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ミトコンドリアの世界

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ミトコンドリアワールド

 

 ようこそ、ミトコンドリアの世界へ。

 この頃よく「ミトコンドリア」という言葉を聞きますよね。先日素晴らしい本に巡り合いました。それは、「ニュートン」、ミトコンドリアの特集です。その内容をご紹介します。どうぞ楽しんでください。

今注目のミトコンドリア。エネルギー生産工場
私たちの体とミトコンドリア。運動
私たちの体とミトコンドリア。老化・がん
私たちの体とミトコンドリア。寿命 
 

太さ0.001ミリのスーパーマシンが、私たちの健康を支配する

 私たちの体は、約60兆個の細胞でできている。そのほぼすべての細胞の中にミトコンドリアが存在する。ミトコンドリアは一つの細胞あたり数百から数千個もある、太さ0.001ミリメートルの極小の器官である。
 細胞内の小さな器官のひとつだが、ミトコンドリアは私たちが生きるために非常に重要な器官だ。まず、私たちが活動するためのエネルギーのほとんどはミトコンドレアがつくりだしている。ミトコンドリアは、細胞内の“エネルギー再生工場”なのだ。
 そして近年、研究手法の発達によって、ミトコンドリアの新たな一面が明らかになってきた。実はミトコンドリアは、老化やがん、生活習慣病、アルツハイマー病といったさまざまな病気の原因となることもあるらしい。

体重の1割を占める、細胞内の“エネルギー生産工場”  

私たちが走るとき、考えるとき、さらには心臓が動くときに、体内の細胞はエネルギーを消費する。その大部分のエネルギーをつくりだす“生産工場”の役割をもつのが、ミトコンドリアだ。 私たちの体は60兆個の細胞でつくられている。細胞の中には、遺伝情報を持つ「核」や、特定の機能をもつ構造「細胞内器官(細胞小器官)が存在している。その細胞内器官のなかで、私たちの健康を支配する、最も重要な器官がミトコンドリアである。
 ミトコンドリアは60兆個のすべての細胞の一つ一つに、存在している。ミトコンドリアの総量は、体重の1割にもなるという。つまり、体重60キログラムの人は、6キログラムものミトコンドリアをもっている。


 
融合したり、分裂したり。ダイナミックに動く

 ミトコンドリアはいったいどのような形をしているのだろう。ミトコンドリアの名前は、ギリシャ語で糸を意味する「ミト」と、粒子を意味する「コンドリア」に由来する。実際のミトコンドリアは直径1マイクロメートル(0.001ミリ)以下の糸状や粒状だ。ミトコンドリアは細胞の中で頻繁に融合したり、分裂したりをくりかえしながら、ダイナミックに動いているのである。

 しかも最新の研究によると、ミトコンドリアどうしで物質のやりとりをしながら、強調してはたらいているらしい。ミトコンドリアは、まるで細胞内でくらす別の生き物のようなのだ。

 細胞あたり数百から数千個。臓器によってちがう

 ミトコンドリアの数はヒトの場合、1細胞あたり100個から3000個ほどとされる。エネルギーを必要とする細胞ほどミトコンドリアの数が多く、ヒトでは心筋細胞(心臓の筋細胞)や脚などの骨格筋細胞、神経細胞などで数が多い。

 ■縦横無尽に張りめぐらされたミトコンドリア

 ミトコンドリアは、細胞の中で最も体積を占める細胞内器官だ。例えば肝細胞ではミトコンドリアが占める体積は細胞全体の22%にもなる。細胞内に張りめぐらされたミトコンドリアのネットワーク構造を通じて、細胞内全体にくまなくエネルギーが供給されている。


 独自のDNA、約5万倍に拡大して内部をみてみよう

 ミトコンドリアの断面を拡大すると、二枚の膜が見えてくる。「外膜」と「内膜」だ。
内幕には、ミトコンドリアの遺伝情報を伝えるDNA(デオキシリボ核酸)が結合している。私たちのもつ遺伝情報のほとんどは細胞の核に存在している。しかし、ミトコンドリアはそれとは別の独自のDNAをもっているのだ。ミトコンドリアDNAの数は1細胞あたり数千個(数千コピー)にもおよぶ。

 ミトコンドリアの起源は細菌だった!
 
 この2枚の膜と独自のDNAをもつというミトコンドリアの特徴から、多くの研究者は「ミトコンドリアは太古の昔、別の生き物だった」と考えている。

 20~15億年前の地球には、酸素と糖を使ってエネルギーをつくる細菌(Aとする)がいた。あるとき、別の細胞(Bとする)が細胞Aを飲み込んでしまった。のみこまれた細菌Aは細菌Bにエネルギーをあたえるかわりに、細菌Bから安全な場所とエネルギーの生産に必要な糖を提供してもらい、生きのびた。こうして細菌Bが進化して生まれたのが、ヒトを含む「真核生物(核をもつ生物)だ。その中にすみついた細菌Aこそが、現在のミトコンドリアである。



 
 侵入してきた生き物に健康を支配されている

 真核細胞は、ミトコンドリアというエネルギー生産工場を手に入れたことで、その後、複雑な生命へと飛躍的に変化をとげることができた。しかし、進化が進むにつれ、ミトコンドリアは、侵入した宿主の健康の鍵をもにぎるようになってしまったのだ。

進化の歴史
 
 20~25億年前、エネルギーを生み出す細菌Aを別の細菌Bがのみこんだ。その内部にすみついた細菌Aが、現在のミトコンドリアである。細菌AのDNAがミトコンドリアDNAのもととなった。細菌B由来の膜が現在のミトコンドリアの外膜、細菌A由来の膜が現在の内膜である。


■ ミトコンドリアの構造
 ミトコンドリアは内膜と外膜をもつ。内膜はおりたたまれた構造をしていて、表面積が広い。内膜には、エネルギーをつくるためのタンパク質が多数埋め込まれた、エネルギー生産の現場だ。表面積をふやすことでより多くのエネルギーを生産できるようになっている。内膜の内側にはDNAが結合している。



























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