たんぱく質代謝｜体の中のリサイクル工場

食事のたんぱく質は分解されてアミノ酸になる

アミノ酸は全身で「組み立て直し」に使われる

余れば分解され、尿として排出される

飢餓時は自分の筋肉が削られる

たんぱく質代謝 〜体内リサイクルシステムの全貌〜

私たちが摂取するたんぱく質は、糖質や脂質と並んで三大栄養素の一つ。しかし、たんぱく質の体内での働きは、単なるエネルギー源にとどまらない。

体内では、摂取したたんぱく質が巧妙なリサイクルシステムによって処理され、生命維持に欠かせない様々な機能を担う。

【消化・吸収過程でのたんぱく質分解】

＜たんぱく質の構造的特徴＞

食品中のたんぱく質は、20種類のアミノ酸が複雑に結合した高分子化合物。これらは生体内でそのまま利用されるのではなく、まず構成要素であるアミノ酸まで分解される必要がある。

＜消化酵素による段階的分解＞

＜胃での初期分解＞

- 胃酸によりたんぱく質の立体構造が変性

- ペプシンによる部分的な加水分解が開始

＜小腸での完全分解＞

- 膵臓から分泌されるトリプシン、キモトリプシンなどの酵素群

- 小腸粘膜のペプチダーゼによる最終分解

- 結果として、アミノ酸およびジペプチド、トリペプチドが生成

＜吸収メカニズム＞

小腸上皮細胞には、アミノ酸専用の輸送体が存在し、能動輸送により血液中に取り込まれる。吸収されたアミノ酸は門脈を経由して肝臓に運ばれ、全身循環に入る。

【アミノ酸の体内利用と代謝】

＜ たんぱく質合成（同化作用）＞

血液中のアミノ酸は、各組織で必要に応じて新しいたんぱく質に合成。この過程は**同化作用（アナボリズム）**と呼ばれ、以下のような機能を持つたんぱく質が作られる

＜構造たんぱく質＞

- 筋肉のアクチン・ミオシン

- 皮膚・血管のコラーゲン

- 髪・爪のケラチン

＜機能たんぱく質＞

- 消化酵素、代謝酵素

- ホルモン（インスリン、成長ホルモンなど）

- 免疫グロブリン（抗体）

- 血液中の運搬たんぱく質（アルブミン、ヘモグロビンなど）

＜ たんぱく質の動的平衡＞

体内のたんぱく質は常に**合成と分解**を繰り返しており、これを動的平衡と呼ぶ。健康な成人では、1日約250〜300gのたんぱく質が合成・分解されている。

【アミノ酸の分解と窒素代謝】

＜余剰アミノ酸の処理＞

摂取したアミノ酸がすべてたんぱく質合成に使われるわけではない。余剰分は以下の経路で処理される。

＜脱アミノ反応＞

アミノ酸は肝臓において**脱アミノ反応**を受け、アミノ基（-NH2）とα-ケト酸に分離される。

＜生成物の利用＞

- α-ケト酸：グルコース合成（糖新生）やエネルギー産生に利用

- アミノ基：アンモニア（NH3）として遊離

＜尿素サイクル＞

生成されたアンモニアは細胞にとって有毒であるため、肝臓の**尿素サイクル**により無害な尿素に変換される。

＜尿素サイクルの概要＞

1. アンモニア + CO2 → カルバモイルリン酸

2. 一連の酵素反応により尿素を生成

3. 尿素は血液を通じて腎臓に運ばれ、尿として排出

【たんぱく質の生理的意義】

＜身体組成におけるたんぱく質の役割＞

人体の約60%は水分ですが、固形成分の約半分がたんぱく質で構成される。

＜主要な機能＞

1. **構造的機能**：細胞膜、結合組織、筋肉組織の構成

2. **触媒機能**：酵素としての代謝反応の促進

3. **調節機能**：ホルモンによる生理機能の調節

4. **防御機能**：免疫系による外敵からの保護

5. **輸送機能**：血液中での物質輸送

＜エネルギー源としての側面＞

たんぱく質は1gあたり4kcalのエネルギーを産生するが、通常はエネルギー源としては優先的に利用されない。しかし、糖質や脂質が不足する状況では重要なエネルギー源となる。

【栄養状態とたんぱく質代謝】

＜飢餓状態での代謝変化＞

食事からのたんぱく質摂取が不足すると、体は**筋肉たんぱく質の分解**を開始。これは生命維持に必要な酵素やホルモンの合成を継続するための代償機構。

＜筋肉たんぱく質分解の影響＞

- 筋肉量の減少

- 基礎代謝率の低下

- 免疫機能の低下

- 創傷治癒の遅延

＜ 成長期における特殊性＞

成長期（特に思春期）では、身体の発達に伴い**正の窒素平衡**を維持する必要がある。つまり、たんぱく質の合成量が分解量を上回る状態が必要。

【たんぱく質の栄養学的考察】

＜必要摂取量＞

推奨量

- 成人：体重1kgあたり0.8g/日

- 思春期：体重1kgあたり0.9〜1.2g/日

- アスリート：体重1kgあたり1.2〜2.0g/日

＜アミノ酸スコアと生物価＞

たんぱく質の栄養価は、必須アミノ酸の含有バランスで評価。

＜必須アミノ酸＞

体内で合成できない9種類のアミノ酸

- バリン、ロイシン、イソロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、トレオニン、トリプトファン、リジン、ヒスチジン

＜アミノ酸スコア＞

- 卵：100（完全たんぱく質）

- 肉類・魚類：90〜100

- 大豆：86

- 米：65

＜補完関係＞

異なるたんぱく質源を組み合わせることで、アミノ酸の不足を補うことができる。

（例）

- 米 + 大豆（リジン不足を補完）

- 小麦 + 豆類（リジン不足を補完）

たんぱく質代謝は、単なる栄養素の利用にとどまらず、生命維持の根幹を支える複雑なシステム。

＜重要なポイント＞

- 摂取されたたんぱく質は完全に分解され、必要に応じて再合成される

- 体内たんぱく質は常に合成と分解を繰り返している

- 余剰アミノ酸は安全に処理され、エネルギー源としても利用される

- 栄養不足時は筋肉たんぱく質が分解される