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糖質、脂質、タンパク質のエネルギー代謝
最後に見直したもの： 04.07.2025
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エネルギーを含む栄養素（炭水化物（グルコース）、タンパク質（アミノ酸）、脂肪（脂肪酸））の蓄積は、単一のプロセスです。これらの物質が過剰になると、脂肪として蓄積されます。グルコースはアミノ酸の合成に、一部のアミノ酸はグルコースの合成に使用されます。しかし、これらのプロセスにはエネルギーコストがかかります。例えば、グルコースがATPの生成に直接使用されるのではなく、グリコーゲンとして筋肉に蓄えられると、エネルギーの5%が失われます。グルコースが脂肪酸に変換されて蓄えられると、この数値は28%に増加します。
これらの栄養素を使用するエネルギーシステムは、順番に（最初に ATP-CrP システム、次に嫌気性解糖システム、最後に好気性代謝）作動するのではなく、同時に活性化され、その貢献は蓄積レベル、酸素の利用可能性、および運動活動レベルに応じて変化します。
例えば、酸素の利用可能性は、エネルギー産生にどの基質が利用されるかに影響します。脂肪酸の炭素原子1個あたり8.2分子のATPが生成されるのに対し、グルコース分子の炭素原子1個あたりでは6.2分子しか生成されません。酸素が限られている場合、グルコースは好気性代謝の優先的な供給源となり、嫌気性酸化の唯一の供給源となります。食事や運動によるホルモンの変化は、エネルギーの流れに大きな影響を与えます。脂肪酸は好気性代謝系を介してエネルギーを生成します。しかし、脂肪酸の利用は、クエン酸回路における中間体の再生のために、同時にエネルギー経路に炭水化物が流入することに依存します。
食事中の炭水化物が十分でないと、脂肪酸は別の代謝経路へと切り替わります。そのため、脂肪酸はATP産生につながる代わりに、ケトン体を生成します。脳など、特定の組織のみがケトン体をエネルギー源として利用できます。炭水化物の貯蔵量が少ないと、ケトン体レベルが上昇し、疲労感や代謝の不均衡を引き起こす可能性があります。
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