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ミトコンドリアの力!ATPの産生と妊娠力のアップについて

ミトコンドリアについてもっと知りたい
最近、妊活においてクローズアップされてきているのが、生物の細胞内にある小体「ミトコンドリア」です。

ミドリムシと混同している人がいる一方で、ミトコンドリアの活力低下が健康悪化だけでなく、妊娠の障害になっている可能性があることが徐々に分かってきており、妊活サプリの中にもミトコンドリアの活性化を狙っている商品が出てきています。

そもそもミトコンドリアとはどのようなものなのか、どのような働きを持っているのか、精子や卵子とはどのような関係があるのか、ミトコンドリアを活性化させるためには何が効果的なのかなどについて、説明していきましょう。
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ミトコンドリアとは何か

ミトコンドリア
ミトコンドリアとは、動物や植物の細胞内にある小体です。

1つの細胞の中に平均300~400個が存在しており、脳や筋肉などミトコンドリアの多い細胞だと数千個が存在しているといわれています。

体重のうち1割は、このミトコンドリアが占めているともいわれています。

サイズは0.5μmと極めて小さいですが、実はミトコンドリアがなければ生命活動を維持することができなくなるほど重要な器官なのです。

私たちは体を動かすときにも、頭を動かすときにも、常にエネルギーを消費しています。

熟睡しているときですら、生命維持のために最低限のエネルギー(これを基礎代謝といいます)を消費しているのです。

このエネルギーを生成している器官こそがミトコンドリアで、内部にはエネルギー生成に必要な酵素などが存在しています。

もし
ミトコンドリアが機能していなければ、エネルギーの生成そのものができなくなるのですから、心臓をはじめとする内臓を動かすなど、生命を維持することができなくなってしまいます。

わずか0.5μmの小さな器官でありながら、極めて重要な役割を持っているというわけです。

人間のDNAとの関わり

染色体
ミトコンドリアは細胞内で分裂したり、融合したりを繰り返していることが分かっています。このうち分裂には、ミトコンドリア内部のDNA(デオキシリボ核酸)が関係しています。

人間の細胞核内にある遺伝子の原料は、DNAです。

ミトコンドリアの内部にも、遺伝子のようなものがあると考えていいでしょう。

このように書くと、細胞内にミトコンドリアという別の生物が存在しているかのように思えてきますが、実際はそうではありません。

ミトコンドリアの複製に必要なタンパク質などの情報は、細胞核内の遺伝子にも含まれているため、ミトコンドリアは細胞膜の外で活動することはできないのです。

ただ、細胞そのものが活動を維持するためにはエネルギーが必要なので、ミトコンドリアの存在は欠かせないのです。

細胞とミトコンドリアは双方にとってなくてはならない存在だというわけです。

ミトコンドリアの働きを知る

ミトコンドリアの主な働き
上述のように、ミトコンドリアはエネルギー生成に関係しています。

私たちが食事によって取り入れた糖質などを、呼吸によって取り入れた酸素を使ってエネルギーに変えていくことが、ミトコンドリア内で行われているというわけです。

では、ミトコンドリアは具体的にどのような形で、エネルギーを生成しているのでしょうか。

エネルギーの源「ATP」を生み出す

ATPを産み出す
ATP(アデノシン3リン酸)は、体内で生成されたエネルギーを蓄えておく物質です。

ミトコンドリアで生成されたエネルギーもこのATP内に蓄えられているというわけで、ミトコンドリアは「ATPを生成する器官」だと言っていいでしょう。

実はブドウ糖からエネルギーを生成することは、ミトコンドリアの働きがなくても可能にはなっています。

ブドウ糖を2つの乳酸に分解することでエネルギーを得るわけですが、その場合、1つのブドウ糖分子から2つのATPしか生成することができません。

これに対して、ミトコンドリア内で行われている、酸素を使ってブドウ糖を分解していくタイプのエネルギー生成法だと、ブドウ糖1分子から48個ものATPを生成することができるのです。

酸素を使わない場合の19倍のエネルギーを、同じ量のブドウ糖から生成することができるわけです。

どちらのエネルギー効率が良いかは言うまでもないでしょう。

このため、激しい運動などで急に大きなエネルギーが必要とならない限り、エネルギー生成はミトコンドリアによって行われているのです。

その他、カルシウムを貯蔵など

ミトコンドリアの働きは、エネルギー生成にとどまりません。内部にカルシウムイオンを貯蔵する働きなども持っているのです。

カルシウムといえば、骨や歯の原料ということばかりが強調されがちですが、実際には筋肉を動かしたり、神経の伝達をスムーズにしたりするなど、さまざまな役割を持っているのです。

このため、細胞膜内のカルシウムイオンの濃度は、ほぼ一定に保たれています。

このカルシウムイオンの濃度を保つ働きに関係しているのが、ミトコンドリアのカルシウムイオン貯蔵です。

ミトコンドリアが細胞膜内のカルシウムイオン濃度が上がりすぎていると判断すると、内部に取り込んで細胞膜内の濃度を下げます。

逆にカルシウムイオン濃度が低いと判断すると、ミトコンドリア内部に貯蔵しているカルシウムイオンを放出し、濃度を調整しているというわけです。

こちらも神経の伝達速度にかかわっており、生命維持には欠かせない働きだと言えそうです。

ミトコンドリアが産み出す「ATP」とは

細胞
上で「エネルギーを貯めておく働きを持つ物質」と説明されているATPですが、具体的にどのような物質なのかということについては知らない人も多いでしょう。

ATPそのものの詳細についても、説明していきます。

「アデノシン」+「リン酸」×3

ATPは正式名称からも分かるように、アデノシンという物質に3つのリン酸イオンが結合しています。

アデノシンはDNA生成に必要となるアデニンという塩基と、リボースという糖の一種からなっています。

日本皮膚科学会が2017年に改定した脱毛症診療ガイドラインでは、アデノシンの頭部への塗布がAGA(男性型脱毛症)に一定の効果があるとされており、注目を集めています。

リン酸は化学肥料や洗剤、コーラの酸味料などに使用されているなど、日常生活でもなじみ深い成分です。

このリン酸イオンがアデノシンに3つ結合することで、エネルギー貯蓄物質となるのです。

「ATP」の働きについて

では、ATPがどういうふうにしてエネルギーを貯蓄しているのかについても説明しましょう。

体内にはATPのほか、ADP(アデノシン2リン酸)という物質も存在しています。

上述のアデノシンにリン酸イオンが2つ結合しているものです。

エネルギーの貯蓄と解放は、ATPとADPの2つが関係しています。

合成や分解などの化学反応が行われる際には、熱エネルギーの供給や放出が必要となります。

例えば、炭素が酸素と結合して二酸化炭素になる際には、燃焼によって大きな熱を放出します。

小売店で販売されている使い捨てカイロも、鉄の酸化という化学反応による熱の放出を利用しているものです。

ATPとADPとの関係もこれと同じで、ADPからATPになる際にはエネルギーを吸収し、ATPからADPになる際にはエネルギーを放出します。

ミトコンドリアでエネルギーが生成されると、このエネルギーによってADPにリン酸イオンが1つ結合し、ATPになるのです。

これがエネルギーの貯蓄です。

運動などでこのエネルギーを使う際には、ATPからリン酸イオンを1つ切り離し、ADPにすることが行われるという仕組みになっているのです。

別名「生体エネルギーの通貨」

このATPは「生体エネルギーの通貨」という別名を持っています。ATPとお金には似たような部分があることが、この別名の由来です。

ミトコンドリアでエネルギーが生成されても、すべてがすぐに使われるというわけではありません。

食事をした直後にランニングなどの有酸素運動をしても、ちょっときついですよね。

食事後は一定時間、休憩をしている人の方が多いでしょう。

この場合、ミトコンドリアでエネルギーが生成されても、すぐに使うことはできませんので、ATPを合成して貯めていくことになります。

逆に、お腹がすいているからといって、心臓や肺の動きをストップさせるわけにはいきません。

そんなことをすれば、死んでしまいますしね。

心臓や肺などを動かすためにもエネルギーが必要となりますが、このときにATPをADPとリン酸に分解し、発生するエネルギーを利用しているのです。

こうして見ると、ATPが内部にエネルギーを貯めておくことは、お金を銀行などに貯めておくことに似ていますよね。

給料をもらっても、すぐに全部使ってしまう人はほとんどいないでしょう。

振り込まれた口座に貯めておくのが一般的ですよね。

これと似たようなことを、体内のエネルギーで行っているのがATPというわけで「生体エネルギーの通貨」という別名の由来のひとつだと言えそうです。

また、体内のエネルギーのやり取りは、基本的にATPによって行われています。

さまざまなものをやり取りするために、物々交換よりもお金が使われることがほとんどであることにも似ていますよね。

これも「生体エネルギーの通貨」の別名の由来だと言えます。

ミトコンドリア異常が生み出す病気

ここまで述べてきたように、ミトコンドリアの機能は生命維持には欠かせないものだと言っても過言ではありません。

何らかの原因でミトコンドリアに異常が起きることで、ミトコンドリア病と呼ばれる病気につながることがあります。

ミトコンドリア病の病型としては慢性進行性外眼筋麻痺症候群(CPEO)、赤色ぼろ線維・ミオクローヌスてんかん症候群(MERRF)、ミトコンドリア脳筋症・乳酸アシドーシス・脳卒中様症候群(MELAS)の3つがあります。

MERRFとMELASには遺伝が関係しています。

上述のミトコンドリアDNAの異常が原因となっているケースが多いとされており、現時点では根治法のない難病のひとつだとされています。

主な症状としては脳の発達遅延や心筋肥大、視力低下、糖尿病などが知られています。

年齢とともに減少する

こうした疾患以外にも、ミトコンドリアの問題が病気につながってしまうことがあります。

具体的にはミトコンドリアの働きが低下することが、老年病や癌に関係しているとされています。

これは、加齢によってミトコンドリアの活力が失われてしまうことが関係しています。

まず知っておいてほしいのは、細胞内のミトコンドリアの数は、加齢とともに減少していくということです。

年を取ると体力が低下してしまうのは、ミトコンドリアの減少によってエネルギー生成量が減り、体を動かすエネルギーが足りなくなってしまうためだと言えます。

ミトコンドリアの活力も加齢とともに失われていく傾向がありますが、これは体内の活性酸素という物質が関係しています。

加齢に関係している物質として注目を集めていますが、ミトコンドリアの活性の低下にも関係しているのです。

活性酸素はさまざまなものを酸化させる働きを持っていますが、ミトコンドリアも例外ではありません。

ミトコンドリアが活性酸素によって酸化すると、活力が低下してしまうのです。

これによってエネルギーの生成量が低下し、体を動かすのが億劫になるのが疲労のメカニズムなのです。

以前は乳酸が疲労の原因とされていましたが、精神面からくる疲労の原因に当てはまらないという問題点がありました。

精神面のストレスは活性酸素発生の原因のひとつでもあるため、活性酸素原因説ならば精神性疲労の説明がつくわけです。

このため、疲労の原因は活性酸素の働きによるものという説が有力になっており、乳酸原因説は否定されつつあります。

ややこしいことに、活性酸素によって活力が低下したミトコンドリアからは、活性酸素が多く生成されてしまうのです。

活性酸素によって機能低下したミトコンドリアが、他のミトコンドリアにも悪影響を与えているというわけで、これも老化につながる可能性があります。

ミトコンドリアと不妊の関係

このミトコンドリア、実は不妊にも大きく関係しているのです。

卵子や精子の中にもミトコンドリアが存在しており、妊娠に必要なエネルギーを生み出しています。

老化によって卵子や精子内のミトコンドリアの数が少なくなると、妊娠が難しくなってしまうのです。

卵子の中のミトコンドリアの働き

良い卵子の状態
女性は一般的に35歳を超えると妊娠が難しくなるとされていますが、原因のひとつは卵子の質が低下してしまうことです。

卵子の質が低下していると、受精しても細胞分裂が途中でストップしてしまうことが起きやすくなり、妊娠につながる可能性が下がるのです。

実際、35歳で不妊治療を行った人のうち、実際に子供が生まれた人は2割足らずです。

40歳になると、1割にも満たなくなってしまうのです。

上述のように、細胞内のミトコンドリアの数は年齢とともに減少していきますが。これは卵子も例外ではありません。

年齢が高くなるにつれて、卵子内のミトコンドリアの数も減少していきます。

このミトコンドリアの数が少ない卵子こそが「質の悪い卵子」と言われています

なぜミトコンドリアの減少が卵子の質の低下につながってしまうのかについては、現時点では分かっていない部分も多いです。

ただ、受精卵が分裂して赤ちゃんになっていく過程で、エネルギーが必要になってくることは間違いありません。

ミトコンドリアの数が少ないと、このエネルギーの生成量が少なくなってしまい、これが細胞分裂の途中停止につながっている可能性があります。

付け加えると、ミトコンドリアの活力低下によるエネルギー生成量の減少は、体温の低下につながる可能性もあります。

卵子にとっての環境を整える意味でも、ミトコンドリアの活性化によってエネルギー生成量を増やすことは重要なのです。

精子の中のミトコンドリアの働き

弱っている精子
生殖細胞内のミトコンドリアは、卵子だけに存在しているわけではありません。

精子の中にもミトコンドリアが存在しており、加齢によって数が減少していくことは卵子と同じです。

そして、ミトコンドリアの数が少ないと精子の質の低下につながることも、卵子と同じなのです。

そもそも膣内に放出された精子は、自分の力で動いて子宮内に入り、卵子と結合して受精卵になる仕組みなのです。

精子の運動率が低いと子宮内に到達する精子が少なくなり、妊娠しにくくなります。

精子が動くためのエネルギーも、ミトコンドリアによって生成されているのです。

老化に伴って精子内のミトコンドリアの数が減ることで、生成されるエネルギーが減少し、精子の運動率低下につながる可能性があることは想像に難くありません。
結果として妊娠しにくくなるというわけです。

つまり、女性にとっても男性にとっても、ミトコンドリアの活性化は大きな意味を持つというわけです。

妊活を成功させるためには、ミトコンドリアの活性化も欠かせない要素のひとつと言えるかもしれません

ミトコンドリアを活性化させる方法

ミトコンドリアのエネルギー産生
このように、ミトコンドリアの数が少なかったり、活力が低かったりすると、妊活にとってマイナスとなる可能性が高いのです。

妊活を成功させるためには、ミトコンドリアを多くするか、活性化させる必要があるということになりますが、そのためにはどのような方法が効果的なのでしょうか。

有酸素運動

ミトコンドリアが活発に活動する必要があるのは、エネルギーの消費量が多くなるときです。

エネルギーの消費量が多くなるような状況を積極的に作りだし、ミトコンドリアの活動が活発にならざるを得ない状況にすることで、ミトコンドリアの活性化や、分裂による増加が期待できるのです。

おすすめは、ウオーキングやジョギングなど、比較的体への負担が小さい有酸素運動を行うことです。

エネルギーの生成に酸素を使用するタイプの運動であるため、ミトコンドリアがフル回転してくれます。

これによってミトコンドリアが必死に働かざるを得ない状況を作り出すことができるのです。

有酸素運動は、ミトコンドリアの機能低下の原因となる活性酸素の減少につながる可能性もあります。

活性酸素が発生する要因のひとつであるストレスを解消させる効果があるためで、ミトコンドリアのケアにもつながる可能性があるというわけです。

ちなみに筋肉トレーニングをはじめとする激しい運動は、ブドウ糖を乳酸に分解することでエネルギーを生成する必要があるため、無酸素運動と呼ばれています。

無酸素運動にはミトコンドリアが関係しておらず、ミトコンドリアの活性化につながる可能性は低いので、運動の種類には注意が必要になります。

ストレッチ

有酸素運動をする場合でも、いきなり体を動かすと思うようにエネルギーが消費されません。

前もって運動中のエネルギー代謝をアップさせることで、より多くのエネルギーが消費され、ミトコンドリアの活性化につながる可能性が出てくるのです。

そのためには、ストレッチが有効になってきます。

これは、運動前に筋肉を温めておくことで、ミトコンドリアの働きが良くなり、代謝アップにつながってくれるためです。

ストレッチを行うことによってミトコンドリアがフル回転している時間を増やすことができれば、活性化につながる可能性もより高くなってくれるというわけです。

空腹や寒さを感じる

ミトコンドリアは、空腹を感じることでも活性化し、数が増えていくことが分かっています。

これは「サーチュイン遺伝子」という、長寿に関係している遺伝子がかかわっているためと考えられています。

逆に間食を頻繁に行うなど、空腹を感じる時間を減らすことは、ミトコンドリアの活力低下につながります。

寒さを感じることも、ミトコンドリアの活性化に役立つとされています。

体が寒いと感じることで、体温維持のためにエネルギーの生成量が増え、ミトコンドリアが活発に働かざるを得ない環境を作り出すことができるためです。

マウスにより実験では、12度の水に10分間にわたって浸かっていると、ミトコンドリアの数が増えることが確認されています。

人間でも、同じようなことが期待できるというわけです。

サプリメントの使用

ミトコンドリアの活性化をより効果的に行いたいと考えているのならば、ミトコンドリア活性化成分が含まれているサプリメントを摂取してみてはいかがでしょうか。

上述のように、ミトコンドリアは卵子や精子の質にかかわっているためで、ミトコンドリア活性化によって妊娠しやすくなる可能性があるためです。

最近では妊活を意識しているサプリも販売されているため、試してみる価値はありそうです。

妊活を最も意識しているのが「ベビウェル」です。

ミトコンドリア活性化効果があるとされているオリーブ葉抽出成分やオリゴ乳酸LACだけではなく、妊活には欠かせない葉酸や、血行促進効果が期待できるマカなども含まれているのです。特に葉酸は、厚生労働省が妊娠初期に必要だとしている1日当たり400μgが含まれているため、妊活向きだと言っていいでしょう。

オリーブ葉抽出成分は「ミトコア」にも含まれています。

こちらはAmazonでも取り扱っているため、入手が楽だというメリットがあります。

他のサプリだと「ミトコプラス」はコエンザイムQ10、ミトコリンはブラックジンジャーとマンゴージンジャーのエキスという、違ったミトコンドリア活性化成分が含まれています。どちらがより効果的か、興味があるところです。

ただ、上述の「ミトコア」と「ミトコリン」は葉酸が含まれておらず、妊活に使用する場合は葉酸を別途購入する必要がありますので、留意しておいてください。

運動やストレッチなどによって体の方を整えたうえで、ミトコンドリア活性化サプリを摂取すれば、卵子や精子の質がアップし、妊活にプラスになることが期待できそうです。ミトコンドリア効果によって、妊活がうまくいくことを祈っています。

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こちらの記事の執筆者

監修者:阿部純治柔道整復師免許執筆者:阿部純治

プロフィール:
柔道整復師
株式会社May-Plus 代表取締役

塚原整形外科、大手整骨院グループの株式会社クラシオンの勤務経て、平成23年日の出整骨院を開業。
翌年、足立区にファミリア整骨院を開院。

現在
社内のスタッフ教育や社内の労働環境の改善化を中心に、その他、ホームページ制作の監修者や健康情報サイトの運営など多岐に渡って執筆活動中。

こちらの記事は専門家による監修を行なっています

河井恵美監修者:河井恵美

プロフィール:
助産師・看護師・保育士
看護師・助産師の免許取得後、大学病院、市民病院、個人病院等に勤務。看護師教育や思春期教育にも関わっていました。

助産師の仕事が大好きで、25年以上この仕事をしています。

青年海外協力隊でコートジボアールとブルキナファソに赴任した後、国際保健を学ぶために大学院に進学・修了。2008年から夫の仕事の関係で、シンガポールに移住。

2人の子どもを育てつつ、現地の産婦人科に勤務し、日本人の妊産婦さん方に関わっています。インターネットでエミリオット助産院を開設しています。

エミリオット助産院についてはこちら
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