代謝とは、体内で起こるすべての化学反応です。有酸素代謝とは、体が酸素を使用して (ATP の形で) エネルギーを生成することです。嫌気性代謝とは、体が酸素なしでエネルギーを生成することです。好気性代謝は、嫌気性代謝よりも効率的にエネルギーを生成します。
多くの人がこれに気づいていませんが、目覚めて存在を体験する毎日はかなり信じられないほどです.臓器の周りに血液を送り込むこと、酸素を吸入すること、指を曲げること、階段を上ることなど、私たちの体のすべての動作にはエネルギーが必要です。すべての生物にとって、エネルギーの取得、変換、および消費は生存に不可欠です。生物の化学プロセスによるそのエネルギーの生成は、細胞代謝として知られています。
細胞代謝とは?
基本的に、代謝は体内で起こるすべての化学反応です。代謝を細胞レベルで見るとき、それを細胞代謝と呼びます。主に酵素によって触媒されるこれらの反応は、それらがどのプロセスの一部であるかに応じて、さまざまな方法に分類できます。
この記事では、私たちが食べる食物から体のエネルギーを生成する酵素反応であるエネルギーまたは燃料代謝について言及します.
私たちが食べる食べ物 - 炭水化物、タンパク質、脂肪は分解されて、体のエネルギー通貨である ATP (アデノシン三リン酸) を形成します。 ATP は、運動、読書、思考、ダンス、基本的な生活など、他のプロセスを行うためのエネルギーを身体に与える分子です。
エネルギーの生成につながるこの分解には、有酸素代謝と無酸素代謝の 2 つの方法があります。メタボリック コインのこの 2 つの側面は、同じ原材料から始まるにもかかわらず、まったく異なりますが、生き残るためには、この 2 つのプロセスのバランスが不可欠です!
好気性代謝 vs 嫌気性代謝
この見出しは少し誤解を招く可能性があり、これら 2 つの代謝形態が対立していることを示唆していますが、実際には、特定の方法で密接に関連し、相互に依存しています。この 2 つの主な違いは、有酸素代謝は酸素の存在下で発生するのに対し、嫌気性代謝は発生しないことです。
好気性代謝
有酸素代謝は 2 つのプロセスの中で遅いですが、私たちの日常の機能にとってはるかに一般的で不可欠です.すべての細胞代謝の約 90% を占める好気性代謝は、脂肪と炭水化物が ATP (アデノシン三リン酸) の形で使用可能なエネルギーに変換されるプロセスです。有酸素代謝は、ウォーキング、ジョギング、毎日の運動など、持続的なエネルギーの必要性をサポートできるエネルギーの生成に期待されています。
炭水化物のエネルギーへの変換は、すべての基本的な機能的ニーズのために毎日必要です.体の中で常に有酸素代謝が行われているのはこのためです。有酸素代謝は、体が脂肪からエネルギーを抽出できる唯一の手段でもあります。タンパク質からのアミノ酸は、主に飢餓や糖尿病のように炭水化物や脂肪が不足しているときに燃料として分解され、ケトーシスと呼ばれるプロセスを通じてグルコースやグリコーゲン、またはケトン体に変換されます.
2 つのプロセスのどちらかが遅いにもかかわらず、好気性代謝は非常に効率的であり、1 分子のグルコースから 34 分子の ATP を絞り出すことができます。追加の副産物には、二酸化炭素と水が含まれます。好気性代謝は、細胞のエネルギー工場であるミトコンドリアで発生するクレブス回路と電子伝達系という 2 つの異なる経路で構成されています。これらの 2 つの段階に必要な原材料には水と酸素が含まれますが、これらの好気的プロセスの前のステップは、以下で説明する嫌気的解糖にほかなりません。
嫌気性代謝
上記で説明した形態とは異なり、嫌気性代謝は、原材料をエネルギーに変換するために酸素の存在を必要としません。しかし、嫌気的解糖ははるかに効率が悪く、好気的代謝の印象的な 34 と比較して、2 分子の ATP しか生成しません。
体は、短時間に急激なエネルギーのバーストが必要な場合、無酸素呼吸に依存しています。たとえば、あなたが短距離走者または重量挙げ選手であると想像してください。あなたの身体的要求は通常激しいものですが、それは限られた時間だけです。好気性代謝には時間がかかるため、体は嫌気性代謝を使用して炭水化物からすぐに使用できるエネルギーを生成しますが、脂肪やタンパク質は生成しません。グルコースの単一分子から始まり、解糖プロセスは細胞の細胞質で展開し、オルガネラを必要としません.
さらに、短距離走やウェイトリフティングなどの活動では、体に酸素が不足しています。心臓は可能な限り速く血液を送り出していますが、筋肉や他の細胞のニーズを満たすには十分ではなく、間に合いません.
(写真提供:YassineMrabet/ウィキメディア・コモンズ)
残念なことに、嫌気性代謝の副産物の 1 つは乳酸であり、疲労の原因となる可能性があります。乳酸の急速な蓄積は、アスリートが適切にウォーミングアップせずに自分自身を強く押しすぎたり、有酸素代謝と無酸素代謝のバランスが取れていないときにけいれんを引き起こす原因です.
嫌気性代謝よりもはるかに効率的なため、体のデフォルトは好気性代謝です（嫌気性細菌でない限り、酸素はあなたを殺す可能性があります）.嫌気性呼吸は、緊急事態が発生した場合、体が元の酸素依存の自己に戻るまで存在します。
結局のところ、それほど違いはありません…
最終生成物の量と種類はさまざまですが、有酸素代謝と無酸素代謝は密接に関連しています。前述のように、解糖は好気呼吸につながる最初のステップであるため、好気性代謝と同様に常に発生しています。本質的に、体は脂肪の好気性代謝に「ウォームアップ」する必要があるため、細胞質での純粋な炭水化物変換から始まり、その後好気性代謝に移行します.
ほとんどの場合、嫌気性代謝の負の副産物に気付かない.公園をゆっくりと長い散歩をすることを想像してみてください。あなたの体は嫌気性および有酸素性代謝を受けますが、その日の朝に十分な食事をとり、通常のペースで動いていて、過度に運動していなければ、おそらく汗をかいたり、乳酸けいれんを起こしたりすることはありません.体の好気性代謝経路が体の要求に追いつくことができる限り、嫌気性代謝は後回しになる可能性があります.好気性プロセスによって生成されるエネルギーが不十分な場合、嫌気性プロセスが需要を満たすために大きな役割を果たします。
2 つのプロセスは明らかに絡み合っており、等しく重要です。有酸素呼吸がなければ、歩いたり、呼吸したり、仕事をしたり、話したり、車を運転したりするために必要なエネルギー源が不足してしまいます.嫌気性呼吸がなければ、戦うか逃げるかのシナリオなどで行動に移す能力が大幅に損なわれます。全体として、私たちは代謝経路の両側と、私たちが生きることを可能にする巧妙な進化経路に永遠に感謝する必要があります!
