「細胞も呼吸するって、どういうこと？」
奏が素朴な疑問を口にした。
ミリアが答えた。「酸素を使って、エネルギーを作る。人間の呼吸と同じ目的」
「でも、細胞に肺はない」
零が補足した。「肺は酸素を取り込む器官。細胞呼吸は、その酸素を使う化学反応」
奏がノートを開いた。「どんな反応？」
「グルコース+酸素→二酸化炭素+水+エネルギー」ミリアが簡潔に説明した。
「簡単そう」
「実際は、30以上の反応が段階的に起きる」零が訂正した。
「そんなに？」
「3つの主要段階がある」ミリアが図を描いた。「解糖系、クエン酸回路、電子伝達系」
奏が最初の段階を聞いた。「解糖系って？」
「グルコースを分解する。細胞質で起きる」零が説明した。
「グルコースは6炭素。それが、2つのピルビン酸に分かれる」
「ピルビン酸？」
「3炭素の分子。ここから先は、ミトコンドリアへ」
ミリアが続けた。「ミトコンドリアは、細胞の発電所」
「聞いたことある」奏が頷いた。
「ピルビン酸が、アセチルCoAに変換される。そして、クエン酸回路へ」
零が回路を描いた。「8つの反応が環状につながってる」
「なんで回路なの？」
「出発物質が再生される。オキサロ酢酸から始まり、オキサロ酢酸に戻る」
奏が追った。「その間に？」
「二酸化炭素が放出される。そして、電子キャリアが還元される」
「電子キャリア？」
「NADHとFADH2。電子を運ぶ分子」ミリアが説明した。
「電子を、どこへ？」
「電子伝達系。ここがクライマックス」零が強調した。
奏が興味を持った。「何が起きるの？」
「ミトコンドリア内膜に並んだ、タンパク質複合体を電子が通過する」
ミリアが補足した。「複合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。電子が順番に渡される」
「バケツリレー？」奏が比喩した。
「良い例え。電子が移動するたびに、エネルギーが放出される」
零が続けた。「そのエネルギーで、プロトンを膜の外に汲み出す」
「プロトン？」
「水素イオン。H+」
奏が理解しようとした。「なんで汲み出すの？」
「濃度勾配を作るため」ミリアが答えた。「外側の濃度が高く、内側が低い」
「それがどうなる？」
零が説明した。「プロトンは、戻りたがる。濃度勾配に従って」
「戻るときに、ATP合成酵素を通る」
「ATP合成酵素？」
「回転モーター」ミリアが興奮して言った。「プロトンの流れで回転し、ADPからATPを作る」
奏が驚いた。「回転するの？」
「実際に回転する。ナノマシン」
零が数字を示した。「1分子のグルコースから、約30-32分子のATP」
「効率は？」
「約40%。残りは熱になる」
奏が考えた。「だから、体が温かいんだ」
「そう。細胞呼吸の副産物」ミリアが認めた。
「酸素は、どこで使われるの？」奏が聞いた。
「電子伝達系の最後」零が答えた。「最終電子受容体」
「電子と、プロトンと、酸素が結合して、水になる」
奏がまとめた。「だから、呼吸で酸素が必要なんだ」
「そう。酸素がないと、電子伝達が止まる」
ミリアが付け加えた。「すると、NADHが酸化されない。解糖系も止まる」
「全部つながってるんだ」
零が頷いた。「細胞呼吸は、精密に調整されたシステム」
奏が質問した。「運動すると、呼吸が速くなるのは？」
「ATP消費が増える。だから、生産も増やす」ミリアが説明した。
「酸素をもっと取り込んで、グルコースを分解する」
零が続けた。「需要と供給のバランス。フィードバック制御」
奏が深呼吸した。「今、私の細胞も？」
「何兆個もの細胞が、同時に呼吸してる」
ミリアが静かに言った。「生きるって、呼吸すること」
窓の外で、風が木々を揺らす。見えないけど、感じる。細胞の呼吸も、そういうものだ。