好気性代謝とは何ですか？

好気性代謝では、酸素を使用してグルコースからエネルギーを除去し、アデノシン三リン酸（ATP）と呼ばれる生体分子にエネルギーを蓄積します。 ATPは人体のエネルギー源であり、ATP分子を分解すると、膜を横切る分子の動きなど、さまざまな生物学的プロセスに使用されるエネルギーが放出されます。 好気性代謝は、好気性呼吸、細胞呼吸、好気性細胞呼吸とも呼ばれます。 嫌気性代謝は代謝の別の形態ですが、酸素なしで発生しますが、人体は嫌気性呼吸を長時間維持するように構築されていないため、大きなストレスを引き起こします。

好気性代謝の最初の段階は解糖と呼ばれます。 解糖は細胞の細胞質で起こります。 複合糖はさまざまな酵素によってグルコースに分解され、このグルコースはピルビン酸としても知られるピルビン酸の2つの分子にさらに分解されます。 この分解によって放出されるエネルギーは、ATPの2つの分子に保存されます。 解糖は、それが細胞質で起こる代謝の唯一の段階であり、他の2つの段階がミトコンドリア内で起こるという点で独特です。

クエン酸回路と呼ばれる好気性代謝の第2段階では、ピルビン酸の2つの分子を使用して、呼吸プロセスで後で使用されるエネルギーの豊富な還元分子を作成します。 これらの分子の一部は、必要に応じて直接ATPに変換できますが、これは常に発生するわけではありません。 水と二酸化炭素はこのサイクルの廃棄物として生成されます。これが、人間が酸素を吸い込んで二酸化炭素を吐き出す理由です。 解糖のようなクエン酸回路は、2 ATPを生成します。

好気性代謝の最終段階は電子輸送鎖と呼ばれ、ミトコンドリアの内膜で発生します。 このステップでは、クエン酸回路に由来するエネルギーの豊富な分子を使用して、化学浸透圧勾配と呼ばれる正電荷の勾配を維持します。これは、多くのATP分子を生成するために使用されます。 このステップは、好気性代謝プロセスから最も多くのATPを生成し、平均で約32個のATP分子を作成します。 電子輸送チェーンがATPを生成した後、エネルギーが豊富な分子はクエン酸サイクルで自由に再利用できます。

好気性代謝により、約36分子のATPが生成されます。 嫌気性呼吸は、その量の約10パーセントしか生成しません。 酸素の使用は、化学浸透圧勾配を促進するため、電子輸送チェーンの最後で最も重要です。 酸素依存性代謝の存在は、ミトコンドリアが一般的に体の発電所として知られている理由です。