「概論/エネルギー代謝/主な病的代謝/乳酸の蓄積」の版間の差分

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中等度の運動時における代謝の図です。安静時と比べて、嫌気的代謝も好気的代謝も亢進し、線が太くなっています。
これが安静時の代謝の様子です。


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中等度の運動では、このように代謝が亢進します。
 
クエン酸(クレブス、TCA)回路も電子伝達系も酵素が弱く、ある一定以上、反応速度を増大させることができません(図の管が細い)。そのため、酸化的リン酸化反応(電子伝達系ならびに共役したATP合成酵素)が短時間に大量のATPを供給することはできません。


要するに、好気的代謝は「頭打ち」になりやすいのです。中等度の運動(上図)と比べて、激しい運動(下図)でもミトコンドリア内は同程度のレベルです。
解糖からのATPも、クレブス回路からのATPも、ATP合成酵素からのATPも活発に生成されています。


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解糖系は、酸素なしで反応し得るため、電子伝達系が増大し得ない場合でも、亢進し、ATPを供給し得えます。中等度の運動(上図)と比べて、高度な運動になることにより、増大する反応は赤で示しています。
しかし、さらに激しい運動のために、より多くのATPが必要とされる場合、クレブス回路も、電子伝達系も、あまり増産することはできません。


そのため、解糖系だけが亢進します。


ただし、解糖系のみが亢進し、電子伝達系とクレブス回路とが亢進し得ない場合、水素とピルビン酸とが蓄積してしまいます。さらに、ピルビン酸と水素とが結合し、乳酸が生成されます。乳酸は細胞を障害し得るため、解糖系のみを長く亢進させることはできません。
しかし、増加したピルビン酸も、水素原子も、本来の代謝は「頭打ち」状態です。そのため、両者は結合して乳酸になります。



2014年9月24日 (水) 13:48時点における版


POINT!

動画と音声での説明: Flash形式(Win, Mac) / MP4形式(iPad)

乳酸1.jpg

これが安静時の代謝の様子です。

中等度の運動では、このように代謝が亢進します。

解糖からのATPも、クレブス回路からのATPも、ATP合成酵素からのATPも活発に生成されています。


乳酸2.jpg

しかし、さらに激しい運動のために、より多くのATPが必要とされる場合、クレブス回路も、電子伝達系も、あまり増産することはできません。

そのため、解糖系だけが亢進します。

しかし、増加したピルビン酸も、水素原子も、本来の代謝は「頭打ち」状態です。そのため、両者は結合して乳酸になります。


Challenge Quiz

1.

10 kmをジョギングするとき、安静時と比べて、解糖系は 亢進. 低下 し、クエン酸(クレブス、TCA)回路、電子伝達系(ならびに共役したATP合成酵素)は 亢進. 低下 する。

ATPが短時間に大量に必要なときに急激に亢進する代謝経路は、主に 解糖系. クエン酸(クレブス、TCA)回路. 電子伝達系(ならびに共役したATP合成酵素). β-酸化 である。

激しい運動をするとき、中等度の運動と比べて、解糖系は 著しく亢進し. 低下し. あまり変わらず(「頭打ち」となり) 、クエン酸(クレブス、TCA)回路、電子伝達系(ならびに共役したATP合成酵素)は 著しく亢進する. 低下する.あまり変わらない(「頭打ち」となる)

糖の嫌気的代謝が亢進し、好気的代謝があまり変わらない(「頭打ち」)状態では、主に CO2. ケトン体. ADP.乳酸. 脂肪酸 が細胞内に増加する。