【保存版】糖質の吸収後のゆくえや糖質代謝の流れをまとめてみた!

こんにちは!

私は平成生まれの管理栄養士です!!

栄養学入門ということで今回は糖質の代謝や吸収後のゆくえについて解説していきたいと思います。

この記事では栄養学初心者の方が糖質の概要についておおまかに理解できるように簡単に説明していきます。

私の経験上「最低限ここだけ抑えておけば大丈夫だよなぁ~」というポイントのみを覚えていただければと思います!

それでは早速見ていきましょう!

糖質のエネルギー源は太陽が持つエネルギー?

グルコースは血糖値の指標にもなっているブドウ糖のことでもあります。

グルコース=ブドウ糖と覚えてください!

血糖値とは血液中に含まれるグルコース(ブドウ糖)の濃度を示した検査値のことです。

このグルコースに関して私たちは、そのほとんどを植物性食品から摂取しています。

ご飯や、パン、麺類、イモ類などに多く含まれているでんぷんです。

このでんぷんはグルコース(ブドウ糖)が植物が行う光合成によって作られるのです。

二酸化炭素と水から太陽の光エネルギーを元に作られていくのです。

私たち人間はその植物内で作られ蓄えられたものを摂取することで、それを消化吸収・代謝し、自分のエネルギーに変えているのです。

なので元をたどれば、私たち人間も太陽のエネルギーを利用して生きているといっても過言ではないのです!

糖質の消化吸収をちょいと復習

糖質は食物中において、そのほとんどが多糖類として存在しています。

主食に含まれるでんぷんがその代表例ですね!

摂取後は小腸で単糖類にまで分解されて吸収されます。

糖質の消化吸収についてできるだけ詳しく解説してある記事がありますのでご覧ください!

【必見!】炭水化物や糖質の消化吸収の仕組みを簡単にまとめてみた!

食後小腸にて吸収されたグルコースやその他の単糖類はまず門脈を経て肝臓に運ばれていきます。

肝臓でそれぞれの単糖類が様々な代謝を受けて全身へと運ばれていきます。

こうして全身に運ばれた糖は細胞に取り込まれ、エネルギー源として利用されたり様々な生命活動に使われるのです!

 

この記事では糖質の代謝について解説していますが、グルコースを軸に解説していきます。

それは糖質代謝のメインはグルコースだからです。

栄養学においては、あまりグルコース以外の糖質の代謝はほとんど目にしません。

まずは基礎として、グルコースの代謝をしっかり理解してもらえれば大丈夫です!

糖質代謝の役割とは?

糖質代謝の役割のメインはエネルギー産生です!

糖質は脂質と共に非常に使いやすいエネルギー源でもあり、日常的に摂取しやすい栄養素でもあります。

私たち日本人も米、小麦、イモ類など主食としているものの多くは糖質が主な食物です。

糖質は、体内でエネルギーを産生しながら最終的には酸素と反応し水と二酸化炭素に分解されます。

『糖質=エネルギー源』として考えてくれれば問題ないですが、ここでは少しだけその他の糖質の代謝がもつ役割を見ていきたいと思います!

糖質代謝には、私たちが生命活動をするのにエネルギー源としての利用以外にも様々な役割があるのです。

  1. エネルギー源の貯蔵
  2. 細胞情報伝達物質
  3. ホルモンや細胞増殖因子による刺激を受ける受容体
  4. 細菌やウィルス感染における受容体

 

もちろんこの一つ一つ詳しくその代謝システムを知る必要はないと思います。

しかし、糖質はエネルギーを産生しながらも、その他人間の生命活動に関して様々な役割を果たしているということは知っておいても良いと思います!

糖質代謝の役割と細胞内へのグルコース輸送について

糖質代謝のこれだけは知ってほしい事① 【解糖系】

解糖系とはその名の通り、を分する代謝です。

解糖系では主にグルコースを中心にその代謝を考えていきます。

それは糖質の全ての代謝系において、その中心になる物質がグルコースだからです!

もちろん、ガラクトース、フルクトース、その他の糖も解糖系によって代謝されます。

しかしグルコースの代謝経路を軸に考えることで、糖質代謝は理解しやすくなります。

解糖系とは、1分子のグルコースを2分子のピルビン酸に変換させる過程の代謝経路です!

この過程で、エネルギーとなるATPが産生されたり、その他の代謝に必要な物質が途中で生成されたりするのです。

この解糖系で大事なことは、その一連の反応が細胞の細胞質という場所で行われているということです!

ピルビン酸は細胞質で生成されますが、その後細胞のミトコンドリアという器官に入りさらなる代謝経路で爆発的にエネルギーを生成するのです。

詳しくこちらの記事をご覧ください!

糖質の『これだけは知ってほしい事』② 【TCAサイクル】

グルコースはまず細胞に取り込まれた後、細胞質で解糖系によって2分子のピルビン酸になることは先ほど解説しました!

そのピルビン酸は今度はミトコンドリア内に入り込み、次のステップとしてTCAサイクルという代謝経路によって代謝されます。

このTCAサイクルは糖質、脂質、たんぱく質と三大栄養素の全てが利用する代謝経路なのです。

エネルギー源になる三大栄養素は全てこのミトコンドリア内においてTCAサイクルに合流します。

TCAサイクルは代謝経路というよりは代謝回路と表現した方がわかりやすいかと思います。

それは、ぐるっと一周できるようになっているからです!

TCAサイクルのその代謝回路は、東京の山手線名古屋の市営地下鉄名城線大阪の大阪環状線のような感じです!

物質が一周する間に多くのNADH₂⁺FADH₂を生み出し、それを電子伝達系に輸送し爆発的にエネルギーを生み出しているのです!

このNADH₂⁺やFADH₂が電子伝達系でエネルギーを生み出す際に酸素が必要となるのです!

酸素自体がエネルギーになっているわけではなく、このエネルギーを作る際の反応時に酸素が必要になるのです!

こうしてグルコースは解糖系、TCAサイクルを経て最終的に完全酸化されてエネルギーを生み出し二酸化炭素と水に分解されていきます!

TCAサイクルについて詳しく知りたい方はこちらの記事をご覧ください!

  1. 【必見!】TCAサイクルについてできるだけ簡単に解説してみた!
  2. 【超簡単】ATPの構造や働きをわかりやすく解説してみた!
  3. グルコースが完全酸化される際のATP生成量の収支について解説してみた!

糖質の『これだけは知ってほしい事』③ 【グリコーゲン合成と分解】

グルコースは非常に私たち人間にとって重要なものです。

私たち人間の体内に存在するほとんどの組織や細胞はグルコースのような糖はもちろん脂肪もエネルギー源としての利用できます。

しかし、脳をはじめとするいくつかの細胞は脂質がエネルギー源として利用できず、糖にそのエネルギー源を依存しています。

脳では糖以外にもケトン体という緊急時のエネルギー源を利用することができますが、それすら利用できない組織や細胞もあります。

つまり、血糖値(血液中のグルコース濃度)が一定に保たれている理油は、糖が絶対に必要な組織があるからなのです。

血糖値が下がってしまうと、糖にエネルギー源を依存している組織や細胞が機能しなくなってしまうのです。

そのために食事をした際、糖が余っている状態の時にはグルコースを緊急時の時のために貯蓄しておくのです。

そのグルコースの貯蓄こそがグリコーゲンです!

植物はグルコースをエネルギー源としてアミロースやアミロペクチンなどのでんぷんとして貯蔵しています。

一方で人間のような動物は、グルコースをエネルギー源としてグリコーゲンとして貯蔵します。

  • 植物のグルコースの保存方法・・・でんぷん
  • 動物のグルコースの保存方法・・・グリコーゲン

 

動物と植物ではこのような違いがあるのです。

グリコーゲンは主に肝臓筋肉でとして貯蔵されます。

グルコースが余っている時はグリコーゲンにして貯蔵し、グルコースが足りなくなったら(食間時や絶食時には)グリコーゲンを分解してグルコースとして利用するのです。

グリコーゲンを貯蔵する量はだいたい決められていて、その量を超える糖が体内に存在する場合は今度は糖を脂肪に変換して貯蓄するのです。

グリコーゲンの合成と分解について詳しく下の記事で解説してあります!

【超簡単!?】グリコーゲンの合成と分解について解説してみた!

糖質の『これだけは知ってほしい事』④ 【糖新生系】

さきほどグリコーゲンというグルコースの貯蔵について解説しました!

  1. 食事をすると一時的にグルコースが体内に多く存在する
  2. 余っているグルコースをグリコーゲンに貯める
  3. グルコースが減ってきた食間時や絶食時はこのグリコーゲンを分解する
  4. グリコーゲンを分解して得られたグルコースをエネルギー源として利用する

 

しかし、ここでこんな疑問をもつ方もいるのではないでしょうか?

グリコーゲンも無くなってしまったら?

そうなんです!

グリコーゲンも食事をずっとしなければ、いつかはなくなってしまうのです。

または、マラソンなどエネルギーの消費量が多ければグリコーゲンもその分多く消費されます。

このような状態では糖がエネルギー源として不足してしまいます。

すると糖にエネルギー源を依存している組織や細胞が機能しなくなっていしまうので、それでは困ります。

そこで今度は糖を新たに作り出すというシステムが発動するのです。

それが糖新生系というものです。

糖新生系とは、たにみ出す代謝ということです。

この糖新生は主に肝臓で行われています。

糖を新たに作り出す際の原料になるものは主に以下の3つです。

  1. 筋たんぱく質を分解して生じたアミノ酸
  2. 脂肪組織の脂肪を分解して生じたグリセロール
  3. 解糖系によって生じた乳酸

 

これらを原料として肝臓で新たに糖を作りだし、全身に運んで必要な組織や細胞が利用するのです。

この糖新生系は非常に多くのエネルギーを必要とします。

しかし飢餓時のように糖が完全に枯渇している状態でも生きていくには、エネルギーを使ってでも糖を新たに作って、糖にそのエネルギー源を依存している組織に届けてあげるのです。

この糖新生というシステムはエネルギー供給の最終手段といっても過言ではないですね!

糖新生について詳しく解説してある記事がありますのでご覧ください!

【これでスッキリ!】糖新生の仕組みや代謝経路の要点をまとめてみた!

まとめ

糖質代謝にはいくつか抑えてほしいポイントがあります。

その全ての項目で詳しく解説した記事がありますので是非そちらを読んでみてください!

 

糖質の消化吸収

糖質代謝の役割

糖質代謝のこれだけは知ってほしい事① 【解糖系】

糖質代謝のこれだけは知ってほしい事② 【TCAサイクル】

糖質代謝のこれだけは知ってほしい事③ 【グルコース合成と分解】

糖質代謝のこれだけは知ってほしい事④ 【糖新生系】

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いかがでしたか?

それでは次回の記事も楽しみにしていてくださいね!