稼働しなくなることです。その運動を阻害し行動不能に陥ります。その運動のために、目的とする山へ行くために必要な筋肉量が備わっていない、保持している筋肉量が不足していると動けなくなってしまうのです。疲労は、行動食・エネルギー源を沢山補給しても即座に回復し動くことは出来ません。でも、トレーニングによって必要な筋肉量を増やすことが出来ます。
有酸素運動と無酸素運動の関係
有酸素運動は酸素を使って、グリコーゲン、乳酸、脂肪、炭水化物を燃焼することによってミトコンドリアがATPエネルギーを生成し筋肉で使用します。
無酸素運動は酸素を使わずに、グリコーゲンを乳酸に分解してATPエネルギーを生成し筋肉で使用します。
体内に貯蔵されているグリコーゲン量には限界があるため長時間運動を続けることができません。体内に貯蔵された体脂肪は、リパーゼという酵素によって遊離脂肪酸という物質に分解、血液により筋肉に運ばれミトコンドリアで遊離脂肪酸を分解、ATPを生成し筋肉が使用します。一度体脂肪の燃焼が始まると、その後も数時間、脂肪を燃焼しやすい状態を持続することができます。
体内に貯蔵されているグリコーゲン量には限界があるため長時間運動を続けることができません。体内に貯蔵された体脂肪は、リパーゼという酵素によって遊離脂肪酸という物質に分解、血液により筋肉に運ばれミトコンドリアで遊離脂肪酸を分解、ATPを生成し筋肉が使用します。一度体脂肪の燃焼が始まると、その後も数時間、脂肪を燃焼しやすい状態を持続することができます。
運動スタート時は無酸素運動から始まる。
↓
乳酸が蓄積される。
↓
20分程度で有酸素運動に移行する。
↓
乳酸が分解され始め運動エネルギーに変わる。
登山中の休憩時間は7-8分が最適
カラダが無酸素運動から有酸素運動に移行すると、体温があがり変調を感じます。このタイミングで休んでしまうとカラダがリセットされてしまい、また無酸素運動からスタートとなり、乳酸が溜まり疲れやすいのです。有酸素運動へ移行したあと7-8分の休憩なら、無酸素運動から再スタートしますが数分で有酸素運動へスムーズに移行します。1ピッチ目がその日の山行の善し悪しを決めると言われるのはこのためです。
乳酸はグリコーゲンを分解してできるもで、老廃物ではなくエネルギー源です。特に運動中には遅筋線維や心筋で多く使われます。速筋線維は乳酸分解が苦手で、速筋繊維で生産された乳酸は遅筋線維や心筋で使われます。また同じ一つの遅筋繊維細胞内でもグリコーゲンから乳酸ができ、それがその細胞にあるミトコンドリアでATPを生成します。遅筋繊維にあるミトコンドリア量が多ければ、バテずに歩けるのです。
乳酸の過剰蓄積がエネルギーの生産を阻害する
乳酸は運動エネルギーに変換される。
↓
消費量に対し生産量が増えると体内に蓄積される
↓
筋肉に乳酸が増えると弱アルカリ性から酸性になる
↓
筋肉が酸性に傾くと、ミトコンドリアでATPの生産が阻害される
（研究レベルで諸説あります。）
バテるとは、疲労物質が蓄積したのではなく、筋肉細胞に乳酸が蓄積されることにより筋細胞内のpH値が酸性に変化したことでミトコンドリアがATPの生成を出来なくなったのが原因と考えられています。（諸説あります。）バテないためには乳酸の生産と消費のバランスをコントロールし、バテた場合は早急に筋肉細胞内のpH値を弱アルカリ性へ戻す（電解水の緊急補水）ため、OS-1などの経口補水液の摂取は非常に有用です。
疲労は、活性酸素が原因
ミトコンドリアがATPを生産する
↓
活性酸素が発生して抗酸化酵素が分解する
↓
活性酸素の量が抗酸化酵素の働きを上回る
↓
活性酸素が神経細胞や筋肉細胞を攻撃する
↓
睡眠を取らないと回復しないほどの疲労になる
疲労とは、ミトコンドリアがATPを生成する副産物の活性酸素による酸化ストレスで、神経細胞が破壊されるとも考えられています。活性酸素が発生すると、活性酸素を分解して体内から除去する抗酸化酵素が働きますが、発生する活性酸素の量が抗酸化酵素の働きを上回ると自律神経の細胞や筋肉が活性酸素によって攻撃されて疲労へとつながります。抗酸化物質にはビタミンCやEが知られていますので、サプリメントの摂取は一定の効果があると考えられます。
老化の原因・活性酸素
ミトコンドリアのエネルギー生産過程では、身体にとって毒となる「活性酸素」が出来てしまいます。活性酸素は筋肉中のpH値を弱アルカリ性から酸性へ変化させる可能性があり疲労物質の原因と言われています。またDNAやタンパク質を攻撃し傷を付けます。傷が蓄積すると細胞の機能が低下し、老化の原因と言われています。
