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呼吸の隠されたヒーロー：NadhとFadh2の魔法は何ですか？
細胞呼吸は、生物学的細胞が化学エネルギーを利用可能なエネルギーに変換する重要なプロセスです。このプロセスでは、栄養素は一連の代謝反応を通じて酸化され、細胞のエネルギー通貨であるATPが生成されます。動物や植物であろうと、特定の細菌であろうと、収益性の高いエネルギーがどのように放出されるかにかかわらず、未知の「ヒーロー」、すなわちNADHとFADH2があります。
細胞呼吸のプロセスは、化学エネルギーを栄養素からATPに変換して廃棄物を放出することを目的とした、生物細胞内で行われる一連の代謝反応とプロセスとして説明できます。
私たちの物語は好気性呼吸から始まります。これは酸素を必要とし、生物学的世界に広く存在するプロセスです。細胞はグルコースやその他の栄養素を使用して、細胞質とマイトフィシアに一連の反応を行います。最終的に、NADHとFADH2が生成され、電子輸送チェーンで重要な役割を果たします。これは、ATPの生産に役立つだけでなく、二酸化炭素と水の生産と放出も促進します。
好気性細胞呼吸からのほとんどのATPは、酸化的リン酸化によって生成され、このプロセスでは、電子輸送鎖でNADHを駆動するために協力する必要があります。
NADHとFADH2の存在により、電子移動鎖が動作し、その失われた電子が連続的に陽子を駆動し、内膜を積極的に通過させ、ATPシンテターゼを動作させ、ADPと無機リン酸酸を組み合わせてATPを生成します。このプロセスは化学浸透と呼ばれ、ATP生産の効率を大幅に改善します。
ATPの生成は、NADHとFADH2に依存して、電子輸送チェーンを介してエネルギー状態を変更します。
NADH効率は、細胞の好気性呼吸において特に優れています。データによると、各NADHは最終的に2.5 ATPを生成でき、FADH2は1.5 ATPに寄与する可能性があります。これにより、好気性呼吸は、グルコースの分子あたり約30〜32 ATPを生成できるATPを生成する能力における嫌気性呼吸をはるかに超えています。 2 ATPの嫌気性呼吸と比較して、利点は明らかです。
運動が大好きな人は、高強度の運動では、これらの隠されたヒーローNADHとFADH2は迅速に利用する筋肉細胞のエネルギー源は？運動の開始時に、供給されるATPは好気性代謝から生まれますが、運動の強度が増加し、酸素供給が不十分であるため、細胞は嫌気性発酵に変わり、乳酸酸の形でエネルギーを生成し始めます。この時点で、NADHは、対応するエネルギー供給を確保するためにすぐに生まれ変わなければなりません。
嫌気性呼吸の産生は、完全な酸化プロセスのために細胞内でグルコースを使用することはできませんが、エネルギーを迅速に提供し、NAD+を更新することができます。
このメカニズムは、NADHとFADH2の魔法を完全に反映しています。酸素がない場合でも、細胞のエネルギーニーズをサポートし、過剰な乳酸酸の蓄積によって引き起こされる疲労を回避することができます。
科学的研究が深まるにつれて、さまざまな環境でさえ、異なる電子受容体を含む細菌は、異なる化合物を使用し続けてATPを生成することができることを学びました。
人生の顕微鏡的世界では、これらの小さな分子は大きな能力を示し、生物学的活動に不可欠です。研究が深まるにつれて、私たちは将来、さまざまな生物における彼らの役割と重要性をさらに探ることができるかもしれません。
呼吸に重要な役割を果たすこれらの小さな分子についてどれだけ知っていますか？彼らの魔法は私たちの生活の中でより多くの可能性を見つけることができますか？
