エネルギー代謝 | happy cafe(仮)

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自分のくつろげるカフェ的な場所にしたいなぁ・・・

私たちが生きていくうえで無くてはいけないこのエネルギーは、ATPという化学エネルギーを使っています。
このATPを熱エネルギーに変えて体温を維持したり、運動エネルギーに変えて筋肉を動かしたり、電気エネルギーに変えて神経間で情報を伝達したりしています。自然界にある、熱エネルギー、光エネルギー、運動エネルギーなどの物理的エネルギーはそのままの形で保存出来ないけれど、ATPという化学エネルイギーを使えば保存性や運搬性に優れているので便利。


ATPは核酸の一つアデノシン(塩基アデニン+五炭糖リボース)にリン酸を3つくっつけたもの
このヌクレオチドはリン酸同士の結合部分にエネルギーを蓄えておくことが出来る。

             
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ATPからこのリン酸Pγを遊離させるときに大きな化学エネルギーを放出させ、生体のエネルギーとして利用される。
ATPからPγが離れて、エネルギーが放出した後に残ったものが、図下のADPです。因みに一つのATPは31kj/molのエネルギーを持っている。
 

   ATPはエネルギーを入れておく入れ物と考えたらわかりやすい?

    
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逆になった(汗)ペットボトルみたいなのにエネルギーが入ってるとしたらPγ(リン酸)でフタをしているが、エネルギーを使う時、このPγのフタが外れる。エネルギーが空になればまた補充する、と言いたいだけの図、わかりにくくてスイマセン。

このエネルギーの補充経路・・・エネルギー代謝についてはまた次の項目で。


最初の原料は、糖質・脂質がメインで、糖質・脂質からのエネルギーが不足した場合は、たんぱく質も原料として使われるのは前述の通り。


細胞質で行なわれる解糖系という酸素を使わない(無酸素)でエネルギーを作り出す過程と、
解糖系によって出来たピルビン酸からアセチルCoAに変化し、酸素を使ってミトコンドリア内でエネルギーを生み出すTCAサイクル→電子伝達系という経路があります。


ミトコンドリアのマトリックスでTCAサイクル(クエン酸回路)が働き、NADHやFADH2が生成され(脂肪酸のβ酸化によってもNADHやFADH2が生成される)、このNADHやFADH2が、ミトコンドリア内膜にある電子伝達系に入り、酸化によって生まれた電子が連鎖的に渡されていき、最終的に酸素が電子を受け取って、還元によって水が生じる。ミトコンドリア内膜中にあるたんぱく質複合体が、ポンプとして働き、電子伝達の間にH+(プロトン)を内膜の外側に輸送する。このため、ミトコンドリア内膜と膜の間の隙間に水素イオン濃度の勾配が生まれる。このエネルギーを使ってミトコンドリア内膜に存在するATP合成酵素が働いて、ADPがリン酸化を受けATPが合成される・・・。


・・・という訳だけどややこしすぎたかなー。とりあえず、ザックリというと、エネルギーの合成には、無酸素化で行なわれる解糖系(重量上げなど息を止めて行なう瞬発的な運動で使われるエネルギー)と、解糖系から出来たピルビン酸からアセチルCoAになり、ミトコンドリア内で酸素を使って沢山のエネルギーが生み出されるってとこでしょうか?

エネルギー以外に、TCAサイクルや脂肪酸のβ酸化の代謝産物として二酸化炭素が出来、電子伝達系の最後、酸素が電子を受け取るときに水ができます。


酸素を使うTCA回路から電子伝達系は呼吸が必要なウォーキングやジョギングなどをイメージして貰ったらいいのかな?
まぁ、その辺は、運動についてか、糖・脂質代謝のところで掘り下げようかな?
え?要らない?(汗)


なお、このピルビン酸、酸素があったりビタミンB1の必要量があれば、アセチルCoAとなりクエン酸からTCA回路に入っていけるが酸素が無く、ビタミンB1が不足していれば、疲労物質乳酸に変わる。このためエネルギー代謝が亢進すればビタミンB1必要量が高まる。疲れたらビタミンB1を摂りなさいという理由ですね。


ビタミンB1(TPP)は解糖系やTCA回路の補酵素で、ビタミンB2(FAD、FMN)もTCA回路や脂肪酸のβ酸化における補酵素で電子伝達系の構成員となり、ナイアシン(NAD,NADP)も糖質・脂質・たんぱく質の代謝における多くの酸化還元反応の補酵素として働いている。