我们之所以要摄取食物、呼吸氧气,就是要把食物里面的能量,转换到我们全身的细胞,让细胞正常工作,而细胞里面把葡萄糖、脂肪酸、氨基酸变成ATP的地方,就叫作粒线体。
大家有没有想过,动植物为何会生长,海水拍打礁石为何会激起浪花,电为何会流动,东西为何往下掉,水蒸气为何往上升,照到阳光时为何会觉得温暖?当然,学过物理的人会说,那是因为动能、电能、位能、光能、热能⋯⋯,但这个“能”是什么?在这一章将告诉大家身体的“能量”从何而来,事实上,这个能量之间也是可以互相转换的喔!
以走路为例,你走路是因为双脚的肌肉收缩,而肌肉收缩是因为肌纤维变短,肌纤维变短是因为里面的两种蛋白“肌动蛋白”(actin)和“肌凝蛋白”(myocin)滑动,这个滑动的动作需要能量,而之所以有能量,就是因为ATP(三磷酸腺苷)分子拿出磷酸。ATP有三个磷酸,拿出一个磷酸时,能量就可以释放出来,去滑动那两个蛋白。磷酸从ATP解离出来时,释放出来的能量,转移到肌纤维,就好像风力发电一样,让风的能量转换成电。
粒线体可制造出全身所需能量
换句话说,粒线体这个胞器就是细胞的能量工厂,全身上下所需要的能量,都是从粒线体制造。当我们吃下米饭或面包之后,淀粉会在小肠里面被分解成葡萄糖,然后被肠壁细胞吸收进入血液,血液把葡萄糖送到全身各细胞,此时胰脏会分泌胰岛素,命令细胞膜打开洞孔,让葡萄糖进入细胞。葡萄糖在细胞质内先转换成丙酮酸,丙酮酸再进入粒线体里面,结合氧气,把磷酸接到ADP(二磷酸腺苷)上面,变成ATP。
除了红血球以外,人体全身上下每个细胞都有粒线体,在比较耗能的细胞中,有较多的粒线体,例如脑细胞、肝细胞、肾细胞均有多达2千个粒线体,而比较不忙的白血球大约只有5百个。由于粒线体会融合,所以计算一个细胞含有几颗粒线体有时并不实际,用体积可能比较恰当。骨骼肌的肌肉细胞里面,粒线体大概占3 ∼8%,肝细胞20%,心肌细胞则是35-40%。
我们身上每个细胞里面有染色体,上面有基因,基因里面有DNA,上面携带了遗传密码,所以每个人长得都不一样。粒线体自己也有一套DNA,而且长相及数量,和细胞核里面的DNA完全不同,人体细胞核里面的DNA大约有2万∼ 2万5千个基因,总共约30亿对DNA,而粒线体有37个基因,里面有16,569对DNA。
不管是粒线体的条状外观,或是它的基因环状结构,都长得很像细菌,所以学者认为,粒线体是几十亿年前的细菌,跑到动物的细胞里面共生的结果。不管是不是如此,长久演化下来,粒线体已经和动物细胞完美共存,扮演着非常重要的角色。