健康的な食事：すべての人が知っておくべきこととは？

栄養学は、食品とその健康への影響に関する科学です。栄養素とは、食品に含まれる化合物で、体は成長、維持、そしてエネルギー源として利用します。体内で合成されない栄養素は最も価値が高く（必須）、食品から摂取する必要があります。これには、ビタミン、ミネラル、一部のアミノ酸、脂肪酸などが含まれます。他の化合物から体内で合成される栄養素は、食品から摂取できる場合でも必須ではありません。マクロ栄養素は体に比較的大量に必要とされ、ミクロ栄養素は少量で必要とされます。

特定の栄養素の欠乏は、様々な疾患（例：クワシオルコル、ペラグラ）やその他の障害を引き起こす可能性があります。主要栄養素の過剰摂取は肥満につながり、微量栄養素の過剰摂取は毒性症状を引き起こす可能性があります。

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主要栄養素

食品は主に三大栄養素で構成されており、これらはエネルギー源および多くの必須栄養素として機能します。三大栄養素には、炭水化物、タンパク質（必須アミノ酸を含む）、脂質（必須脂肪酸を含む）、三大栄養素、そして水分が含まれます。エネルギー源として、炭水化物、脂質、タンパク質は互いに互換性があり、脂質は9 kcal/g（37.8 kJ/g）、タンパク質と炭水化物は4 kcal/g（16.8 kJ/g）のエネルギーを産生します。

炭水化物

食品中の炭水化物は、グルコースやその他の単糖類に分解されます。炭水化物は血糖値を上昇させ、エネルギー源を補充します。単純炭水化物は、主に単糖類または二糖類で、分子が小さく、吸収が速い低分子化合物です。複合炭水化物は、分子が分解されて単糖類になる高分子化合物です。複合炭水化物は、血糖値をゆっくりと、しかし長い時間をかけて上昇させます。グルコースとスクロースは単純炭水化物であり、デンプンと繊維（セルロース）は複合炭水化物（多糖類）です。

グリセミック指数は、炭水化物が血糖値を上昇させる速さを表します。値は1（最も遅い上昇）から100（最も速い上昇、純粋なブドウ糖に相当）までの範囲で示されます。しかし実際には、血糖値の上昇速度は食品に含まれる炭水化物の性質によっても異なります。

高グリセミック指数（GI）の炭水化物は血糖値を急激に上昇させます。その結果、インスリン値が上昇し、低血糖と空腹感を引き起こします。これが過剰なカロリー摂取を促し、結果として体重増加につながります。一方、低GIの炭水化物は血糖値の上昇が緩やかであるため、食後インスリン値が低下し、空腹感も軽減されます。その結果、脂質プロファイルがより良好になり、肥満、糖尿病、およびその合併症のリスクが軽減されます。

リス

食物タンパク質は分解されてペプチドとアミノ酸を形成します。タンパク質は組織の維持、再生、機能、そして成長に不可欠です。しかし、体内に蓄えられたタンパク質（特に脂肪）や食物から十分なカロリーが得られない場合、タンパク質はエネルギー源として利用されます。

いくつかの食品のグリセミック指数

カテゴリ	名前	索引
豆	豆 赤レンズ豆	33 27
パン	大豆 ライ麦パン 白パン 全粒粉パン	14 69
シリアル	オールブラン コーンフレーク オートミール パフライス 小麦フレーク	54 83 53 90 70
乳製品	牛乳、アイスクリーム、	34～38
製品	ヨーグルト
果物	リンゴ 、バナナ、 オレンジ、オレンジジュース、 イチゴ	61 43 32
トウモロコシ	大麦 玄米 白米	66
パスタ	-
じゃがいも	インスタントピューレ（白） マッシュ（白）サツマイモ	86 50
前菜	コーンチップス オートミールクッキー ポテトチップス	57 56
砂糖	フルクトース グルコース 蜂蜜、精製砂糖	100 91 64

体が組織を形成するために食事性タンパク質を利用する量は、正味のタンパク質摂取量（正の窒素バランス）です。組織の損傷に伴う異化状態（例：飢餓、感染症、火傷）では、食物から摂取する量よりも多くのタンパク質が利用され、結果としてタンパク質の正味の損失（負の窒素バランス）が生じます。窒素バランスは、摂取された窒素量と尿や便中に排泄される窒素量の差を最もよく表す指標です。

20種類のアミノ酸のうち、9種類は必須アミノ酸です。これらは体内で合成されないため、食物から摂取する必要があります。成人は8種類のアミノ酸を必要とし、0歳から1歳までの乳幼児はヒスチジンも必要とします。

標準体重の場合、食事性タンパク質の必要量は成長率と相関しており、乳児期から成人期にかけて減少します。タンパク質の必要量は、生後3ヶ月の乳児では2.2g/kgですが、5歳児では1.2kg/g、成人では0.8kg/gに減少します。タンパク質の必要量は必須アミノ酸の必要量に相当します。筋肉量を減らしたい成人は、最小限のタンパク質量で十分です。

タンパク質のアミノ酸組成は多岐にわたります。生物学的価は、タンパク質のアミノ酸組成と動物組織のタンパク質との類似性を反映しています。最も調和が取れているのは卵白で、その生物学的価を100とします。牛乳や肉などの動物性タンパク質は生物学的価が高く（約90）、穀物や野菜のタンパク質は生物学的価が低く（-40）、その他のタンパク質源（ゼラチンなど）の生物学的価は0です。食事を構成する個々のタンパク質のアミノ酸組成が、食事全体の生物学的価を決定します。RDA（1日推奨摂取量）によると、生物学的価が70の混合食が推奨されています。

脂肪

脂肪は分解されて脂肪酸とグリセロールになります。脂肪は組織の成長とホルモンの生成に不可欠です。動物性脂肪に含まれる飽和脂肪酸は、室温では固体です。パーム油とココナッツ油を除く植物性脂肪は、室温では液体で、高濃度の一価不飽和脂肪酸または多価不飽和脂肪酸を含んでいます。不飽和脂肪酸の部分水素化によってトランス脂肪酸が生成されます。

最も重要な（必須）脂肪酸（EFA）は、p-6（p-6）リノール酸とn-3（n-3）リノレン酸です。その他のp-6脂肪酸（アラキドン酸など）やその他のn-3脂肪酸（エイコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸）も体に必要ですが、EFAから合成することができます。

EFA は、プロスタグランジン、トロンボキサン、プロスタサイクリン、ロイコトリエンなどのさまざまな不飽和脂肪酸 (エイコサノイド) の形成に必要です。a-3 脂肪酸は冠動脈疾患のリスクを軽減します。

必須脂肪酸の必要量は年齢によって異なります。成人は、総カロリー必要量の少なくとも2%に相当するリノール酸と、0.5%に相当するリノレン酸を必要とします。植物油には、リノール酸とリノレン酸が豊富に含まれています。サフラン、ヒマワリ、トウモロコシ、大豆、月見草、カボチャ、小麦胚芽から作られた油には、リノール酸が豊富に含まれています。海洋魚油、亜麻仁、カボチャ、大豆、麻から作られた油には、リノレン酸が豊富に含まれています。海洋魚油には、他のβ-3脂肪酸も豊富に含まれています。

米国では、トランス脂肪酸の主な食物源は水素添加植物油です。トランス脂肪酸はLDLコレステロールを増加させ、HDLコレステロールを減少させます。また、それ自体が冠動脈疾患のリスクを高めます。

主要栄養素

Na、Cl、K、Ca、P、Mgは、毎日比較的大量に体に必要とされます（表1-3、1-4、5-2を参照）。

水。水はエネルギー消費に必要な量が1ml/kcal（0.24ml/kJ）、つまり1日あたり約2500mlであるため、主要栄養素とみなされます。水分の必要量は、発熱、気候の温暖・寒冷、湿度の高低などによって異なります。

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微量元素

微量元素としてのビタミンやミネラルは少量必要です。

水溶性ビタミンは、ビタミン C (アスコルビン酸) とビタミン B 複合体の 8 つの要素、すなわちチアミン (ビタミン B1)、リボフラビン (ビタミン B2 ₎、ナイアシン、ピリドキシン (ビタミン B6 ₎、葉酸、コバラミン (ビタミン B12)、ビオチン、パントテン酸です。

脂溶性ビタミンには、レチノール（ビタミンA）、コレカルシフェロールまたはエルゴカルシフェロール（ビタミンD）、α-トコフェロール（ビタミンE）、フィロキノンおよびメナキノン（ビタミンK）などがあります。体内で大きな変化が起こった場合、蓄積されるのはビタミンA、E、Bのみです。

必須微量ミネラルには、鉄、ヨウ素、亜鉛、クロム、セレン、マンガン、モリブデン、銅が含まれます。クロムを除くすべてのミネラルは、代謝に関与する酵素やホルモンの成分です。鉄と亜鉛を除いて、先進国では微量ミネラル欠乏症はまれです。

その他のミネラル（例：アルミニウム、ヒ素、ホウ素、コバルト、フッ素、ニッケル、ケイ素、バナジウム）がヒトにとって重要であるかどうかは証明されていません。フッ素は必須微量元素ではありませんが、カルシウムと複合して歯のミネラルマトリックスを安定化させることで、う蝕予防に関与しています。すべての微量元素は大量に摂取すると有毒であり、ヒ素、ニッケル、クロムなど一部の元素は発がん性があります。

その他の食品物質

人間が日常的に摂取する食品の典型的な成分には、10万種類以上の化学的に活性な物質が含まれています（例えば、コーヒーには1000種類が含まれています）。このうち栄養素はわずか300種類で、必須栄養素はその一部に過ぎません。しかし、栄養価のない食品に含まれる多くの物質は有用です。例えば、食品添加物（保存料、乳化剤、酸化防止剤、安定剤）は、製品の品質と安定性を向上させます。微量成分（例えば、香辛料、香りや味を変える無関係な物質、香り、色、植物由来の化学的に活性な物質、その他多くの天然物）は、食品の見た目と味を向上させます。

繊維は様々な形態（セルロース、ヘミセルロース、ペクチン、樹脂など）で存在し、胃腸の運動性を高め、便秘を予防し、憩室症の経過を改善します。繊維は、大腸細菌が産生する癌の発生を促進する物質の排出速度を高めると考えられています。疫学研究では、大腸癌の発生と繊維摂取量の低下との間に密接な関連があること、また、機能性腸疾患、クローン病（寛解期）、肥満、痔に対する繊維の有益な効果が証明されています。消化可能な繊維（果物、野菜、オート麦、大麦、豆類に含まれる）は、食後の血糖値とインスリン値の上昇を抑制し、コレステロール値の低下を促します。

典型的な西洋の食生活では、高度に精製された小麦粉や小麦の摂取量が多く、果物や野菜の摂取量が少ないため、食物繊維の摂取量（1日あたり約12g）は低くなっています。野菜、果物、食物繊維を多く含むシリアルを多く摂取することで、食物繊維の摂取量を1日あたり約30gに増やすことが強く推奨されます。