ミトコンドリアは眠らない

深夜まで勉強を続ける中で、常に働き続けるミトコンドリアのエネルギー生産について学ぶ。クエン酸回路、電子伝達系、ATP合成酵素の驚くべき仕組みを理解する。

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深夜二時。図書館の明かりがまだ灯っていた。

「眠い…」奏がノートに突っ伏した。

「でも、君の細胞は眠ってない」零が静かに言った。

「え?」

透真がコーヒーを飲んだ。「ミトコンドリアは、24時間働いてる」

「ミトコンドリア?」

零が図を描いた。「細胞の発電所。ATPを作り続ける」

「ATP…」奏が思い出した。「エネルギーの通貨」

「そう。筋肉を動かすのも、神経を伝わるのも、全部ATPが必要」

透真が付け加えた。「今、考えることにも使ってる」

「頭の中で?」

「脳は体重の2パーセントなのに、全ATPの20パーセントを消費する」零が説明した。

奏が驚いた。「そんなに?」

「ニューロンが信号を送るたび、イオンポンプがATPを使う」

透真が窓の外を見た。「君が眠くても、ミトコンドリアは休まない」

「どうやってATPを作るの?」奏が興味を示した。

零がノートに経路を書いた。「まず、クエン酸回路。TCAサイクルとも呼ばれる」

「回路?」

「グルコースが分解されて、アセチルCoAになる。それが回路に入る」

透真が続けた。「回路を一周するたびに、CO₂が出て、NADHやFADH₂が作られる」

「NADH?」

「電子キャリア。高エネルギーの電子を運ぶ」零が説明した。

「その電子が、どこへ?」

「電子伝達系。ミトコンドリアの内膜にある」

透真が興奮した。「ここからが面白い」

零が図を描いた。「複合体I、II、III、IV。電子がバトンリレーのように渡される」

「なんで?」奏が聞いた。

「電子が次々と渡されるたび、エネルギーが放出される。そのエネルギーでH⁺を膜の外に汲み出す」

「汲み出す?」

「能動輸送。ATP使って…いや、この場合は電子のエネルギーで」

透真が補足した。「膜の外にH⁺が溜まると、濃度勾配ができる」

「勾配?」

零が微笑んだ。「水が高いところから低いところへ流れるように、H⁺も戻りたがる」

「でも、膜を通れない?」

「通れる場所がある。ATP合成酵素」

奏がノートに書いた。「合成酵素?」

「回転する分子機械」透真が言った。「H⁺が通ると、タービンのように回転する」

「回転?」奏が信じられない顔をした。

零が認めた。「本当に回転する。1秒間に100回以上」

「その回転が、ATPを作るの?」

「ADPとリン酸を結合させる。機械的なエネルギーが化学エネルギーに変わる」

透真が感心した。「自然が作った最高のナノマシン」

奏が計算した。「それで、どれくらいATPができるの?」

「グルコース一つから、最大38ATP。でも実際は30くらい」零が答えた。

「すごい効率…」

「でも、熱も出る。それが体温になる」

透真が言った。「だから寒いとき、震えるんだ。筋肉を動かしてATPを使い、熱を出す」

奏がコーヒーカップを握った。「ミトコンドリアが、私を温めてる?」

「24時間365日」零が静かに言った。

「休まないの?」

「効率は変わる。酸素が少ないと、嫌気的解糖に切り替わる」

透真が付け加えた。「マラソン選手が、有酸素運動を重視する理由だ」

奏が質問した。「ミトコンドリアって、どこから来たの?」

「面白い質問」零が目を輝かせた。「昔、細菌だったと考えられてる」

「細菌?」

「細胞内共生説。大昔、真核細胞が細菌を取り込んで、共生した」

透真が説明した。「ミトコンドリアは独自のDNAを持ってる。母親から受け継ぐ」

「母親から?」奏が驚いた。

「卵子にはたくさんミトコンドリアがあるけど、精子にはほとんどない」

零が窓の外を見た。「君のミトコンドリアは、母親の母親の母親の…ずっと続く」

奏が胸に手を当てた。「受け継がれてきた発電所」

「そう。今この瞬間も、何兆個ものミトコンドリアが働いてる」

透真がコーヒーを飲み干した。「だから、もうちょっと頑張れる」

奏が微笑んだ。「ミトコンドリアが応援してくれてる」

零がノートを閉じた。「眠らない細胞の、眠らない物語」

三人は深夜の図書館で、また勉強に戻った。体の中で、ミトコンドリアは静かに回り続ける。