エネルギーを取りだす仕組み

1.主に腸で行われる消化---細胞外に分泌された酵素による。
●糖質(多糖)は単糖に、タンパク質はアミノ酸に、脂質は脂肪酸とグリセロールになって吸収される。

2.細胞内で分解---細胞質での酵素による。
●細胞内に入ってきたブドウ糖は、解糖によりピルビン酸と水素になってミトコンドリア内に入る。嫌気的条件では、細胞質でピルビン酸から乳酸を生じる。

3.ミトコンドリア内で分解---クエン酸回路と電子伝達系。
●ピルビン酸はアセチルＣｏＡ(アセチルコエンザイムエー)となってクエン酸回路に入る。クエン酸回路からは大量の水素がでる。その水素は、クリステと呼ばれる内膜の電子伝達系へ渡される。

・解糖系は、ブドウ糖を原料にしてピルビン酸を作るわけだが、これはミトコンドリア内でアセチルＣｏＡを作るためのものなのだ。

・なぜアセチルＣｏＡを作るのかというと、クエン酸サイクルを駆動するためである。

・クエン酸サイクルはなんのためにあるかというと、水素を得るためにあるのだ。

・なぜ、水素が欲しいのか?

・水素は簡単にプロトン(陽子)と電子に分かれるため、良い電子供与体になるのだ。つまり水素から電子がもらえるということ。

・水素の担体、つまり運び役として「ＮＡＤＨ」や「ＦＡＤ」がある。この図には描いてないがＦＡＤはフラビンアデニンジヌクレオチドといい、ビタミンＢ2関連物質だ。勿論ＮＡＤＨはニコチン酸関連物質。

・ＮＡＤＨによって運ばれた水素はＮＡＤＨ脱水素酵素複合体で水素イオンと電子に分けられる。

・電子は図のように1個ずつ運ばれていき、最後はシトクロム(チトクロム)酸化酵素が捕まえている酸素にくっついていく。

・ＮＡＤＨ脱水素酵素複合体は、水素から受け取った電子をユビキノンに渡す。

・シトクロムｂ-ｃ1複合体は、ユビキノンから受け取った電子をシトクロームｃに渡す。

・電子伝達系の３つの酵素複合体は電子の流れによってプロトンポンプとなり、マトリックス内の水素イオンを膜間部分におしだす。

・水素イオンによって膜間部分とマトリックスにｐＨ勾配と電位差が生じ、そのエネルギーを利用してＡＴＰアーゼ(ＡＴＰ合成酵素)を駆動する。