あなたは、まさに今、信じられないほど複雑な生化学の場所です。トランポリンに飛び乗ったり、トイレに行ったり、この記事を読んでいるときに眼球を動かしたりするなど、体が文字通り何でもできるようにするには、細胞呼吸と呼ばれる何かを達成できる必要があります。あなたが呼吸する酸素とあなたが食べる食物。ご想像のとおり、ピーナッツバターとゼリーのサンドイッチを腕立て伏せに変えるのはちょっとしたプロセスです。
細胞呼吸
細胞呼吸の主な目標の1つは、ATPまたはアデノシン三リン酸と呼ばれる特定の種類の蓄積エネルギーを生成することです。それをあなたの細胞によって話されるエネルギー言語と考えてください。日光はエネルギーですが、私たちの体が知っているエネルギー言語を話していないため、私たちの体に電力を供給することはできません。動物の体はATPしか話せないので、腕立て伏せを行うには、どういうわけかPB＆Jの糖をATPに変える必要があります。 。
サンドイッチからプッシュアップまでの長い道のりの1つのステップは、1937年にこのクレイジーな生化学を最初に考案したハンスクレブスにちなんで、クレブス回路（クエン酸回路（CAC）またはトリカルボン酸回路（TAC）とも呼ばれます）と呼ばれます。彼は1953年にノーベル生理学・医学賞を受賞しました。クレブス回路は化学結合の変化を利用してエネルギーを再配列する絶対的なドジーであるため、それは十分に稼がれました。
クレブス回路は、ミトコンドリアの内膜を横切る細胞内で発生します。これは、細胞の発電に関与する細胞小器官です。細胞呼吸は、解糖から始まる多段階のプロセスであり、ブドウ糖の6炭素環を分解し、ピルビン酸と呼ばれるこれらの3炭素分子と、NADHと呼ばれる2つのエネルギー豊富な化合物を提供します。ここから、クレブス回路はそれを取り除きます。
クレブス回路
クレブス回路は好気性プロセスです。つまり、動作するには酸素が必要です。したがって、クレブス回路は、呼吸経路で炭素と酸素を混合してすぐにビジネスを開始します。
「最初に、2つの炭素がサイクルに入り、2つの炭素が酸化されてサイクルから除去されます」と、バージニア州ファームビルにあるロングウッド大学の生物環境科学部の教授であるデールビーチは言います。「この最初のステップはブドウ糖の酸化を完了すると考えることができます。糖を数えると、6つが解糖で呼吸経路に入り、合計6つが出る必要があります。これらは実際には同じ6つの炭素ではありません。しかし、それは経路を介したブドウ糖の二酸化炭素への変換を強化するのに役立ちます。」
3つの炭素分子から離れた炭素の1つは、酸素分子と結合し、CO2としてセルを離れます。これにより、アセチル補酵素AまたはアセチルcoAと呼ばれる2つの炭素化合物が残ります。さらなる反応は、炭素を酸化して別のNADHとより低いエネルギーのFADHを得る方法で分子を再編成します。
ラウンドアバウト
呼吸経路を完了した後、クレブス回路は、環状交差点によく似た2番目の酸化プロセスを経ます。これが、この回路を循環させるものです。アセチルCoAはサイクルに入り、オキサロ酢酸と結合してクエン酸を形成します。そのため、「クレブス回路」という名前が付けられています。このクエン酸は、多くのステップの過程で酸化され、最終的にオキサロ酢酸に戻るまで、ラウンドアバウトの周囲全体に炭素を放出します。炭素がクエン酸から落ちると、それらは二酸化炭素に変わり、細胞から吐き出され、最終的にはあなたによって吐き出されます。
「2回目の酸化では、CoAの硫黄と新しい高エネルギー結合が形成され、コハク酸CoAが生成されます」とBeach氏は言います。「ここには、ATPに相当するものを直接生成できる十分なエネルギーがあります。GTPは実際に生成されますが、ATPと同じ量のエネルギーを持っています。これは、システムの癖にすぎません。
「補酵素Aを除去すると、コハク酸分子が残ります。サイクルのコハク酸ポイントから、化学結合といくつかの酸化イベントを再配置して元のオキサロ酢酸を復元する一連のステップ。このプロセスで、経路は最初に低エネルギーFADHを生成します。分子と最終的なNADH分子」とビーチは言います。
ブドウ糖が呼吸に入るたびに、ラウンドアバウトは2回回転し、ピルビン酸が入るたびに1回回転します。ただし、細胞は他の高分子のために炭素を吸い上げたり、アミノ酸を犠牲にしたり、脂肪に蓄えられたエネルギーを利用したりすることで、より多くの炭素を循環させることができるため、必ずしも2回回る必要はありません。
見る？複雑な生化学。しかし、ビーチによれば、クレブス回路について注意すべきことの1つは、アデノシンが頻繁に出現することです。これは、NADH、FADH、補酵素A、およびATPに含まれています。
「アデノシンは、タンパク質がつかむための「分子ハンドル」です。ATP結合ポケットの進化が共有され、リサイクルされて、これらが同様のモチーフを使用する他の分子の結合部位になることを想像できます。」
今それは興味深いです
私たちが消費するブドウ糖の各分子から、私たちの細胞は38分子のATPと少しの熱エネルギーを生成することができます。
