AST（GOT）
【ポイント】
AST（GOT）は、アミノ酸のアミノ基を、オキサロ酢酸やα-ケトグルタル酸（2-オキソグルタル酸）に、転移する酵素。
AST（GOT）は、心筋＞肝臓＞骨格筋＞腎臓に多く含まれ、これらの組織が、病気で障害されると、血液中（血清中）の値が、上昇する。
運動時などには、心臓では、AST（GOT）により、リンゴ酸-アスパラギン酸シャトルが作動して、ATP合成に必要なNADH2+を、ミトコンドリア内に輸送する。
ALT（GPT）は、肝臓≫心筋＞骨格筋に多く含まれていていて、アミノ酸代謝（アラニンからグルコースを糖新生する）に必要。
肝臓の機能が悪い（肝機能障害）為、全身倦怠感、易疲労感があっても、血液の肝機能検査値（AST、ALT値など）に、異常を認めないことがある。
血液中のAST（GOT）値、ALT（GPT）値は、肝細胞が破壊された際に上昇する（逸脱酵素）が、必ずしも、肝機能の低下した際に、上昇しない。
AST（GOT）や、ALT（GPT）は、肝臓の肝細胞内で、グルタミン酸の代謝（アミノ基転移反応）に関与する酵素（トランスアミナーゼ）。
１．AST（GOT）
AST（アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ：asparate : 2-oxoglutarate aminotransferase：EC 2.6.1.1）は、酵素（トランスフェラーゼ、トランスアミナーゼ）です。トランスアミナーゼは、ある一つのアミノ酸からアミノ基を奪い、そのアミノ基を、他のα-ケト酸に結合させて、別のアミノ酸を生成する酵素です。
ASTは、従来は、GOT（glutamate oxaloacetate transaminase：グルタミン酸オキサロ酢酸トランスアミナーゼ）と、呼ばれて来ました。
AST（GOT）は、肝臓など、いろいろな組織に含まれる酵素で、下記の反応を触媒します。
α-ケトグルタル酸＋アスパラギン酸⇔グルタミン酸＋オキサロ酢酸
窒素（α-アミノ基）が過剰にある細胞では、AST（GOT）により、α-ケトグルタル酸（2-オキソグルタル酸）に、アミノ基が転移され（アミノ酸のアミノ基転移反応）、アミノ酸であるグルタミン酸と、2-オキソ酸であるオキサロ酢酸が生成されます。
AST（GOT）が働くために、補酵素として、ビタミンB6（ピリドキサールリン酸：pyridoxal 5'-phosphate）が必要です。
運動時などATP消費量が多い時には、リンゴ酸-アスパラギン酸シャトルは、心臓などの細胞で、呼吸鎖でのATP生成に必要なNADH2+を、ミトコンドリ外（細胞質ゾル）から、ミトコンドリア内（マトリックス）に、輸送する役割をします。
絶食時など糖新生が行われる際には、リンゴ酸輸送系（リンゴ酸-α-ケトグルタル酸輸送体）は、肝臓などの細胞で、糖新生に必要なNADH2+を、ミトコンドリ内（マトリックス）から、ミトコンドリア外（細胞質ゾル）に、輸送する役割をします。
２．m-AST（m-GOT）とs-AST（s-GOT）
AST（GOT）には、ミトコンドリア内（マトリックス）に存在するm-AST（m-GOT：mitochondrial AST）と、ミトコンドリア外の細胞質ゾル（cytosol）に存在するs-AST（s-GOT：serum
AST）との、２種類のアイソザイムが存在します。
１）．m-AST（m-GOT）は、ミトコンドリア内で作用する：GOT作用
m-AST（m-GOT）は、ミトコンドリア内（マトリックス）で、ミトコンドリア外（細胞質ゾル）から輸送されるグルタミン酸と、リンゴ酸から変換されるオキサロ酢酸から、α-ケトグルタル酸とアスパラギン酸を生成します。この際、TCA回路（注１）では、NADH2+が生成されることになります。
グルタミン酸＋オキサロ酢酸－m-AST（m-GOT）→α-ケトグルタル酸＋アスパラギン酸
α-ケトグルタル酸は、TCA回路（注１）に導入されたり、ミトコンドリア外（細胞質ゾル）のリンゴ酸と交換に、リンゴ酸-α-ケトグルタル酸輸送体（malate-α-ketoglutarate transporter）により、ミトコンドリア外に輸送されます。
アスパラギン酸は、ミトコンドリア外のグルタミン酸と交換に、グルタミン酸-アスパラギン酸輸送体（glutamate-aspartate transporter）により、ミトコンドリア外に輸送されます。
そして、ミトコンドリア外で、アスパラギン酸は、s-AST（s-GOT）により、オキサロ酢酸に戻されます。また、アスパラギン酸は、アンモニアを処理する尿素回路（注２）で、ミトコンドリア内で生成されたシトルリンを、ミトコンドリア外でアルギニノコハク酸にする際に、必要です。
グルタミン酸（注３）とアスパラギン酸は、ミトコンドリアの内膜や外膜を通過して、ミトコンドリア内のマトリックスと、ミトコンドリア外の細胞質ゾル間を移動出来ます。
なお、ミトコンドリア内で、ピルビン酸から、pyruvate carboxylaseにより変換されたオキサロ酢酸は、糖新生の際、リンゴ酸に変換され、リンゴ酸-α-ケトグルタル酸輸送体により、ミトコンドリア外に輸送され、オキサロ酢酸に戻されます。
多くの組織では、AST（GOT）は、アスパラギン酸から、オキサロ酢酸を生成します。しかし、肝臓の肝細胞のミトコンドリア内では、m-AST（m-GOT）は、オキサロ酢酸から、アスパラギン酸を生成します（オキサロ酢酸が、アミノ基を受け取り、アスパラギン酸になります）。そして、生成されたアスパラギン酸は、尿素回路にアミノ基を供給します。
２）．s-AST（s-GOT）は、ミトコンドリア外で作用する：AST作用
s-AST（s-GOT）は、ミトコンドリア外（細胞質ゾル）で、ミトコンドリア内でのm-AST（m-GOT）の反応と逆に、ミトコンドリア内から輸送される、アスパラギン酸とα-ケトグルタル酸から、オキサロ酢酸とグルタミン酸を生成します。
アスパラギン酸＋α-ケトグルタル酸－s-AST（s-GOT）→オキサロ酢酸＋グルタミン酸
オキサロ酢酸は、ミトコンドリア内膜を移動出来ないので、リンゴ酸-アスパラギン酸シャトルに入り、リンゴ酸に変換されて、ミトコンドリア外からミトコンドリア内へ輸送されます。
グルタミン酸は、ミトコンドリア内のアスパラギン酸と交換に、ミトコンドリア外（細胞質ゾル）から、グルタミン酸-アスパラギン酸輸送体を通過して、ミトコンドリア内に輸送されます。
３）．リンゴ酸-アスパラギン酸シャトル
AST（GOT）は、リンゴ酸-アスパラギン酸シャトル（malate-aspartate shuttle、malate-aspartate carrier system）を作動させるのに必要です。
解糖で、ミトコンドリア外（細胞質ゾル）に生じるNADH2+は、ミトコンドリア内膜を通過出来ません。
リンゴ酸-アスパラギン酸シャトルは、ミトコンドリア外のNADH2+のエネルギーを、ミトコンドリア膜を経て、ミトコンドリア内（マトリックス）へ転送する為の仕組みで、哺乳類で発達しています。
リンゴ酸-アスパラギン酸シャトルでは、まず、ミトコンドリア外（細胞質ゾル）のオキサロ酢酸が、リンゴ酸脱水素酵素（リンゴ酸デヒドロゲナーゼ、MDH：malate dehydrogenase）により、リンゴ酸に変換されます。その際、NADH2+がNAD+に酸化され、リンゴ酸にNADH2+から電子（H）が移動します。リンゴ酸は、ミトコンドリア内膜のリンゴ酸-α-ケトグルタル酸輸送体を通過して、ミトコンドリア内（マトリックス）に輸送されます。そして、交換に、α-ケトグルタル酸が、ミトコンドリア外に輸送されます。
ミトコンドリ内に輸送されたリンゴ酸は、MDHにより、オキサロ酢酸に戻されます。その際、リンゴ酸に移動した電子（H）により、NAD+が還元され、ミトコンドリア内に、NADH2+が生成されます。
このようにして、ミトコンドリア外のNADH2+の高エネルギーの電子は、ミトコンドリア内膜を経て、ミトコンドリア内に転送され、電子伝達系で利用可能となります。
ミトコンドリ内のオキサロ酢酸は、m-AST（m-GOT）により、 グルタミン酸からアミノ基を転移され、アスパラギン酸とα-ケトグルタル酸が生成されます。アスパラギン酸は、ミトコンドリア内膜のグルタミン酸-アスパラギン酸輸送体により、ミトコンドリア外に輸送されます。そして、交換に、ミトコンドリア外のグルタミン酸が、ミトコンドリア内に輸送されます。
さらに、ミトコンドリア外で、アスパラギン酸が、s-AST（s-GOT）により、α-ケトグルタル酸にアミノ基を転移し、オキサロ酢酸が生成される反応に共役して、MDHにより、オキサロ酢酸がリンゴ酸に変換されます。
こうして、NADH2+のエネルギー（還元当量の電子）が、ミトコンドリア内へ、連続的に輸送されます。
このような、リンゴ酸-アスパラギン酸シャトルは、肝臓、心臓、腎臓などの細胞で機能し、解糖で生じたNADH2+のエネルギーを、ミトコンドリ外（細胞質ゾル）からミトコンドリア内に輸送する役割をします。なお、ミトコンドリ外（細胞質ゾル）のNADH2+を、ミトコンドリア内に輸送する仕組みには、リンゴ酸-アスパラギン酸シャトルの他に、グリセロリン酸シャトルがあります。
糖新生の際には、リンゴ酸は、リンゴ酸輸送系により、リンゴ酸-アスパラギン酸シャトルの際の輸送とは、反対の方向（図の←方向）に輸送され、糖新生に必要なオキサロ酢酸（注４）を、ミトコンドリア内からミトコンドリア外に輸送する（引き出す）役割をします。
４）．血液検査
AST（GOT）は、壊死に陥った細胞から、血清中に、放出されます。健常者では、血清中の総AST（GOT）の約１０～１６％が、m-AST（m-GOT）です。m-AST（m-GOT）は、半減期が０．５日と短いので、急性肝炎、活動型慢性肝炎の重症度や予後の判定をするのに、有用です（注５）。
３．ALT（GPT）
ALT（アラニンアミノトランスフェラーゼ：alanine : 2-oxoglutarate aminotransferase：EC 2.6.1.2）は、GPT（glutamate pyruvate transaminase：グルタミン酸ピルビン酸転移酵素）と呼ばれて来ました。
ALT（GPT）は、肝臓などで、下記の反応を触媒します。
アラニン＋α-ケトグルタル酸⇔ピルビン酸＋グルタミン酸
アラニンは、血漿中で最も濃度が高いアミノ酸で、肝臓では、ピルビン酸（焦性ブドウ酸）の供給源になり、糖新生などに利用されます。
ALT（GPT）も、いろいろな組織に存在します。
ALT（GPT）は、肝臓の細胞質（ミトコンドリア外）に多く含まれています。
肝臓は、ALT（GPT）が比較的多い組織ですが、AST（GOT）の方が絶対量は、多く含まれます。
AST（GOT）は、肝細胞全体に均一に存在し、ALT（GPT）は、主として、門脈域に存在すると言われます。
表１ 各組織中のトランスアミナーゼ（参考文献の河合氏の図11-2を参考に作成）
| 酵素 |
肝臓 |
心筋 |
骨格筋 |
腎臓 |
膵臓 |
赤血球 |
AST
（GOT） |
9200X |
10000X |
6400X |
5800X |
1800X |
50X |
ALT
（GPT） |
2500X |
400X |
300X |
110X |
125X |
60X |
正常肝の人では、血液中のAST（GOT）値、ALT（GPT）値は、基準値以内です。また、AST（GOT）値の方が、ALT（GPT）値より、高値です：AST＞ALT（GOT＞GPT）。
病的肝（肝障害）の患者さんでは、肝細胞が破壊されてAST（GOT）やALT（GPT）が放出されるので、血液中のAST（GOT）値、ALT（GPT）値が、上昇します。肝臓に含まれる絶対的な酵素量は、AST（GOT）の方が、ALT（GPT）より、多いのですが、病的肝（肝障害）の患者さんでは、AST（GOT）より、ALT（GPT）の方が、高値を取ることもあります：慢性肝炎、（肥満性）脂肪肝、急性肝炎の回復期には、AST＜ALT（GOT＜GPT）に上昇し、肝硬変、肝癌、（アルコール性）脂肪肝、急性肝炎極期、劇症肝炎では、AST＞ALT（GOT＞GPT）に上昇します。慢性肝炎や急性肝炎の回復期に、AST＜ALT（GOT/GPT＜１）なのは、血中半減期が、m-AST（m-GOT）１１時間、s-AST（s-GOT）１３時間なのに対して、ALT（GPT）３１時間と、長い為、AST（GOT）より、ALT（GPT）が高値になります。
このように、血液検査をして、血液中のAST（GOT）値や、ALT（GPT）値を測定することは、肝障害の診断に有用ですが、血液検査の値だけで、どう言う病気かを確定診断することは、出来ません。また、肝硬変が末期になると、肝臓は線維化して、肝細胞量が少ないので、破壊される肝細胞量も少なく、血液中のAST（GOT）値、ALT（GPT）値は、むしろ、低下します。
なお、γ-GTPは、肝臓や胆管の細胞が壊れると、血液中に上昇する酵素です。γ-GTPは、良く、アルコール性肝障害で、上昇しますが、肝炎、脂肪肝、胆石（胆汁鬱滞）などでも上昇します。ALPは、毛細胆管に含まれている酵素で、胆道系の疾患（特に、肝外胆管の総胆管への胆汁流出が障害された時）で、上昇します。ALPは、肝炎、脂肪肝、肝硬変、肝細胞癌などで、上昇します。
表２ 各組織中のトランスアミナーゼ（参考文献の日医誌のS106頁のWroblewski等の表を改変し引用）
| 酵素 |
肝臓 |
心臓 |
筋肉 |
腎臓 |
膵臓 |
脾臓 |
肺臓 |
血清 |
AST
（KU/g湿重量） |
142,000 |
156,000 |
99,000 |
91,000 |
28,000 |
14,000 |
10,000 |
20 |
ALT
（KU/g湿重量） |
44,000 |
7,100 |
4,800 |
19,000 |
2,000 |
1,200 |
700 |
16 |
AST（GOT）やALT（GPT）は、肝障害時（肝細胞が破壊された時）に、血液中に増加します。ですから、血液検査のAST（GOT）値やALT（GPT）値は、肝機能（肝臓の機能）を意味していません。
肝障害時には、血液中のAST（GOT）値やALT（GPT）値が上昇しますが、これらは、その時点で破壊されつつある肝細胞量を反映しますが、既に、破壊された肝細胞量をは反映しません。
血液中（血清中）のAST（GOT）値やALT（GPT）値は、食事により大きな影響を受けないので、コレステロールや中性脂肪や血糖の検査のように、食後に採血をしても、大きな影響は受けません。
AST（GOT）やALT（GPT）は、ビタミンB6（ピリドキサールリン酸）が補酵素として必要なので、ビタミンB6が欠乏すると、測定値は、低い値を示します。
血清ALT（GPT）の半減期は、40～50時間程度と言われています。
なお、血清AST（GOT）の半減期は、10～20時間程度、m-AST（１ASTm：m-GOT）の半減期は、5～10時間程度と言われます。
ALT（GPT）は、骨格筋では、グルタミン酸とピルビン酸とから、アラニンとα-ケトグルタル酸を生成します。
生成されたアラニンは、肝臓に輸送され、糖新生に利用されます。
甲状腺機能低下症では、酵素の血中からの消失が遅くなる為、血液中のAST（GOT）値、ALT（GPT）値が、上昇します。
肝臓の機能が悪い為、全身倦怠感、易疲労感があっても、血液の肝機能検査（AST、ALT値など）に、異常を認めないことがあります。例えば、超音波検査で脂肪肝と検出された症例であっても、血液の肝機能検査値で、AST、ALT値が高値を示すのは、約半数までと言われます。
AST（GOT）、ALT（GPT）は、肝細胞が障害（破壊）されて時に、血中に増加する逸脱酵素なので、肝障害を反映して、血液中のAST（GOT）値、ALT（GPT）値が、上昇します。しかし、肝細胞の機能が障害されても、血液中のAST（GOT）値、ALT（GPT）値は、必ずしも、上昇しません。
ALT（GPT）値は、AIDS患者の脂質代謝異常（HIV Lipodystrophy）でインスリン抵抗性が出現するのに先立って、上昇します（インスリン抵抗性になり、糖新生が亢進すると、ALTにより、アラニンなどのアミノ酸が、ピルビン酸に変換される反応が亢進します）。
４．LDH
LDH（乳酸脱水素酵素：lactate dehydrogenase：EC 1.1.1.27）は、嫌気的解糖系の最終段階で、ピルビン酸（焦性ブドウ酸）を乳酸に変える酵素です。
LDHは、ほとんど全ての組織に含まれますが、特に、腎臓、骨格筋、肝臓、心筋、癌組織などに多く含まれています。
LDHは、可逆的に、次の反応を触媒します（注６）。
ピルビン酸＋NADH2+⇔L-乳酸＋NAD+
この反応平衡は、生理的ｐHでは、右（乳酸の方向）に傾いていて、血液中では、乳酸/ピルビン酸比は、10～20です。
LDHは、H型のサブユニットと、M型のサブユニットとの４個のサブユニットから構成されています。H型のサブユニットは、遅筋や心筋に多く、乳酸からピルビン酸を生成し、M型のサブユニットは、骨格筋の速筋線維に多く、ピルビン酸から乳酸を生成します。LDHには、サブユニットの組み合わせにより、５種類のアイソザイム（注７）が存在します。
５．糖新生、脂肪酸合成、アミノ酸合成
１）．糖新生
TCA回路の中間体であるオキサロ酢酸は、グルコース前駆体として、糖新生に使用されます。
動物では、アセチル-CoAを、オキサロ酢酸に変換する酵素が、存在しません。従って、β-酸化でアセチル-CoAに分解される脂肪酸は、グルコース前駆体として、糖新生に使用されません。
このように、糖質（糖）は、糖新生により、ブドウ糖（グルコース）に変換されます。しかし、脂質（脂肪）は、ブドウ糖（グルコース）に変換されません。
２）．脂肪酸合成
アセチル-CoAは、ピルビン酸などから、ミトコンドリア内で生成されますが、ミトコンドリア内膜を通過出来ません。アセチル-CoAは、TCA回路で、オキサロ酢酸と反応して、ミトコンドリア内膜を通過出来るクエン酸に変換されます。クエン酸は、ミトコンドリア内膜のトリカルボン酸輸送系（tricarboxylate carrier）を通過し、細胞質ゾルで、ATP-クエン酸リアーゼ（ATP citrate lyase）により分解され、アセチル-CoAとオキサロ酢酸に戻り、アセチル-CoAは、脂肪酸合成に使用されます。
従って、糖質は、脂質（脂肪酸）に変換されます。しかし、逆に、脂質（脂肪酸）は、糖質に変換されません。なお、蛋白（アミノ酸）は、脂質（脂肪酸）に変換し得ますが、脂質（脂肪酸）は、蛋白（アミノ酸）に変換されません。
このように、脂質（脂肪酸）は、結果的に、TCA回路で、ATP生成のエネルギー源になりますが、糖質や、蛋白（アミノ酸）に、変換されません。
３）．アミノ酸合成
α-ケトグルタル酸（2-オキソグルタル酸）か、オキサロ酢酸を出発材料にして、アミノ酸が合成されます。
AST（GOT）により、グルタミン酸、アスパラギン酸などが、合成されます。
グルタミン酸デヒドロゲナーゼ（GDH）により、α-ケトグルタル酸が、NADH2+、又は、NADPHで、還元的にアミノ化されて、グルタミン酸が、合成されます。
このように、糖質は、蛋白質（アミノ酸）に変換されます。また、蛋白質（アミノ酸）は、糖質に変換されます。
おまけ：アミノ酸の窒素異化
アミノ酸の窒素は、ASTなどによるアミノ基転移反応（tarnsamination）、GDHなどによる酸化的脱アミノ反応（transamidation）を経て、アンモニアとなり、尿素回路で、尿素に変換し、排泄されます。
アミノ基転移反応では、アミノ酸のα-アミノ基（NH2）が、α-ケト酸（ピルビン酸、オキザロ酢酸、α-ケトグルタル酸）に転移され、新たなアミノ酸（殆どは、グルタミン酸になります）と、α-ケト酸が生成されます。このアミノ基転移反応を触媒するのが、AST（GOT）、ALT（GPT）と言う、アミノトランスフェラーゼ（トランスアミナーゼ）です。このアミノ基転移反応で生成されたα-ケト酸は、TCA回路で代謝されたり（糖原性）、アセトアセチル-CoAになります（ケト原性）。アセトアセチル-CoAは、アセチル-CoAになり、TCA回路で代謝されたり、脂肪酸合成に利用されます。また、アセトアセチル-CoAは、ケトン体にもなります（アミノ酸は、ブドウ糖と同様に、TCA回路で代謝されエネルギー源となったり、脂肪酸合成に利用されます）。
酸化的脱アミノ反応では、アミノ基転移反応で生成されたグルタミン酸が、ミトコンドリア内に存在するGDHにより分解され、アミノ基が、アンモニア（NH3）として遊離する。この酸化的脱アミノ反応で生じたアンモニアは、肝臓では、尿素回路で尿素に変換されます。
・AST（asparate : 2-oxoglutarate aminotransferase：アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ）は、GOT（glutamate oxaloacetate transaminase：グルタミン酸オキサロ酢酸トランスアミナーゼ）とも呼ばれて来ました。
ALT（アラニンアミノトランスフェラーゼ：alanine : 2-oxoglutarate aminotransferase）は、GPT（glutamate
pyruvate transaminase：グルタミン酸ピルビン酸転移酵素）と呼ばれて来ました。
国際的に名称統一することになり、国際純正応用化学連合（International Union
of Pure and Applied Chemistry：IUPAC）と、国際生化学連合（International
Union of Biochemistry and Molecular Biology：IUBMB）により、AST、ALTと呼ぶことになりました。
AST（GOT：EC 2.6.1.1）もALT（GPT：EC 2.6.1.2）も、L-α-amino acid transaminase：L-α-アミノ酸トランスアミナーゼ）と言う酵素群（EC.2.6.1）に属しています。
注１：TCA回路は、クエン酸回路（Citric acid cycle）、Krebs回路（クレブス回路）、トリカルボン酸回路、とも呼ばれます。図には、TCA回路を簡略に示しました。しかし、TCA回路は、実際は、クエン酸、cis-アコニット酸、イソクエン酸、オキサロコハク酸、α-ケトグルタル酸（2-オキソグルタル酸）、スクニル-CoA、コハク酸、フマル酸、リンゴ酸、オキサロ酢酸から構成されています。
α-ケトグルタル酸、リンゴ酸、オキサロ酢酸は、TCA回路の活動に必要です。
TCA回路に導入されるアセチル-CoAは、グルコースの解糖によりピルビン酸から生成されるアセチル-CoAと、脂肪酸のβ-酸化で生成されるアセチル-CoAと、ケト原性アミノ酸から生成されるアセチル-CoAとが、あります。
なお、図には示しませんが、脂肪酸がアシル-CoA（Acyl-CoA）となって、ミトコンドリア内膜を通過して、ミトコンドリア内（マトリックス）に輸送されるには、カルニチン（carnitine）と結合することが必要です。
TCA回路の代謝を調節する重要な因子は、TCA回路の基質のアセチル-CoAとオキサロ酢酸、それと、生成されたNADH2+です。
オキサロ酢酸は、リンゴ酸とは、次式の平衡関係にあります。
K＝［オキサロ酢酸］［NADH］/［リンゴ酸］［NAD+］
筋肉の運動時などは、ATP生成に伴い、ミトコンドリア内のNADH2+が消費されて減少し（NAD+が増加する）、その結果、オキサロ酢酸が増加して（リンゴ酸が、MDHにより、オキサロ酢酸に変換される）、クエン酸シンターゼが促進され、クエン酸の生成速度が高まり、TCA回路の代謝が促進されます。
ミトコンドリア内のTCA回路で代謝されるアセチル-CoAは、糖質の代謝（ピルビン酸に解糖後のピルビン酸脱水素酵素による代謝）か、脂質の代謝（脂肪酸のβ-酸化）に由来します。
エネルギー需要が高くない時には、アセチル-CoAは、糖質の解糖（glycolytic oxidation）により、供給され、また、運動時など、エネルギー需要が高い時には、アセチル-CoAは、脂肪酸のβ-酸化（fatty acid oxidation）により供給されます。
エネルギー需要がある時には、糖質（ブドウ糖）が、細胞質で解糖され、ピルビン酸になった後、ミトコンドリア内で、アセチル-CoAに変換され、TCA回路と呼吸鎖を経て代謝され、ATPが生成されます。しかし、エネルギー需要が少なく、かつ、糖質を十分に（過剰に）摂取している際には、肝臓や、脂肪組織に於いて、糖質由来のアセチル-CoAは、クエン酸として、ミトコンドリア外に輸送され、脂肪酸合成が促進されるので、余剰なカロリーは、脂質（中性脂肪）として、貯蔵されます。そして、運動時など、エネルギー需要が高い時に、貯蔵されていた脂肪酸がβ-酸化され、アセチル-CoAが生成され、TCA回路と呼吸鎖を経て代謝され、ATPが生成されます。
ミトコンドリア内の呼吸鎖（電子伝達系）では、通常は、TCA回路から生成されるNADH2+を利用し、ATPを生成しています。しかし、運動時など、ATP消費が激しい（NADH2+需要量が高い時には、脂肪酸をβ-酸化してNADH2+やFADH2を生成し、また、β-酸化で生成されるアセチル-CoAやケトン体を、さらに、TCA回路で代謝してNADH2+を生成し、呼吸鎖で、利用しています。
注２：尿素回路は、オルニチン回路、尿素サイクル、オルニチンサイクル、Krebs-Henseleit cycle、とも呼ばれます。
尿素：(NH2)2COは、尿素回路で、アンモニアからの窒素（NH2）、血漿重炭酸イオン（HCO3-）から得られる炭素（CO）、アスパラギン酸からの窒素（NH2）から、合成されます。
尿素の合成は、肝臓（門脈側の肝細胞）の尿素回路でのみ、行われます。アンモニアから合成されるカルバモイルリン酸（カルバミルリン酸）が、オルニチンと結合し、シトルリンが作られる過程は、ミトコンドリア内で行われ、それ以外の反応は、細胞質ゾルで行われます｡なお、腎臓は、シトルリン以降の尿素回路の経路を持つので、腎臓でも、血中のシトルリンから、尿素が合成されます。
生体は、肝臓で起こる、アミノ酸の酸化的脱アミノ反応に際して、放出されるアンモニア（NH3）を、尿素回路により、尿素として、尿から、排泄します。なお、脳では、アンモニア（NH3）は、グルタミン合成酵素により、グルタミン酸と結合して、グルタミンになります。腎臓の尿細管では、逆に、グルタミンから、アンモニア（NH3）が放出され、尿中に、排泄されます。このアンモニア（NH3）は、尿中に排泄された水素イオン（H+）と反応して、アンモニウムイオン（NH4+）となります（尿は、アルカリ化します）。
尿素が血液中に増加すると、血小板の機能が抑制され、血液は、凝固し難くなります。
注３：グルタミン酸は、アミノ酸の分解で生じるアミノ基を、最終的に集める役割をしていて、アンモニアを処理するのに大切です。
アスパラギン酸とグルタミン酸は、ミトコンドリア内膜を、通過出来ます。
全てのアミノ酸のアミノ基は、アスパラギン酸を経て、グルタミン酸に集められ、グルタミン酸-アスパラギン酸輸送体により、ミトコンドリア内に、輸送されます。
ミトコンドリア内のマトリックスで、グルタミン酸は、グルタミン酸脱水素酵素（glutamate dehydrogenase：GDH）により、酸化的に脱アミノ化され（アミノ酸の酸化的脱アミノ反応）、α-ケトグルタル酸とアンモニアになります（この反応は、可逆的です）。
L-グルタミン酸（Glu）⇔α-ケトグルタル酸＋アンモニア（NH3）
生じたアンモニアは、尿素回路で、尿素に変換されます。アンモニアの濃度が高まると、GDHの平衡が、グルタミン酸生成の方向に移行し、その結果、α-ケトグルタル酸量が低下して、TCA回路や呼吸鎖の活動が低下して、昏睡などの症状を来たします。
注４：糖新生の際、オキサロ酢酸は、ピルビン酸から、ピルビン酸カルボキシラーゼにより生成されます。
脂肪酸のβ-酸化などで生成されるアセチル-CoAは、ピルビン酸カルボキシラーゼの活性を促進し、ピルビン酸脱水素酵素（解糖系のピルビン酸をアセチル-CoAに変換し、TCA回路に導入する）の活性を抑制します。
従って、脂肪酸のβ-酸化で生成されるアセチル-CoAは、解糖系を抑制し、糖新生を促進します。
また、アセチル-CoAが、TCA回路で代謝されず、生成されるはずのNADH2+から、呼吸鎖で、ATPが生成されないと、AMP濃度やADP濃度が上昇し、ピルビン酸カルボキシラーゼの活性が抑制され、糖新生が、抑制されます。アセチル-CoAが、TCA回路で代謝され、NADH2+や、ATPが、十分に、生成されていると、ピルビン酸カルボキシラーゼが作用して、糖新生が、続きます。また、ATPが、十分に、生成されていると、イソクエン酸デヒドロゲナーゼ（イソクエン酸脱水素酵素）の活性が、抑制され、脂肪酸や中性脂肪の合成が、促進されます。これは、ATPが十分に生成されている時は、イソクエン酸デヒドロゲナーゼの活性を抑制し、TCA回路の代謝を抑制し、NADH2+の生成を抑制する仕組みです。しかし、糖新生では、ATPの生成以外に、NADH2+の生成が、必要とされます（ミトコンドリア内で生成されたNADH2+は、リンゴ酸輸送系により、その還元当量が、ミトコンドリア内膜を通過して、ミトコンドリア外に輸送され、糖新生に利用されます）。そのため、イソクエン酸デヒドロゲナーゼの活性が、抑制されると、TCA回路でのNADH2+の生成が、減少して、糖新生も減少すると考えられます。従って、普段から、飽食で、イソクエン酸デヒドロゲナーゼの活性が亢進して、代謝が、脂肪の合成に傾いている時には、絶食になった際には、糖新生が、十分に行えないおそれが、考えられます。また、代謝が、脂肪の合成に傾いている時（肥満時）には、TCA回路の代謝が抑制されているので、運動の際には、ATPの生成が、十分に行えず、不活発な肉体になるおそれがあります。
注５：m-AST（m-GOT）は、細胞障害の程度が強く、障害がミトコンドリアに及ぶ場合に、上昇します。
血中半減期は、m-AST（m-GOT）１１時間、s-AST（s-GOT）１３時間で、また、m-AST（m-GOT）が血中に出現する量も少ない。その為、m-AST（m-GOT）は、早期に正常化します。
ロタウイルス胃腸炎の急性期に、上昇する血清ASTは、腸管平滑筋由来だと言われます。ロタウイルス胃腸炎の急性期に、上昇する血清ASTは、腸管平滑筋由来だと言われます。ロタウイルス胃腸炎は、ロタウイルスが原因で起こる疾患で、満2歳以下の乳幼児が罹患することが多いです。ロタウイルス胃腸炎では、下痢便は、白色水様の下痢便（水様便は、酸味の強い発酵性の臭いがあることが特徴）で、が見られ、白色便下痢症（仮性小児コレラ）とも呼ばれます。
B型肝炎では、感染後に、HBc抗体、HBe抗体、HBs抗体の順に、血液中に現れます。B型肝炎ウイルス（HBV）は、核酸を含むHBV粒子（Dane粒子）としても存在するが、核酸を含まない粒子（小型球状粒子や管状粒子）としても存在するのが特徴です。HBs抗原は、B型肝炎ウイルス（HBV）の外被の表面抗原であり、現在もHBVが体内に存在する（HBVに感染している）人は、血中HBs抗原が陽性に出ます。B型肝炎ウイルスキャリアや、B型肝炎ウイルス急性肝炎の症例では、血液中にHBe抗体が出現すると、血液中のHBs抗原は、陰性化します。血液中のHBs抗原とHBe抗体とが、共に、陽性の場合は、異なるサブタイプのB型肝炎ウイルス（HBV）による重感染である場合が多いです。
B型肝炎ウイルス（HBV）は、肝臓で増殖する際に、B型肝炎ウイルス粒子（Dane粒子：DNAを含むので感染性があります）の他に、外被の蛋白質（HBs抗原）が産生され、大部分は、小型球形粒子（直径22nmでDNAを含まないので感染性がありません：オーストリア抗原＝HBs抗原粒子）を形成し、一部は、管状粒子を形成します。感染性があるB型肝炎ウイルス粒子（Dane粒子）は、感染性がない小型球形粒子（HBs抗原粒子）の1,000個に1～数個の割合ででしか存在しません。
B型肝炎ウイルス（HBV）は、血液中では、B型肝炎ウイルス粒子（Dane粒子）と、管状粒子と、小型球形粒子の形で存在します。
B型肝炎ウイルス粒子（Dane粒子）は、直径42nmの正20面体粒子で、直径27nmのコアを有し、感染性があります。コアは、コア蛋白（HBc抗原）により、DNAウイルス遺伝子とDNAポリメラーゼが包まれています。HBc抗原（コア蛋白）は、血液中ではHBs抗原（外被）に覆われているので検出されません（通常、HBc抗原の検査は行われません）。血液中のHBc抗体が陽性であることは、その人が、実際にB型肝炎に感染したことを意味します。HBc抗体が陽性の人は、HBe抗原（初期）かHBe抗体（回復期）のいずれかが陽性です。
HBe抗原は、コアに含まれる蛋白質で、B型肝炎ウイルスが感染した肝細胞で多量に産生されますが、粒子としては、認められません。
B型肝炎ウイルス（HBV）が、新生児時期に母児垂直感染した、あるいは乳幼児時期までに水平感染した児は、免疫機構によって排除されず、持続感染が成立し、キャリアとなります。母親がHBe抗原陽性の場合、血液中に多量のB型肝炎ウイルス粒子が存在し、感染力が強い為、殆ど100％の児が母子感染し、80～90％の児が、キャリア化すると言われます。母親がHBe抗原陰性の場合、感染力が弱い為、数％（約10％）の児しか母子感染せず、キャリア化することは稀ですが、10％程度の児が一過性感染を起こし、急性肝炎や劇症肝炎を起こすと言われます。その為、母親がHBe抗原陰性の場合も、母親がHBe抗原陽性の場合と同様に、B型肝炎母子感染防止対策として、HBIGやB型肝炎ワクチン（HBワクチン）の接種を受けることになっています。
B型肝炎ウイルスに感染すると、血液中のHBc抗体、次いで、HBs抗体（感染数ヶ月後）が、陽性になります。B型肝炎ワクチン（HBワクチン）は、B型肝炎ウイルス粒子（Dane粒子）全体でなく、HBs抗原のみを含んでいます。その為、B型肝炎ワクチンの予防接種を受けた人は、血液中のHBs抗体が陽性になりますが、HBc抗体は陽性になりません（HBc抗体陽性は、HBVに自然感染したことを意味します）。医療関係者などにB型肝炎ワクチン（HBワクチン）を3回接種した場合、85～90％の人が抗体（HBs抗体）陽性になります。さらに、１回追加接種すると、15～20％の人が抗体上昇すると言われます。B型肝炎ワクチン（HBワクチン）を接種しても、成人では、7年以内に、50％の人が、抗体が検出出来なくなる（陰性化）と言われます。
HBs抗原陰性でも、HBc抗体陽性なら、HBs抗体の有無に関係なく、HBV感染の既往があり、HBVが潜伏感染しています。
HBe抗体が持続的に陽性の場合には、感染しているHBVが主としてプレコア変異株です。
HBワクチンを予防接種すると、HBs抗体のみが陽性になりますが、HBe抗体やHBc抗体は陽性にはなりません。HBe抗体には、肝炎を抑制する作用がありません。
注６：解糖は、嫌気的条件下では、ピルビン酸を経て、乳酸を生成して終了する。
解糖の中期の段階（グリセルアルデヒド 3-リン酸が、1,3-ビスホスホグリセリン酸に変換される段階）で、NAD+が消費されるので、解糖を続行するために、LDHで、乳酸を生成し、NAD+を再生する。
注７：LDH1（H4）、LDH2（H3M1）、LDH3（H2M2）、LDH4（H1M3）、LDH5（M4）の５種類のアイソザイムが存在します。
LDH1は、心筋梗塞や腎梗塞や溶血性貧血などで上昇し、LDH2は、白血病などの悪性腫瘍で上昇し、LDH5は、急性肝炎や肝硬変などの肝疾患や、筋ジストロフィー、尿毒症などで、上昇します。
肺間質は、LDHに富む組織で、LDH2、LDH3、LDH4が多く発現しています。
アデノウイルス7型（Ad7）による肺炎の死亡例では、血清中のLDHは、平均7,000IU/Lにまで増加します。後遺症なく治癒した症例でも、血清中のLDHは、平均2,000IU/L程度まで増加します。
アデノウイルス7型（Ad7）による肺炎（間質性肺炎）では、LDH3とLDH4（III型とIV型のLDHアイソザイム）が上昇します。
参考文献
・ハーパー・生化学（原著14版、三浦義彰監訳、丸善株式会社、 1975年）．
・ヴォート基礎生化学（東京化学同人、第１版第４刷、2003年）.
・鈴木紘一、他：ホートン生化学 第３版（東京化学同人、2005年、第3刷）．
・河合忠：目で見る初期診療の検査計画と結果の読み方（エスアールエル、1997年）．
・佐藤千史：III-（1） 酵素 AST（GOT）、ALT（GPT）、最新 臨床検査のABC、日本医師会雑誌 第135巻・特別号（2）、生涯教育シリーズ－70、S105-S108、平成18（2006）年10月．
・木村三生夫、平山宗宏、堺春美：予防接種の手びき 第１１版、近代出版（２００６年８月１５日）．
・日本消化器学会 肝機能研究会：－研究会報告－肝疾患における肝炎ウイルスマーカーの選択基準（4版）、日本消化器学会雑誌、第103巻 第12合、1-10頁、平成18年（2006年）．
・西村章：アデノウイルス感染症、小児内科、Vol.36 No.1、166-169頁（2004年1月号）．
・佐藤尚武：質疑応答 AST・ALTへの改称の経緯、日本医師会雑誌、No.4325（2007年3月17日）、90-91頁．
・Raymond T Chung, et al (2003) Alanine Aminotransferase Levels Predict Insulin Resistance in HIV Lipodystrophy Journal of Acquired Immune Deficiency Syndromes 34(5):534-536.
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