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私達が生きるために必要なものとそれら一つ一つにかかるお金について考察しています。人生100年時代とも言われる長い人生を生き抜くには少なくとも生きるためのお金を確保し管理できることはますます … 息の吸い方ひとつで人生までもが変わる理由 呼吸とは、いうまでもなく「息を吸ったり吐いたり」することですが、これこそ、人が生きるために必要な酸素を取り入れ、二酸化炭素を吐き出す根幹となる運動です。 「すーっ」と息を吸ったとき、大気中の酸素が体内に取り込まれます。 SHARECONTENTS酸素。それは人が生きるために必ず必要とする物質です。人は呼吸をすることによって空気中の酸素を取り入れて二酸化炭素を吐き出しています。人は呼吸を1分でも止めると苦しいと感じ、10分も止まると、死に至ります。酸素を失うと生きることができない理由を一言で説明すればとなります。この説明じゃ、答えになってなくない？そもそも、生きるためのエネルギーってなに？じゃ、「生きるためのエネルギー」って言うのを具体的に理解できれば、この素朴な疑問に答えられるな？今、午後7時だけど、今日昼飯食った？何食べた？えっ？なによ・・いきなり・・・。スパゲッティ食べたけど・・？んー、じゃあ今頃、オマエの小腸の中で、スパゲッティ、つまりは小麦粉に含まれるデンプンが糖に分解されているな。何が言いたいの？今、メシ食ってるよな。お米。噛んでると甘くなってくるよな？それはオマエの口の中で・・・生々しいから止めて。気持ち悪い。だから、何が言いたいの？そんなに怒るなよ～。オマエが「酸素は何で必要なの？」って聞いてきたからじゃないか。（・・・なんとなく聞いてこんな話になるとは思わなかった。。。デリカシーの欠片もないんだから。。。）だから、そういう唾液が出たりとか、小腸が蠕動運動したりとか、デンプンが糖に分解されるための触媒、つまり消化酵素を出すのに生きるためのエネルギーとやらを使ってるってことさ。どういうこと？俺らの体の中で起きている色んな出来事って言うのは、エネルギーなしにできるもんじゃない。ましてや、食ったもんが運ばれてるんだぜ？・・・そう言われてみれば、そうね。その時に使うのが食べ物を消化する。心臓を動かす、目で何かを見たり、耳で何かを聴いたりして何らかの応答をするなど、ということです。エネルギーと言われてもイマイチ、ピンと来ないのよね～。化学反応だよ。俺らが生きるために使っているエネルギーの正体はこれだ。覚えてる・・・あ、生成エンタルピー？大学の一般教養でやった気がする！そうそう！それそれ！物質はそれぞれ固有のエネルギーを持っています。それを標準生成エンタルピーと言います。この値は「分子が持っている原子同士の結合エネルギー」と表現できます。逆に言えば、となります。この例はメタンの燃焼です。メタン1mol、すなわち16g当たり、891kJの熱が出るのです。エンタルピーがマイナスということは、物質がエネルギーを失っているということですから、じゃ、ATPの話に戻ろうか。ATPはリン酸エステル結合が切れてADP（アデノシン2リン酸）とリン酸になる。そして、エネルギーが出てくる。このエネルギーで俺らは生きている。つまり、ATPはリン酸エステル結合が切れて、ADPとリン酸になるときにエネルギーが発生します。このエネルギーを使って、生命活動を維持しているのです。先ほど、酸素を失うと生きることができない理由をと説明しました。これはというように言い換えることができます。ATPと酸素ってどういう関係があるの？電子伝達系っていう言葉、聞いたことあるか？んーあったような・・・なかったような・・・。電子が移動する？　ってことは酸化還元反応が起こってるってこと？そうそう。電子伝達系では何回か酸化還元反応が起こって、エネルギーが生み出されている。それで、酸素はその反応と何の関係があるの？最後に電子を受け取るのが酸素なんだ。酸素は最後の電子の受容体なんだ。・（笑顔で生々しいこというなぁ・・・）生きるために必要なエネルギー源であるATPは電子伝達系が働くことによって作られます。電子伝達系をもう少し詳しく言えば、と言えるでしょう。ATPを作るための電子伝達系。どのような仕組みになっているのでしょうか？電子伝達系はNADHって言うのはニコチンアミドアデニンジヌクレオチドの略で、こんな形をしている。そして電子は以下の経路を通って、NADHから酸素に受け渡される。うわっ・・・。なんかワケのわからない物質がいっぱい出てきた・・・。まぁまぁ、落ち着けよ。まず最初にNADHからユビキノンに電子が移動してて、それを触媒してるのが複合体Ⅰっていうこと。酸化還元反応でNADHは還元剤、ユビキノンが酸化剤ってこと？その通り！そもそもユビキノンって何？あと、カッコにあるCoQって何ユビキノンは分子量860くらいの大きさの有機化合物。ふうん・・・。シトクロムcとcyt cもそんな感じなの？いや、シトクロムcはタンパク質だ。鉄イオンを錯体で持っている。NADHにしろ、シトクロムcにしろ、ただ単に電子が移動するだけなのに、随分デッカイ分子使うんだね。なんでこんなデッカイ分子使うんだろ？さぁ、それは俺も知らねぇ。俺が知ってるのは仕組みだけで、その仕組みがどうやってできたのかとかそういう起源的なモノはリナマのヤツに聞いた方がいいかもな。理学部生物科ねぇ～。そこを突き詰めようとしたら話終わんなくなりそうだからやめとこ。それぞれの複合体が触媒する酸化還元反応は以下の通りだ。確かにこれ、酸化還元反応の式だね。最後に酸素が電子受容体として還元されてるのも分かった！そっか。そりゃよかった。電子伝達系ではその名の通り、電子をNADHから酸素まで移動させています。電子が移動するということは、各複合体で酸化還元反応が起こっているということになります。電子伝達系はでした。では、「電子の移動の際にできるエネルギーを元に」とはどういうことでしょうか？さっきの式で酸化還元が起こってることはわかったんだけど、プロトンのin/outってなに？酸化還元反応とは関係ないら？※プロトン＝水素イオンATPのこと忘れてねぇか？そもそもこの一連の酸化還元反応って、ATPを作るためのモノだぜ？あ、酸化還元と一緒にプロトンをマトリクスの外に出してるね。そこ気づいた？？そこたい！そこ！！（あぁ、そこは重要なポイントなのね・・・）プロトンをマトリクスの外へ出してどうすんの？マトリクス内外で濃度勾配（濃度差）を作るんだ。どんどんプロトンを外に出して、外のプロトン濃度を濃く、中のプロトン濃度を薄くする。そうね。濃いところを余計濃くして、薄いところを余計薄くしてくわけなんだから。そこでさっきの酸化還元反応の時に出たエネルギーを使うんだ。あっ、な～るほど！複合体は触媒としての機能だけじゃなくって、その触媒した反応で出てきたエネルギーを使ってプロトンを輸送するんだ。すごい！すごい高性能なのね！！そうだろ～。生きてるってスゲェだろ？良く出来てるけん、ホンマに。これでハナシ終わりじゃなくて、濃度勾配作ってどうするか？なんだけどさうんうん。濃度勾配ができたってことは、今度はマトリクスの外から内へプロトンが流れ込むだろ？その時にエネルギーが出来て、そのエネルギーでATPができるんだ。あぁ～。。うん。内側のプロトン濃度を[Hな？面白いだろ？ホンマようできとるけん！じゃ、全部わかったところでまとめるぜ。さて、なぜ人は酸素を失うと死んでしまうのか、元の問題に戻ってみましょう。最初にその理由をと説明しました。そしてエネルギーの実体としてATPというものがあることを説明しました。ATPがADPとリン酸になるときにに従ってエネルギーが発生し、そのおかげで食べ物を消化したり、必要に応じて消化酵素を出したりすることができるのです。ATPという言葉を使って、人が酸素を必要とする理由をと説明しました。①還元剤NADHから電子が移動する（酸化還元反応）という一連の流れが起こっています。酸素を失ってしまうと電子伝達系が働かなくなって、ATPが作られなくなってしまう・・・だから、常にATPを作り続けるには常に酸素が要るのね。そう。この電子伝達系という代謝機構は本当はもっと複雑で、今回はかなり端折って説明したんだが、生きてるって、凄いのね。ああ。こんなに複雑なことが、俺らの意識しないところで起きていて、それによって今、こうやって美味しいご飯を食べたり、お話したりできるんだ。ところで、・・・名前だけ、なんか聞いたことある。・・・フッ（笑）ちゃんと勉強しなかっただろ？だって、大学入試の時、生物選択しなかったんだもん。逆に何でアンタ、専門は工場の設計？移動現象？とかなんか、流体力学とかその辺なのに、こんなことまで知ってるの？俺の場合は生物なかったぜ。理科は物理と化学だけ。でも、一般教養で少しかじった。そんなよくパンキョーの内容覚えていられるわね。そこだけ感心だわ～（そこだけってなんだよ・・・）え？・・・えええっ！！？アンタ、彼女いたの！！？しかも遠距離！！？やだー！！せからしかっ！俺だって人並みに恋くらいはする。おいを何者だと思ってる？コンピュータじゃねえんだぞ。むぞらしか～？・・・むぞらしかった。ってか、何で、むぞらしい（かわいい）知ってんだよ。いや、フツーに仕事で水俣（熊本県）の人とやりとりあるから。あと、ワタシのとこの大学だって九州出身いたし。CATEGORY :化学反応の基本と反応速度式の求め方～高校化学をわかりやすく～【電磁気学】マクスウェルの方程式の直感的解釈蒸気圧・気液平衡と精留塔の仕組み炎色反応の発色の原理と利用例オイラーの公式をテイラー展開で証明する数値計算を使って常微分方程式を解く～ルンゲクッタ法の解説～次の記事 名前：しままる© 2020 らい・ぶらり All rights reserved.