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主要栄養素

主要栄養素とは、食事で多くの量を摂取する必要がある栄養素のことをいいます。主要栄養素とされる3つの重要な栄養素は、①タンパク質、②炭水化物(糖質)、③脂質(油脂および関連化合物)です。

 

タンパク質

タンパク質とは、炭水化物や脂質と同様に、炭素、水素、酸素原子を含む化合物です。ただ、炭水化物・脂質との相違点は、窒素原子を含むことで、「アミノ」とは「窒素原子を含有している」ことを意味しています。アミノ酸分子が数十個から数百個結合してできるタンパク質が、自然界には数千種類も存在します。

 

ヒトの体内のタンパク質は20種類のアミノ酸で構成されています。このうち、半数以上のアミノ酸は体内で合成することができ、食事で摂取する必要がありません。このようなアミノ酸を非必須アミノ酸といいます。一方、体内で合成できず、食事から摂取する必要のある9種類のアミノ酸を必須アミノ酸といいます。

 

アミノ酸は、ペプチド結合によって結合しています。2つのアミノ酸が結合したものは、ジペプチド、3個以上のアミノ酸が集まったものはポリペプチドといいます。ちなみに、ペプチド結合とは、アミド結合のうちアミノ酸同士が脱水縮合して形成される結合のことをいいます。ポリペプチドの鎖が結合することにより、さまざまな構造や機能を持つ多数のタンパク質を形成します。筋線維はタンパク質の存在する部位として挙げられることの多い組織です。

 

タンパク質は体内の多くの組織に存在しているが、組織のほとんどは水であり、タンパク質の含有量はさまざまです。タンパク質の割合は、心臓や格筋、肝臓、腎臓の重量の20%、脳組織においては10%にすぎません。

 

タンパク質は、含まれているアミノ酸が身体が必要としている量として見合っているかが、その質を決めます。良質タンパク質としては卵や肉類、魚類、家禽類、乳製品に含まれる動物性タンパク質が挙げられます。1つ以上の必須アミノ酸が不足しているタンパク質(穀類、豆、野菜、ゼラチンなど)は低質タンパク質とされます。植物性タンパク質では、穀類でリジン、豆類ではメチオニンとシステインの含有量が少ない傾向にあります。植物性タンパク質のうち、大豆タンパク質はもっとも質が高いです。

 

ある食品に不足するアミノ酸を供給できるタンパク質を補足タンパク質と呼び、補足作用を持つ食品の組み合わせ例として、豆と米、トウモロコシと豆、トルティーヤとリフライドビーンズ、ピーナツバターとパンが挙げられます。一般的には、豆類と穀類を組み合わせると、必須アミノ酸を適切な割合で摂取することができるようです。

炭水化物

炭水化物は炭素と水素、酸素から構成されています。炭水化物は、構成する糖の数によって、単糖類、二糖類、多糖類の3つに分類されます。

 

単糖類(グルコース、フルクトース、ガラクトース)は1つの糖を持つ糖分子です。グルコースは数多くのより大きな糖の形成単位となります。グルコースは、血液中を循環する糖として、また、細胞の主要なエネルギー基質として、さらに筋や肝細胞に蓄えられた多糖類のグリコーゲンとして体内に存在します。グルコース単体では甘味はありません。食品としては、スクロース(ショ糖)のようにほかの単糖類と結合して存在しています。単離グルコースは、輸液やスポーツドリンクに使われていることもあります。この形状はデキストロースと呼ばれます。フルクトース(果糖)はグルコースと同じ化学式を持つが、原子の配列が異なるため、より甘く、異なった特製を持ちます。はちみつの甘味はフルクトースに由来します。フルクトースは、自然界で野菜や果物に存在する上、体内でほかの糖に比べてインスリンの分泌を引き起こしにくいです。ガラクトースは、グルコースと結合してラクトース(乳糖)を形成します。

 

二糖類(スクロース、ラクトース、マルトース)は2つの単糖類が結合したものです。スクロース(ショ糖、または砂糖)はもっとも一般的な二糖類で、グルコースとフルクトースからなります。スクロースはほとんどの果物に存在し、サトウキビやビート(サトウダイコン)のシロップから結晶化されてブラウンシュガー、パウダーシュガー、が作られます。ラクトースは哺乳動物の母乳にしか見られません。マルトース(麦芽糖:グルコースとグルコースが結合したもの)は、主に消化時に多糖類が分解されて生じます。麦芽糖はアルコールの発酵過程においても発生し、ビールに含まれる主要な炭水化物です。

 

多糖類は複合炭水化物とも呼ばれます。もっとも広く知られている多糖類は、デンプン、食物繊維、グリコーゲンです。デンプンは植物におけるグルコースの貯蔵形態です。穀類、ナッツ、豆、野菜はデンプンの優れた供給源です。デンプンは、エネルギー源として使用される前に、まずグルコースに分解されなければなりません。食物繊維は、植物の細胞壁の構成要素であり、これも炭水化物の1つの形です。セルロース、ヘミセルロース、βグルカン、ペクチンなどの食物繊維、そして、炭水化物ではない線維状物質(リグニン)は、一般にヒトの消化酵素で消化されず、便の量や水分含有量を増やし、腸内滞在時間を減らします。

 

一時的な貯蔵エネルギー源としてのグリコーゲンは、ヒトや動物の組織中には少量しか存在しません。摂取する食品に多くは含まれず、筋や肝臓に入ったグルコースが、エネルギーとして代謝されなければ、グリコーゲンになります。グリコーゲンのうち3分の2は骨格筋に貯蔵されており、残りは肝臓に貯蔵されています。グルコースからグリコーゲンが生成される過程をグリコーゲン合成と呼びます。肝臓は体組織のうちグリコーゲン含有量が最も多く、さらに炭水化物由来でない多くの消化の最終産物をグリコーゲンに変換することができます。これを糖新生といいます。

 

脂質という言葉は、脂肪よりも広い意味を持ちます。脂質には、トリグリセリド(油脂…植物性の油と動物性の脂肪の両方を意味する)とともに、捨てロールやリン脂質といった脂肪化合物も含まれます。脂質の中で重要なのは、トリグリセリド脂肪酸リン脂質コレステロールです。トリグリセリドは3つの脂肪酸とグリセロールの結合体です。食品中や体内に存在する脂質のほとんどはトリグリセリドの形をとっています。

 

脂質

脂質は、炭水化物と同様に、炭素、酸素、水素原子を含みますが、脂肪酸鎖は酸素原子に対して炭素と水素の数が多いため、1gあたりのエネルギーも高くなっています。たとえば、炭水化物とタンパク質が1gあたり約4kcalなのに対して、脂肪は約9kcal(体脂肪は約7kcal)です。

 

脂肪の体内における働きは、その一部が脂肪酸の飽和状態と関係します。脂肪酸の飽和状態は、脂肪酸が結合している水素の数によります。飽和脂肪酸は結合可能なすべての水素が結合している脂肪酸です。不飽和脂肪酸は、本来水素が結合している場所に炭素原子が二重結合で結合しており、化学反応をおこしやすいです。二重結合のない脂肪酸を飽和脂肪酸といいます。二重結合を1つ含む脂肪酸は一価不飽和脂肪酸、2つ以上の二重結合を含む場合は多価不飽和脂肪酸と呼びます。

 

大豆油、トウモロコシ油、ヒマワリ油、ベニバナ油は多価不飽和脂肪酸を比較的多く含み、オリーブ油、ピーナッツ油、キャノーラ油は一価不飽和脂肪酸を多く含んでいます。ほとんどの動物性脂肪と熱帯植物の油(ココナッツ油やパーム核油など)は飽和脂肪酸が多いです。

 

脂肪は体内で多くの役割を担っています。ヒトのエネルギーの多くは主に脂肪組織として貯蔵されています。体脂肪は断熱や臓器の保護、ホルモンの制御に欠かせないものです。脂肪はまた、脂溶性のビタミンA、D、E、Kの運搬を行い、リノール酸(オメガ6)やリノレン酸(オメガ3)といった必須脂肪酸を供給しています。これら2つの必須脂肪酸は、健康な細胞膜の形成、脳や神経系の適切な発達と機能維持、ホルモンの生成に不可欠です。

 

体内のコレステロールも重要な機能を持ちます。細胞膜の構造、機能における重要な要素です。また、胆汁酸塩やビタミンD、性ホルモン(エストロゲン、アンドロゲン、プロゲステロン)やコルチゾールなどのホルモン生成に必要です。コレステロールは肝臓と超で合成されます。

 

まとめ

主要栄養素は、身体を構成し、動かすために必要な栄養素です。だからといって、筋肉をつけたいからタンパク質をとる、といったような単純な話ではないようです。人間の中には、いもばかり食べていても筋肉がつく人もいたりします。これは、体内に取り込まれた食物を消化する過程で、腸内細菌がいもからアミノ酸を合成するからだといわれていたりします。

 

人間の身体は、まだまだ神秘であふれています。

 

さまざまなことを学ぶなかで、筋トレをするための「身体」の真実に少しでもせまれたらいいなと思います。




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