炭水化物：規範、種類、炭水化物代謝、生物学的意義

炭水化物、または糖類とも呼ばれる炭水化物は、炭素そのもの、および水素と酸素の化合物を含む有機化合物の総称です。

糖類は当然のことながら、体のエネルギー源の主な供給源と考えられています。糖類は、エネルギー源の 80% 以上の供給を制御する脂肪や、骨格筋にエネルギーを蓄えるタンパク質とは異なり、エネルギーをほぼ瞬時に供給しますが、それを蓄えることはありません。

糖類はその種の多様性により、人体においてさまざまな機能を果たすことができ、代謝プロセスにおける生物学的役割は極めて重要です。

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炭水化物の役割と生物学的意義

• 糖は体細胞の構築に関与します。
• 炭水化物は酸化されると体にエネルギーを供給します。たった1グラムの炭水化物が酸化されると、4キロカロリーが放出されます。
• 糖類は細胞壁を保護する役割を果たします。
• 炭水化物化合物は浸透圧（浸透圧）の調節に関与します。
• 炭水化物はいくつかの単糖類（リボース、ペントース）の構造の一部であり、アデノシン三リン酸（ATP）の構築に関与しています。
• オリゴ糖には受容体（知覚）特性があります。

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炭水化物はどのように働くのでしょうか?

1. あらゆる糖質は、体の正常で活発な機能にとって最良の「燃料」であり、エネルギー源です。おそらく脳にとって、あるいはむしろその栄養と生命機能にとって、炭水化物以上に重要な成分はありません。
2. 炭水化物の供給源としては、砂糖、蜂蜜、コーンシロップ、一部の野菜、乳製品、小麦粉製品、豆などが挙げられます。
3. 体内では、糖質が主要な「燃料」であるブドウ糖へと変換されます。炭水化物の中には、分解されるとすぐにブドウ糖に変わるものもあれば、消化に少し時間がかかるものもあり、ブドウ糖はゆっくりと血液中に流れ込みます。
4. グルコースはインスリンの助けを借りて細胞に浸透し、その糖の一部は肝臓に蓄えられ、活性作用のための予備として利用されます。この予備量が基準値を超えた場合、あるいはこの予備量が使われない場合（座りがちな生活習慣など）、脂肪組織が形成され始めます。

炭水化物の種類

炭水化物は以下のカテゴリーに分類されます。

• 単純
  • 単糖類はガラクトース、フルクトース、グルコースである
  • 二糖類は乳糖と蔗糖である
• 複合体（多糖類） - 繊維（繊維性糖類）、デンプン、グリコーゲン。

単糖は吸収が非常に速く、水に溶けます。これはよく知られている砂糖や、それを含む他の製品です。

炭水化物の中でも、ほぼ全ての果物やベリー類に含まれるグルコースは「名誉ある」地位を占めています。グルコースは単糖類であり、吸収されるとグリコーゲンの生成を促進します。グルコースは体にとって不可欠な糖であり、筋肉や脳に栄養を供給し、血糖値のバランスを維持し、肝臓のグリコーゲン貯蔵量を制御します。

果糖は本質的にブドウ糖と機能や性質が非常に似ており、消化しやすい糖と考えられています。ブドウ糖と異なるのは、排泄が速く、体内に完全に吸収される時間がないという点だけです。肝臓が果糖で飽和状態になっても危険ではなく、さらに、果糖はブドウ糖よりもグリコーゲンに変換されやすいです。原則として、血中に果糖が過剰に存在することはありません。なぜなら、果糖はすぐに血中から排出されるからです。

ショ糖は脂肪蓄積を促進する炭水化物の一種で、タンパク質を含むあらゆる栄養素を脂質に変換します。ショ糖は実際には果糖とブドウ糖の原料であり、ショ糖の加水分解によって「生まれる」のです。

ショ糖の量は、ある程度、体内の脂肪代謝の指標となります。また、過剰な糖は遅かれ早かれ血清の組成と腸内細菌叢の状態に影響を与えます。腸内細菌叢はもともと微生物によって構成されており、その量は酸塩基反応と酵素反応によって調節されています。ショ糖の摂取量が過剰になると、結核菌の急速な増殖につながり、腸内細菌叢異常症やその他の消化管機能障害のリスクが高まります。

ガラクトースは、食品中に単独の成分として存在しない希少な単糖類です。乳糖（ラクトース）の分解、異化の過程でのみ生成されます。

炭水化物代謝

炭水化物は、タンパク質の原料となる必須アミノ酸が消費されることなく、素早く効率的に体にエネルギーを供給します。十分な量の糖質を食事から摂取することで、タンパク質-炭水化物代謝は正常な状態になります。

糖類が外部から来ない場合、体はタンパク質と脂肪の蓄えを使ってグリセロールと自身の有機酸（アミノ酸）から糖類を形成し始め、ケトーシス（血液の酸化、持続的な代謝障害）が発生します。

糖質が過剰に体内に取り込まれると、グリコーゲンに分解される時間が足りず、トリグリセリドに変換され、脂肪蓄積を引き起こします。糖質の種類多様性も正常な炭水化物代謝に重要であり、糖、グリコーゲン、デンプン（吸収の遅い炭水化物）のバランスに特に注意を払う必要があります。

糖代謝には3つのタイプがあります。

1. 肝臓と筋肉におけるグルコースからのグリコーゲンの合成 - グリコーゲン生成
2. タンパク質と脂肪酸からのグリコーゲンの合成 – 糖新生
3. 糖（グルコースなど）の分解、エネルギー生成 - 解糖

炭水化物代謝は、血糖値に直接依存します。血糖値は食事内容に左右されます。なぜなら、糖は食物からのみ体内に取り込まれるからです。血糖値は通常、朝に最低値となり、炭水化物代謝もそれに応じて低下します。睡眠中は、糖の摂取量はグリコーゲン貯蔵（解糖と糖新生）によって調節されます。

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炭水化物基準

糖質の必要量は、性別、年齢、職業、健康状態など、様々な要因によって異なります。女性の1日の平均摂取量は300～350グラム、男性は400～450グラムと高くなっています。消化しやすい炭水化物は、糖尿病、冠動脈疾患の悪化、動脈硬化、アレルギー、甲状腺機能低下症、胆嚢疾患のある方は食事から除外し、最小限に抑える必要があります。

食物繊維の形で摂取される炭水化物は、人気があるにもかかわらず、基準値を守る必要があります。男女ともに1日30～35グラムを超えないようにしてください。消化器疾患の悪化を患っている方は、特に食物繊維の摂取に注意する必要があります。糖尿病、肥満、便秘の方は、食物繊維の摂取を制限なく行うことができます。

食事中のでんぷん質の糖とグリコーゲンの割合は、総食物量の少なくとも 80% である必要があります。これは、これらの炭水化物が消化管で徐々に分解され、脂肪の生成を引き起こさないためです。

いわゆる「有害」な糖質は、砂糖、小麦粉、パスタ製品（粗挽き小麦粉から作られた製品、またはふすまを加えた製品を除く）に含まれています。より有用でエネルギー集約的な炭水化物は、ドライフルーツ、蜂蜜、牛乳および乳製品、果物、ベリー類に含まれています。