Metabolism/ja: Difference between revisions

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==生物の熱力学==

==Thermodynamics of living organisms==

~~Living organisms must obey the~~ [[~~laws of thermodynamics~~]]~~, which describe the transfer of heat and~~ [[work (thermodynamics)|~~work~~]]~~. The~~ [[second ~~law~~ of thermodynamics]] ~~states that in any~~ [[isolated system]]~~, the amount of~~ [[entropy]] ~~(disorder) cannot decrease. Although living organisms' amazing complexity appears to contradict this law, life is possible as all organisms are~~ [[open system (systems theory)|~~open systems~~]] ~~that exchange matter and energy with their surroundings. Living systems are not in~~ [[Thermodynamic equilibrium|~~equilibrium~~]]~~, but instead are~~ [[dissipative system]]~~s that maintain their state of high complexity by causing a larger increase in the entropy of their environments. The metabolism of a cell achieves this by coupling the~~ [[spontaneous process]]~~es of catabolism to the non-spontaneous processes of anabolism. In~~ [[non-equilibrium thermodynamics|~~thermodynamic~~]] ~~terms, metabolism maintains order by creating disorder.~~

生物は[[熱力学の法則]]に従わなければならないが、それは熱の伝達と[[:en:work (thermodynamics)|ワーク]]を記述するものである。[[:en:second laws of thermodynamics|熱力学の第二法則]]は、どのような[[isolated system/ja|孤立系]]でも[[entropy/ja|エントロピー]]（無秩序）の量は減少しないと述べている。生物の驚くべき複雑さはこの法則に反しているように見えるが、すべての生物は周囲と物質とエネルギーを交換する[[open system (systems theory)/ja|オープンシステム]]であるため、生命は可能である。生命システムは[[:en:Thermodynamic equilibrium|均衡]]にあるわけではない、

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しかしその代わりに、環境のエントロピーをより大きく増大させることによって、複雑性の高い状態を維持する[[dissipative system/ja|散逸系]]である。

細胞の代謝は、異化の[[:en:spontaneous process|自発的過程]]を同化の非自発的過程と結合させることでこれを実現している。[[:en:non-equilibrium thermodynamics|熱力学]]の用語では、代謝は無秩序を作り出すことによって秩序を維持する。

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 [[aerobic organism/ja|好気性生物]]にとって関連する問題は[[oxidative stress/ja|酸化ストレス]]である。ここでは、[[oxidative phosphorylation/ja|酸化的リン酸化]]や[[protein folding/ja|タンパク質折り畳み]]の際の[[disulfide bond/ja|ジスルフィド結合]]の形成などの過程で、[[hydrogen peroxide/ja|過酸化水素]]などの[[reactive oxygen species/ja|活性酸素種]]が生成される。これらの有害な酸化物質は、[[glutathione/ja|グルタチオン]]などの[[抗酸化物質]]の代謝産物や、[[catalase/ja|カタラーゼ]]や[[peroxidase/ja|ペルオキシダーゼ]]などの酵素によって除去される。
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+==生物の熱力学==
-==Thermodynamics of living organisms==
+{{Anchor|Thermodynamics of living organisms}}
-{{further|Biological thermodynamics}}
+{{further/ja|Biological thermodynamics/ja}}
-Living organisms must obey the [[laws of thermodynamics]], which describe the transfer of heat and [[work (thermodynamics)|work]]. The [[second law of thermodynamics]] states that in any [[isolated system]], the amount of [[entropy]] (disorder) cannot decrease. Although living organisms' amazing complexity appears to contradict this law, life is possible as all organisms are [[open system (systems theory)|open systems]] that exchange matter and energy with their surroundings. Living systems are not in [[Thermodynamic equilibrium|equilibrium]], but instead are [[dissipative system]]s that maintain their state of high complexity by causing a larger increase in the entropy of their environments. The metabolism of a cell achieves this by coupling the [[spontaneous process]]es of catabolism to the non-spontaneous processes of anabolism. In [[non-equilibrium thermodynamics|thermodynamic]] terms, metabolism maintains order by creating disorder.
+生物は[[熱力学の法則]]に従わなければならないが、それは熱の伝達と[[:en:work (thermodynamics)|ワーク]]を記述するものである。[[:en:second laws of thermodynamics|熱力学の第二法則]]は、どのような[[isolated system/ja|孤立系]]でも[[entropy/ja|エントロピー]]（無秩序）の量は減少しないと述べている。生物の驚くべき複雑さはこの法則に反しているように見えるが、すべての生物は周囲と物質とエネルギーを交換する[[open system (systems theory)/ja|オープンシステム]]であるため、生命は可能である。生命システムは[[:en:Thermodynamic equilibrium|均衡]]にあるわけではない、
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+しかしその代わりに、環境のエントロピーをより大きく増大させることによって、複雑性の高い状態を維持する[[dissipative system/ja|散逸系]]である。
+細胞の代謝は、異化の[[:en:spontaneous process|自発的過程]]を同化の非自発的過程と結合させることでこれを実現している。[[:en:non-equilibrium thermodynamics|熱力学]]の用語では、代謝は無秩序を作り出すことによって秩序を維持する。
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