細胞の中にも、古くなった部品がある

私たちの体は、24時間止まらず働いています。細胞も同じです。細胞が活動するなかで、古くなったタンパク質や傷んだミトコンドリア、使い終えた細胞部品などが生じます。こうした不要なものが細胞内に蓄積すると、エネルギーをつくる力や修復する力が低下することがあります。また、こうした細胞内の変化と、いわゆる「ゾンビ細胞」と呼ばれる老化細胞との関係も研究されています。

細胞の中で働く「お掃除屋さん」

この不要物を片づける仕組みのひとつがオートファジーです。細胞内の清掃システムであるオートファジーは、いわば細胞の中の「お掃除屋さん」。オートファジーでは、分解する対象を二重の膜で包み込み、オートファゴソーム＝回収袋をつくります。
回収袋は、リソソーム＝分解工場と融合します。リソソームに含まれる酵素が中身を細かく砕き、アミノ酸や脂肪酸などにします。こうして生じた成分は、新しいタンパク質づくりやエネルギー産生などに再利用され、細胞の維持や修復を支えています。

参考文献：DOI 10.1002/path.2697

全身の細胞を支えるメンテナンス機能

この働きは、肌や筋肉だけの話ではありません。脳、心臓、肝臓、腸など、全身のさまざまな細胞が自分の中を整え、正常に働き続けるために備えている生命の基本機能です。
この回収・分解・再利用の働きが低下すると、細胞内に不要なものが蓄積しやすくなり、細胞の正常な働きが妨げられることがあります。つまり、オートファジーはゴミを捨てるだけの仕組みではなく、細胞の中を整え、機能を維持するためのメンテナンスシステムなのです。

細胞は、つくる力だけでは正常な働きを維持できません。いらないものを片づけ、再び使える材料へ戻せるか。それも、健康と老化を考えるうえで重要なポイントです。

栄養書庫発行 : 『栄養書庫フォーカス-9 奇跡の活性 オートファジー』より

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※過去の記事を再編集しています

アミノ酸がつながってタンパク質になる

タンパク質は「アミノ酸」という小さな部品が、鎖のようにつながってできた大きな分子です。レゴブロックを組み立てて何かの形を作るように、アミノ酸が何十個、何百個とつながって、ひとつのタンパク質になります。

タンパク質は分解され、再び組み立てられる

食べ物から摂ったタンパク質を身体の材料として利用するには、まず消化・吸収する必要があります。分子量の大きいタンパク質はそのままでは吸収できないので、消化酵素によってアミノ酸や小さなペプチドに分解され、体内に吸収されます。

体内に吸収されたアミノ酸は、血流にのって全身に運ばれ、必要な場所で新たなタンパク質の合成に使われます。このように、私たちの体内では、タンパク質の分解と合成が繰り返し行われているのです。

身体をつくり、働きを支えるアミノ酸

タンパク質とアミノ酸は「製品と材料」のような関係です。アミノ酸は、筋肉や皮膚、臓器を構成するタンパク質だけでなく、酵素や一部のホルモンなど、身体のさまざまな働きを支えるタンパク質をつくるためにも欠かせない材料なのです。

■タンパク質をつくる20種類のアミノ酸

◉必須アミノ酸と非必須アミノ酸　

私たちの身体には多種多様なタンパク質が存在しますが、それらを構成する基本的なアミノ酸は、わずか20 種類です。そのうち９種類は人間の体内で十分に合成できないため「必須アミノ酸」と呼ばれ、食事から摂る必要があります。残りの11種類は「非必須アミノ酸」と呼ばれ、体内で合成可能ですが、どちらも身体にとって欠かせない物質です。

※必須アミノ酸は、英語表記のEssential Amino Acids の頭文字を取ってEAA と呼ばれます。

■筋肉の維持に関わる3つの必須アミノ酸『BCAA』

BCAA（分岐鎖アミノ酸）はバリン、ロイシン、イソロイシンの3種類の必須アミノ酸の総称です。筋タンパク質を構成する重要な成分であり、筋肉の代謝にも関わっています。特にロイシンは、筋タンパク質の合成を促す仕組みに関与することが知られています。ただし、筋タンパク質をつくるには、BCAAだけでなく、ほかの必須アミノ酸も必要です。

栄養書庫発行 : 『よくわかる健康サイエンス-11 タンパク質とアミノ酸と核酸』より

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3つの栄養素をバランスよく補うのがカギ

タンパク質、アミノ酸、核酸。これらの栄養素をバランスよく、無理なく日常の中で補っていくことが、元気な体と心を保つカギとなります。肉・魚・卵・大豆製品・乳製品には、必須アミノ酸をバランスよく含んだ高品質なタンパク質が豊富です。また、レバーや魚介、きのこ類、酵母食品には核酸やその材料であるヌクレオチドも含まれており、細胞の再生や免疫のサポートに役立ちます（図1）。

■食事から摂れる各栄養素（図1）

食事から摂取する栄養素は、一度に大量に摂るより1日3回こまめにとる方が効率よく吸収されます。ごはんと味噌汁、魚や納豆と卵など、日本の伝統的な食事スタイルは、バランスよく栄養素がとれる組み合わせになっていますが、忙しかったり量が摂れないときは、サプリメントなどで補給するのがおすすめです。

食事だけで補いきれないときは

忙しい日々や運動後など、食事だけで補いきれないときには、プロテインや核酸含有サプリメントといった補助食品も活用できます。プロテインはホエイ・ソイ・カゼインなど、目的や体質に合わせた選び方が重要です。

タンパク質摂取の推奨量

また、栄養素は“単体”ではうまく働きません。ビタミンB群、鉄、亜鉛などの補因子もセットでとることで、タンパク質や核酸の合成効率が上がります。
成人（18～64歳）のタンパク質摂取の推薦量※は、体重1㎏あたり約0.8/日ですが、高齢者は、やや多めのタンパク質摂取が推薦されています。

足りない栄養を無理なく補う

大切なのは、「足りない栄養を無理なく補うこと」。日々の食卓にちょっとした知識と工夫をプラスするだけで、身体が求める材料と指令系統を、しっかりと支えることができるのです。

※厚生労働省「日本人の食事摂取基準（2020年版）」より

栄養書庫発行 : 『よくわかる健康サイエンス-11 タンパク質とアミノ酸と核酸』より

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身体に大切な3つの要素

私たちの身体は「タンパク質・アミノ酸・核酸」という3つの要素によって支えられています。筋肉、臓器、酵素、ホルモンをつくるタンパク質、その材料であるアミノ酸、そしてそれらを設計し、再生や合成を指示する核酸（DNA・RNA）。この３つのどれが欠けても身体はうまく働きません（図1）。

■タンパク質・アミノ酸・核酸の再合成（図1）

私たちの身体では、タンパク質・アミノ酸・核酸が絶えずリサイクルしながら循環しています。タンパク質はアミノ酸に分解されて体内を巡り、必要に応じて新しいタンパク質として再合成されます。この合成を指示する設計図が核酸です。古くなったタンパク質や細胞は、再びアミノ酸やヌクレオチドに分解され、体内の材料として再利用されています。

栄養書庫発行 : 『よくわかる健康サイエンス-11 タンパク質とアミノ酸と核酸』より

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※過去の記事を再編集しています

核酸の必要性

核酸は過去長い間ほとんど注目されていませんでした。そればかりか核酸は体内で他の栄養素から必要量を合成できるため、特に食物から摂る必要はないもの、摂りすぎると痛風の原因になるなどと考えられてきました。
ところが1976年にアメリカのベンジャミン・フランクが、自らの臨床経験によって核酸食の必要性を指摘したことから、多くの研究が行われるようになりました。そして、痛風の原因にもならないことが判明し、現在では「第7の栄養素」と呼ばれるまでに、その栄養素としての必要性が認められています。

2つの方法で合成される核酸

生命活動にはなくてはならない核酸は、私たちの体内ではデノボ合成とサルベージ合成という2つの方法で合成されています。デノボ合成は摂取したアミノ酸など原料にして、主に肝臓で作られます。サルベージ合成は食物などから摂取した核酸をそのまま分解・吸収したり、体内で分解されたヌクレオチドやヌクレオシドと再合成して小腸から吸収されます。

核酸をバランスよく摂る

肝臓の機能は20歳をピークに徐々に減退していくので、デノボ合成される核酸は年齢を重ねることで低下していくと考えられています。核酸が減少すると細胞分裂のリズムが遅れてしまい、さらに老化が進むという悪循環に陥ります。このため減少した核酸は、食べ物から摂取するサルベージ合成で補う必要が出てきます。
ところが核酸を多く含む食品は、カロリーが高く、コルステロールやプリン体も多く含まれています。さらに健康な体を維持するためには、核酸に含まれるDNA、RNA、塩基をバランスよく摂ることが重要になります。

■デノボ合成とサルベージ合成

生命活動に欠かせない核酸は、私たちの体内で作られています。主にタンパク質やアミノ酸などを原料に肝臓で作られるデノボ合成は、大量のエネルギーを必要とし時間もかかります。そこで肝臓以外の細胞で、体内で不要となった核酸や食べ物として摂った核酸を使って、核酸が作られるサルベージ合成が行われています。

■核酸が多く含まれる食品

核酸を多く含んでいる食品として、海苔やサケの白子、ハマグリなどの海産物があげられますが、手に入る季節が限られていたり、大量に食べるのは難しいものがあります。
そのため効率的に摂り入れることができるサプリメントでの摂取が有効と言えます。

栄養書庫発行 : 『Nutrient Library-34 核酸の秘密』 より

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同化抵抗性

筋肉をつくるには、1栄養（アミノ酸）、2運動（筋肉の収縮）、3インスリンの3つが重要です。けれども、これらを受け入れ反応する力（反応性）は、加齢とともに低下をすることが知られています。これを医学的には筋肉の「同化抵抗性」と呼びます。
同化抵抗性が増大しても、刺激が一定以上あればしっかり筋肉は合成されます。ですから、アミノ酸は朝昼晩の3食とも一定以上の量を摂取することが望ましいのです。

筋肉維持にはタンパク質と他の栄養素との組み合わせ

タンパク質と他の栄養素との組み合わせも、筋肉維持には効果的です。例えば、高ホエイプロテインとビタミンEおよびDの組み合わせにより、サルコペニアの高齢者の筋肉量、筋力、生活の質が維持されたという研究報告があります。
また、タンパク質、大豆レシチン（EEAS）、およびビタミンD の組み合わせは、運動の効果とは独立して高齢者の筋肉量を維持し、筋力を改善するのに役立つことが報告されています。この研究は栄養補給が、高齢患者に有益である可能性があることを示唆しています。

栄養と運動の相乗効果の研究

栄養と運動の相乗効果は世界中で研究されており、現在ではフレイル予防、高齢者の健康維持に効果が高いことが示されてきました。

高齢化社会にとって避けられない社会問題

フレイルは単なる身体的問題ではなく、社会の仕組みや生活全般の概念にも大きく影響する、超高齢化社会にとって避けることのできない社会問題です。フレイルについては世界中で研究が進められていますが、特に心理面、社会面においては、まだまだ体系化されておらず、これからも新しい知見や経験が繰り返されていくでしょう。

栄養書庫発行 : 『よくわかる健康サイエンス-2 フレイルってなに?』より

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代謝とは

人が生きていくうえで欠かせないエネルギー。私たちは食事で摂り入れた食物を消化によって分解・吸収し、呼吸で得た酸素を使って活動エネルギーに変えています。分かりやすく表現すると、身体の中で栄養素が“燃焼”することで、エネルギーが生まれるイメージです。これらは体内の細胞の中で行われる化学反応によるもので、この過程を「代謝」と呼びます。

代謝の元となる三大栄養素

この代謝の元となるのが三大栄養素※と呼ばれる「炭水化物（糖質）」、「脂質」、「タンパク質」です。食事から摂ったタンパク質は、そのまま身体の栄養素として機能するわけではありません。アミノ酸によって分解されて、核酸によって体内で必要なタンパク質に再合成されます。三大栄養素の中でも再合成されたタンパク質は生命活動の基本に関わる多彩な機能を持っています（図1）。

■ 三大栄養素の役割と特徴

炭水化物（糖質）
炭水化物は体内で消化酵素により、糖質と食物繊維に分解されます。糖質は消化吸収されてブドウ糖になり、生命活動を生み出すエネルギーとして利用されます。
脂質
炭水化物よりもエネルギー効率が高く、細胞膜やホルモンの構成成分になります。脂肪に変換されてエネルギーを貯蔵するほか、外部からのショックや寒暖差から身体を守る役割も。
タンパク質
筋肉や臓器、皮膚、髪などの身体の構成成分。体内でアミノ酸に分解され、様々な組織の材料となるだけでなく、酵素、ホルモン、神経伝達物質の元となります。

※三大栄養素に加えて健康維持に重要なビタミン、ミネラルで五栄養素になります。近年は、食物繊維を第6の栄養素、核酸を第7の栄養素と呼ぶこともあります。

■ タンパク質の割合と働き（図1）

◉各部位のタンパク質の割合

身体を構成する物質は、全身の水分を除いた半分（約20％）をタンパク質が占めていて、脂質が約15％、糖質その他で約5％になります。肌や筋肉、骨、内臓、髪など、身体のほとんどがタンパク質で作られているといっても過言ではありません。

◉タンパク質の主な働き

タンパク質は、生命活動を支える様々な役割を担っています。身体の各部位をつくるだけでなく、五感や情報伝達、記憶・学習など情報を感知・処理する働き、そして酵素、ホルモン、抗体（免疫）、輸送、貯蔵、運動と身体を維持する働きがあります。

栄養書庫発行 : 『よくわかる健康サイエンス-11 タンパク質とアミノ酸と核酸』より

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水の次に多いのはタンパク質

私たちの身体を構成する成分のうち「水」の次に多いのは「タンパク質」です。たとえば筋肉は「アクチン」や「ミオシン」というタンパク質からできており、運動や姿勢の維持に欠かせません。皮膚や腱、血管を支えるのは「コラーゲン」。髪の毛や爪の主成分は「ケラチン」です。これらは「構造タンパク質」と呼ば、身体の土台となる素材です。
年齢を重ねると、筋肉や皮膚に含まれるタンパク質は徐々に減っていきます。

年に1％ずつ筋肉量が減っていく

筋肉は20代をピークに、何もしなければ年に1％ずつ筋肉量が減っていくとも言われています（図1）。皮膚のハリを支えるコラーゲンや、髪や爪のもとになるケラチンも同様で、加齢とともに生産量が落ち、結果としてシワ、たるみや髪のコシ不足といった老化のサインが現れやすくなります。

■年齢による筋肉量の変化（図1）

筋肉は加齢や生活習慣などにより、平均50代から減少し始め、慢性疾患や運動不足によりさらに加速されます。筋肉量が減少すると免疫力の低下や血糖値の上昇など、健康リスクを高めます。特に下半身の筋力低下は転倒しやすくなり、骨密度の低い女性は骨折しやすくなります。逆に筋肉量を維持できている人は、健康寿命が長くなることも分かってきました。

合成する力と分解する力のバランス

これは、体内でタンパク質を合成する（つくる）力が弱まり、分解する（壊す）力が強くなるためです。加齢によって、筋肉の材料となるアミノ酸の取り込みが悪くなったり、筋肉を作る指令（成長ホルモンなど）が出にくくなるのが原因です（図2）。

■タンパク質の分解と合成のバランス（図2）

タンパク質は体内で「合成」と「分解」を繰り返して一定量を保っています。体内で不必要になったタンパク質は分解されて、アミノ酸として再利用されます。加齢と共に合成の速度が低下するため、高齢者は若年層よりもタンパク質を摂取しないと筋肉を維持するのが難しくなります。筋肉に負荷をかける運動やサプリメントによる補充も有効と考えられます。

「食べる」+「動く」のセット

そのために「つくる力」を刺激し、「材料」をしっかり補うことが大切になります。特に、食事から十分な量のアミノ酸（特に必須アミノ酸）と核酸をとることで、筋肉や肌のタンパク質合成が促されます。また、運動を行うことでも筋肉への刺激により、合成スイッチをオンにしてくれます。
つまり、「食べる」+「動く」のセットが、年齢によるタンパク質減少への対抗手段なのです。

栄養書庫発行 : 『よくわかる健康サイエンス-11 タンパク質とアミノ酸と核酸』より

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アミノ酸がつながってタンパク質に

タンパク質は「アミノ酸」という小さな部品が、鎖のようにつながってできた「分子のかたまり」です。レゴブロックを組み立てて何かの形を作るように、アミノ酸が何十個、何百個とつながって、ひとつのタンパク質になります。

分解してから再構築する必要がある

タンパク質が体内で働くには、食べ物から摂ったタンパク質をアミノ酸にバラバラに分解し、それを材料にして、身体の中で必要なタンパク質を「再構築」する必要があります。分子量の大きいタンパク質はそのままでは吸収できないので、消化酵素がタンパク質を任意の大きさに切断し、分子量がごく小さいアミノ酸に分解することで材料になります（図1）。

■ 20 種類のアミノ酸が結合してタンパク質になる（図1）

◉必須アミノ酸と非必須アミノ酸　
タンパク質の種類は10 万ともいわれていますが、その膨大なタンパク質を構成するアミノ酸は、わずか20 種類しかありません。そのうち９種類は人間の体内でつくることができないので「必須アミノ酸」と呼ばれ、食事やサプリメントから摂る必要があります。残りの11 種は「非必須アミノ酸」と呼ばれ、体内で合成可能ですが、どちらも同様に重要な物質です。

※必須アミノ酸は、英語表記のEssential Amino Acids の頭文字を取ってEAA と呼ばれます。

近年、必須アミノ酸のBCAA（バリン、ロイシン、イソロイシン）に注目が集まっています。BCAA は筋肉の30 ～ 40％を構成する必須アミノ酸で、筋タンパク質の合成を促進し、分解を抑制する役割を担っています。また、脳でセロトニン産生を抑制するため、疲労軽減にも効果があります。

タンパク質→アミノ酸→タンパク質が繰り返される

体内に吸収されたアミノ酸は、血流にのり全身の必要な部位に届いてタンパク質が合成されます。このように、タンパク質をアミノ酸に分解→アミノ酸による合成でタンパク質が作られるというプロセスが体内で繰り返されているのです。

「材料と製品」のような関係

タンパク質とアミノ酸は「材料と製品」のような関係であり、私たちの身体（筋肉、皮膚、臓器、ホルモン、酵素など）を作る“建設現場”において、アミノ酸は欠かせない「職人たち」といえます。

栄養書庫発行 : 『よくわかる健康サイエンス-11 タンパク質とアミノ酸と核酸』より

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重要な役割を果たすアミノ酸

私たちの「こころ」の調子が、実は食事と深く関わっていることをご存じでしょうか？特にアミノ酸は重要な役割をはたしていて、“幸せホルモン”とも呼ばれるセロトニンや、やる気・意欲に関わるドーパミンなど、神経伝達物質の原料として重要な役割を果たしています。

アミノ酸が不足したら

たとえば、トリプトファンは“幸せホルモン”とも呼ばれるセロトニンの、チロシンはやる気・意欲に関わるドーパミンやノルアドレナリンの材料になります。これらのアミノ酸が不足すると、気分が落ち込みやすくなったり、ストレスへの耐性が低くなったり、睡眠の質が悪くなることも。

日々の食事でしっかりアミノ酸補給を

オキシトシンとインスリンは「ペプチドホルモン」と呼ばれ、複数のアミノ酸がつながってできた“小さなタンパク質”です。オキシトシンは愛情や絆を深める働きがあり、インスリンは血糖値のコントロールやエネルギー代謝に欠かせません。これらのホルモンの合成にも、日々の食事でしっかりアミノ酸（タンパク質）を補給することが重要です。

栄養を整えて心も身体も元気

毎日の忙しい生活による朝食抜きや偏食、極端なダイエットなどは、知らず知らずのうちにアミノ酸の摂取を減らしてしまいます。イキイキと健康でいるために、食事を見直してみるのもひとつの方法です。栄養が整えば、心も自然と元気を取り戻していきます。

栄養書庫発行 : 『よくわかる健康サイエンス-11 タンパク質とアミノ酸と核酸』より

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