代謝の定義：プロセス、役割、機能、方法、例

June 28, 2021
にその他

代謝の定義

クイックリードリスト公演

1.代謝の定義

2.代謝の歴史

3.代謝プロセス

3.1.同化作用

3.2.異化

3.3.代謝過程における酵素の役割

4.代謝機能

4.1.損傷した細胞の交換

4.2.体内の組織呼吸

4.3.体組織の成長

4.4.セルビルダーユニット

5.体の新陳代謝を高める方法

5.1.運動

5.2.水の消費量を増やす

5.3.炭酸飲料は避けてください

5.4.栄養価の高いものを食べる

5.5.緑茶を飲む

5.6.これを共有：

5.7.関連記事：

代謝は、細胞レベルで発生するものを含め、生物で発生するすべての化学反応です。一般に、代謝には、有機化学反応、異化作用、つまり、分子同化作用のために有機化合物を分解しますエネルギーつまり、特定の分子を組み立てる有機化合物が体細胞に吸収される反応です。

すべての生物が生き残るためには、代謝経路の両方向が必要です。方向はホルモンとして知られている化合物の代謝経路によって決定され、酵素によって加速されます（触媒）。有機化合物では、化学反応の方向を決定することは促進剤と呼ばれ、化学反応の加速はいわゆる触媒と呼ばれます。

代謝の各方向で、酵素基質が関与する化学反応は次のレベルへの反応の基質である中間体を生成するための反応触媒。反応に関与する全体的な化学試薬は、メタボローム率と呼ばれます。これらはすべて、メタボロミクスと呼ばれる生物学の分野で研究されています。

代謝の歴史

人間の代謝の制御された実験は、1614年にサントーリオサントーリオによって彼の著書Ars de statica medecinaで最初に出版され、ヨーロッパで有名になりました。彼は、体重計にぶら下がっている椅子に重りを乗せて行った一連の実験について説明しました。食事、睡眠、仕事、性交、断食または飲酒、排便の前後に大きい（写真を参照）大きい。

彼は、彼が食べる食物の大部分が発汗の無感覚（「目に見えない発汗」と翻訳することができる）によって体から失われることを発見しました。

代謝プロセス

代謝のプロセスに基づいて、2つに分けられます。

同化作用

同化作用は、いくつかの単純な有機化合物を化合物または複雑な分子に組織化する代謝経路です。このプロセスには外部エネルギーが必要です。この反応で使用されるエネルギーは、光エネルギーまたは化学エネルギーの形をとることができます。次に、このエネルギーを使用して、これらの単純な化合物をより複雑な化合物に結合します。したがって、このプロセスでは、必要なエネルギーが失われることはありませんが、形成された複雑な化合物に化学結合の形で保存されます。

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同化作用には3つの基本的な段階があります。まず、アミノ酸、単糖、ヌクレオチドなどの前駆体の生成。第二に、ATPからのエネルギーを使用してこれらの化合物を反応型に活性化することです。第三に、これらの前駆体のタンパク質、多糖類、脂肪、核酸などの複雑な分子への組み込み。

同化作用の製品は、本質的な機能に役立ちます。これらの製品には、体内の燃料としてのグリコーゲンとタンパク質、遺伝子情報をコピーするための核酸が含まれています。タンパク質、脂質、炭水化物は、細胞内と細胞外の両方で、生物の体の構造を構成しています。これらの材料の合成がそれらの分解よりも速い場合、生物は成長します。

同化反応に関与する反応は、光合成と化学合成です。光合成は、光エネルギーを使用する同化反応です。化学合成は、化学エネルギーを使用する同化反応です。以下では、同化反応の1つ、つまり光合成についてさらに説明します。

光合成は、太陽光と二酸化炭素（CO）から得られるエネルギーを処理するプロセスが存在するプロセスです。₂）有機化合物に。光合成のプロセスは、高等植物、シダ、コケ、藻類（緑、青、赤、茶色の藻類）によって実行されます。

また読む： 光合成：反応、例、機能および影響因子

光合成によって捕捉された太陽エネルギーは、人間が暖房、光、エネルギーに使用するエネルギー源の90％以上です。石炭、天然ガス、石油は、数百万年前の光合成体の存在による生物学的天然物質のオーバーホールから得られたエネルギー源です。 （Wirahadi Kusumah、M。 1985 ).

この重要なプロセスについては非常によく知られていますが、まだ説明されていない段階がいくつかあるため、これまで光合成はまだ研究されています。光合成のプロセスは、物理学、化学、生物学自体など、自然科学のすべての主要な分野を含むため、非常に複雑です。

植物では、光合成が行われる主な器官は葉です。しかし、一般的に、葉緑体を持つすべての細胞は、この反応を実行する可能性があります。このオルガネラは、正確にはストロマで光合成が行われる場所です。光合成の産物（ 光合成物）は通常、最初に近くのネットワークに送信されます。

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基本的に、一連の光合成反応は2つの主要な部分に分けることができます。 光反応 （光が必要なため）そして 暗い反応 （光は必要ありませんが、二酸化炭素が必要です）。

明るい反応はグラナ（単数：グラナム）で発生し、暗い反応はストロマで発生します。光反応では、光エネルギーが化学エネルギーに変換され、酸素（O₂). 一方、暗黒反応では、COから糖を形成する一連の環状反応が発生します。₂ とエネルギー（ATPとNADPH）。この暗い反応で使用されるエネルギーは、明るい反応から得られます。

暗い反応プロセスでは、日光は必要ありません。暗黒反応は、炭素原子を含む化合物を糖分子に変換することを目的としています。放出されるすべての太陽放射のうち、特定の波長のみが利用されます光合成のプロセスのための植物、すなわち可視光の範囲内にある波長（380-700 nm）。可視光は、赤色光（610 – 700 nm）、黄緑色（510 – 600 nm）、青色（410 – 500 nm）、紫色（<400 nm）に分けられます。

光の種類ごとに、光合成に異なる影響があります。これは、光合成で機能する集光性色素の性質に関連しています。グラナ膜の色素は、特定の波長の光を吸収します。さまざまな顔料がさまざまな波長の光を吸収します。葉緑体にはいくつかの色素が含まれています。たとえば、クロロフィルaは主に青紫と赤の光を吸収します。

クロロフィルbは青とオレンジの光を吸収し、黄緑色の光を反射します。クロロフィルaは光反応に直接関与しますが、クロロフィルbは光反応に直接関与しません。光エネルギー吸収プロセスにより、クロロフィルaから高エネルギー電子が放出され、電子受容体によってチャネル化および捕捉されます。このプロセスは、長い一連の光合成反応の始まりです。

以下は、光合成のプロセスの一般式または一般式です。

6H₂O + 6CO₂ +ライト→C₆H₁₂O₆ （ブドウ糖）+ 6O₂

植物は二酸化炭素と水を使用して、食物に必要な糖と酸素を生成します。このプロセスを実行するためのエネルギーは、光合成から来ています。また、太陽光も光合成の過程で重要な役割を果たしています。

植物はクロロフィルと呼ばれる色素を使って光を捕らえます。植物に緑色を与えるこの色素。クロロフィルは、葉緑体と呼ばれる細胞小器官に含まれています。クロロフィルは光を吸収して光合成に使用します。植物体のすべての緑色の部分には葉緑体が含まれていますが、エネルギーのほとんどは葉で生成されます。

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葉の中には葉肉と呼ばれる細胞の層があり、1平方ミリメートルあたり50万個の葉緑体が含まれています。光は表皮の無色透明の層を通過して葉肉に向かい、そこでほとんどの光合成プロセスが起こります。葉の表面は通常、日光の吸収や水の過度の蒸発を防ぐために撥水性のあるワックスのキューティクルで覆われています。

光合成のプロセスは、植物の細胞小器官、すなわち葉緑体で起こります。葉緑体は、茎や未熟な果実を含む、植物のすべての緑色の部分に見られます。葉緑体には、光合成に関与する色素クロロフィルが含まれています。葉緑体は、間質と呼ばれる空間を持つ円盤状の形をしています。ストロマは2層の膜で覆われています。間質膜はチラコイドと呼ばれ、膜の間に小室と呼ばれる空間があります。

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ストロマの中には、積み重なってグラナ（グラナムのグループ）を形成するラメラもあります。顆粒は、光反応の部位であるチラコイド膜と、チラコイド膜の間の空間であるチラコイド空間で構成されています。グラナムをスライスすると、タンパク質、クロロフィルa、クロロフィルb、カロテノイド、脂質など、いくつかの成分が見つかります。

全体として、ストロマにはタンパク質、酵素、DNA、RNA、糖リン酸、リボソーム、ビタミン、およびマンガン（Mn）、鉄（Fe）、銀（Cu）などの金属イオンが含まれています。光合成色素はチラコイド膜に見られます。一方、光エネルギーの化学エネルギーへの変換はチラコイドで起こり、最終生成物はストロマで形成されたブドウ糖の形になります。クロロフィル自体は、実際には、光システムとして知られている光合成の装置の一部にすぎません。

異化

異化は、高エネルギーを含む複雑な化合物を、低エネルギーを含むより単純な化合物に分解/分解することです。異化作用の主な目的は、ソース化合物に含まれるエネルギーを解放することです。分解プロセスは、次の2つのタイプに分けられます。

環境中の物質の分解に十分な酸素（好気性）が必要な場合、それは呼吸プロセスと呼ばれます。
酸素（嫌気性）を必要としない環境での物質の分解が発酵プロセスと呼ばれる場合。

また読む： 4有酸素呼吸と嫌気呼吸

以下は、上記の2つの反応の方程式の例です。

呼吸の例：C₆H₁₂O6 + O₂ ——————> 6CO₂+ 6H₂O + 688Kcal。
（グルコース）

発酵の例：C₆H₁₂O₆——————> 2C₂H₅OH + 2CO₂ +エネルギー。
（ブドウ糖）（エタノール）

上で説明したように、異化作用のプロセスは2つに分けられ、そのうちの1つは呼吸です。呼吸これは、エネルギー源物質に蓄えられたエネルギーを、酸素を使った化学プロセスによって解放するプロセスです。 ATPの化学エネルギーは、呼吸から、合成（同化作用）、運動、成長などの生命活動のために生成されます。

ブドウ糖の呼吸の例、単純な反応：

C₆H、2O₆+ 6 O₂ ———————————> 6 H₂O + 6 CO₂+エネルギー
（グルコース）

ブドウ糖を分解してHになる反応₂O + CO₂ +エネルギー、3つの段階を経て：

解糖

ブドウ糖を燃やすには酸素が必要です。しかし、一部の細胞は、酸素がないか、常にない場所に住まなければなりません。たとえば、ワインのボトル内の酵母細胞はしっかりと閉じられており、酸素はありません。したがって、私たちの地球上の最初の細胞は、酸素を含まない大気に住んでいたと信じる理由があります。現在、すべての細胞は、酸素の助けを借りずにグルコースを異化する酵素装置を備えています。グルコースのこの嫌気性（空気なし、したがって酸素なし）の分解は解糖と呼ばれます。 （キンボール、W、ジョン。 1983 ).

解糖は、細胞質と呼ばれる細胞小器官で起こります。解糖のプロセスは、2つのATPを生成して2分子のピルビン酸を生成し、エネルギー電子の供給源として機能するNADH分子を生成します。
高い。

クレブス回路

クレブス回路（トリカルボン酸回路）またはクエン酸回路は、ピルビン酸のCOへの好気性分解です。₂ およびH₂Oと同様に化学エネルギー。クレブス回路では、クエン酸（C）が形成されます₆ ）酢酸（C₂ ）およびオキサロ酢酸（C₄). クレブス回路は2つのATP、6NADH、2FADH、および6COを生成します₂. クレブス回路は、ミトコンドリアマトリックスと呼ばれる細胞小器官で起こります。

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電子輸送

クレブス回路から、NADHとして運ばれる電子とH +イオンが出てきます₂ （NADH + H + + 1電子）およびFADH₂、ミトコンドリア（クレブス回路とそれに続く電子伝達系による酸化）では、CO以外の呼吸の副産物として水が形成されます₂. 呼吸の副産物は、最終的には植物の気孔を通して、そして高等動物の呼吸イベントでは肺を通して体外に排出されます。

呼吸のプロセスに加えて、異化作用にはプロセスもあります発酵酸素を必要としない分解プロセス。ほとんどの動植物では、発生する呼吸は好気性呼吸ですが、好気性呼吸は抑制できます何らかの理由で、発酵プロセス、すなわち酸素の非存在下でエネルギーを放出するプロセスを実行すること、別名は呼吸です嫌気性。発酵プロセスは、異化プロセスを実行するための酸素の欠如または不十分な酸素含有量が原因で発生します。

発酵の最終結果から、乳酸発酵/サワーミルクとアルコール発酵に分けられます。乳酸発酵は、最終製品が乳酸である発酵です。この乳酸発酵イベントは、筋肉内および嫌気性条件下で発生する可能性があります。

彼の反応：

C6H12O6 ————> 2 C2H5OCOOH +酵素エネルギー

処理する：

1. ブドウ糖————>ピルビン酸（解糖プロセス）。

酵素

C6H12O6 ————> 2 C2H3OCOOH +エネルギー

2. ピラビン酸の脱水素化は乳酸を形成します。

2 C2H3OCOOH + 2 NADH2 ————> 2 C2H5OCOOH + 2 NAD
ピルビン酸デヒドロゲナーゼ

解糖系からスナップされて乳酸を形成するエネルギー：

8 ATP — 2 NADH2 = 8 – 2（3 ATP）= 2ATP。

乳酸に加えて、その過程でアルコールにも発生します。一部の微生物では、ピルビン酸が酢酸+ CO2に変換され、次に酢酸がアルコールに変換されるため、エネルギー解放イベントが発生します。アルコール発酵では、1つのグルコース分子は2つのATP分子しか生成できません。好気性呼吸では、アルコール発酵で1分子のブドウ糖が38分子を生成することができます ATP。

反応：

1. 砂糖（C₆H₁₂O₆）————>ピルビン酸（解糖）

ピルビン酸の脱炭酸。
アスピルベート——————————————————>アセトアルデヒド+ CO₂.
ピルビン酸デカルボキシラーゼ（CH₃CHO）

2. アルコールジヒドロゲナーゼによるアセトアルデヒドはアルコールに変換されます
（エタノール）。

2 CH₃CHO + 2 NADH₂—————————————> 2 C₂HSOH + 2NAD。

アルコールデヒドロゲナーゼ
酵素

反応の概要：

C₆H₁₂O₆—————> 2 C₂H₅OH + 2 CO₂+ 2 NADH₂ +エネルギー

代謝過程における酵素の役割

化学反応は、外部からのエネルギー摂取（通常は加熱）の存在下でより速く実行されます、人体で発生する化学反応の後には、外側。代謝は、生命を維持するために生物で発生する一連の化学反応です。これらの反応には、大きな分子の小さな分子への合成（同化作用）と小さな分子からの大きな分子の集合（異化作用）が含まれます。

酵素は、外部から熱を加えることによって達成されるべきよりも低い活性化エネルギーを下げる役割を果たします。活性化エネルギーを下げることによる酵素の働きは、反応のG（生成物と反応物の自由エネルギーの差）をまったく変えません。さらに、酵素は生物で起こる化学反応の速度に大きな影響を及ぼします。通常の実験室条件下で数週間または数ヶ月続く反応は、体内の酵素の影響下でわずか数秒で発生する可能性があります。

代謝過程に関与する酵素は次のとおりです。

カタラーゼ酵素。

酵素カタラーゼは、過酸化水素を水と酸素に変換するのを助けるように機能します。カタラーゼ2H2O2→2H2O + O2

オキシダーゼ酵素。

オキシダーゼ酵素は、基質とのO2の取り込みを活性化するように機能し、同時にO2も還元するため、H2Oが形成されます。

ハイドラーゼ酵素。

ハイドラーゼ酵素は、関係する化合物の分解を引き起こすことなく、化合物から水を追加または還元するように機能します。例：フマラーゼ、エノラーゼ、アコニターゼ。

デヒドロゲナーゼ酵素。

デヒドロゲナーゼ酵素は、ある物質から別の物質に水素を移動させるように機能します。

トランスホスホリラーゼ酵素。

トランスホスホリラーゼの機能は、Mg2 +イオンの助けを借りてH3PO4をある分子から別の分子に移動させることです。

カルボキシラーゼ酵素。

カルボキシラーゼ酵素は、有機酸の前後の変換で機能します。たとえば、ピルビン酸のアセトアルデヒドへの変換は、ピルビン酸カルボキシラーゼによって支援されます。

デスモラーゼ酵素。

デスモラーゼ酵素は、炭素結合の移動または結合を助けるように機能します。たとえば、フルクトースのグリセルアルデヒドとデヒドロキシアセトンへの分解におけるアルドラーゼ。

過酸化物酵素。

過酸化物酵素はフェノール化合物の酸化を助ける働きをしますが、使用される酸素はH2O2から取られます。

代謝機能

以下は、次のように、代謝の機能です。

損傷した細胞の交換

タンパク質代謝の過程で、2つの化合物、すなわちポリマーとアミノ酸モノマーが進化します。ポリマーは、細胞構造の編集や損傷した細胞の変化など、さまざまな機能を持つタンパク質です。体内のタンパク質代謝、細胞または組織の破壊のプロセスが速い。

体内の組織呼吸

この機能は、体の代謝プロセスが良好で最適な状況にあり、体が必要とする栄養摂取量が適切に満たされている場合に取得できます。

体組織の成長

私たちは、生物の体内に入るほとんどすべての栄養素が同じ機能、すなわち体組織の発達のためにあることを知る必要があります。したがって、栄養素をエネルギーに加工できると、組織の発達が自動的に起こります。

セルビルダーユニット

損傷した細胞を変化させるのに役立つだけでなく、代謝は細胞の構成要素、特にタンパク質代謝を組み立てるのにも役立ちます。

体の新陳代謝を高める方法

次のように、体の代謝を高めるいくつかの方法があります：

運動

これまでのところ、おそらくあなたはスポーツを体力を維持するのに役立つ身体活動として知っています。しかし、主な利点の背後にある運動には、体の代謝を高めるなどの他の利点もあります。

あなたが運動するときに起こるカロリーの燃焼は、カロリーまたはエネルギーの必要性を満たすために体が新陳代謝でより良く働くようにします。さらに、燃焼カロリーも筋肉量の形成に非常に重要です。

水の消費量を増やす

水が体に非常に多くの利益をもたらすことは周知の事実です。実際、私たちの体の80％は水です。これは、水分が体にとってどれほど重要であるかを示しているため、体内の水分の割合が完全に減少すると、脱水症などの健康上の問題が発生します。

1日あたり8リットルの水を定期的に消費することは、毎日の水分の必要量を管理し、満たすのに効果的です。さらに、私たちが毎日消費する8リットルの水は、代謝を40％増加させる可能性があります。

炭酸飲料は避けてください

水の消費量を2倍にすることをお勧めしますが、ソフトドリンクはお勧めしません。炭酸化プロセスを経た飲み物は、胃が膨満していると感じ、代謝プロセスを遅くする可能性が最も高くなります。

ソフトドリンクのもう1つの悪影響、特にダイエットプログラムに参加している人にとっては、食欲を増進させる可能性があります。そうです、ソフトドリンクはカロリーの高い甘いものを食べ続けたくなるものです。

栄養価の高いものを食べる

栄養価の高い食品は確かに代謝と最も密接に関連しており、栄養がエネルギーに進化するプロセスでは、実際に食品を供給源として必要とします。しかし、あなたが注意を払う必要があるのは、消費される食物の種類です。

栄養価の高い食品のみを摂取するようにしてください。代謝過程自体において、必要とされる多くの種類の栄養素には、炭水化物、良質の脂肪、タンパク質が含まれます。ダイエット中の方でも、これらの栄養素の多くは、自然に体重を減らすのに非常に効果的です。

案の定、脂肪分が多い食品を多く食べると、カロリーが豊富なスナックを摂取する傾向が減少します。それだけでなく、臓器の健康を維持し、さまざまな危険な病気を予防する手段として、栄養価の高い食品も体に必要です。

今、あなたが毎日消費する必要のある食品は包括的でなければなりません。つまり、4つの健康的な5つの完璧な食品、または主食、おかず、野菜、果物、牛乳を補完するもので構成されている必要があります。食品加工も適切に無視して、その中の栄養成分が損傷しないようにする必要があります。

多くの調理プロセスでさえ、栄養素の損失を引き起こし、栄養素を含まない食品のみを消費するようになります。

緑茶を飲む

あなたが日本食のファンなら、もちろんあなたは緑茶の味に精通しています。香りのよいこのオーガニックドリンクは、今ではよりユニークで現代的なフォーマットで広くパッケージ化されています。緑茶の粉末をジュースにした抹茶タイティーと呼んでください。

とても魅力的な味と香りの背後にある緑茶は、体、特に体の代謝システムにも非常に良い利点があります。緑茶はまた、迅速かつ効果的に体重を減らすのに役立ちます。最大の結果を得るには、毎日2杯の緑茶を飲むことができます。