小林聡美
名前：小林 聡美（こばやし さとみ） ニックネーム：さと・さとみん 年齢：25歳 性別：女性 職業：季節・暮らし系ブログを運営するブロガー／たまにライター業も受注 居住地：東京都杉並区・阿佐ヶ谷の1Kアパート（築15年・駅徒歩7分） 出身地：長野県松本市（自然と山に囲まれた町で育つ） 身長：158cm 血液型：A型 誕生日：1999年5月12日 趣味： ・カフェで執筆＆読書（特にエッセイと季節の暮らし本） ・季節の写真を撮ること（桜・紅葉・初雪など） ・和菓子＆お茶めぐり ・街歩きと神社巡り ・レトロ雑貨収集 ・Netflixで癒し系ドラマ鑑賞 性格：落ち着いていると言われるが、心の中は好奇心旺盛。丁寧でコツコツ型、感性豊か。慎重派だけどやると決めたことはとことん追求するタイプ。ちょっと天然で方向音痴。ひとり時間が好きだが、人の話を聞くのも得意。 1日のタイムスケジュール（平日）： 時間 行動 6:30 起床。白湯を飲んでストレッチ、ベランダから天気をチェック 7:00 朝ごはん兼SNSチェック（Instagram・Xに季節の写真を投稿することも） 8:00 自宅のデスクでブログ作成・リサーチ開始 10:30 近所のカフェに移動して作業（記事執筆・写真整理） 12:30 昼食。カフェかコンビニおにぎり＋味噌汁 13:00 午後の執筆タイム。主に記事の構成づくりや装飾、アイキャッチ作成など 16:00 夕方の散歩・写真撮影（神社や商店街。季節の風景探し） 17:30 帰宅して軽めの家事（洗濯・夕飯準備） 18:30 晩ごはん＆YouTube or Netflixでリラックス 20:00 投稿記事の最終チェック・予約投稿設定 21:30 読書や日記タイム（今日の出来事や感じたことをメモ） 23:00 就寝前のストレッチ＆アロマ。23:30に就寝
はじめに：クエン酸回路と解糖系の違いを知ろう
私たちの体は毎日、食べ物をエネルギーに変える大きな仕組みを動かしています。その中で代表的なのが解糖系とクエン酸回路（別名「クレブス回路」または「トリカルボン酸回路」）です。
この2つは同じ目標——細胞が使えるエネルギーを取り出す——を持っていますが、やり方や場所が違います。
本記事では、解糖系とクエン酸回路の違いを、中学生にも分かる自然な日本語で、できるだけ身近な比喩を使いながら解説します。
また、実際の反応の流れをイメージできるように、図解に近い表現や表も紹介します。
重要な点は「どこで起こるのか」「何を作るのか」「どれくらいのエネルギーを作るのか」の3つです。
この3点を押さえれば、解糖系とクエン酸回路の“違いの絵”が頭の中に描けるようになります。
さあ、一緒に体の中のエネルギー工場をのぞいてみましょう。
解糖系は糖（グルコース）を分解して、ピルビン酸という小さな分子まで分解します。
その過程で少しのエネルギーが取り出され、ATPという“体の通貨”が作られます。
一方、クエン酸回路はピルビン酸が取り込まれた後に進む、もう一段階のエネルギー取り出し路です。
ここでは糖を直接分解するのではなく、ピルビン酸からさらに分解を進め、NADHやFADH2といった高エネルギー分子を作って、それを電子伝達系へ渡します。
この電子伝達系で最も強力なエネルギーが生まれ、実質的なエネルギーの大半を作り出します。
このように、解糖系とクエン酸回路は“最初の分解”と“より深いエネルギー取り出し”という流れで、協力して働くのです。
以下の説明を読み進めると、なぜこの2つが別々の道として存在するのかが分かります。
なお、酸素の有無や細胞の場所によっては解糖系だけで完結する場面もありますが、通常の細胞呼吸ではこの2つが連携して機能します。
この連携を理解することが、生物のエネルギーを理解する第一歩になります。
それでは次に、基本的な違いをもう少し具体的に見ていきましょう。
1. 基本の違いをざっくり解説
最も大きな違いは、「場所・入口・役割」です。
解糖系は細胞質という細胞の“液体の部分”で、グルコースが段階的に分解されてピルビン酸になります。ここではATPが少しだけ作られるのが特徴です。
一方、クエン酸回路は細胞のミトコンドリアという“発電所”の中で、ピルビン酸をさらに分解して、NADHやFADH2という高エネルギー分子を大量に作ります。ここでのエネルギー産出は強力で、後ろの電子伝達系が一気に走るための原動力になります。
まとめると、解糖系は“入口の道”であり、エネルギーの手がかりを少しだけ取り出す段階、クエン酸回路は“余剰エネルギーの抽出路”であり、高エネルギー分子を大量に作って電子伝達系へ渡す役割を担います。
この2つが協力することで、私たちの細胞は安定してエネルギーを作り出せるのです。
さらに、解糖系には酸素がなくても動く場合があるという特徴がありますが、クエン酸回路と電子伝達系の多くは酸素が必要です。
そのため、酸素が不足すると解糖系だけが動き、ピルビン酸は他の形（乳酸など）に変わって再利用される仕組みが生まれます。
この点も、解糖系とクエン酸回路の違いを理解する手掛かりになります。
2. 起こる場所とその意味
解糖系は細胞質で起こります。
細胞質は細胞の内側全体を満たす液体で、ここで糖が段階的に分解され、ピルビン酸が生まれます。
この段階の利点は、酸素が少ない状況でも進行できることです。酸素が無くても少量のATPを作ることができ、運動の初期段階など短時間の需要には適しています。
ただし、解糖系の最終的なエネルギー源はATPの総量としては多くはなく、次の段階へと進む必要があります。
クエン酸回路はミトコンドリアのマトリックスと呼ばれる内部空間で起こります。
ここではピルビン酸がアセチルCoAとして取り込まれ、酸化的脱炭酸などの反応を経て、NADHやFADH2を大量に作ります。
この過程は酸素がある条件で最も効率的に進むため、“細胞呼吸”と呼ばれる全体のエネルギー生産の中核です。
つまり、解糖系は“最初の出口”で、クエン酸回路は“最終段階の高効率の出口”と言えるでしょう。
このように、場所の違いは、反応の性質やエネルギー産出の効率に直接影響します。
場所が変われば、必要な補酵素や関与する分子も変わり、結果として私たちの体が受け取るエネルギーの量が変わるのです。
3. エネルギーの流れと効率
解糖系ではグルコース1分子からNET 2 ATPと2 NADHが得られます。
このNADHは後の段階で電子伝達系を通じて更に多くのATPへと変換されますが、解糖系自体の直接のATP収支は限られています。
ピルビン酸が酸化的脱炭酸を経てクエン酸回路へ入ると、1回のサイクルでATP量としては約1〜2 ATP分、NADHが3分子、FADH2が1分子程度が得られます（1分子のグルコース当たりの回路回数により総量は変わります）。
ここで作られたNADHとFADH2が電子伝達系へ渡され、酸素を受けて水を作りながら大量のATPを作り出します。
結果として、解糖系＋クエン酸回路＋電子伝達系の組み合わせでは、1分子のグルコースからおおよそ30〜32 ATP程度が生み出されます。ただし、この数値は細胞やシャトル機構（NADHの細胞質とミトコンドリア間の運搬経路）によって変わるため、厳密な値は状況で異なります。
授業でよく使われる数値の目安は「解糖系が作る少しのATPとNADHを電子伝達系が大量のATPへとつなぐ」というイメージです。
この“効率の良さ”の秘密は、NADHとFADH2が電子伝達系でエネルギーを一気に放出してATPを作る点にあります。
一方、解糖系だけで完結する状況は酸素不足のときに起き、ATPの総量は少なくなります。
つまり、酸素があるときは解糖系とクエン酸回路が協力して、酸素がないときは解糖系が主役として働く、という“協調体制”が私たちの体を支えているのです。
4. すこし踏み込んだ話：酸化還元と酸素の役割
解糖系の途中や終末で作られたNADHは、酸化還元反応の結果としてNAD＋へ戻る必要があります。
このNADHは電子伝達系へ渡され、最終的には酸素と結びついて水を作ることで、再びNAD＋を再利用できるようになります。
ここで重要なのは酸素の存在が電子伝達系の効率を決める点です。酸素がないと、電子伝達系は行き詰まり、NADHは再生されず、解糖系の回路も停滞します。その結果、ATPの生成が大幅に減ってしまいます。
この仕組みを理解することで、運動中の体の疲れ方や高地でのエネルギー産生の違い、さらには酸素の重要性まで見えるようになります。
また、解糖系とクエン酸回路の間には「ピルビン酸の入口・出入口」を調整する酵素があり、それらの働きが体の代謝速度を変える大きな要因になることも覚えておくと良いです。
5. 表による比較と図解のヒント
以下の表は、解糖系とクエン酸回路の基本的な違いを一目で把握できるように作成しました。
表の各項目は、どの反応が主体か、どこで起こるか、何を作るか、エネルギーの出どころはどこか、を整理しています。
表を眺めることで、授業ノートや参考書を読むときの“頭の整理”が楽になります。
この先にあるサマリーを読む前に、まずは以下の表を見て違いのポイントを押さえましょう。
なお、実際のATP値は細胞の種類や条件で変わるため、ここでは代表例としての目安を載せています。
6. まとめ
要するに、解糖系とクエン酸回路は、エネルギーを取り出すための2つの段階であり、互いに補完し合う関係にあります。
解糖系はグルコースを分解してピルビン酸を作り出し、酸素が豊富な環境ではこのピルビン酸がクエン酸回路へ渡されてさらにエネルギーを取り出します。
酸素が不足すると解糖系だけでエネルギーを賄おうとしますが、総エネルギーは少なくなります。
この違いを理解すると、生物がどうやって長時間にわたり安定してエネルギーを作り出しているのか、また運動時や病気のときにどう体の反応が変わるのかが、より詳しく見えてきます。
科学の授業だけでなく、スポーツや健康の話題にもつながる大切な知識です。
7. 補足の図解ヒント
もし図解を作るなら、解糖系を左から右へ流れる矢印で表し、ピルビン酸がクエン酸回路へ入る入り口をつなぐ点を強調すると分かりやすくなります。
矢印の太さをATPの量に合わせて変えると、エネルギーの多さが視覚的にも理解できます。
また、糖を摂取してから体がどのようにエネルギーへ変換していくのかを、日常生活の食事と結びつけて説明すると、より身近に感じられるでしょう。
ある日の教室で、中学生の生徒がこう質問しました。「先生、解糖系とクエン酸回路って、どっちが大事なの？」私は答えました。「どちらも欠かせない“エネルギーの両輪”だよ。解糖系がグルコースを小さな部品に分解して初動を作り、クエン酸回路がその部品を使って大きなエネルギーを引き出す。酸素があるときはこの2つが協力して、まるで太い水路と細い水路が合流して大河をつくるみたいに働くんだ。酸素が少ないときは、解糖系だけで小さなエネルギーを作ることになる。身近な例で言えば、長い走りをする前の短いダッシュと、最後の全力疾走を分担しているようなものだね。」
科学の人気記事
