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糖とは ・糖とは、多価アルコール（分子中に水酸基を２個以上もつアルコール）の最初の酸化生成物であり、アル デヒド基 （－CHO） またはケトン基 （＞C=O) を１つ持つ有機化合物を指す。 アルデヒド基を持つ糖はアルドース、ケトン基を持つ糖はケトースとして分類される。 ＜主な単糖＞
の形態をとる。糖で六員環のものはピラノース、五員環のものはフラノースと呼ばれるため、フルクトース はフルクトフラノース、グルコースはグルコピラノースと呼ばれる。 糖質とは ・糖質とは、単糖あるいは単糖を構成成分とする有機化合物をいう。 ・栄養学では、狭義では消化性糖質を指し、炭水化物から食物繊維を除いたものを意味する。 （食物繊維は人間が消化することができないセルロースなどを指し、消化できる他の生物にとっては糖質で ある。従って、広義では糖質＝炭水化物である。） ・炭水化物とは、Cm(H2O)n と書くことができるものを指すが、糖質であるデオキシリボース（C5H10O4）は 例外となり、一方では糖質ではないホルムアルデヒド（CH2O）がこの定義に当てはまってしまう。 糖質の分類 ・糖質は次のように分類できる。 ①単糖 ②二糖････単糖2分子が結合したもの ③三糖････単糖3分子が結合したもの ④オリゴ糖････単糖2分子～20分子程度が結合したもの ⑤多糖････さらに多くの単糖が結合したもの 地球上に最も多い炭水化物（糖質）は？ ・地球上に最も多く存在する炭水化物はセルロースである。 ・これは植物細胞の細胞壁および繊維の主成分として使われており、天然の植物質の1/3を占めている。 自然状態においてはヘミセルロースやリグニンと結合して存在しているが、綿はそのほとんどがセルロース である。 ・セルロースの部分は硬く、また、ヒトはこれを分解するための酵素であるセルラーゼをもたないために分解･ 利用できないが、食物繊維としての効用はある。 デンプンの利用 ・地球上に次に多い炭水化物はデンプンであり、セルロースの次に多く存在する。 ・ヒトはデンプンを分解する酵素である、アミラーゼやαグルコシダーゼ(マルターゼ)をもつため、デンプンを グルコースにまで分解して利用することができる。 デンプン → デキストリン → グルコース(αグルコース) ↑ マルトース ↑ 唾液αアミラーゼ(プチアリン) αグルコシダーゼ＜膵液内、小腸上皮細胞＞ 膵αアミラーゼ(アミロプシン) ・デンプンは、アミラーゼによって、デキストリンあるいはマルトースにまで分解され、さらにαグルコシダー ゼによってグルコースにまで分解される。デキストリンとは数個のα-グルコースが重合した物質の総称で、 デンプンとマルトースの中間にあたる。 ・マルトースは麦芽糖とも呼ばれ、α-グルコース２分子が結合した二糖類である。水飴の主成分である。 ショ糖の約1/3の甘味をもつ。名称の由来は、モルト（Malt：オオムギを発芽させ、湯を加えることによって デンプンが糖化されたもの）に多く含まれることによる。 エネルギー源であるグルコース ・デンプンが分解されて生じたグルコースは、小腸上皮細胞の刷子縁において、グルコースを輸送する担体 (キャリアータンパク質、sodium-dependent glucose transporter (SGLT))によって、Na+と共輸送される。 （これは二次性能動輸送といわれ、Na+が濃度勾配に従って細胞内に移動する力が利用され、腸管内Na+濃度 が高ければグルコース吸収は促進される。） ・細胞内に入ったグルコースは、直ちにリン酸化されてグルコース-6-リン酸（G6P）になる。これによって 細胞膜の通過がさらに困難となり、細胞内にグルコースが留まり、順次に消費されていくことになる。 ・G6Pが過剰の場合には動物デンプン（グリコーゲン）として、さらには脂質に変換されて、筋肉や肝臓に貯蔵 される。 ・普通の食事を摂ったあと約３時間の吸収期には、吸収されたばかりの、しかもグルコースが主に使われる。 それ以降の空腹期においては、まず肝臓や筋肉に貯蔵されたグリコーゲンが分解されてグルコースが供給さ れる。 ・肝臓に蓄えられたグリコーゲンはたかだか400kcal程度、筋肉中のそれも同程度だといわれているため、空腹 期の次の段階では、グルコースの使用を脳などの中枢神経系に限定し、他の組織では貯蔵脂肪が分解され て用いられる。 ・貯蔵脂肪のトリグリセリドから遊離したグリセロールは、肝臓においてグルコースに変換されて用いられる （糖新生）。 ・脳はエネルギー源として脂肪酸を使うことができない（脂肪酸は脳関門を通過できない）ため、グリセロール から変換されるグルコースによっても不足する場合、筋肉などのタンパク質が分解されて、遊離した糖原性 アミノ酸からグルコースが生成され、用いられるようになる。 （脳において、更なるグルコース不足の時には、アセチルCoAから変換されたケトン体（主に3-ヒドロキシ 酪酸）がエネルギー源として用いられる。） ・グルコース１分子から38分子のATPを作ることができる（酸素呼吸の場合）。 ・エネルギー源としての糖や脂肪のメリットは、Ｃ、Ｈ、Ｏの３元素からからできているため、代謝物は水と 二酸化炭素であって、クリーンなエネルギー源である。一方、タンパク質はこの３元素の他に窒素（Ｎ）や 硫黄（Ｓ）が入っているため、代謝物の処理が面倒となる。 ショ糖（スクロース）の利用 ・植物にはショ糖を多く含むものがある。ショ糖とは単糖であるグルコースとフルクトースが結合した二糖類 である。 ・ヒトはショ糖を分解する酵素であるスクラーゼをもつため、ショ糖をグルコースとフルクトースに分解して 利用することができる。 ・フルクトースは、エネルギー源になったり、ブドウ糖に変換されたり、トリグリセリド（中性脂肪）の合成に 利用される。 スクロース(蔗糖、ショ糖) → グルコース ＋ フルクトース ↑ スクラーゼ(インベルターゼ)＜小腸上皮細胞＞ 乳糖（ラクトース）の利用 ・母乳や牛乳などの哺乳類の乳汁には乳糖が含まれてる。乳糖は単糖であるグルコースとガラクトースが結合 した二糖類である。 ・ヒトは乳糖を分解する酵素であるラクターゼをもつため、乳糖をグルコースとガラクトースに分解して利用 することができる。 ・ガラクトースはグルコースと同じように、体内でG6Pに変換されて利用される。 ・ガラクトースの「Gala」はギリシャ語で乳を意味する。脳糖ともいわれる。 ・人体におけるラクトースの生合成は、乳腺においてグルコースがガラクトースに変換されることによる。 ラクトース(乳糖、哺乳類の乳汁に含有) → グルコース ＋ ガラクトース ↑ ラクターゼ＜小腸上皮細胞＞ 糖質の摂り過ぎに注意 ・過剰の糖は生体内の様々な分子と糖化反応を起こし、老化促進や、様々な病気の原因を作ることが近年になっ て分かってきた。 ・フルクトースとガラクトースは、グルコースの１０倍ほど糖化反応に使われやすいと言われているため、特に ショ糖（＝砂糖）の摂り過ぎは要注意である。 ＜関連リンク＞ ◆タンパク質 ◆アミノ酸 ◆必須脂肪酸 ◆中性脂肪 ◆脂溶性ビタミン ◆水溶性ビタミン ◆ミネラルの話 |
