ミドリムシ 栄養素|消化吸収後の生体内利用・エネルギー合成

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ミドリムシ 栄養素|消化吸収後の生体内利用・エネルギー合成

ミドリムシ(ユーグレナ)の栄養素が、消化吸収されてから生体内でどのように利用され、エネルギー合成されているのか?の仕組みを解説します。


タンパク質

ミドリムシ(ユーグレナ)栄養素 タンパク質

タンパク質は、アミノ酸がいくつも結合したもの。

食べ物から摂取したタンパク質は、体内でアミノ酸まで分解される。

そのアミノ酸は、人に必要なタンパク質に合成される。

動物性たんぱく質を人間が食べたとしても、体から、尻尾(おっぽ)や蹄(ひづめ)が生えてくることはない。

牛肉、豚肉、大豆、卵を食べても人間のタンパク質として、使える形になるように、体内では消火・吸収される。


タンパク質の代謝経路について

食事から摂取されたタンパク質は、

  • 胃液に含まれる胃酸とペプシン(消化酵素)
  • 十二指腸でトリプシン(消化酵素)
  • 小腸でペプチターゼ(消化酵素)

によって、最終的にアミノ酸まで分解される。

タンパク質がバラバラになったアミノ酸は、小腸の上皮細胞から取り込まれ、毛細血管から門脈を通って、肝臓に運ばれる。

肝臓に運ばれたアミノ酸は、体内で再び必要なタンパク質合成に利用される。

細胞の核でも、人間はアミノ酸を材料として、生命活動に必要な様々なタンパク質を合成している。

  • 心臓
  • 肝臓

などの臓器や、

  • 筋肉
  • 神経伝達物質
  • 抗体
  • ホルモン
  • 酵素
  • ヘモグロビン

など。

主に20種類のアミノ酸の組み合わせから様々なタンパク質が作られる。

20種類のうち9種類は体内で合成することができない。

この9種類のアミノ酸は、食べ物から摂取する必要があるため、必須アミノ酸と呼ばれている。

アミノ酸スコアが83のミドリムシ(ユーグレナ)には、すべての必須アミノ酸をはじめ、20種類中18種類のアミノ酸が含まれています。


脂質

ミドリムシ(ユーグレナ)栄養素 脂質

脂質には、

  • 中性脂肪
  • 中性脂肪はグリセリンに脂肪酸が3つ付いた構造

  • リン脂質
  • コレステロール
  • 糖脂質

など、さまざまな種類がある。

脂質の働きは、

  • エネルギーを生産
  • エネルギーを貯蓄
  • リン脂質は細胞膜の構成成分になる。

また、

  • ホルモン
  • エンコサノイド

といった、生理活性物質の材料としても使われ、
脂溶性ビタミンの吸収を促進する。


中性脂肪の消化吸収

中性脂肪の代謝経路は、一旦バラバラにされた脂肪酸を、もう一度繋げ直して体内吸収される。

食事から摂取された脂質は、

  • 十二指腸で胆汁酸により、細かな粒となり、
  • さらに膵臓から分泌される膵リパーゼによって、
    • モノアシルグリセロール
    • 脂肪酸

に分解される。


このように分解された、

  • モノアシルグリセロール
  • 脂肪酸

は、小腸の上皮細胞で再び中性脂肪である、トリアシルグリセロールに再合成される。

加工された中性脂肪は、コレステロールやタンパク質と共に混ざり合い、キロミクロというリボタンパクになって、血管と並行して走るリンパ管に入り、左鎖骨下静脈から全身へと運ばれる。

代謝された中性脂肪は、キロミクロ以外にも、
肝臓で合成された

  • VLDL(超低密度リポたんぱく質)
  • 肝臓から組織へコレステロールを運ぶ

  • LDL(悪玉コレステロール)
  • 体の隅々に運ばれるコレステロールが増えて動脈硬化を促進する

  • HDL(善玉コレステロール)
  • 体の隅々の血管壁に溜まったコレステロールを抜き取って肝臓に運ぶ

となって、全身の細胞に脂肪酸やコレステロールを運搬したり、逆に取り去ったりしながら、体にとって必要な物質を作り出している。

ミドリムシ(ユーグレナ)には、

  • DHA(ドコサヘキサエン酸)
  • EPA(エンコサペンタエン酸)
  • パルリトレイン酸
  • オレイン酸
  • リノール酸
  • リノレン酸
  • エイコサギエン酸
  • γ-リノレン酸
  • ARA(アラキドン酸)
  • ドコサテトラエン酸
  • DPA(ドコサペンタエン酸)

の11種類の不飽和脂肪酸が含まれています。


炭水化物

ミドリムシ(ユーグレナ)栄養素 炭水化物

糖質に食物繊維が結合したものが、炭水化物。

炭水化物は、
グルコース或いはブドウ糖と呼ばれる単糖類まで分解され、

  • 血糖を上昇させる
  • 脂肪組織になる
  • 筋肉や臓器のエネルギーとして使用

される。


グルコースの本体である糖質の過剰摂取が、癌や糖尿病などの慢性疾患を引き起こす原因になっていることは有名ですが、この糖質がどうやって消化分解されるのか?という観点から炭水化物の代謝を解説します。

糖質は、

  • 砂糖
  • 果物
  • イモ類に含まれるデンプン等

色々種類がある。

糖質は、唾液に含まれるアミラーゼ(酵素)によって分解されて二糖類になり、その後、小腸でマルターゼという消化酵素によって、グルコースにまで分解される。

グルコースは、その後アミノ酸の時と同様に、小腸の上皮細胞から取り込まれ、毛細血管から門脈を通って、肝臓に運ばれ、全身の血液へと運搬される。

タンパク質、糖質、脂質の3大栄養素には、生命活動を維持するためのエネルギーを生産するという共通の働きがある。


ATP

人の生命活動に役立てられているのが、ATPという化学物質。

日本語では、アデノシン三リン酸と呼ばれ、ミトコンドリアの中で行われる、TCAサイクルで合成される。

ATPという、高いエネルギーを持つ物質によって、人は生命活動を維持しているので、ATPがストップしてしまうと、生きていくことができず、死んでしまう。

人間が、生命活動を営んでいくのに欠かせないATPの合成経路はいくつかあるが、ここでは代表的なTCAサイクルと電子伝達系をみていく。

  • タンパク質から分解されたアミノ酸
  • 糖質から分解されたグルコース
  • 中性脂肪から切り出された脂肪酸

は、それぞれアセチルCOAという物質になって、ミトコンドリアの中に入っていく。

アセチルCOAは、ミトコンドリア内でTCAサイクル、またはクエン酸回路と呼ばれる環の中に入っていき、次から次へと化学反応を起こしていく過程で、ATPを作っていく。

これと同時に、電子伝達系と呼ばれる、システムに移行することで、生体内ではさらに多くのATPが作られる。

TCAサイクルが、ミトコンドリアの中で行われるのに対し、電子伝達系はミトコンドリアの内膜上で行われる。

TCAサイクルの途中で作られた物質に含まれる水素が、ミトコンドリア内膜に埋め込まれている酵素複合体によって、酸化される。

そこから発生した電子が、酵素の間を移動する際に、電子が奪われてプロトンになった水素イオンが、膜間スペースというミトコンドリアの内膜と外膜の間にドンドン貯められていく。

ミトコンドリアの内膜と膜間スペースの間に、水素イオンの濃度差が生まれるので、濃度の濃い方から薄い方へと一気に移動するエネルギーを利用して、よりたくさんのATPが作られる仕組みになっている。

このように、3大栄養素は、体内で消化吸収され、その代謝産物がATPという生命活動を支えるエネルギー源になる。

ビタミンやミネラルはこうしたエネルギー合成にどのように関わっているのか?


ビタミン

TCAサイクルでは、それぞれのビタミンが普通のビタミンのまま利用されるのではなく、

  • 酸化
  • 還元

等により、使える形に活性化されて、初めて利用できるようになる。


アセチルCOAがTCAサイクルに入っていく為に必要な
ビタミンB1は、

  • TPP
  • チアミン三リン酸

という活性化した形で利用される。


ビタミンは、TCAサイクルの中で、Aという物質をBという物質に変える、触媒機能を果たす酵素を補助する補酵素として活躍する。

例えば、TCAサイクルのαケトグルタル酸は、αケトグルタル酸デヒドロゲナーゼ酵素によって、スクシニルCOAになるが、このαケトグルタル酸デヒドロゲナーゼは、酵素単体では働くことができず、補酵素となるビタミンに手伝ってもらわなければ、円滑に化学反応を進めていくことができない。

酵素が触媒反応する相手を基質と呼ぶが、

  • 基質
  • 酵素
  • 補酵素

は、おのおのがピタリと結合し合わなければ、

  • ATPを合成したり
  • 生体機能に必要な物質を正確に作っていってり、
  • 次から次へと続く化学反応を滞りなく進めること

はできなくなってしまい、その結果、体にさまざまな障害が生じることになる。

基質と酵素と補酵素が、揃っていれば、しかるべき代謝が行われるようになるはずなのですが、実は酵素はタンパク質からできているので、DNAの設計により、個人差がある。

個人によって、酵素の形が異なったり、体内での酵素の働きにも違いが生じたりする為、本来であれば基質と酵素と補酵素とが確実に出会い、ピッタリと結合して化学反応が起きるべきところで、酵素反応がスムーズに行く人とそうでない人の差が生じる。

こうした、酵素機能が不十分であることの穴埋めをすべく、ビタミンを通常の何十倍から何百倍使うことで病気を治したり、体の機能を高めたりすることを狙うのが、栄養療法の考え方。

ミドリムシ(ユーグレナ)には、

  • α−カロテン(ビタミンA)
  • β−カロテン(ビタミンA)
  • ビタミンB1
  • ビタミンB2
  • ビタミンB6
  • ビタミンB12
  • ビタミンC
  • ビタミンD
  • ビタミンE
  • ビタミンK1
  • ビオチン
  • 葉酸
  • ナイアシン
  • パントテン酸

の14種類のビタミンが含まれています。


神経伝達物質の合成にも関与するビタミンやミネラル

アミノ酸を材料として、神経伝達物質のLグルタミン酸やギャバ、ドーパミン、ドルアドレナリン、セロトニンなどが作られる。

こうした神経伝達物質は、人間の

  • 情緒
  • 記憶
  • 学習
  • 集中力
  • 攻撃性
  • 恐怖心

を生み出す作用を持ち、

  • 興奮系
  • 抑制系

の神経伝達物質が、絶妙なバランスを取りながら、生命活動が維持されている。

こうした神経伝達物質の変換を仲介しているビタミンやミネラルが不足すると、精神症状にも悪影響を及ぼしてしまい、

  • パニック
  • 統合失調症

を引き起こすことも、よく知られている。

例えば、ビタミンB6不足に陥っていると、興奮系のLグルタミン酸から抑制系の物質であるギャバへの転換がうまくいかずに、Lグルタミン酸が体内で過剰になる。

Lグルタミン酸が過剰になると、

  • 睡眠障害
  • 神経症
  • 幻覚
  • 絶え間ない緊張
  • 神経細胞の異常な興奮
  • 多動
  • そう状態
  • 痙攣

を起こすことが知られている。

また、セロトニンもビタミンB6不足によって、5−HTPからの変換がうまくいかずに合成に障害が出ると、

  • 睡眠障害
  • イライラ
  • 不安
  • 恐怖
  • 攻撃性
  • ぼんやりした気分
  • 無気力
  • 低体温

等、人によっては明らかな

  • うつ症状
  • パニック症状

として現れる場合がある。

ミネラルも同様に、酵素の利用に深く関わっている。


ミネラル

電子伝達系で、出てきたミトコンドリア内膜に埋め込まれている酵素複合体には、ヘム鉄を含有するタンパク質から構成されているシトクロムや、鉄と硫黄が複雑に結合した鉄−硫黄クラスタが内部に組み込まれるなど、鉄が酵素に対する補因子として関与することで、電子のやり取りがなされている。

このように、人が生きていく為に欠かせないエネルギーである、ATPを合成するには、材料となる3大栄養素だけではなく、化学反応を仲介するビタミンやミネラルも大事な栄養素となる。

ミドリムシ(ユーグレナ)には、

  • 亜鉛
  • リン
  • カルシウム
  • マグネシウム
  • ナトリウム
  • カリウム
  • マンガン

の9種類のミネラルが含まれている。

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