エネルギー代謝について

ビタミン

今回は生体活動するのに必要なエネルギー代謝について解説します!!

人はATPを分解させることによって運動や生命活動を行うエネルギーを得ている。このATPは細胞質で(解糖系)とミトコンドリア(クエン酸回路、電子伝達系)でブドウ糖や脂肪酸を分解して作られます。

ダンベル・バーベル・サンドバッグ

1・解糖系

解糖系は細胞の細胞質基質で行われます。材料はグルコースです。

まず、グルコースに2ATPがきてリン酸をグルコースに渡されます。そのため、グルコースは2つに分かれます(ビリルビン酸)。そこにNAD+と脱水素酵素が来ます。NAD+は水素が大好きです。そこで脱水素酵素が水素を抜いて、NAD+が受け取りNADHになります。水素を抜かれたため困っていたら、そこら辺にあるリン酸をもたされます。リンを持ったはいいけど重くてしんどいので4つのADPを呼んできて、リン酸を渡します。これで4つのATPができます。

はじめ2つのATPが奪われますが、最終的には2つのATPができます。

このように糖が2つに分かれるので解答系といいます。

2・クエン酸回路

ここからはミトコンドリアに場所が移ります。

先ほど2つに分かれたグルコースは、ビリルビン酸といわれます。

このビリルビン酸は脱炭素酵素(これもNAD+が水素を持っていく)と脱水素酵素(二酸化炭素ができる。)がやってきてビリルビンから炭素と水素を抜いていきます。それで炭素数2つの活性酢酸ができます。そしてミトコンドリア内にあるオキサロ酢酸とくっついてクエン酸になります。ここでGDPの手伝いでATPが1つできる。またここでも、水素大好きNAD+やFADが脱水素酵素によって水素をたくさん奪っていきます。さらに脱炭酸酵素が炭素を奪い、酸素とくっついて二酸化炭素になります。こんな風にこねくりまわっされて再びクエン酸になります。

グルコースは2つのビルビン酸にができてたので、1つのグルコースからクエン酸回路では2つのATPができます。

オキサロ酢酸からクエン酸になりまたオキサロ酢酸に戻るのでクエン酸回路といいます。

ちなみにわれわれが出している二酸化酸素はここからでています。

3・電子伝達系

先ほど水素を奪ったNAD+やFADはNADHとFADH2(FADは2つも水素を奪う)になります。水素を奪っていい気になっているNADHやFADH2はミトコンドリアの膜についているたんぱく質にぶつかり水素を引き離してしまいます。さらに電子も引き離してしまい、電子と水素イオンになってしまいます。その電子はそのまま、膜の上を流れていきます。ぶつかって怒ったたんぱく質は、水素イオンを膜の外にほうりだしたり、水素イオンに電子をくっつけて水素に戻し、無理やり酸素とくっつけて水分子にさせます。酸素はミトコンドリアの内膜のたんぱく質を落ち着かせるために存在します。

外にほうりだされた水素イオンが膜の外でいっぱいになると、+の電荷を持っているのでお互いに離れようとします。何とか+の電荷の少ない膜の中に戻ろうとして、膜の上にあるATP合成酵素のたんぱく質のなかを通ろうとします。このたんぱく質の中にはADPとリン酸がたくさん含まれているので、水素イオンが無理やり通ろうとするとその衝撃でくっついていてATPを作ります。

電子がうろうろしてATPができるので電子伝達系といいます。ちなみにここでできるATPは34個できます。

このように、1個のグルコースから38個のATPができることになります。

4・ちょっと臨床の話

さてこのようにエネルギーであるATPができますが、ビリルビンがミトコンドリアに入る時、補酵素としてビタミンB1が必要となります。またミトコンドリア内でもビタミンBなどの補酵素がたくさん必要となります。脚気はビタミンB1が不足したためミトコンドリアでエネルギーを作ることができないためにおこります。

また、お肉などにたくさん含まれる長鎖脂肪酸はミトコンドリアの中に入ろうとすればカルニチンが必要です。一時羊の肉がはやりましたが、羊の肉にはカルニチンがたくさん含まれているからですね。

そのため、精神的ストレスやなれないことをしたり、激しいスポーツをしたりするとエネルギーの必要量が増えます。そのため糖分を大量に取る方がいますが、同様にビタミンを大量に取らないといけません。

脳はエネルギーを20パーセント使い体温維持にも60パーセント以上エネルギーを必要とします。長期間の体に与えるストレスはエネルギー不足を招き、体温維持や脳の働き、パフォマンスの低下、また補酵素、補因子不足による症状(怪我などの身体的、うつ病などの精神的な症状)を招きます。

もっとたくさん臨床について書きたいですが今日はここまで!

皆さんもよりよい生活を送るためにビタミンをたくさん取ってくださいね!!

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