運動生理学の書籍をみていたら、心臓は運動中に乳酸を主なエネルギー源として利用する・・と記述されています。乳酸は、乳酸脱水素酵素の働きでピルビン酸より作られることは知っていますが、運動中には乳酸→ピルビン酸の逆反応が心筋細胞ではすすんで、その後TCAサイクルに入り、ATPをつくるのでしょうか?
マニアックな質問ですが、詳しく教えてください。

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A 回答 (1件)

こんばんは。


どうやらおっしゃるとおりみたいですよ。
乳酸デヒドロゲナーゼの触媒下でNAD+は乳酸からプロトンを奪って(酸化して)ピルビン酸を作り、奪ったプロトンを受け取ってNADHになります。
嫌気的な環境では、酸素が欠乏するためにTCAサイクルを正の方向へ回しているNAD+が枯渇してNADH優位となるので、ピルビン酸は還元されて乳酸になるのでしょう。この反応はいわゆる乳酸発酵であり、運動負荷が大きくて骨格筋で酸欠が起こり、筋肉が疲労するのはこの反応のためです。
心筋細胞は骨格筋に比べ非常に厳重に血液が供給されており、従って酸素リッチな状況であり、NAD+リッチであるのでしょう。だから乳酸→ピルビン酸の反応が行えるようです。また心筋は乳酸デヒドロゲナーゼリッチな器官でもあります。

参考文献:生物学・石川統・東京化学同人
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Q心筋細胞

通常、細胞は分裂して増殖すると思うのですが、心筋細胞はほとんど増殖しないと聞きました。これはどうしてなのかわかっているのでしょうか。もしどこか制御しているところがあるのであれば、そこをどうにかすれば心筋細胞も増殖させることができると思うのですが。

Aベストアンサー

筋肉の細胞は線維芽細胞から分化して作られます。
そしていったん筋肉になってしまった細胞は一般的にもう分裂しないことが培養実験などで示されています
(一部脱分化して分裂型細胞に戻るものもあるようです)。

普通の、手足の筋肉が肉離れや筋肉痛等で損傷を受けた場合、そこに線維芽細胞が入り込み筋細胞に分化して傷を修復します。
心筋でも筋肉痛程度の筋損傷でしたら線維芽細胞が入り込み傷を修復できます。
だから、運動によって心臓を鍛えることができるわけです。
ところが、虚血性心疾患、いわゆる心筋梗塞等で心筋が大規模に壊死してしまった場合、死んだ細胞を除去して心臓を回復させることはできません。

で、なぜ筋肉の細胞が分裂しないかですが、
筋肉の細胞の中は筋繊維が詰まっており構造的に分裂しにくいようです。
また、心筋や骨格筋等の横紋筋では複数の細胞が融合しており、どこからどこまでが一つの細胞なのか分からなくなっていることも要因の一つと考えられます。
細胞分裂を制御する因子は色々言われておりますが、筋細胞を無理やり分裂させるメリットはあまりないようです。

また、手足の筋挫傷の場合、回復には患部の安静が必要ですが、
心筋を安静にしておく事は即ち死を意味します。
細胞分裂を制御できても心筋を回復させる事はなかなか難しいようです。

筋肉の細胞は線維芽細胞から分化して作られます。
そしていったん筋肉になってしまった細胞は一般的にもう分裂しないことが培養実験などで示されています
(一部脱分化して分裂型細胞に戻るものもあるようです)。

普通の、手足の筋肉が肉離れや筋肉痛等で損傷を受けた場合、そこに線維芽細胞が入り込み筋細胞に分化して傷を修復します。
心筋でも筋肉痛程度の筋損傷でしたら線維芽細胞が入り込み傷を修復できます。
だから、運動によって心臓を鍛えることができるわけです。
ところが、虚血性心疾患、いわ...続きを読む

Q心臓のエネルギー代謝についてー教えてください

心臓はミトコンドリアで生成されるATPを消費して活動していると聞きましたが、一分間でどのくらいのATPを消費しているのでしょうか?
また、正常な成人が一分間に生成しているATPにうち、何割が心臓で消費されるのでしょう。
これは、安静にしている時と、運動している時とで何倍の差があるのでしょうか?

分かりにくい質問で申し訳ないのですが、エネルギー代謝に関してご存知の方がおられましたら教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

エネルギー代謝をご存知ではありませんが誰も書かないのでは始まりませんので。

心臓の酸素利用率は全身の70~80%で運動時は90%を越えるというような記述がネット上にありました。酸素消費量を全てクエン酸回路に回したとしてその酸素に伴うATPの合成量の7割という逆算式推量はダメでしょうか。
しかし推定済みの値が発表されていないのでしょうかね。ダメですね、生物学教師は。ご質問のような観点は試験問題の型を作ってセンター試験にしてもいいくらいに思いますが。とりあえずは理想像で計算させる学習法は悪くないはずです。
1日どれくらい酸素使うか調べてその7割からでいいのでは。
具体的な計算はともかく運動時は運動時の酸素消費量の9割から。
両者の比較では。

私は日本人の知識に貢献する義務のある専門家でも何でもないんですがなんで私がしてんのか。矛盾してますね~

Q大型船ってどうして浮くの?

小学生以下の質問ですが、ボートが浮くのはわかるんです。水より軽いから。鉄の塊だったら沈みますよね。鉄で船の模型を造っても沈みますよね。じゃあ、どうして何万トンもある大型船は沈まないのですか。そういう装置みたいなものがついてるんですか?結構ずっと前から気になっていたのですが、恥ずかしくて聞けませんでした。(カテゴリがあってるかどうかも微妙)どうか教えて下さい。

Aベストアンサー

>鉄で船の模型を造っても沈みますよね。

 そんなことありませんよ。本物の船と同じように、中が空洞であれば浮きます。大きさに関係はありません。
 要は密度の問題です。

 たとえば、直径10cmの鉄球があったとします。中身がすべて鉄であれば、同じ直径10cmの水の球体より重くなります。この場合、鉄球は水より重いので沈みます。
 しかし、同じ直径10cmの球体であっても、中身が空洞になっていれば…重さが違いますよね? そして、それが同じ直径10cmの水の球体より軽くなれば…外側が鉄であっても浮きます。

 同じ体積(大きさ)で水より軽いものは浮くし、同じ体積で水より重いものは沈みます。
 鉄で船の模型を作っても、その模型と同じ体積の水の固まりよりも重ければ沈みます。一方、(中身を空洞にするとかして)同じ体積の水の固まりより軽ければ浮きます。

 大型船の場合も、中身が空洞(実際には空気や積載物がある)になっていて、同じ体積(大きさ)の水の固まりよりはずっと軽いのです。だから浮きます。
 なぜ重い大型船が浮くの?ということだと思いますが、(同じ大きさの)水よりはずっと軽いのです。

 実験です。お風呂に入ったときに、洗面器をお風呂に浮かべてください。洗面器の中がからっぽなら、洗面器は浮きますよね。洗面器の中が空気で満たされている場合、同じ体積の水よりずっと軽いからです。ところが洗面器の中に水を入れるとどんどん水面と同じ高さになると思います。洗面器が水で満たされれば、同じ体積の水とほぼ同じ重さになるからです。そして、水より重いものを中に入れると…同じ体積の水より洗面器の方が重くなるので…沈みます。
 大型船も、同じ体積の水より重い荷物を積めば、みずより重くなるので沈没します。

 なお、水より軽いものを水に入れたとき、それが水圧によって浮かび上がろうとする力を浮力と呼びます。

>鉄で船の模型を造っても沈みますよね。

 そんなことありませんよ。本物の船と同じように、中が空洞であれば浮きます。大きさに関係はありません。
 要は密度の問題です。

 たとえば、直径10cmの鉄球があったとします。中身がすべて鉄であれば、同じ直径10cmの水の球体より重くなります。この場合、鉄球は水より重いので沈みます。
 しかし、同じ直径10cmの球体であっても、中身が空洞になっていれば…重さが違いますよね? そして、それが同じ直径10cmの水の球体より軽くなれば…外側が鉄であっても浮...続きを読む

Q溶血とは?

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こんにちは。
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溶血とは、血液の中の赤血球が破裂してしまって、中のヘモグロビンという物質が血漿と混ざった状態になってしまう事を言います。

赤血球が破裂してしまうので数えられなくなりますし、血漿には真っ赤な色がついてしまって検査薬を反応させても色の変化がわからなくなったりして検査不可能になってしまいます。

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肺動脈、肺静脈、右心室、右心房、左心室、左心房、大動脈の血中酸素分圧を高い順から並べるとどうなるのでしょうか?よろしくお願いします。

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血液は、「右心房→右心室→肺動脈→肺→肺静脈→左心房→左心室→大動脈→各器官→大静脈→右心房→…」と流れますよね?

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