栄養に関する基礎知識

1.食べ物は命のみなもと…栄養

現在の私たちの食生活は、豊富な食材に恵まれ、多様な味わいの料理を楽しむことができます。食事は家族や親しい人たちとのコミュニケーションの場であり、新しい人との出会いの場にもなります。またお正月や節句など、行事や風土と結びついた文化的な側面もあります。食事にはさまざまな機能や楽しみがありますが、その原点は、生命の維持です。自然界のあらゆる生き物と同じように、人間も食べ物に依存して生きています。従って、食事の内容は身体の機能にさまざまな影響を与えます。食事と身体の関係を、原点にかえって考えてみましょう。

生物が外界から食物を得て、生長し、活力を保ち続ける身体の営みを栄養といい、栄養の源になる物質を栄養素といいます。さまざまな研究から、栄養素の働きと身体の機能や健康との関係が明らかになってきました。その結果、食事で大切なのは、すべての栄養素をバランスよく摂取することだといえます。また、病気などで身体の機能が低下したときには、さらに食事が大切になってきます。栄養素について知ることは、日々の献立を考える助けとなり、健康を保つことや、あるいは病気の治療、回復のために役立つでしょう。

(1)栄養素の役割・1

栄養素の３つの働き

栄養素はその働きによって、
　1)エネルギーになるもの
　2)からだをつくるもの
　3)からだの調子を整えるもの
の大きく３つに分けられます。

エネルギーになるものは主に糖質(炭水化物)、脂質ですが、糖質の摂取量が足りないと、たんぱく質が分解されてエネルギー源となります。安静にしていても、臓器を動かすなど、生命を維持するためにはエネルギーが必要です。また活動量が多いほど、たくさんのエネルギーが使われます。逆に、活動量で使う分より多くの糖質や脂質をとると、その分は身体に蓄積されます。

からだをつくるものは、筋肉や髪や爪などをつくるたんぱく質、骨や歯をつくるミネラルのほか、細胞膜などをつくる脂質の３つです。中でもたんぱく質は身体のすべての部分をつくることに関係しています。

からだの調子を整えるものはビタミンとミネラルです。体温を調節したり、体内で必要な物質をつくったり、神経の働きに関わるなど、身体の状態を一定に保つために大事な栄養素です。ビタミンの一部を除いては体内でつくることができない物質なので、食事からとり入れなければなりません。

バランスのよい食事とは、これらの３つの要素を必要量に見合った分だけとり入れられる食事を意味しています。

それでは個々の栄養素についてみてみましょう。

●糖質（炭水化物）

パンのイメージ

糖質はエネルギーになる栄養素の中で最も重要なものです。日本人の一般的な食事では、摂取エネルギーの60％前後を糖質で得ています。米、小麦など主食として食べられる穀類のほか、いも類、とうもろこしなどに含まれています。また、果物や砂糖に含まれる糖質もエネルギーとなります。糖質はエネルギーとして使われるほか、脂質の代謝にも関与しています。余った糖質は、グリコーゲンや中性脂肪に形を変えて体内に貯蔵されます。

●脂質

脂質は少量でも高カロリーの効率のよいエネルギー源です。１gの糖質またはたんぱく質の持つエネルギーは４kcalですが、１gの脂質は９kcalのエネルギーを発生します。また、貯蔵脂肪としてエネルギーの貯蔵にも役立っています。このほか脂質には、細胞膜を構成する、身体の機能や生理作用を一定に保つ、食品の脂質部分に含まれる脂溶性ビタミン(Ａ、Ｄ、Ｅ、Ｋ)の供給源となる、などの働きがあります。

血液中に含まれる脂質には脂肪酸、中性脂肪、コレステロール、リン脂質の４つがあります。次にそれぞれの特徴をあげます。

・脂肪酸

脂肪酸は直接エネルギー源として使われます。また、血圧調節、血液凝固、免疫機能などのさまざまな調節機能に関わる生理活性物質の材料となったり、生体膜の構成成分となります。
脂肪酸は構造の違いにより飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸に分けられます。食品にはこれらが混合して含まれていますが、動物性脂肪には飽和脂肪酸が多く、植物油や魚類の油には不飽和脂肪酸が多く含まれています。不飽和脂肪酸のうち、リノール酸、リノレン酸は正常な発育や機能の維持に不可欠でありながら体内で合成できないため、食事から摂取しなくてはならず、必須脂肪酸と呼ばれています。
飽和脂肪酸には血中のコレステロールを増やす働きがあり、反対に不飽和脂肪酸にはコレステロールの胆汁への排出を促進して、血中のコレステロールを下げる働きがあります。しかし、不飽和脂肪酸にもとりすぎると動脈硬化やアレルギー反応などに悪影響を与えることもあることから、特定の脂肪酸に偏ることなくバランスよく摂取することが大切といえます。一般的に、脂質の摂取は飽和脂肪酸（動物性脂肪）１に対して不飽和脂肪酸（植物性油や魚類の油）２の割合が望ましいとされています。

代表的な脂肪酸とその特徴

分類	脂肪酸名	多く含む食品	特徴
飽和脂肪酸	パルミチン酸	動植物油に広く分布	融点が高く、常温で固体。とりすぎると肝臓でのコレステロールの形成を促進し、血液中のコレステロール濃度を上昇させる。
飽和脂肪酸	ステアリン酸	動植物油に広く分布	融点が高く、常温で固体。とりすぎると肝臓でのコレステロールの形成を促進し、血液中のコレステロール濃度を上昇させる。
不飽和脂肪酸	オレイン酸	動植物油に広く分布	融点が低く、常温で液体。血液中のコレステロール濃度を低下させる働きがあり、動脈硬化の原因となる血栓の形成を防ぐ。
	リノール酸	植物油一般
	リノレン酸	植物油一般
	アラキドン酸	動物性油脂
	イコサペンタエン酸（IPA）	魚油
	ドコサヘキサエン酸（DHA）	魚油

・中性脂肪

中性脂肪はエネルギー源である脂肪酸の貯蔵形態で、食事から摂取する脂質の大部分を占めます。余った脂質、糖質、タンパク質は中性脂肪となって脂肪組織や肝臓に貯蔵され、必要に応じて分解されてエネルギーとして使われます。

・コレステロール

コレステロールはホルモンや胆汁酸の材料になるほか、脳や神経などの細胞膜の構成成分となります。体内のコレステロールのうち食べ物からとり入れられたものは約３割にすぎず、残りの７割は体内で糖質や脂肪酸を材料に主として肝臓、皮膚、腸粘膜などで合成されたものです。

・リン脂質

リン脂質は細胞膜や脳の組織の構成成分となります。疎水性物質の親和性を保つ役目をしています。

●たんぱく質

たんぱく質は多数のアミノ酸がつながったもので、生体のたんぱく質は約20種のアミノ酸からできています。そのうち、人間の身体に必要でありながら体内でつくることのできないものを必須アミノ酸といいます。

体中にとり入れられたたんぱく質はアミノ酸に分解されて、筋肉、皮膚、毛髪、爪、臓器、神経などの細胞組織の成分や、酵素、ホルモン、免疫物質、筋収縮や輸送に関与する物質など、それぞれの働きに必要なタンパク質に生合成されます。

また、糖質の摂取量が足りないときには、分解されてエネルギーとして消費されます。このため、糖質の不足はたんぱく質の本来の機能を奪うことになります。

(2)栄養素の役割・2

●ミネラル（無機質）

生がきのイメージ

人間の身体は約60種類の元素で構成されています。このうち主要元素と呼ばれる水素(H)、炭素(C)、窒素(N)、酸素(O)が約95％を占めています。その他の元素を総称してミネラルといいます。特に栄養素として不可欠な16種類を必須ミネラルといい、骨や歯、筋肉や血液などの成分となるほか、さまざまな生理作用に関わっています。ミネラルは体内でつくることができないため、食べ物からとらなければなりません。

ミネラルの不足はさまざまな機能の障害を招き、骨粗鬆症や貧血、筋力の低下、味覚障害などの疾患を引き起こすことがありますが、反対に過剰になっても障害をもたらします。（「ミネラルの欠乏症、過剰症」参照）

私たちの食生活になじみの深い食塩(NaCl)は、必須ミネラルのうちナトリウム(Na+)と塩素(Cl-)が結びついたものです。食塩は、血液や体液、組織細胞に含まれ、浸透圧の調節に関与しています。とりすぎは高血圧の原因となることがあるので注意が必要です。（「食塩（ナトリウム）とカリウム」参照）

次の表に必須ミネラル16種を含む代表的な食品と、その主な働きをあげます。

必須ミネラルを含む代表的な食品とその働き

分類		ミネラル名	多く含む食品	働き
必須ミネラル	主要元素 *	ナトリウム	食塩、みそ、しょうゆ	浸透圧の維持、pHの調節、水分平衡の維持など
		塩素	食塩、みそ、しょうゆ	浸透圧の維持、pHの調節、胃液の塩酸成分となる
		カリウム	いも類、野菜類、果物類	エネルギー代謝、浸透圧・pHの維持、血圧調節、神経刺激の伝達、電位差の維持、水分保持など
		カルシウム	牛乳・乳製品、小魚、海草類、大豆製品、野菜類	骨・歯の主成分となる血液凝固、筋肉の収縮、神経の興奮抑制などに関与
		マグネシウム	食品中に広く分布　特に緑黄色野菜や海草類などの植物性食品	エネルギー代謝、筋肉の収縮、神経機能、ホルモン分泌、体温調節など
		リン	食品中に広く分布　食品添加物など	骨・歯の成分、細胞の構成成分となるエネルギー代謝、体液の浸透圧、酸塩基平衡の調節など
		イオウ	たんぱく質を含む食品に広く分布	含硫アミノ酸の構成成分（毛髪や爪の構造たんぱく質）となる
	微量元素 *	鉄	レバー、貝類、卵黄、緑黄色野菜、ひじき	酸素の運搬・貯蔵に関与、酵素の成分となる
		亜鉛	かき、肉類、小麦胚芽	酵素の構成成分、核酸代謝、細胞分裂に関与
		銅	野菜、穀物（特にピーナツ類）、肉類	酵素の構成成分、鉄の吸収・貯蔵の促進、成長促進、免疫機能など
		マンガン	穀類、種実、野菜類、抹茶	酵素の構成成分、骨形成
		コバルト	葉菜類、肉類、臓器類	補酵素、ビタミンB12の成分となる
		クロム	食品中に広く分布　野菜、穀物、肉、魚など	糖代謝、脂質代謝に関与
		ヨウ素	海草類、貝類	甲状腺ホルモンの構成成分となる
		モリブデン	乳製品、豆類、穀類、レバー	補酵素となる
		セレン	魚肉、獣鳥肉、小麦、大豆	酵素の構成成分となる、抗酸化作用

*食事からの摂取量が1日当たり100mg以上のものを主要元素、100mg以下のものを微量元素と分類

●ビタミン

小松菜のイメージ

ビタミンは、糖質、脂質、たんぱく質の代謝を助け、生命を維持するための生理作用に不可欠な栄養素です。ビタミンには脂溶性ビタミンと水溶性ビタミンの２種類があります。脂溶性ビタミンは脂質と一緒に体内に貯蔵することができますが、水溶性ビタミンは体内に貯蔵できる日数が脂溶性ビタミンにくらべ少ないため、不足しないようこまめに摂取することが必要です。またミネラルと同様、さまざまな生体反応に関わっているため、不足や過剰摂取により多くの機能障害を起こします。（「ビタミンの欠乏症、過剰症」参照）

次に各種ビタミンを含む代表的な食品と、その主な働きをあげます。

各種ビタミンを含む代表的な食品とその働き

分類	ビタミン名	多く含む食品	働き
脂溶性ビタミン	ビタミンA （カロチン）	レバー、卵黄、牛乳・乳製品、緑黄色野菜、魚など	網膜で光を関知する物質の成分となる成長の促進、皮膚粘膜の形成など
	ビタミンD	卵黄、脂肪の多い魚、牛乳・乳製品、きのこ類など	カルシウムの吸収・骨形成の促進ホルモン分泌の調節、免疫の調節など
	ビタミンE	食品中に広く分布　特に植物油、種実類、小麦胚芽など	抗酸化作用など
	ビタミンK	食品中に広く分布　特に緑葉野菜、植物油、豆類、海草類など（腸内細菌による生合成もあり）	血液凝固に必要な物質の生成に関与骨形成の促進など
水溶性ビタミン	ビタミンB1	豚肉、玄米、豆類、内臓類など	糖質の代謝などに関与
	ビタミンB2	レバー、卵、牛乳・乳製品、緑黄色野菜、豆類など（腸内細菌による生合成もあり）	糖質、たんぱく質、脂質の代謝のほか、さまざまな酸化・還元作用に関与
	ナイアシン	食品中に広く分布　特に魚介類、肉類、藻類、種実類など	多くの酸化・還元作用に関与
	ビタミンB6	食品中に広く分布　特に種実類、穀類、肉類など（腸内細菌による生合成もあり）	たんぱく質の代謝に関与
	ビタミンB12	レバー、肉類、魚肉、貝類、卵、牛乳・乳製品など（腸内細菌による生合成もあり）	核酸の合成などに関与
	葉酸	豆類、緑黄色野菜、レバーなど	核酸合成、たんぱく質代謝、赤血球の生成に関与
	パントテン酸	食品中に広く分布　特にレバー、酵母、卵黄、豆類など　（腸内細菌による生合成もあり）	糖質、脂質、たんぱく質代謝に関与コレステロール、免疫抗体などの生成に関与
	ビオチン	食品中に広く分布　特にレバー、豆類、穀類、卵黄、ローヤルゼリーなど（腸内細菌による生合成もあり）	脂質の代謝などに関与皮膚や神経組織、甲状腺などの機能を正常に保つなど
	ビタミンC	柑橘類、緑葉野菜、いも類	酸化・還元反応、代謝などに関与、抗酸化作用 ※最も多く必要とされるビタミン

●食物繊維

海藻のイメージ

食物繊維は、人の消化酵素で消化されない食物中の成分の総称です。食物繊維は主に穀類、野菜、果物、いも類、海草、甲殻類などに含まれています。

食物繊維の多い食べ物は自然とかむ回数を増やし唾液の分泌をうながすほか、少量で満腹感が得られ、食べすぎの防止に役立ちます。同時に、小腸での糖質の消化吸収をゆるやかにするため、血糖の上昇が抑えられて糖尿病の予防につながります。また、コレステロールや胆汁酸を吸着するものもあり、血中コレステロール値も抑えることができます。大腸では腸内細菌による発酵を受けてエネルギー源（短鎖脂肪酸）を生成するほか、腸内の発がん性物質などの有害物を抑える有効な菌を増やします。また便容量が増えることや、腸内細菌が生成したガスの刺激を受けることで、排便がうながされて便秘が予防されます。

水について

水が体重に占める割合は成人で平均60％～66％です。その３分の２は細胞内液で、残りが血漿、組織間液などの細胞外液となっています。
水は短時間で体内に吸収されて、酸素や吸収された栄養素を血液などに溶かし、すべての細胞に運びます。また老廃物を体外に運ぶことも重要な役目です。汗などでの体温の調節、体液の成分のバランスを保つ役割も担っています。

2.食べ物の消化・吸収と代謝

摂取した食べ物は、そのままの形では身体のために働くことができません。食べ物を身体にとり入れられるように消化器官で分解することを消化といい、消化器官から体液中にとり込まれることを吸収といいます。

各消化器官は動きながら、消化液の働きによって栄養素を吸収しやすい大きさに分解していきます。消化された栄養素は主に小腸から吸収されます。栄養素の多くは毛細血管から肝臓に集められ、必要に応じて静脈から心臓を通って全身へ運ばれます。一方、脂質はリンパ管から静脈を通って同様に全身へ運ばれます。

吸収された栄養素をエネルギーや身体に必要な物質に生成することを代謝といいます。吸収・代謝の後に残った物質は、便や尿として排泄されます。

次にそれぞれの過程を詳しく述べます。

(1)消化・吸収の過程

消化器官は、それぞれに運動しながら消化液の働きによって、摂取した食べ物を小さい分子に分解します。大部分の栄養素が小腸で吸収されます。では、口から始まる消化の過程をみていきましょう。

1）口…食べ物をとり入れ(摂取)、かみ(咀嚼)、唾液と混ぜて飲み込む

口では食べ物をかみ砕いて細かくし、唾液と混ぜて飲み込みます。唾液には糖質を分解する酵素が含まれていて、食べ物と一緒に飲み下されて胃に入った後も、胃液が働くまで作用し続けます。唾液の分泌をうながすためには、よくかむことが大切です。また、かむ回数が多いほど満腹感が得られ、脳もリラックスすると考えられています。唾液と混ぜられた食べ物は食道に送られます。

2）胃…摂取した食べ物をかゆ状に消化、胃液によってたんぱく質を分解

胃は、食道から送られてきた食べ物を一時ためて、胃の運動によって食べ物を胃液と混ぜ合わせてかゆ状にします。胃液にはたんぱく質分解酵素のペプシンや、塩酸、粘液などが含まれます。塩酸にはカルシウムを水溶性にして小腸での吸収を助けたり、細菌の繁殖を防ぐなどの働きがあります。胃の内容物が十二指腸に入ると、胃液の分泌は抑えられます。

3）十二指腸…膵液、胆汁を混ぜる

胃の内容物が十二指腸へ送られると、膵臓から膵液、胆のうから胆汁が分泌されます。膵液は糖質、脂質、たんぱく質を分解する消化液です。また胆汁は脂肪の乳化を行い、吸収を助けます。十二指腸でこれらの消化液と混ぜ合わされた内容物は、小腸に送り込まれます。

4）小腸…大部分の栄養素を吸収

小腸ではさらに腸液が分泌され、ほとんどの栄養素が分解、吸収されます。吸収された栄養素は、下の２つの経路を通って全身へ運ばれ、さまざまな器官で利用されたり、貯蔵されます。

1.腸の毛細血管→門脈→肝臓→静脈→心臓→全身へ: 糖質、一部の脂肪酸、たんぱく質、ミネラル、水溶性ビタミン、水
2.リンパ管→胸管→静脈→心臓→全身へ: 脂質、脂溶性ビタミン

5）大腸…未消化物(主に食物繊維)を微生物によって分解し、排泄

大腸では小腸で吸収されなかった水分とミネラルが吸収されます。またさまざまな腸内細菌が常に活動していて、食物繊維などの未消化物を発酵によって分解し、排泄しやすいようにします。また、その分解産物の一部が吸収されます。消化されずに最後まで残ったものは、便として体外に排泄されます。

(2)代謝

消化器官から吸収した栄養素、またはいったん体内に貯蔵した栄養素を、エネルギーや生命の維持に必要な物質に変える作用を、代謝といいます。

代謝で大きな役割を担っている臓器が肝臓です。エネルギー源となるグリコーゲンを貯えて必要に応じてエネルギーを生成するほか、身体の作用に必要なたんぱく質の生成および分解、コレステロールの生成、アルコールや身体に有害な物質の分解や解毒などの働きがあります。ビタミンやミネラルの一部は、肝臓で行われる代謝に利用されます。
またエネルギーの生成、たんぱく質の生成および分解は筋肉組織など身体のさまざまな細胞によっても行われています。

代謝の中でも、身体的・精神的な安静の状態で呼吸、血液の循環、排泄、体温の維持などを行う、生きるために最低限必要なエネルギーの生成を、基礎代謝といいます。

●糖質(炭水化物)

糖質の代謝の模式図

消化によってグルコース(ブドウ糖)などに分解された糖質は、小腸粘膜から吸収された後、肝臓に運ばれます。肝臓に運ばれたグルコースは、そのまま血液中を運ばれて、各組識でエネルギー源として利用されるほか、肝臓や筋肉ではグリコーゲンとして蓄えられます。グリコーゲンは再びグルコースに転換されてエネルギーの生成に使われます。糖質からエネルギーをつくった後に残るものは、二酸化炭素と水だけです。残った二酸化炭素は吐き出す息から排泄され、水は尿や汗となって排泄され、身体には残りません。

グリコーゲンの貯蔵量には限界があり、余分なグルコースは脂質となって肝臓や脂肪組織に貯蔵されます。そのため、糖質をとりすぎると肝臓や脂肪組織に脂質がたまり、肥満や脂肪肝につながります。

肝臓の役割

必要に応じてグリコーゲンからグルコースを遊離して血液中に送り出し、身体の各組織にエネルギー源として供給します。脳および神経細胞も、この血液中のグルコースを分解してエネルギーを得ています。血液中に送り出されたグルコースの量が、血糖値です。

●脂質

脂質の代謝の模式図

消化作用を受けて分解された脂質は、小腸から吸収され、血液によって皮下、腹腔、筋肉の間などにある脂肪組織に運ばれて体脂肪として貯蔵されます。それは、エネルギーが不足すると必要に応じてエネルギー源として消費されます。

糖質と同様にエネルギーをつくった後に残るものは、二酸化炭素と水だけです。残った二酸化炭素は吐き出す息から排泄され、水は尿や汗となって排泄されます。

肝臓に貯えられた脂質からはコレステロールがつくられます。その大部分が胆汁の成分として使われますが、そのほか細胞膜や神経の成分となったり、ステロイドホルモンの原料になります。

肝臓の役割

脂質を貯蔵してエネルギーとして利用します。また脂質を分解して、それらを身体に必要な物質に生成したり、細胞膜やステロイドホルモンをつくるために必要なコレステロールを生成しています。