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癌細胞の特徴 Vol.006 [癌を知る]


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 ~ ブドウ糖を絶てば、がん細胞は死滅する! ~

● 癌細胞の特徴 Vol.006

 ◆ ブドウ糖は癌細胞の生命線

 嫌気性解糖系が亢進している癌細胞は、正常細胞と比較して数倍から数十倍のエネルギー産生と物質合成が行われています。これは、癌細胞が数を増やしていくには、莫大なエネルギー(ATP)と細胞構成成分(蛋白質や脂質や核酸)が必要だからです。

 そして細胞は、解糖系やペントース・リン酸経路などと言った細胞内代謝系によって、ブドウ糖から細胞構成成分を作ることができるため、癌細胞では、正常細胞よりもブドウ糖の取り込みが増えているのです。

 また、癌細胞はミトコンドリアでの酸化的リン酸化を低下させる事で細胞死を起こしにくくしている事が知られています。

 細胞分裂しない神経や筋肉細胞を除いて、正常な細胞は、古くなったり傷ついたりするとアポトーシスというメカニズムで死にます。人間の細胞は、毎日3000億個以上(約200g)の細胞がアポトーシスで死に、新しい細胞が増殖して入れ代わっています。

 このアポトーシスが起きる際には、ミトコンドリア電子伝達系や、酸化的リン酸化に関与する物質(チトクロームCなど)が重要な役割を果たすのですが、癌細胞では、アポトーシスを起こりにくくする為に、あえて、ミトコンドリアにおける酸化的リン酸化を抑え、必要なエネルギーを細胞質における解糖系に依存していると解釈できるのです。

 実際、「ジクロロ酢酸ナトリウム」という薬を用いて、癌細胞のミトコンドリアにおけるTCA回路を活性化させると癌細胞にアポトーシス(細胞死)を引き起こすことができる事が報告されています。

 この為、ジクロロ酢酸ナトリウムは癌の代替医療として臨床でも使用され、有効性が報告されています。

 また、嫌気性解糖系でのブドウ糖の代謝によって乳酸増えると、癌組織が酸性になり、癌細胞の浸潤や転移が好都合になります。

 何故なら、癌組織が酸性化すると正常な細胞が弱り、結合組織を分解する酵素の活性が高まる為、癌細胞が周囲に広がりやすくなるのです。

 さらに、乳酸には、癌細胞を攻撃する「細胞傷害性T細胞」の増殖や「サイトカイン」の産生を抑制する作用や、癌に対する免疫応答を低下させる作用があります。

 加えて、嫌気性解糖系でエネルギーを産生するということは、血管が乏しい酸素の少ない環境でも増殖が可能になるということです。また、すでに述べた通り、酸素を使わないことで「酸化ストレス」を軽減できるという点も、癌細胞にとってメリットになります。

 以上のような複数の理由から、癌細胞では「嫌気性解糖系」および「ブドウ糖の取り込み」が亢進しているのです。

 そして、この「ブドウ糖の取り込み」亢進こそが癌細胞の生存や増殖や転移を支えている。と言っても過言ではありません。


 即ち、この事は、科学的・医学的にも解明されている、世界の「癌の常識」なのです。

 癌患者であるならば、ここでお話している「癌とブドウ糖の関係」を熟知し、日々の食事の「ブドウ糖」の摂取に対して最大限の注意を払わなければなりません。癌患者が糖質ブドウ糖)を無制限に摂取すれば癌を不要に育てて進行させる羽目になることを「ゆめゆめ」忘れないで下さい。

 最後に、当記事を何度も読み込んで「癌とブドウ糖の関係」について理解を深められ、癌患者が糖質ブドウ糖)を制限する療法(糖質制限療法:ケトン食療法)の良さを悟るのにお役に立てば幸いです。











癌細胞の特徴 Vol.005 [癌を知る]


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 ~ ブドウ糖を絶てば、がん細胞は死滅する! ~

● 癌細胞の特徴 Vol.005

 ◆ 癌細胞におけるワールブルグ効果の重要性

 癌細胞で嫌気性解糖系が亢進している(酸素を使わずにエネルギーを産生する)事を「ワールブルグ効果」と言いますが、この効果が起こる理由として、ワールブルグ博士自身は「癌細胞では、ミトコンドリアでのエネルギー産生に何らかの異常があるため、ATP産生の不足をきたし、その代償作用として嫌気性解糖系の活性が高くなっている」と考えていました。

 しかし、その後の研究で多くの癌細胞においてミトコンドリアの機能自体は正常である事が明らかになりました。

 その為、何故、癌細胞ではミトコンドリアでの酸化的リン酸化が低下して、酸素が存在する状況でも嫌気性解糖系が亢進するのかと言う事が長い間謎のままになっていたのです。

 癌細胞は増殖が早く、血管の新生が追いつかないので酸素不足になりがちです。よって、ワールブルグ効果が起きるのは「癌細胞が、低酸素状況に適応する為の単なる結果に過ぎない」という意見が、昔は、主流でした。

 しかし、最近の研究では、ワールブルグ効果が、細胞の癌化において「重要かつ必要なもの」という考えが主流になってきています。

 具体的に言うと、

 ・癌細胞が増殖する為に必要な核酸・脂肪酸・アミノ酸の合成量
  を増やせる
 ・血管が乏しい低酸素状態でも増殖できる
 ・ミトコンドリアでの酸化的リン酸化を抑制すると、
  細胞死(アポトーシス)が起こりにくくなる
 ・乳酸が免疫細胞の働きを抑制する
 ・癌組織の周辺を酸性化することで癌細胞が浸潤しやすくなる

など、ワールブルグ効果が、癌細胞の生存と増殖の為に好条件をもたらしていることが明らかになってきているのです。(図11)

fig11

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癌細胞の特徴 Vol.004 [癌を知る]


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 ~ ブドウ糖を絶てば、がん細胞は死滅する! ~

● 癌細胞の特徴 Vol.004

 ◆ 癌細胞が酸素を嫌う理由

 まだ酸素が存在しない太古の地球に生きていた生物は、嫌気性解糖系を行っていました。

 しかし、海中に緑藻類が発生し、光合成によって大気中に酸素を吐き出し始めると、嫌気的な環境で生きていた生物は、酸化力の強い酸素に触れてダメージを受けるようになりました。

 さらにその後、空気中に酸素が溜まり始めた時期には、嫌気性解糖系を行っていた原始真核生物の多くが絶滅していった。嫌気的な生き物にとって酸素は毒になったのです。

 この様な状況で誕生したのが、酸素を使ってATPを生成する好気性細菌でした。

 前にも述べた通り、真核細胞のミトコンドリアは、好気性細菌のα-プロテオバクテリアが、原始真核細胞に寄生したものだという「細胞内共生説」が定説になっています。

 好気性細菌は、生体にダメージを与える酸素をブドウ糖に結合させ、二酸化炭素と水に分解し、更には、その過程でATPを大量に生成することができます。このため、酸素による悪影響に苦しんでいた原始真核生物にとって、好気性細菌との共生は好都合だったのです。

 この細胞内共生によって、酸素が豊富な環境下での生物の進化が促進される事となりました。酸素による燃焼反応を利用すれば、莫大なエネルギーを得ることができるからです。

 細胞の中で酸素を消費するのは、ミトコンドリア電子伝達系ですが電子伝達系で酸素を使い、ATPが産生される過程では、多量の「活性酸素」が発生します。この活性酸素というのは、酸素分子がより反応性の高い化合物に変化したものの総称です。

 酸化というのは、物質に酸素が化合する反応で、この際、酸化される物質は酸素から電子を奪われます。通常、酸素は相手から2つの電子を奪いますが、稀に1個しか取り込めない場合があり、その際に発生するのが活性酸素なのです。

 活性酸素は電子が1個足りないため、他の物質から電子を奪う(酸化する)作用が強く、酸素以上に強い酸化力を持ちます。

 そして、活性酸素によって遺伝子(DNA)が傷つけられれば、突然変異を起こして「癌の原因」になることがあり、また、蛋白質や細胞膜が酸化されれば細胞の老化が進みます。

 呼吸で体内に取り込まれた酸素の約2~3%は、電子伝達系でのエネルギー代謝時に還元され、「スーパーオキシドアニオン」「過酸化水素」「ヒドロキシルラジカル」あるいは「一重項酸素」などの活性酸素に変わると言われています。

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上図は「活性酸素の種類」です

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活性酸素は、体内で「上図の順番」で発生しています



 また、細胞内における活性酸素の主要な発生源はミトコンドリアなのですがミトコンドリアから発生した活性酸素は、ビタミンEやビタミンCなどの抗酸化物質、および、スーパーオキシドディスムターゼ(SOD)やカタラーゼといった抗酸化酵素によって消去されます。

 つまり、正常細胞には、活性酸素で障害を起こさないようにするための防御機構が備わっているのです。

 ところが、癌細胞では、これらの抗酸化力(抗酸化物質や抗酸化酵素の量)が低下しています。これは、元々癌細胞が酸素を使わない代謝系でエネルギーを産生し、ミトコンドリアの酸化的リン酸化の活性が低下しているためです。

 よって、癌細胞は、活性酸素のダメージによって細胞死や細胞傷害を起こさないために、ミトコンドリアの活性、すなわち酸化的リン酸化をさらに抑制する必要があります。このようにして、癌細胞は、ますます酸素を使わないようになるのです。

 これはつまり、癌細胞は酸素を使わない生き方を選ぶ方が生存に有利になるということであり、ワールブルグ博士の言葉で表現すれば、

 「癌とは嫌気的な生き物

なのです。

 そして、逆に言えば、

 「癌細胞は酸素を使った代謝が増えれば死滅する

という弱点を持っていると言う事になります。

 このように、癌細胞は酸素を使わない代謝(嫌気性解糖系)に頼っている為、ブドウ糖の取り込みが増え、ブドウ糖への依存度が非常に高くなっています。

 「癌細胞はブドウ糖中毒に陥っている

と言っても過言ではありません。

 「ミトコンドリア老化説」という仮説があります。

 これは、老化やそれに伴う多くの病気が、細胞呼吸の際にミトコンドリアから漏れ出す活性酸素によって引き起こされるという考え方に基づくもので、例えば、運動(酸素を消費する行為)等を積極的に行うことは老化を促進するというものです。

 また、体重あたりの酸素消費量が少ない動物ほど、長生きするというデータもあります。

 つまり、ゾウやカバやウマがネズミやリスより寿命が長いのは、体重当たりの酸素消費量が少ない為であり、逆に、酸素消費が多ければ活性酸素が多く発生して老化が早く進むと言う事です。

 この説にのっとれば、癌細胞は、できるだけ酸素を使わない方が寿命を延ばせると言う事が分かっているようにも思えます。











癌細胞の特徴 Vol.003 [癌を知る]


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 ~ ブドウ糖を絶てば、がん細胞は死滅する! ~

● 癌細胞の特徴 Vol.003

 ◆ HIF-1の役割

 細胞が酸素不足に陥った際に、誘導されてくる転写因子であるHIF-1は、αβの2つのサブユニットからなるヘテロ二量体です。

 このうち、βサブユニットは定常的に発現していますがHIF-1αは、酸素が十分に存在するときにはユビキチン化して、26Sプロテアソームで分解され、活性がなくなります。

 逆に、低酸素になるとHIF-1αは安定化し、核に移行して遺伝子の低酸素反応エレメント(hypoxia response element)に結合し遺伝子の発現を誘導します。

 HIF-1は、各種解糖系酵素、グルコース輸送蛋白、血管内皮増殖因子、造血因子エリスロポエチン等、多くの遺伝子の発現を転写レベルで促進し、細胞から組織・個体に至るすべてのレベルの低酸素適応反応を高める働きをしていますが、一方で、TCA回路につながるピルビン酸脱水素酵素(ピルビン酸から、「アセチル CoA」を生成する酵素)を抑制して、酸化的リン酸化を積極的に抑える作用もあります。

 更にHIF-1は、癌細胞の増殖や転移・浸潤や悪性化進展において鍵になる100以上の遺伝子の発現を調節しており、この中には、血管新生、エネルギー代謝、細胞増殖、浸潤、転移、などに関与する多くの遺伝子が含まれています。

 腫瘍血管の新生は、低酸素で誘導されますが、血管新生に関わる40以上の遺伝子の発現を誘導するHIF-1は、血管新生促進因子の産生スイッチを入れるマスタースイッチとも言えます。

 その為、HIF-1の働きを阻害すれば、血管新生を阻害して癌細胞の増殖を抑えることができるのです。

 また、HIF-1は低酸素状態のときだけでなく、癌細胞の増殖シグナル伝達系であるPI3K/Akt/mTORシグナル伝達系を介しても活性化されます。

 従って、癌細胞では低酸素状態でなくてもHIF-1活性が常時亢進しており、酸素があっても嫌気性解糖系のスイッチが切れないのです。











癌細胞の特徴 Vol.002 [癌を知る]


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 ~ ブドウ糖を絶てば、がん細胞は死滅する! ~

● 癌細胞の特徴 Vol.002

 ◆ 癌細胞は酸素があっても酸素を使わない

 一方、癌細胞では嫌気性解糖系が亢進しているので、ミトコンドリアでの酸化的リン酸化は抑制されているのが特徴です。これは、つまり、酸素が十分にあってもミトコンドリアでの酸素を使ったエネルギー産生を行わないということです。

 このように、癌細胞は酸素があっても酸素を使った好気性呼吸を行わない事が酵母や正常細胞と異なる点(表1)であり、この為ブドウ糖の取り込みが正常細胞の何十倍も高くなっています。

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 酸素があっても嫌気性解糖系が抑制されない理由の1つとして、「低酸素誘導因子-1(HIF-1)」という転写因子が、恒常的に異常に活性化していることが挙げられます。

 転写因子と言うのは、特定の遺伝子の発現(DNAの情報を蛋白質に変換すること)を調節している蛋白質のことで、HIF-1は、解糖系酵素の遺伝子転写を促進して解糖系を亢進し、TCA回路に行く経路を抑制する作用があります。

 正常細胞では、低酸素状態になるとこのHIF-1が活性化されて、嫌気性解糖系が進行するのですが、酸素があるときには、HIF-1が不活性化され、嫌気性解糖系が抑制される仕組みになっています。

 つまり、正常細胞では、HIF-1によって、好気呼吸嫌気呼吸スイッチ切り替えが起こる一方、癌細胞では、HIF-1の上流のシグナル伝達系(PI3K/Akt/mTOR経路と言う)が活性化されているので、低酸素状態でなくてもHIF-1が活性化しています。

 このため、癌細胞では酸素が十分にあっても低酸素状態のスイッチが切れず、嫌気性の代謝が続くことになるのです。











癌細胞の特徴 Vol.001 [癌を知る]


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 ~ ブドウ糖を絶てば、がん細胞は死滅する! ~

● 癌細胞の特徴 Vol.001

 ◆ 正常細胞は酸素があれば、酸素を使ってエネルギーを生成する

 酸素を使ってATPを産生する代謝系を「好気呼吸」と言い、逆に、酸素を使わずにATPを産生する代謝系を「嫌気呼吸」と言います。

 アルコール発酵や乳酸発酵など、発酵過程の代謝は嫌気呼吸になりますが、この嫌気呼吸(発酵)は、好気呼吸に比べてATPの産生効率が極めて悪く、その産生量には格段の差があります。

 そのため、動物の細胞は、基本的には酸素を使い、ミトコンドリアブドウ糖脂肪酸を水と二酸化炭素に完全に分解(酸化)することで、効率良くエネルギーのATPを生成しています。

 しかし、酸素の供給が間に合わないときは、嫌気性解糖系でATPを作らざるを得ません。

 例えば、全力で100メートルを走るときのように、筋肉が短時間で大量のエネルギーを必要とするときは、筋肉細胞は、嫌気的なブドウ糖の分解によってATPを作り、このとき乳酸が大量に作られます。この反応は、乳酸菌の乳酸発酵と全く同じです。

 一方、酸素の供給が十分にある有酸素運動を行う際などは、筋肉細胞は、酸素を使ってミトコンドリアブドウ糖を酸化して、ATPを産生します。

 このように、通常の細胞では、酸素があればTCA回路酸化的リン酸化ATPを産生するようになっているのです。











細胞とエネルギー Vol.008 [癌を知る]


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 ~ ブドウ糖を絶てば、がん細胞は死滅する! ~

● 細胞とエネルギー Vol.008

 ◆ 嫌気性解糖系は発酵と同じ

 一方、動物細胞の場合、酸素の供給が十分でなければ細胞質において乳酸脱水素酵素の作用でピルビン酸乳酸に変換されます。

 この生化学反応は「嫌気性解糖系(anaerobic glycolysis)」と呼ばれ、細胞が無酸素状態でブドウ糖からATPを作る反応のことです。

 そしてこれは、乳酸菌が糖質を発酵させて乳酸を作るときの化学反応(乳酸発酵)と全く同じです。

 つまり、運動をして筋肉細胞に乳酸が溜まるのは、酸素の供給が不足して嫌気性解糖が進むからなのです。

 酸素が十分にある状態では、ミトコンドリア内で効率的なエネルギー産生が行われる為、1分子のブドウ糖からは32分子のATP(※)が作られます。

(※)酸化的リン酸化で生成するATPの量は、1分子のブドウ糖あたり30~38分子
   など、複数の説があり確定していませんが、ここでは米国の生物学の教科書である
   『Life:the Science of Biology』の記述に準拠して、32分子にしています。

 ところが、嫌気性解糖系に行った場合は、1分子のブドウ糖からは、2分子のATPしか作られません。

 動物細胞は、ブドウ糖ピルビン酸まで分解した後、酸素があれば、TCA回路電子伝達系による酸化的リン酸化によって、ATPを生成しますが、酸素がない場合は、ピルビン酸から更にアルコール酵母)や 乳酸(筋肉や乳酸菌)に分解します。

 このように、無酸素状態のとき、ピルビン酸で止まらずに乳酸やエタノールに変換される理由は、

 ・解糖系で還元された NADH
  (還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド)を
 ・酸化型の NAD+ に、

戻すためです。

 詳しく言うと、NAD+(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド)は、酸化還元反応における電子伝達体として機能しており、酸化型(NAD+)と還元型(NADH+H+)の2種類の形で存在しますが、NAD+は、解糖系の反応に必要で、NAD+が枯渇すると解糖系が進行しなくなるため、解糖系で還元型になった NADH+H+ を NAD+ に戻す目的で、乳酸(乳酸発酵)やエタノール(アルコール発酵)が作られるのです。(図10)

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 この様に、細胞は発酵を通じて NAD+ を補充することにより、更に、多くのブドウ糖を解糖系で代謝できるようになります。

 なお、乳酸は、血液で肝臓に運ばれ、乳酸脱水素酵素によって、ピルビン酸に変換され、ブドウ糖に再生されます。

 この過程を「糖新生」と言います。

 この糖新生で再生されたブドウ糖は、血中に放出されて、筋肉でエネルギー源として再利用されます。











細胞とエネルギー Vol.007 [癌を知る]


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 ~ ブドウ糖を絶てば、がん細胞は死滅する! ~

● 細胞とエネルギー Vol.007

 ◆ 酸素がなければ、酵母は発酵でATPを産生する

 日本酒やビールワイン等と言ったアルコールを醸造するためには、酵母が必要です。

 酵母は、酸素がない条件では糖を分解してエタノールと二酸化炭素を作る「アルコール発酵」という代謝系でエネルギーを産生しています。

 発酵というのは、酵母乳酸菌などが、酸素のない嫌気的条件でエネルギー(ATP)を産生するための反応系であって、ブドウ糖ショ糖等の有機化合物を酸化してアルコールや有機酸(乳酸等)、あるいは、二酸化炭素等を生成します。

 ちなみに、アルコール発酵では、1分子のブドウ糖(C6H12O6) から2分子のエタノール(C2H5OH)と、2分子の二酸化炭素(CO2) が生成されます。

 私たちは、アルコール飲料や様々な発酵食品(納豆、味噌ヨーグルトチーズ、キムチ、漬け物など)を飲んだり食べたりしていますが、これらは酵母乳酸菌が酸素のない条件下で生きていく為におこなっている発酵の副産物に過ぎません。

 実際、酵母に酸素を与えると、発酵を行わない為アルコールは生まれません。酸素がある好気的な条件で酵母ブドウ糖を与えると、水と二酸化炭素に分解してしまうのです。

 何故なら、その方が多くのATPを産生することができ、増殖に有利になるからです。











細胞とエネルギー Vol.006 [癌を知る]


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 ~ ブドウ糖を絶てば、がん細胞は死滅する! ~

● 細胞とエネルギー Vol.006

 ◆ 酸素があると、
   ピルビン酸がミトコンドリアに入ってATPが生成される


 酸素の供給がある状態では、ピルビン酸は、ミトコンドリア内に取り込まれ、ピルビン酸脱水素酵素複合体の作用で、

 ・二酸化炭素(CO2)が除去されてアセチル基になり、
 ・このアセチル基にコエンザイムA(CoA)が結合して、
 ・アセチルCoA に変換され、
 ・トリカルボン酸回路(tricarboxylic acid cycle
  (TCA回路/クエン酸回路/クレブス回路)と、
 ・電子伝達系によって更にATPの産生が行われます。(図9)

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 CoA は「補酵素A」とも呼ばれる。生物にとって極めて重要な補酵素であり、様々な化合物を結合することによって、糖質脂質アミノ酸などの代謝反応に関わります。

 また、TCA回路は好気性代謝という酸素を使う代謝の中で最も重要な反応で、ミトコンドリアマトリックス(内膜に囲まれた内側)で行われます。

 このTCA回路では、ブドウ糖からの分解産物であるアセチルCoA が段階的に代謝され、エネルギーのもとになる電子(NADH と FADH2)が発生します。

 TCA回路では、ATPは、1分子も生成されませんが、ここで生成された

 ・ NADH (還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド)や
 ・ FADH2(還元型フラビンアデニンジヌクレオチド)が、

ミトコンドリア内膜に埋め込まれた酵素複合体に電子を渡し、この電子は最終的に酸素に渡され、まわりにある水素イオンと結合して水を生成します。

 この様にして、TCA回路で産生された NADH や FADH2の持っている高エネルギー電子をATPに変換する一連の過程を「酸化的リン酸化」と呼び、ミトコンドリア内膜の蛋白質や補酵素間で電子のやり取りを行うシステムを「電子伝達系」と呼ぶのです。

 酸素が存在する状況下に於いては、電子伝達体(NADH と FADH2)の再酸化によって大量のATPが合成され、こうして作られたATPは、ミトコンドリアから細胞質へ出て行き、そこで細胞の活動に使われる。











細胞とエネルギー Vol.005 [癌を知る]


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 ~ ブドウ糖を絶てば、がん細胞は死滅する! ~

● 細胞とエネルギー Vol.005

 ◆ ブドウ糖がピルビン酸になる反応「解糖」

 ヒトの血液100ml中には、およそ、80~100mg のブドウ糖が存在します。

 ブドウ糖は、血液中から細胞に取り込まれ、

 ① 解糖(glycolysis)
 ② TCA回路(クエン酸回路、又は、クレブス回路とも呼ぶ)
 ③「電子伝達系」における「酸化的リン酸化」を経て、
   二酸化炭素と水に分解され、
 ④ エネルギー(ATP)が取り出されます。(図7)

 このうち①項の「解糖」では、酸素を使わずにブドウ糖に保存されているエネルギーの中から、少量が使用可能なATPとして取り出され、TCA回路と酸化的リン酸化は、「ミトコンドリア」内で酸素を使って行われます。

 更に詳しく言うと「解糖」とは、

 ・炭素数6個のグルコース(ブドウ糖:C6H12O6)1分子が、
 ・数段階の酵素反応を経て、
  炭素数3個の「ピルビン酸(C3H4O3)」2分子に、
 ・分解される過程のことであり、

2分子のATPが生成されます。(図8)

fig07_8


 なお、「解糖」の経路は、1920~30年代にドイツの生化学者

 ・エムデン(Gustav Embden:1874-1933)と
 ・マイヤーホフ(Otto Meyerhof:1884-1951)を

中心として解明されました。

 その為、この2人の名前を取って「エムデン・マイヤーホフ経路」とも呼ばれます。











細胞とエネルギー Vol.004 [癌を知る]


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 ~ ブドウ糖を絶てば、がん細胞は死滅する! ~

● 細胞とエネルギー Vol.004

 脂肪や蛋白質もエネルギー源となる

 車はガス欠になればただちに動かなくなりますが、実は、ヒトは糖質の補給がない場合でも、水さえ摂取できれば1~2ヶ月程度は生存できます。これは、脂肪蛋白質を燃やしてエネルギーを作ることができるためです。

 食事と呼吸と体内でのエネルギー産生のあらましを「図6」に示しておきます。

fig06


 私たちが食事によってエネルギー源として体内に取り入れる栄養素糖質脂肪蛋白質で、これらを「三大栄養素」と言います。

 これらの栄養素は呼吸で取り入れた酸素を使い、ゆっくりと燃焼してエネルギーを作り出します。

 このエネルギーは、体の運動や細胞の活動や体温維持など生命維持の為に消費されますが、摂取エネルギーが消費エネルギーより多いとき、余ったエネルギーは主に脂肪となって貯蔵されます。

 酸素によって最もよく燃焼し、ATP生成に用いられるのは、主に、グリコーゲン澱粉など、糖質が分解してできるブドウ糖です。

 一方、脂肪はおもに予備エネルギー源として体内に貯蔵されますが、ブドウ糖が枯渇した際には脂肪が燃焼してエネルギーを産生します。

 そして、蛋白質は主に体の細胞を作るのに利用されますが、ブドウ糖脂肪も枯渇すれば、蛋白質が分解してできるアミノ酸が燃焼される様になります。

 このように、脂肪蛋白質ATPを作り出す燃料となり得ますが、その為には、ブドウ糖かブドウ糖代謝経路の中間体(アセチルCoA 等)に変換される必要があります。











細胞とエネルギー Vol.003 [癌を知る]


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 ~ ブドウ糖を絶てば、がん細胞は死滅する! ~

● 細胞とエネルギー Vol.003

 ◆ 細胞はブドウ糖を燃焼してエネルギーを産生する

 自動車が走る為にガソリンを燃やしてエネルギーを生むのと同様に、人間は、動く為にブドウ糖を燃やしてエネルギーを作ります。

 ただ、当然ながらブドウ糖はガソリンのように炎を出して燃える訳ではなく、細胞内でゆっくりと化学的に燃えます。

 燃料とは、保存されているエネルギーを利用できる形で放出することができる分子のことを指し、自動車の燃料はガソリン、細胞の主な燃料はブドウ糖です。

 すでに述べたように、植物は光合成によって糖質を作り出しますが、動物は自分で糖質を作り出せません。よって、私たちが生きていく為には、植物が光合成を通じて作り出した糖質を細胞に取り込み、細胞内で糖質を燃焼(分解)させることによって、ATPという活動エネルギーを生成する必要があるのです。

 ブドウ糖は、食事中の糖質が小腸で消化酵素によって分解されてできる「単糖(糖類の最小単位)」です。

 尚、穀物に含まれる澱粉はブドウ糖が多数結合したものであり、又、砂糖はブドウ糖果糖が結合した「二糖類」です。

 これらの糖質は、いずれも消化管で消化酵素によって単糖(ブドウ糖や果糖)に分解され、体内に吸収されます。

 消化管から吸収されたブドウ糖は、門脈血(胃や腸などの消化器系と脾臓から肝臓に流入する静脈血)から、まずは、肝臓に運ばれて肝細胞に取り込まれて、一部は肝静脈を経て全身(脳や骨格筋など)へと供給されます。











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