酸化的代謝とは？

酸化的代謝は、細胞が分子をエネルギーまたはアデノシン三リン酸（ATP）に分解する代謝の前半の代謝です。 代謝の後半は、その細胞エネルギーを使用して組織や臓器などの分子を構築することを含み、同化作用と呼ばれます。 酸素の使用を必要とするプロセスである好気性細胞呼吸は、ATP生産の最も効率的な形態です。 ATPは、酸素の存在なしで嫌気的に生産することもできます。

酸化的代謝は、炭水化物、糖、タンパク質、ビタミン、脂肪などの有機栄養素の分解から始まります。 単糖であるグルコースは、解糖またはグルコース代謝として知られるプロセスで分解される最も一般的な栄養素です。 グルコース代謝は、細胞のミトコンドリアに侵入してクレブス回路に入る2つのピルビン酸分子を生成します。 ミトコンドリアは細胞のエネルギーを細胞の残りに供給する細胞小器官です。

クエン酸サイクルおよびトリカルボン酸（TCA）サイクルとも呼ばれるクレブス回路は、酸化的代謝の酸化的部分を説明しています。 酸化は、電子の減少とエネルギーの放出です。 このサイクルは、一連の化学反応の後、オキサロ酢酸としてサイクルに入力される1つのピルビン酸分子で始まります。 サイクルはオキサロ酢酸で始まり、オキサロ酢酸で終わります。オキサロ酢酸は、サイクル中に一連の酵素により開始される化学反応を受けてエネルギーを生成します。

クエン酸サイクルでは、炭素原子の酸化により二酸化炭素とエネルギーが生成されます。 1つのグルコース代謝反応からミトコンドリアに入力されるピルビン酸分子は2つあるため、TCAサイクルには完了のために2サイクルのターンが含まれます。 各ターンで1つのATPが生成されるため、完了時に2つのATPが生成されます。 酸化的代謝は、反応中間体として知られる多くの副産物を生成するという点で効率的なプロセスであり、それらは異化が完了するとすぐに同化に使用されます。

酸化的代謝は、1型糖尿病などの病気の影響を受けます。 1型糖尿病はグルコースが細胞に入るのを防ぎ、もしそれが治療されないままであるならば、解糖によるエネルギーの通常の生産に利用可能なグルコースはありません。 体はそれから脂肪酸の分解に頼ってそれ自体に燃料を供給します。 脂肪酸の分解により、ケトン体として知られる酸性の副産物が生じます。 未処理にすると、ケトン体の量が血液のポテンツ水素（pH）を酸性化し、生命を脅かす状態のケトアシドーシスを引き起こします。