あのさ、こないだ名古屋に行ったときに「矢場とん」行ってきたんだよ。

いや・・・なんというか・・・重かった・・。残しはしなかったけど・・。
名古屋の人ってあれをペロっと食べちゃうのか・・・？

ああ・・・。もうしばらくはいいかな・・・って感じ。

そっか。じゃあ、次は「きしめん」にするよ・・・。次に名古屋に行くのはいつか知らねぇけど。

それで話を戻すが、俺が食った「矢場とん」なんだが、これを三大栄養素に当てはめると
豚肉がタンパク質で
脂身とかカツが脂質で
ご飯が炭水化物
といったところだな。

タンパク質、脂質、炭水化物はこんな形をしている。

ああ、これは、この構造がずっと長く続くっていう意味だ。こういう構造が繰り返し続いて大きな分子、すなわち高分子になっている。
タンパク質や炭水化物は高分子なんだ。

ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸でナイロン66が、
テレフタル酸とエチレングリコールでポリエチレンテレフタレート、ペットボトルの材料ができる・・・だろ？

タンパク質や炭水化物のような高分子は、高分子のままだとエネルギーにすることができないんだ。
そこで、タンパク質は主に胃で、炭水化物は主に口腔内と小腸で分解していく。つまり、低分子にするんだ。
低分子にしたうえで、クエン酸サイクルに使える分子に変換するんだ。

脂質も分子量800くらいのデカい分子だ。コイツも小さい分子にしたうえでクエン酸サイクルに載せる。

そうなんだ！よく出来てるだろ？

そしてクエン酸サイクルが1回転すると還元性の物質NADHができる。このミトコンドリアで酸化されるたびにエネルギーが出来て、それを元にATPが作られるというのは前回説明した通りだ。

そうだ。そのATPがADPとリン酸になるときにエネルギーが出る。それで俺たちは生きているということだ。

そうそう。今からお話するのは、そのクエン酸サイクルの全体像と、三大栄養素がどんなふうにしてクエン酸サイクルで使える物質になるのかの説明だ。

お米をしばらく噛んでいると甘くなってくるだろ？

小中学生のころ、デンプン溶液に唾液を入れて、ヨウ素液を入れる実験をしなかったか？

別に俺はどうでもいいんだが・・・。デリケートな奴はこの実験、嫌だろうな。
それで、デンプンにヨウ素液を入れれば青紫色になるって言うのは、みんな知ってること。
でも、唾液を入れたデンプンにヨウ素液を入れても、ヨウ素液の色のままなんだよな。
あれは、唾液がデンプンを分解しているからなんだ。

そう。もう一回デンプンの構造を見てみるぜ。丸で囲った部分、グルコースがいっぱい繋がっている。

お米を食べていると、この繰り返し構造が壊れて、グルコース2個ずつの構造になっていく。

このグルコース2個セットの化合物をマルトースと言って、このマルトースが甘いんだ。

そういうことだ。こういう構造を糖と言って、化学的にはＯＨ基がたくさんついている炭化水素を多価アルコールといって、その多価アルコールを糖という。
ほら、砂糖も甘いだろ？砂糖もこういう形をしていて、マルトースとそっくりじゃないか。

高校生の時に合ったと思うけどな。忘れているだけだぜ。多分。

それで、マルトースの形になって飲み込まれた炭水化物は小腸でマルトースをグルコースにする。

そうだ。その後、小腸で吸収して、血液によって運ばれて、各細胞へ配られ、その細胞質基質で解糖系と呼ばれる代謝経路に入って、クエン酸サイクルの材料になっていくわけだ。

細胞質基質だ。まぁ、細胞でやってるってことだな。
解糖系の代謝経路はこんな感じだ。

そうそう。で、このピルビン酸は？さっきのクエン酸回路をみてみろよ。

みんなが良く言っている脂肪だとか油だとか、そういうものは基本的に中性脂肪のことを言っていることが多い。
中性脂肪は三価アルコール（OH基が3つあるアルコール）であるグリセリンと脂肪酸のエステルだ。
グリセリンには3つのOH基があるわけだから、3つの脂肪酸と1つのグリセリンで中性脂肪になっている。

そうだ。あと、グリセリンの3つのOH基がアシル化されているから中性脂肪の事をトリアシルグリセロール、略してTAGと呼ぶ。
体の中に入った中性脂肪は、リパーゼによって加水分解されて、脂肪酸が遊離する。この脂肪酸がβ酸化という代謝経路を経て、アセチルCoAができる。

ああ、大雑把に言えばそういう感じだ。

高校化学を選択して、難関国公立に行ったオマエだったら、この流れでそのまま代謝が進むことに関して「おかしい」と思って欲しい。

・・・・。

・・・・ファイナルアンサー？

正解！

そうなんだよ。ながーく炭素がくっついている脂肪酸を高級脂肪酸っていうんだけどな。
高級脂肪酸は水に溶けないんだよな。だから、もしそのまま血液に流れ込んだら相分離、つまり水と油に分かれてしまうだろうな。
小腸での吸収効率も相分離していたら格段に下がってしまう。
なぜなら相分離すると小腸の上皮細胞との接触面積が下がってしまうからな。

・・・で？溶けないからどうするの？脂肪酸は水に不溶という問題に対して、何も解決策がなければ、
オマエが大好きな矢場とんも食べられなくなってしまうだろうよ。

その通り。これも高校化学を・・・

正解。胆汁に含まれる胆汁酸によってミセル化されるんだ。胆汁酸の構造はこんな形。

そうそう。実は、小腸に入る前の十二指腸の段階で中性脂肪がミセル化されている。
つまり、小腸に入る段階でちゃんと混ざり合って1相になっているんだ。
そして、ミセル化された中性脂肪からリパーゼによって脂肪酸が遊離して吸収される。
このとき、脂肪酸が遊離して余った奴、つまり、モノアシルグリセロールも一緒に吸収される。

小腸の細胞に吸収されたら、遊離した脂肪酸とモノアシルグリセロールがエステル化してまた中性脂肪（=トリアシルグリセロール）になる。

そうなんだ。そして、血液に入っていくわけだが、さっきオマエが言った通り、今度は水溶性の高い物質とくっつけて血液に流し込む。
その水溶性の高い物質が「キロミクロン」だ。キロミクロンは水溶性のタンパク質でリン脂質に囲まれたボールのような形をしている。

キロミクロンの形で輸送して、各細胞に入るぞって時にこのたんぱく質がリポタンパクリパーゼ、通称LPLを活性化させる。このLPLというのは血管の壁にあって、活性化したLPLが脂肪酸を遊離させる。そして遊離した脂肪酸が、各細胞へ入っていく。

そうだ。ただ、この状態じゃまだβ酸化できない。

β酸化は解糖系とは違って、細胞質基質じゃなくてミトコンドリアのマトリクスの中で起こる。つまりは、細胞質基質からマトリクスへ脂肪酸を送ってあげなければならない。
しかも、脂肪酸の状態ではなく、活性化した脂肪酸の状態でβ酸化が行われる。

一個ずつ見ていこうぜ。まず、脂肪酸の活性化って言うのは脂肪酸に補酵素Aをくっつける作業のことをいう。

補酵素Ａってのは酵素による反応を円滑に進めるための有機化合物だ。分子量大体700くらいの大きさ。
コイツがあるおかげで酵素の働きを受けられるっていう認識かな。だから「補」酵素という。
それから、補酵素をくっつけたヤツ、これはアシルコエーと呼んでいる。仰る通り、活性化した脂肪酸だ。
アシルCoAは細胞質基質からミトコンドリアの中に入る。

そして、ミトコンドリアのマトリクスに入っていくんだが、アシルCoAの状態ではマトリクスの中には入れない。

カルニチンという物質をくっつけてマトリクスの中に入れる。この一連の流れをカルニチンシャトルという。

そうなんだ。アシルCoAを通過させるための膜タンパクは存在しない。だから仕方なくカルニチンを使ってマトリクスの中に入れたのち、またアシルCoAに戻してβ酸化をするんだ。

進化の過程で、必要になったから仕組を作るみたいな部分もあるよな。
昔からある工場に「何でこんなプロセスがあるんだ？？」って思うような装置があるのと似てるし、
それこそ、オマエもプログラミングする時、最初の設計で全てのソフトウェアができるわけじゃないだろ？

動物の体も永い永い時間をかけて進化したから、こういうとってつけたかのような機構がある。不完全なんだよな。

だからこそ、そういうモノを知るのが面白いんだよな。

さて、ハナシは戻るが、カルニチンシャトルで入ったアシルCoAはようやくβ酸化できる状態になる。

アシルCoAのケト基の炭素あるだろ？その隣の炭素をα炭素、そのまた隣をβ炭素という。
このβ炭素が酸化されるから、β酸化なんだ。反応を見てみるぜ。

β酸化が一回行われたら、一つのアセチルCoAと炭素が2つ減ったアシルCoAができるのがわかるだろ？

β酸化ってのは、脂肪酸の炭素を2個ずつ切り出していく代謝なんだ。そういう都合で、天然に存在する脂肪酸のほとんどが炭素数偶数個なんだ。

小さいころ、そういう風に教わったのか？

なぜ、おかしいと思う？

面白いこと言うなぁ・・確かにその通りだ。その考え、俺にはなかった。うん。面白い。
確かに、消化の都合上、胃の中が酸性である必要はないし、食べ物を胃の酸で溶かして吸収するってハナシはへんなか話だな。

妙なとか、おかしいとかそういう意味だ。
・・・あれだな。おそらく、殺菌をするために胃の中が酸性で、そのなかで働くように消化酵素が適応したって言うのが、正しい筋なんじゃねぇのか？

・・・・。

調べてる。今言ったことは俺の主観的推測にすぎない。裏取りはしっかりしねぇとな。

うん。胃の中が酸性な理由は殺菌で正しいようだな。でも、オマエの言う通り、酸で食べ物を分解しているわけじゃねぇ。
あくまで分解しているのは酸性下で働くペプシンという消化酵素だ。

オマエのお陰で一個知ることができたよ。ありがとう

それでだ。胃の中で大雑把に分解したタンパク質、ペプトンが
十二指腸で膵液を浴びてオリゴペプチド、アミノ酸数個の分子量まで分解されていく。この時の酵素がトリプシンとキモトリプシンだ。
最後に、アミノ酸を一個一個切り出す酵素、ペプチターゼによってアミノ酸になる。

そうだ。最終的にはクエン酸サイクルの物質のどれかになるようにできている。とりあえず、全部説明するのはだるいから、アルギニンだけ説明するぜ。
これがアルギニンからクエン酸サイクルの構成物質の一つである、2-オキソグルタル酸になるまでの経路だ。

それはそれは（笑）。苦手意識がなくなるのはいいことだ。

ああ、カルバミドとかアンモニアとかそういうやつか？使えねぇな。
脂肪の様に蓄えることができればいいんだが、基本的に窒素は蓄えることができない。
エネルギーにもならねぇ、蓄えておくこともできねぇ、捨てるしかねぇな。
どうやって捨てる？

そうだな・・・。ヒント。
アンモニアはオルニチン回路でカルバミドに無毒化される。
で、カルバミドは水に溶ける。カルバミドは液体の形で捨てる。

どうやって捨てるかわかった？
何？今日捨てた？

・・・・。

（・・・かわいい。）

まじめな話、脂肪は蓄えることができるんだが、アミノ酸は蓄えることができないんだ。だから毎日食べては尿素の形にして捨てなくちゃいけない。このことを窒素平衡という。
食べ過ぎると太っていくのに、食べ過ぎて筋肉バキバキにならないのはこういう理由だ。なんだかなぁ、って感じだよなぁ、もし窒素を蓄えることが出来たら、誰もがみな理想体なれるのにな。

シママ？

（あちゃ～。からかい過ぎちまったなぁ・・・。
オルニチン回路と鳥はなぜオシッコをしないのか？という面白い話をしようと思ったが、また今度だな。）