疲れやすさの原因は「エネルギー不足」かもしれない？―生命を動かすエネルギー通貨「ATP」とミトコンドリアの働きー

投稿日:2026年9月4日/更新日:2026年8月31日

はじめに

「しっかり寝ても疲れが取れない」、「以前より体力が落ちた気がする」、「運動するとすぐに息切れする」といった悩みを感じる方は少なくありません。

疲労にはさまざまな原因がありますが、私たちの体を動かすために欠かせないものの一つが、細胞の中で作られるATP（アデノシン三リン酸）というエネルギー物質です。
ATPは、簡単に言えば「細胞が使える形に変換されたエネルギー」です。

筋肉を動かすこと、心臓を拍動させること、神経から情報を伝えること、体内で新しいタンパク質を作ることなど、生命活動のほぼすべてにATPが利用されています。

つまり、健康な体を維持するためには、単に食べ物からカロリーを摂るだけではなく、体の中で効率よくエネルギーを作れる環境を整えることが重要なのです。

ATPとは？「体の中で使えるエネルギーの形」

私たちは食事から糖質、脂質、タンパク質を摂取しています。
しかし、これらの栄養素がそのまま筋肉や臓器のエネルギーとして使われるわけではありません。

食事から得た栄養素は、体内のさまざまな代謝反応を経て、最終的にATPという形に変換されます。

ATPは、筋肉を動かす、心臓を動かす、神経の情報伝達を行う、細胞を修復する、ホルモンやタンパク質を作るなど、体のあらゆる活動に使われています。

ただし、ATPは体内に大量に貯蔵されているものではありません。
作られては使われ、使われては再び作られるという「常に循環しているエネルギー」です。

ATPはどこで作られる？カギを握るミトコンドリア

ATP産生の中心となる場所が、細胞の中にあるミトコンドリアです。

ミトコンドリアはよく「細胞の発電所」と表現されます。
食事から得た栄養素を利用して、効率よくATPを作り出しています。

ATPが作られる主な流れは、大きく3段階あります。

① 解糖系：糖を分解してエネルギーの材料を作る

最初の段階は「解糖系」です。
これは細胞の中（細胞質）で行われ、主にブドウ糖（グルコース）を分解します。

この過程で、少量のATP、NADHという電子を運ぶ分子、ピルビン酸が作られます。

解糖系は素早くエネルギーを作れる仕組みですが、大量のATPを作るには、次のミトコンドリアでの反応が必要になります。

② TCA回路：栄養素からさらにエネルギーを取り出す

次に、ピルビン酸はミトコンドリアの中へ入り、「TCA回路」という反応へ進みます。
ここでは糖質だけでなく、脂質や一部のアミノ酸も利用されます。

この過程では、NADH、FADH2という電子を運ぶ分子が作られます。
これらは次の電子伝達系で重要な役割を果たします。

③ 電子伝達系：大量のATPを作るメインステージ

ATPを大量に作る中心的な仕組みが「電子伝達系」です。

ミトコンドリアの内側の膜では、電子を受け渡す複数のタンパク質が働いています。
この過程で水素イオンの流れが作られ、その力を利用してATP合成酵素がATPを作ります。

この仕組みにより、1分子のブドウ糖からおよそ30〜32分子のATPが作られると考えられています。

ATPを作るには「材料」だけではなく「補助役」が必要

ATP産生というと、「糖質や脂質を燃やしてエネルギーを作る」というイメージを持つ方も多いかもしれません。

しかし、実際のエネルギー代謝には多くのビタミンやミネラルが関わっています。
特に重要なのが以下の栄養素です。

① マグネシウム（Mg）

マグネシウムはATPの働きに欠かせないミネラルです。
細胞内ではATPは単独ではなく、マグネシウムと結合した「Mg-ATP」という形で多くの酵素反応に利用されています。

マグネシウムが不足すると、エネルギー代謝、筋肉の働き、神経機能などに影響する可能性があります。

② ビタミンB群

ビタミンB群は、エネルギー代謝を進めるための「補助スタッフ」のような存在です。

例えば、ビタミンB1は糖質をエネルギーとして利用する過程に関わり、ビタミンB2は電子伝達反応に関与します。
ビタミンB3はエネルギー代謝に関わるNADの材料となり、ビタミンB5はCoAの構成成分として代謝反応に関わるなど、それぞれ異なる役割を持っています。

③ 鉄・銅・CoQ10

ミトコンドリアでATPを作る電子伝達系には、鉄、銅、CoQ10（コエンザイムQ10）も関わっています。

これらはいずれもエネルギー代謝に関係する重要な成分です。

マグネシウムとカルシウムの関係

ATP合成におけるマグネシウムの重要性については、さまざまな基礎研究が行われています。
ATP合成酵素においても、マグネシウムは重要な役割を担っています。

マグネシウムはATPやリン酸の電荷を調整し、酵素反応が進むために必要な環境に関わっています。

一方、カルシウムはマグネシウムと同じ二価の陽イオンですが、ATP合成においてマグネシウムの働きをそのまま代替できるわけではありません。

ただし、こうした知見には酵素レベルで行われた基礎研究も含まれます。
「マグネシウムを摂取すれば特定の病気が治る」といったことを示すものではありません。

大切なのは、特定のミネラルだけに注目するのではなく、日々の食生活を通じて必要な栄養素をバランスよく摂ることです。

疲れやすい人が確認したいポイント

「ATPが足りないから疲れる」と単純に判断することはできません。

疲労には、睡眠不足、貧血、甲状腺機能の異常、感染症、心臓や肺の病気、ストレス、薬剤の影響など、多くの原因があります。

そのうえで、日頃の生活習慣や栄養状態についても確認してみましょう。

① 食事量が不足していないか

極端な糖質制限や低カロリーの食生活では、エネルギー産生に必要な材料そのものが不足する可能性があります。

② タンパク質を十分に摂れているか

タンパク質は、筋肉や体内で働くさまざまな酵素などの材料になります。
日々の食事から適切に摂ることが大切です。

③ ビタミン・ミネラルが不足していないか

偏った食生活が続くと、マグネシウムやビタミンB群をはじめ、さまざまな栄養素が不足する可能性があります。

ATPを効率よく作るための生活習慣

特別なことをするよりも、まずは基本的な生活習慣を整えることが重要です。

① バランスの良い食事を摂る

未精製の穀類、豆類、魚介類、肉や卵、乳製品、ナッツや種実類、緑黄色野菜など、さまざまな食品を組み合わせることを意識しましょう。

幅広い食品を取り入れることで、エネルギー代謝に必要な栄養素をバランスよく摂りやすくなります。

② 適度に運動する

運動は一時的にエネルギーを消費しますが、継続的な運動によってミトコンドリアの量や機能に適応が起こることが知られています。

ウォーキングなどの有酸素運動と筋力トレーニングを、体力に合わせて無理なく継続することが大切です。

③ 睡眠・血糖管理・生活習慣を整える

睡眠不足や過度な飲酒、喫煙などの生活習慣は、健康状態や代謝にも影響します。

食事だけに注目するのではなく、睡眠や運動を含めて、体がエネルギーを作りやすい生活環境を整えていくことが大切です。

まとめ：ATPは「生命を動かすエネルギー通貨」

ATPは、私たちが生きていくために欠かせない細胞レベルのエネルギー源です。

そしてATP産生は、単純に「糖を燃やす」だけで成立するものではありません。

糖質、脂質、タンパク質に加えて、マグネシウム、ビタミンB群、鉄、銅、CoQ10など、多くの栄養素がエネルギー代謝に関わっています。

疲れやすさや体力低下を感じたときには、単に「エネルギー不足」と考えるのではなく、食事内容、栄養状態、睡眠、運動習慣など、体全体の環境を見直すことが大切です。

また、疲労が長く続く場合や、息切れなど気になる症状がある場合には、自己判断せず医療機関に相談することも重要です。

私たちの細胞は、ATPを絶えず作り、使いながら活動しています。
毎日の食事や生活習慣を整えることは、そのエネルギー代謝を支えるための基本的な土台といえるでしょう。

【参考文献】

1. Alan L, Scorrano L. Shaping Fuel Utilization by Mitochondria. Current Biology. 2022;32:R618-R623.
2. Taegtmeyer H, et al. Assessing Cardiac Metabolism: A Scientific Statement From the American Heart Association. Circulation Research. 2016;118:1659-1701.
3. Palmieri F, et al. Mitochondrial Transport and Metabolism of Vitamin B-Derived Cofactors. IUBMB Life. 2022;74:592-617.
4. Depeint F, et al. Role of the B Vitamin Family on Mitochondrial Energy Metabolism. Chemico-Biological Interactions. 2006;163:94-112.
5. Fiorentini D, et al. Magnesium: Biochemistry, Nutrition, Detection, and Social Impact of Diseases Linked to Its Deficiency. Nutrients. 2021;13:1136.
6. Pilchova I, et al. The Involvement of Mg2+ in Regulation of Cellular and Mitochondrial Functions. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2017;2017:6797460.
7. Koopman WJH, et al. Monogenic Mitochondrial Disorders. New England Journal of Medicine. 2012;366:1132-1141.
8. Murphy E, et al. Mitochondrial Function, Biology, and Role in Disease: A Scientific Statement From the American Heart Association. Circulation Research. 2016;118:1960-1991.
9. Algieri C, et al. Substitution of Mg2+ Cofactor With Ca2+ Disrupts Positive Cooperativity in F1FO-ATP (hydrol)ase Catalysis. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Bioenergetics. 2026;1867:149580.
10. Blum DJ, et al. Mitochondrial ATP Synthase Catalytic Mechanism. Biochemistry. 2012;51:1532-1546.
11. Mookerjee SA, et al. Quantifying Intracellular Rates of Glycolytic and Oxidative ATP Production. Journal of Biological Chemistry. 2017;292:7189-7207.
12. Touyz RM, et al. Magnesium Disorders. New England Journal of Medicine. 2024;390:1998-2009.

※本記事はATP産生やミトコンドリア機能に関する基礎医学研究・総説をもとに作成しています。
特定のサプリメント摂取や栄養素の補充によって、すべての疲労症状が改善することを示すものではありません。
疲労や息切れなどの体調不良が続く場合は、医療機関を受診し、原因を確認することが大切です。