学習トップ ／ 理由で解く 柔道整復師 ／ 生理学 ▸ §6 栄養と代謝 ／ QJ29A091
理由で解く 柔道整復師
QJ29A091 生理学
脂肪酸はミトコンドリア内でβ酸化を受け、炭素2個ずつ切り離されてアセチルCoAとなり、クエン酸回路へ入ります。これが正しい記述です。
三大栄養素は最終的にアセチルCoAという共通の入り口からクエン酸回路に合流します。糖質は解糖系でピルビン酸を経てアセチルCoAへ、脂肪酸はβ酸化でアセチルCoAへ、アミノ酸は脱アミノ後に回路の各所へ入ります。β酸化という名前は、脂肪酸のカルボキシル基から数えてβ位の炭素が酸化される反応に由来し、1サイクルごとにアセチルCoAが1分子とNADH・FADH₂が生じます。脂肪酸は炭素と水素の比率が高く酸素が少ないため、燃やしたときに取り出せるエネルギーが大きく、1 gあたり約9 kcalと糖質・蛋白質（各約4 kcal）の2倍以上になります。これが「脂肪が効率のよい貯蔵形態である」ことの化学的な理由です。
🔗 関連図（かずひろ解剖学 図解ライブラリ）
ミトコンドリア▶ この図の説明を読む
この図の解説
この図はミトコンドリアの電子顕微鏡像と模式図を並べ、二重膜の構造とエネルギー産生の場を対応づけて示す。外側の外膜と、内側で内部へ深く折れ込んでひだ（クリステ、教科書ではクリスタ）をつくる内膜の、二重の膜の袋からなる。内膜に囲まれた内部の基質がマトリックスである。左上のまとめは反応がどこで起こるかを整理する。酸素を使わない解糖は細胞質（ミトコンドリア外）、酸素を使うTCA回路はマトリックス、電子伝達系はクリステで行われる。ミトコンドリアは栄養素を燃焼して得たエネルギーをATP（アデノシン三リン酸）の形にして細胞活動へ供給する、エネルギー産生の場である。形は球形ないし糸状（立体的にはソーセージ状）で、数は細胞によって異なり、肝細胞1個には約2,000個が含まれる。図の中央に散在する点はマトリックス内のミトコンドリアDNAを表す。
学習の要点
- ミトコンドリアは外膜と内膜（クリステ）からなる二重膜の細胞小器官で、栄養素を燃焼してATPを産生するエネルギー産生の場である。
- 覚え方のコツ: 「マト＝TCA、クリ＝電子伝達」。マトリックスでTCA回路、クリステで電子伝達系。解糖だけはミトコンドリアの外（細胞質）で無酸素的に進む。
- 関連知識: ここでつくられるATPは、骨格筋のアクチン・ミオシン滑走やナトリウム-カリウムポンプの能動輸送など、全身の細胞活動でエネルギー源として消費される。
- よくある間違い: 解糖をミトコンドリア内の反応と思い込む。マトリックス（TCA回路）とクリステ（電子伝達系）の役割を逆に覚える。
- 臨床応用: 持続的な収縮を担う赤筋（赤色骨格筋）はミトコンドリアが豊富で、ミオグロビンとともに有酸素的なエネルギー産生を支える。
比較表
| 過程 | 場所 | 酸素の要否 |
|---|---|---|
| 解糖 | 細胞質（ミトコンドリア外） | 無酸素的 |
| TCA回路 | マトリックス | 有酸素的 |
| 電子伝達系 | クリステ（内膜） | 有酸素的 |
確認問題（その場で確認・記録には残りません）
答えを見る
- 脂肪酸はミトコンドリアでβ酸化を受け、アセチルCoAとなってクエン酸回路へ入る。
- 1 gあたりのエネルギーは糖質4 kcal・蛋白質4 kcal・脂肪9 kcal（4・4・9）。
- アミラーゼは糖質分解酵素（唾液・膵液）。蛋白質分解はペプシン・トリプシンなど。
- ヒトはビタミンCを合成できないため食事からの摂取が必要。欠乏で壊血病。
- 三大栄養素はいずれもアセチルCoAを経てクエン酸回路に合流する。
| 栄養素 | 1 gあたり | おもな消化酵素 | 代謝経路 |
|---|---|---|---|
| 糖質 | 約4 kcal | アミラーゼ、マルターゼなど | 解糖系→ピルビン酸→アセチルCoA |
| 蛋白質 | 約4 kcal | ペプシン、トリプシン、キモトリプシン | 脱アミノ→クエン酸回路へ |
| 脂肪 | 約9 kcal | 膵リパーゼ | β酸化→アセチルCoA |
この問題の解説の修正を依頼する
解説に誤り・改善点があればお知らせください。件名と本文は自動入力済みです（編集できます）。お名前・メールアドレスは任意です。送信内容は玄康株式会社（黒澤一弘）に届きます。