異化作用:定義、プロセス、およびトリガー
異化作用:定義、プロセス、およびトリガー– 体がエネルギーを得るプロセスは代謝と呼ばれます。 代謝はまだ2つ、すなわち異化作用と同化作用に分けられます。 この機会に、私たちは体内の異化作用のプロセスが何でどのように行われるかについて話し合います。 詳細については、以下の記事をご覧ください。
目次
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異化作用:定義、プロセス、およびトリガー
- 異化プロセス
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炭水化物異化作用
- 呼吸
- 発酵
- 脂肪とタンパク質の異化作用
- 遅い異化作用の引き金
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異化作用:定義、プロセス、およびトリガー
異化作用は、体が食物をエネルギーとして使用するために体内で小分子に分解するプロセスです。 次に、体内の大きくて複雑な分子は、小さくて単純な分子に分解されます。 ですから、ご飯などの主食を食べると、体が主なエネルギー源になり、異化作用が起こります。 簡単に言えば、異化作用は、炭水化物(または他の主食)の分解からエネルギーを作り出すプロセスとして定義することができます。
異化プロセス
異化作用は、環境内の大きな分子がより小さく、より単純な分子に分解されることへの応答です。 以下では、炭水化物、タンパク質、脂肪の分解または異化作用について説明します。
炭水化物異化作用
炭水化物分子の異化作用または分解は、食物が消化されるときに始まります。 このとき、環境炭水化物分子(多糖類)は、単純な炭水化物分子(単糖類)に分解されます。 このプロセスは酵素的に行われます。
炭水化物の入れ替えが発生した場合、エネルギーが生成されます。 その後のエネルギーは、移動、分離、物質の輸送、大きな有機分子の配置など、細胞のさまざまな目的に使用されます。
この章で説明する炭水化物の異化反応には、呼吸と発酵が含まれます。
呼吸
呼吸または呼吸は、最終的な電子受容体として酸素を使用する生物学的酸化イベントです。 このプロセスでは、酸素が水(H2O)に還元されます。 自由電子と水素は最初にNADによって捕捉されます(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドはビタミンナイアシンに由来する物質です) NADH2ですが、水素原子と電子が電子伝達系を介して酸素に与えられ、NADとH2Oが再び生成されます。
1.有酸素呼吸セッション
以下では、グルコース分子が細胞内を通過する好気性呼吸の段階について説明します。 ブドウ糖の完全な分解の段階は次のとおりです。
2.解糖
解糖は、ブドウ糖(炭素原子が6個の化合物)を2つのピルビン酸(炭素原子が3個の化合物)に分解することです。 解糖反応は細胞質内で絡み合っています。
3.アセチル補酵素Aの生産
解糖系で生成されたピルビン酸分子はミトコンドリアに浸透し、アセチル補酵素A(アセチルCoA)に変換されます。 一連の環境応答において、ピルビン酸は酸化的脱炭酸を受けます。 最初に、カルボキシル基は二酸化炭素として放出され、次にセルから拡散します。 その後、残りの2つの炭素が酸化され、酸化プロセスで放出された水素がNAD +によって受け入れられます。 結論として、2つの炭素基、すなわちアセチル基の酸化は、補酵素A(CoA-SH)のスルフヒドリル基に結合してアセチル補酵素Aを形成します。 コエンザイムAは、ビタミンB群の1つであるパントテン酸から細胞に組み込まれています。 アセチルCoA産生への応答は、3つの異なる酵素のそれぞれの部分的なコピーを持つ多酵素環境によって触媒されます。
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4.クエン酸回路
クエン酸回路またはトリカルボン酸回路は、その発見者であるハンスクレブス卿(1937)の名前にちなんでクレブス回路とも呼ばれます。
好気性条件下では、解糖によってピルビン酸に変換されたグルコースは、クエン酸回路によって水と二酸化炭素に完全に酸化されます。 クエン酸回路の応答は、ミトコンドリアマトリックス内で絡み合っています。 クエン酸回路に入る前に、ピルビン酸(3個の炭素原子)を最初に酸化してアセチル補酵素AまたはアセチルCoA(2個の炭素原子)にする必要があります。 この応答はミトコンドリアで発生し、ピルビン酸デヒドロゲナーゼ酵素によって触媒されます。
5.電子伝達(酸化的リン酸化)
電子伝達は、呼吸に対する細胞の最終的な反応です。 電子伝達はミトコンドリアの内膜で絡み合っています。 この応答では、有機化合物から酸素への電子の流れがエネルギーを生成し、ADPとリン酸塩からATPを生成します。
発酵
発酵は、最終的な電子受容体として酸素を使用せずに、有機化合物を分解してエネルギーを得るプロセスです。 基質の最終生成物に基づいて、アルコール発酵や乳酸発酵など、さまざまな種類の発酵があります。
1. アルコール発酵* l
解糖の終わりに生成されたピルビン酸がアセチル補酵素Aに変化しないように、アルコール発酵プロセスは嫌気性条件下で行われます。 ピルビン酸は、酵素ピルビン酸デヒドロゲナーゼによって触媒されるアセトアルデヒドへの脱炭酸を受けます。 次に、アセトアルデヒドは酵素アルコールデヒドロゲナーゼによってアルコールに還元されます。
2. 乳酸発酵
乳酸発酵の過程で、ピルビン酸はアセチルCoAに変換されてクレブス回路に渡されるのではなく、乳酸になります。 ピルビン酸を乳酸に変換するプロセスは、酵素乳酸デヒドロゲナーゼによって触媒されます。
脂肪とタンパク質の異化作用
炭水化物、脂肪、タンパク質だけでなく、エネルギーを得るためにオーバーホールすることもできます。 分解または異化作用は炭水化物よりも少ないエネルギーを生成しますが、脂肪異化作用は単位質量あたり2倍のエネルギーを生成します。
脂肪は体のエネルギー源の1つであり、さらにエネルギー量は他のエネルギー源の中でも非常に大きく、9 kcal / gです。 脂肪の分解は、脂肪が食物の消化器系にあるときに始まります。 脂肪は脂肪酸とグリセロールに分解されます。
グリセリンは、その後の脂肪の分解の結果である3つのC原子を持つ化合物です グリセルアルデヒド3-リン酸に変更された後、グリセルアルデヒド3-リン酸は解糖の経路を探索して ピルビン酸。 脂肪酸自体は2つのC原子を持つ分子に分解され、次にアセチル補酵素Aに再び置き換えられます。
したがって、1分子のグルコースは2つのアセチル補酵素Aを作り、1分子のCが18の脂肪は10のアセチル補酵素Aを作ることができます。 したがって、異化作用の過程で、脂肪によって生成されるエネルギーは、生成されるエネルギーよりもはるかに大きいことがわかります。 炭水化物。 1グラムの炭水化物は4.1カロリーのエネルギーを生成できるのに対し、1グラムの脂肪は9カロリーのエネルギーを生成できることを覚えておく必要があります。
一方、タンパク質はアミノ酸からなる生体分子です。 タンパク質は体の主なエネルギー源ではありませんが、アミノ酸の酸化は体が必要とする総エネルギーの10%近くを提供することができます。 消化器系では、タンパク質はプロテアーゼ酵素によってより単純なペプチド、すなわちアミノ酸に分解される可能性があります。 次に、アミノ酸は脱アミノ化に直面します。これは、アミノ酸からのアミノ基の切断です。
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遅い異化作用の引き金
それは体内で起こる自然なプロセスですが、異化作用は遅くなる可能性があります。 これは、次のようないくつかの側面によって引き起こされます。
1. 動きと活動の欠如
食物から受け取ったエネルギーは、体がさまざまな活動を行うためのエネルギーとして使用されます。 では、一日中じっと座っているのはどうですか? あなたの異化プロセスはゆっくりと実行されます。 異化作用はエネルギーを生み出すプロセスです。 運動はプロセスをより速く進めるのに役立ちます。 あなたがあまり動かないとき、体はより少ない(またはよりゆっくりと)炭水化物を燃やすので、より少ないエネルギーが形成されます。
2. 消費カロリーが少ない
減量の方法として、消費量を減らすことがしばしば選択されます。 一方、ごくわずかしか食べないと、異化作用と同化作用のプロセスを減らすことができます。 その結果、あなたの体は本来あるべき種類のエネルギーを作り出すことができません。
総カロリー摂取量を通常より少なくすると、体は飢えていると思います。 その状態では、体はあなたの体のカロリーの燃焼を遅くします。
3. 睡眠不足
睡眠不足はさまざまな病気のリスクを高め、翌日も倦怠感を引き起こす可能性があることをすでにご存知かもしれません。 それだけでなく、いくつかの研究はまた、睡眠不足があなたの代謝を遅くし、体重増加を引き起こす可能性があることを示しています。
たとえば、Spaethと同僚が2015年に行った調査によると、睡眠不足は代謝率を低下させる可能性があります。 睡眠不足は、体内の炭水化物の代謝を停滞させる可能性があるため、目覚めたときに体の血糖値が高くなります。 血糖値が高いということは、体内でエネルギーに分解されるべきブドウ糖が常に血流を自由に流れることを意味します。
4. ストレス
ストレスはホルモンのコルチゾールの生産を増やすことができます。 これはあなたの食欲を増加させます。 これが常に起こる場合、エネルギーに分解されない炭水化物が脂肪として保存されるため、体重増加に直面する可能性があります。 この体重の増加は、最終的にあなたの体の代謝を縮小させる可能性があります。
5. 特定の薬を服用する
特定の薬はまた、体内の代謝を遅くする可能性があります。 それらのいくつかは、抗うつ薬、糖尿病薬、ステロイド、およびホルモン治療です。 薬を服用した後に体重が増加していると感じた場合は、その薬が体の代謝に影響を及ぼしている可能性があります。 この状況が気になる場合は、すぐに医師に相談してください。
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