呼吸で肺に取り込まれた酸素は、細胞でどのようなプロセスに使われるのか？

細胞呼吸の概要

人が呼吸すると、肺は酸素を取り込みます。この酸素は細胞内で「細胞呼吸」と呼ばれる代謝反応に利用され、栄養素から得た化学エネルギーをアデノシン三リン酸（ATP）に変換し、最終的に老廃物を排出します。ATPは細胞の主要なエネルギー通貨であり、すべての生物の生存に不可欠です。

酸素の役割：電子伝達系と酸化的リン酸化

細胞呼吸の過程で、酸素はミトコンドリア内膜にある電子伝達系の最終電子受容体として機能します。電子が一連のタンパク質複合体を通過すると、そのエネルギーで膜を横切ってプロトンがポンプされ、プロトン勾配が形成されます。この勾配がATP合成酵素を駆動し、酸化的リン酸化により大量のATPが生成されます。

細胞呼吸の総合化学式

以下の式で表されます。

C₆H₁₂O₆（ブドウ糖）＋ 6O₂（酸素） → 6CO₂（二酸化炭素）＋ 6H₂O（水）＋ エネルギー（ATP）

他の栄養素も利用可能

炭水化物だけでなく、脂質やタンパク質も分解されてエネルギー源となりますが、酸素を使ってATPを生成する基本的なプロセスは同じです。