Microsoft PowerPoint - 後期授業10_2016Jan11

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1 6 章栄養と代謝 1. 栄養と代謝 1: 代謝 (p ) 2. 栄養と代謝 2: 中間代謝 エネルギー代謝 (p )

2 栄養と代謝とは? 1. 生体にはエネルギーが必要筋肉を使うとき アミノ酸からタンパク質を合成 体温を維持 神経線維を興奮させるなど 2. 食物を分解してエネルギーを得る 3. [ 栄養 ] とは外部から物質を摂取して生命活動を営むこと 4. [ 栄養素 ] とは外部から取り入れ 利用される物質のこと 5. [ 代謝 ] とは体の中で起きる栄養素の化学的変化とエネルギー変換のこと

3 異化と同化 [ 異化 ] 作用 ( バラバラにする ) 栄養素など 体内にある高分子を (CO 2 や水に ) 分解し エネルギーを取り出すこと [ 同化 ] 作用 ( 組み立てる ) 小さなものから分子を組み立てること 栄養素を ATP 糖質 タンパク質 脂肪などにする エネルギーを使う

4 エネルギーの移動 食物が持つエネルギーは利用されて熱か仕事になる ATP: アデノシン三リン酸, CP: クレアチンリン酸外的仕事 : 外部に与えたエネルギーのようなもの 摂取エネルギーが多すぎると すべて熱エネルギーに変わらず 脂質として体内に蓄積 摂取エネルギーが少なすぎると 身体にとって重要なタンパク質も異化する

5 仕事 の例 投手が栄養素から得たエネルギーが外への 仕事 に変換 投手は力を加えながら腕を振る = ピッチャーが押す力 押した分の距離の仕事をする ボールが速度 ( 運動エネルギー ) をもらう

6 三大栄養素 (1) [ 糖質 ]( 炭水化物 ) 単糖類として体内にはいる グルコースがエネルギー源として重要 グリコーゲン 脂肪として貯蔵 (2) [ タンパク質 ] アミノ酸に分解されて体内に入る 組織 臓器の主成分 栄養欠乏時にはエネルギー源になる (3) [ 脂質 ] 中性脂肪 ( トリグリセリド ): 効率の良いエネルギー源コレステロール : ステロイドホルモンの母体リン脂質 糖脂質 : 細胞膜 神経の構成成分

7 糖質 - 単糖類 グルコースの他の仲間 1. フルクトース ( 果糖 ) 単糖類の中で最も甘く 果物やはちみつに多く存在肝臓でグルコースに変換 2. ガラクトース乳糖 ( ラクトース ) の一部 体内でグルコースに変換

8 糖質 - 二糖類 1. スクロース砂糖 ( ショ糖 ) グルコース & フルクトース 2. マルトース麦芽糖 グルコース & グルコース 3. ラクトース乳糖 グルコース & ガラクトース

9 糖質 - 多糖類 個以上の単糖類が結合したもの 10 個まではオリゴ糖という 2. デンプンやグリコーゲンはグルコースがたくさん結合 ただしデンプンとグリコーゲンは構造 ( 繋がり方 ) が異なる 3. 食物繊維も多糖類だが ヒトの消化酵素ではあまり吸収できない 一部は短鎖脂肪酸となり吸収されている

10 タンパク質 1. 骨格筋に多く存在 ( 約 65%) 2. [ アミノ酸 ] から作られる 3. [ 窒素 (N)] を含んでいる [ 尿中の窒素分 ] 4. DNA をもとに作られる 5. 身体で作れないアミノ酸 ( 必須アミノ酸 ) がある

11 脂質 水に溶けず エーテル クロロホルム ベンゼンといった有機溶媒に溶けやすいものを脂質という

12 トリグリセリド ( 中性脂肪 ) 1. 糖質と同じように炭素 水素 酸素を主成分とする 2. 食物中と体内によくあるのがトリグリセリド ( 中性脂肪 ) トリグリセリド ( トリアシルグリセロール ) = [ グリセロール ]( グリセリン )+ 3 つの [ 脂肪酸 ] 脂肪酸の例

13 脂肪酸は炭素のつながり方で [ 飽和 ] 脂肪 酸と [ 不飽和 ] 脂肪酸に分かれる 目いっぱい炭素が水素とつながっていない 不飽和脂肪酸 目いっぱい炭素が水素とつながっている 飽和脂肪酸

14 参考 飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸 1. 飽和脂肪酸 動物性脂肪ともいう 豚肉 牛肉 鶏肉 卵黄 クリームバター ミルク チーズ等 室温では固体 2. 不飽和脂肪酸 ( 液状 ) 多くが植物性や魚の油 オリーブ油 キャノーラ油など 常温で液体

15 参考 トランス脂肪酸 1. 天然にはあまりない人工の油 マーガリン 2. 構造は不飽和脂肪酸に似ているが性質は飽和脂肪酸に似ている 3. 便利 ( 固体になり運びやすく 油臭くない ) ショートニング 4. 健康にとても悪い悪玉コレステロール 善玉コレステロール 心臓疾患等に関連 5. 欧米では規制対象

16 他の栄養素 1. [ ビタミン ] 欠乏症状は覚える必要あり! 2. [ 無機物 ] カルシウム ナトリウム カリウム 塩素 (Cl) マグネシウムなど

17 ビタミンってなに? 栄養素である 必要量が少ない 有機物である ( ミネラルと違う ) 多くが体内で ( 多く ) 合成 [ できない ] 脂溶性 (A, D, E, K) と水溶性 (B, C) に分かれる 語源は 生命に必要なアミン Vital Amine Vitamineと名付けられていた その後アミンではないことがわかり e が取れた

18 ビタミン A の欠乏症 1. [ 夜盲症 ]: 暗部の視力が著しく衰え よく見えなくなる 2. 皮膚乾燥 ビタミン A の役割

19 復習 光受容機序 ロドプシンは 7 回膜貫通型のタンパク質であるオプシンが レチナール ( ビタミン A の誘導体 ) を抱え込んだような構造をしている

20 ビタミン B 1 の欠乏症 1. 足りないと [ 脚気 ] ( かっけ ) になる心不全と末梢神経障害をきたす疾患 糖代謝ができないため 心不全によって下肢がむくみ 神経障害によって下肢のしびれが起きる 2. ビタミンB 1 はグルコースやアミノ酸の代謝に重要グルコースをATPに分解できず ピルビン酸が乳酸になり 身体にたまる

21 復習 ビタミン B 1 逸話 ビタミン白米飯にくらべて麦飯も不評しかし麦飯にはビタミン B1 があり 白米には少ない 日清戦争約 100 万人の動員で戦地で 25 万人強の脚気患者が発生 入院脚気患者のうち 27,468 人が死亡 武田のアリナミン 軍から依頼を受けていた京都大学と武田薬品がアリナミンを開発 脚気が退治されることとなった

22 そのほかのビタミン B 欠乏症 1. ビタミン B2 役割 : 脂質の代謝欠乏症 : [ 舌炎 ] [ 口唇炎 ] 2. ビタミン B6 役割 : アミノ酸の代謝欠乏症 : 痙攣 刺激過敏症 3. ビタミン B12 役割 : タンパク質や核酸の合成欠乏症は悪性貧血 [ ハンター舌炎 ] ハンター舌炎

23 ビタミン C の欠乏症 1. 欠乏すると [ 壊血病 ] を発症 2. 役割はタンパク質の合成と活性酸素の除去 ( 抗酸化作用 ) 紫外線で活性酸素が発生

24 参考 壊血病の詳細 1. 組織間をつなぐコラーゲンや象牙質 骨の間充組織の生成と保持に障害 これが血管等への損傷につながる 3. ヴァスコ ダ ガマのインド航路発見の航海においては 180 人の船員のうち 100 人がこの病気にかかって死亡 4. ビタミン C と壊血病の関係が明らかになったのは 20 世紀になってからのことである

25 復習 ビタミン D3 腸からカルシウムとリンを吸収 骨からカルシウムとリンの遊離 活性型ビタミン D3 が不足 低カルシウム血症 くる病

26 復習 ビタミン D の欠乏症 1. 乳幼児の骨格異常ビタミン D 不足でカルシウム リンの吸収ができず骨が薄く弱くなる 2. 骨変形 筋緊張低下 低カルシウム血症などが症状 3. 成人のくる病は骨軟化症という腎機能不全 ( 活性ビタミンが生成されない ) や腸からの脂肪便症が原因 O 脚や X 脚になる

27 ビタミン E 1. 欠乏すると不妊 貧血 筋ジストロフィー等 2. 抗酸化作用鉄が酸素でさびるように 細胞も酸素によって痛む ( 酸化ストレス ) 様々な病気の原因 これを食い止める作用

28 ビタミン K 1. 欠乏すると [ 出血性素因 ]( 出血しやすい ) 新生児だと稀に頭蓋内出血 2. 血液凝固と骨の代謝に関連

29 ナイアシン ( ビタミン B3) 1. アミノ酸 炭水化物 脂肪の代謝に不可欠 Β 酸化 クエン酸回路 電子伝達系で働く 2. 足りないと [ ペラグラ ]( イタリア語で粗い皮膚 ) になる

30 ペラグラ 1. アメリカでは 1912 年の時点で 5 年間に 以上の病例 死亡率は 40% 2. ナイアシンが吸収しにくいトウモロコシを主食とする地域でよくみられる 食事の内容がトウモロコシ製品に偏る春から夏にかけて起こりやすい 3. 光線過敏症が生じ 顔に左右対称の赤い発疹が出る 4. 吐き気 嘔吐 便秘 下痢などの症状 舌と口に口内炎 5. 脳の機能不全 ( 脳症 ) による錯乱 見当識の喪失 幻覚 記憶喪失などが起こり 最悪の場合死に至る

31 そのほかのビタミン 1. パントテン酸 アセチルCoAのCoA( コエンザイムA) の構成成分 皮膚炎 腸炎 円形脱毛症 副腎機能不全症 2. ビオチン ( ビタミンH) 糖新生や脂肪酸合成に関与 皮膚炎 腸炎 3. 葉酸 ( ビタミンB9) 緑葉野菜に多く含まれる 核酸合成やアミノ酸代謝に関連 [ スプルー ] ( 熱帯性下痢 ) 貧血 4. コリン 循環器系 脳 細胞膜の構成と補修に関連 脂肪肝

32 スプルー ( 熱帯性下痢 ) 1. 熱帯や亜熱帯地方に住む人にみられ 小腸の内膜が異常を起こし 吸収不良とさまざまな栄養素の欠乏を起こす 2. 色の薄い便 慢性の下痢 体重減少が生じる 3. 治療には葉酸とビタミン B 12 が必要に応じて投与

33 復習 ATP 産生過程 ATP がなくなると収縮できなくなる 筋肉を持続的に収縮させるには ATP の分子は分解と同じ速さで供給できる必要がある 3 つの経路 1 クレアチンリン酸と ADP による生成 2 無酸素的な解糖による生成 3 クエン酸回路と電子伝達系による生成

34 高エネルギーリン酸化合物 高エネルギーリン酸結合高いエネルギーが必要なリン酸との結合のこと ( エネルギーの貯金先 ) 1. アデノシン三リン酸 (ATP) アデニンとリボースとリン酸 3 分子が結合したもの 2. クレアチンリン酸 (CP) ローマン反応で ADP から ATP を作るのにつかわれる

35 復習 クレアチンリン酸と ADP から ATP 生成 ( 酸素いらない ) 最も早い手段 クレアチンリン酸 +ADP ATP+ クレアチン ローマン反応と呼ばれる ごく短時間 (10 秒以下 ) の運動ではこれで十分 使うとき 蓄える

36 復習 無酸素的な解糖による ATP 生成 グリコーゲンまたはグルコースからピルビン酸を経て乳酸が生成される解糖過程での ATP 生成 蓄える 1 筋活動が激しいときに使われる 2 乳酸が生成される 機能低下 長時間は使えない 3 エネルギー効率は悪い

37 復習 クエン酸回路と電子伝達系による ATP 生成 ( 酸素を使う ) 1 ミトコンドリアで主に行われる ATP 生成 2 エネルギー効率が非常に良い ( たくさんの ATP を生産 ) 3 長距離走といった有酸素運動で使われる 4 脂肪の燃焼も この系を使う

38 クエン酸回路と電子伝達系 1. クエン酸回路系アセチル CoA から NADH ( ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド ) を生成し 電子伝達系に渡す 脂質 タンパク質もアセチル CoA に変わることができる 2. 電子伝達系 NADH を使って 酸化還元反応を経て大量の ATP を生み出す

39 X 問題 1. 糖質 脂質 ビタミンはエネルギー源になる 2. 細胞に取り入れた物質から新しい物質を合成することを異化という 3. タンパク質はアミノ酸からなる 4. タンパク質の最終分解産物は尿素 尿酸である 5. ビタミン D が不足すると夜盲症になる 6. ビタミン A は血液凝固因子生成にかかわる 7. ビタミン E はカルシウムの吸収を増す 8. ビタミン E が不足すると出血性素因をきたす 9. ビタミン B1 不足は口角炎をきたす 10. ビタミン B2 不足は脚気をもたらす 11. ビタミン B12 不足は貧血と熱帯性下痢をきたす 12. ナイアシン不足は歯茎からの出血をもたらす

40 X 問題 1. 糖質 脂質 タンパク質はエネルギー源になる 2. 細胞に取り入れた物質から新しい物質を合成することを同化という 3. タンパク質はアミノ酸からなる 4. タンパク質の最終分解産物は尿素 尿酸である 5. ビタミン A が不足すると夜盲症になる 6. ビタミン K は血液凝固因子生成にかかわる 7. ビタミン D はカルシウムの吸収を増す 8. ビタミン K が不足すると出血性素因をきたす 9. ビタミン B2 不足は口角炎をきたす 10. ビタミン B1 不足は脚気をもたらす 11. 葉酸不足は貧血と熱帯性下痢をきたす 12. ナイアシン不足はペラグラを引き起こす

41 参考 エネルギーの活用 栄養 玉の落下 高分子糖質 タンパク質 脂質 化学エネルギー エネルギー発生 生命活動に利用 位置エネルギー エネルギー発生 玉が速く進む 低分子水 二酸化炭素

42 参考 仕事 とは? 物体にくわえた力 位置の変化のこと 高い位置のエネルギー = 低い位置のエネルギー + 上の持ち上げる仕事 誰かが仕事をしてあげて エネルギーを分けてあげない上にいけない 位置エネルギー 高い位置のエネルギーになるには 重力 高さ の仕事が必要

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