しじみとエネルギー生産(しじみとATP)

しじみで体内エネルギーを生産

私たち生命は食物を摂取し、それを体内でエネルギーに変換して生きています。
エネルギーの量は私たちが健康で常に気を使っているカロリーという単位で理解していますが、実際にエネルギーとはどんなもので、どこで生産されているか理解していますか?
実はしじみに多く含有するオルニチンは体内のエネルギー生産に大きく関係しています。
今回はしじみとエネルギー生産についてお話します。

エネルギーとは

エネルギーとは私たちが熱量として認識している現象です。
私たちは食物でエネルギーの原料となる糖質、脂質、たんぱく質を摂取し、それを代謝してエネルギーに変換しています。
しかしこれら三大栄養素が直接エネルギーに変換されるわけではありません。
三大栄養素は様々な複雑な過程を経て、最終的にエネルギーの最小単位であるATP(アデノシン三リン酸)に代謝されます。

ATP

ATPはアデノシン三リン酸の化学名である「Adenosine Tri-Phosphate」の略です。
アデノシンは核酸を構成する主要な塩基のアデニンと糖の一種のリボースが結合した有機化合物で、遺伝子コードとしてDNAやRNAにも用いられます。
ATPはこのアデノシンにリン酸分子が3つ結合した構造で、エネルギーを生産する時はこのリン酸が1つ分離するとエネルギーが生産され、ADP(アデノシン二リン酸)にリン酸が1つ結合するとエネルギーが蓄積されます。
そのためATPは「エネルギーの通貨」と呼ばれています。
そして私たち人間を含め真核生物すべてがエネルギーの生産と貯蔵にATPを利用しています。

ATPの役割

ATPが生産するエネルギーは私たち人間の活動に不可欠です。
人間の場合、ATPが生産するエネルギーは以下の用途で使われます。
解糖系-グルコースなどの糖質をATPに変換する
筋収縮-細胞骨格を構成する線維のアクチン・ミオシンの収縮
能動輸送-イオンなどの物質を濃度勾配(濃度の差)に逆行して移動させる。

生合成-アミノ酸、脂肪酸、糖などの合成
発熱-体温の維持

ATPの代謝

ATPの代謝を行っているのが人間をはじめ真核生物の細胞内に存在するミトコンドリアです。
ミトコンドリアは独自にDNAを持っていることから、太古の昔別の生物であったと考えられています。
生物が誕生した当時、酸素は生物にとって有害でした。
しかしミトコンドリアは有害な酸素を取り込みエネルギーに変換することができました。
その後に生まれた生物がミトコンドリアを体内に取り込み、ミトコンドリアが生産するエネルギーを自らのエネルギーとして利用し、それが現在の真核生物全てに継承されています。
栄養素は体内で様々な過程を経て糖となり、ミトコンドリアは細胞内に取り込まれた糖に血液で送られてきた酸素を結びつけ、水と二酸化炭素とATPを生産します。
生産されたATPはATPアーゼと呼ばれるATPを加水分解する一連の酵素によって異化(より簡単な物質に分解すること)し、リン酸の分子が分離しエネルギーを生産してADPとなり、再びリン酸と結びつくことでATPとして再利用されます。
つまりATPの代謝にはミトコンドリアが重要な役割を果たします。

ミトコンドリアの活動低下

エネルギーとして代謝できる三大栄養素の中で、たんぱく質は窒素化合物です。
たんぱく質を代謝すると最も小さな窒素化合物の単位であるアンモニアが生成されます。
アンモニアは人体に有毒で、ミトコンドリアの活動を低下させます。
ミトコンドリアの活動が低下するとATPの生産も低下し、必要なエネルギーが生産できなくなり、それが疲労の原因となります。

アンモニアの無毒化

私たちの体はアンモニアを無毒化するシステムを幾つか持っています。
そしてアンモニアの無毒化で最も多く処理するのが肝臓です。
肝臓には尿素回路が存在し、体内で発生したアンモニアが血液で肝臓に届くと尿素回路で人体に無毒な尿素に代謝され、尿と共に排出されます。

オルニチンと尿素回路

しじみが豊富に含有するオルニチンはこの尿素回路に必要不可欠な成分です。
オルニチンが不足すると尿素回路が正常に機能しないため体内にアンモニアが蓄積され、ミトコンドリアのATP代謝が低下し、疲労が蓄積します。
特に加齢やアルコールなどで肝機能が低下するとアンモニアの処理能力が低下するので、しじみでオルニチンを補充しアンモニアの処理能力を高めることがミトコンドリアのATP生産に有効です。

まとめ

私たちが食事で摂取した三大栄養素は最終的にATPに代謝してはじめてエネルギーとして使用が可能です。
ATPはミトコンドリアで生産しますが、体内でたんぱく質を代謝する際に発生するアンモニアによってミトコンドリアの機能は低下します。
アンモニアの無毒化は肝臓の尿素回路で行われ、しじみのオルニチンは尿素回路を機能させるのに必要不可欠な成分です。
加齢などで肝機能が低下すると間接的にミトコンドリアのATP生産力も低下し疲労が蓄積するので、毎日しじみのみそ汁などでオルニチンを摂取するのがエネルギー生産には有効です。
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