「代謝」とは？生物のエネルギー利用の要点を生物専攻ライターが5分でわかりやすく解説！

ライター／こみとり

某国立大に通う理系ライター。高校時代から生物の図説を愛読している。今回は生物の重要テーマの1つ、「代謝」についてまとめた。

「代謝」とは？

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日常会話で使われる「代謝」という言葉

「代謝がいい」というフレーズを聞いたことはありませんか？

日常会話で使われる「代謝」は、摂取したエネルギーを消費すること自体、あるいはエネルギーの消費効率を指しています。
「代謝が良い人」とは、たくさんご飯を食べても、たくさんエネルギーを消費するため太りにくい一方、「代謝が悪い人」はエネルギーの消費量が少なく、太りやすいということです。

また、「新陳代謝」という言葉も日常的に使われますね。こちらは「古いものと新しいものが次々と入れ替わること」を指す言葉です。細胞の新陳代謝が正常に行われた場合、肌の細胞は約28日で、筋肉の細胞は約2ヶ月で入れ替わるのだとか。

生物学用語としての「代謝」

生物学では、「代謝」というと、生体内で起こる化学反応をまとめて指します。
筋肉などのタンパク質を合成することも、体内に取り込んだ食物を分解することも、呼吸をすることも、すべて「代謝」とみなされるわけです。
もちろん、代謝をしているのはヒトだけではありません。あらゆる生体で、例えば、イヌでもミジンコでも、植物の体内でも代謝は起こっています。

重要なのは、代謝には必ずエネルギーの出入りが伴うということです。
エネルギーが関わる点は、先ほどご紹介した、日常的に使われる「代謝」と共通していますね。
ただ、生物学の「代謝」という用語には、エネルギーを消費することだけでなく、つくって貯えることも含まれます。

生体のエネルギー通貨：ATP

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ATPとは、アデノシン三リン酸(adenosine triphosphate)の略で、アデニン(塩基)、リボース(五炭糖)、3つのリン酸が結合した化合物です。異化が起こるときに合成され、同化が起こるときに分解されます。

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まず、ATPは、分子中のリン酸どうしの結合が切り離されるときに多量のエネルギーを放出します。このことから、リン酸間の結合には「高エネルギーリン酸結合」という名前が与えられました。

「生体内でエネルギーをつくって貯える」ことは、「ADP(アデノシン二リン酸，adenosine diphosphate)にリン酸を1つくっつけて、ATPを合成する」と言ってよいでしょう。反対に、「生体内でエネルギーをつかう」ことは、「ATP分子中の高エネルギーリン酸結合を切断してエネルギーを取り出す」と言い換えられますね。

高エネルギーリン酸結合が切れるときに放出されるエネルギーは、さまざまな生命活動のエネルギー源になります。このように、ATPは代謝においてエネルギーの受け渡しを仲立ちしていることが、生体のエネルギー通貨と呼ばれる所以なのです。