アミノ酸なんでも大辞典!

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アミノ酸大辞典

アミノ酸で損をしていませんか?

アミノ酸はすべての運動能力に直結する。疲労回復や持久力、瞬発力や筋力向上、創傷治癒や体格構成など、スポーツに関わる全てだ。欠乏すると確実に能力はダウンする。さらに運動だけではなく、病気や健康、美容やダイエットなどの、様々なシーンでレベルアップしてくれる。

アミノ酸の働きの2分類

  1. タンパク質をつくる(20種類のアミノ酸でできている)
  2. アミノ酸単独(遊離アミノ酸)で、エネルギー代謝、持久力、疲労回復などを行う

*タンパク質は、筋肉や血管、血液や靭帯、骨や軟骨などを作る成分で約10万種類ある。その違いは、アミノ酸の成分構成や結合の順番で生まれる。それを上手に活用すれば、様々な機能アップを得られ、しかも誰でも簡単に効果を獲得できるのだ。

 

アミノ酸って何?セリン

アミノ酸の起源
アミノ酸の仲間たち
アミノ酸の進化
◆遊離アミノ酸

アミノ酸の働き

アミノ酸の種類と働き
エネルギーを作り出すアミノ酸
 ・糖代謝 ・脂肪代謝 ・タンパク質代謝

ロイシン欠乏すると生命停止になる必須アミノ酸
運動する人に欠かせないBCAA
運動の質を高める「コラーゲン」アミノ酸
よくあるアミノ酸のQ&A
目的別のアミノ酸活用術(遊離アミノ酸)
食品のアミノ酸成分表

 

アミノ酸って何?

生命の起源「アミノ酸」アミノ酸の起源!

36億年前、生命はアミノ酸から始まった。アミノ酸が宇宙からやって来た「地球外起源説」や原始大気の中から生まれた「原始大気起源説」などあるが、いずれにせよ最初の生命体「細菌」はアミノ酸から誕生した。そして今も、細胞、酵素、ホルモン、血液もアミノ酸が主要成分だ。ウィルスや花粉、バイ菌やカビもアミノ酸から作られる。 

アミノ酸の仲間たち

 アミノ酸   500種類あるアミノ酸のうち、人間は20種類から作られる
 ペプチド  アミノ酸が数個~数十個結合したもの、アミノ酸とは違う働きがある
 タンパク質  アミノ酸が数十個~数万個結合したもので10万種類ある。体重の約20%
 アミン類  アミノ酸の分子の一部が、酵素などの影響で変質したもの
 例1:ヒスチジン(アミノ酸)が脱炭酸化するとヒスタミンになる
 例2:チロシン(アミノ酸)が脱炭酸化などを経てアドレナリンになる
 酵 素  タンパク質の一種で、他の物質の分解やアミノ酸を別のものに変える

これらの違いは、アミノ酸の成分構成や結合で変わる。同じアミノ酸でも、並び順が変わると全く別のものになる。それはアルファベットにも似ている。例えばcamとmac、topとpotなど、同じスペルでも並びが変わると、意味が違うものになるのと同じだ。また全ての共通点として窒素が含まれる。 

アミノ酸の進化

アミノ酸は4つの原子から約500種類つくられる。進化の過程で、炭素、水素、窒素、酸素(一部硫黄)は、結びつき方を微妙に変えながら、新しいアミノ酸を作り出してきた。そして様々な生命体を生み出した。その最も進化した生物、それが「人間」だ。

人間の体は500種類のアミノ酸のうち、20種類でつくられる。それが様々な組み合わせで10万種類のタンパク質をつくり、人間の体の基幹を作り上げる。もしも20種類のアミノ酸の1つでも欠乏したら、体内すべてのタンパク質の合成がストップする。正に人間のカラダは、チーム・アミノの集大成なのだ。但し、20種類のうち11種類は体内で合成できるが、9種類は体内でつくることができないため、体外からの摂取が必要だ。

遊離アミノ酸

アミノ酸は、タンパク質になるものと、単独で働くものがある。単独のアミノ酸を「遊離アミノ酸」という。

食事でとったタンパク質は、消化酵素によってアミノ酸またはペプチド状態まで小さくされ小腸から吸収される。それらは一度肝臓で蓄えられ代謝または血液にのって各組織に運ばれる。そしてDNAの設計図を基に、酵素、エネルギー(ATP)を活用して、ペプチドやタンパク質に再合成される。合成されず単独で存在する遊離アミノ酸は、肝臓や細胞内にプールされたり、血中で浮遊したりして、単独機能を発揮する。

タンパク質 酵素分解 小腸で吸収 肝臓 各組織等 タンパク質再合成
タンパク質  酵素分解 小腸で吸収 肝臓 血中筋肉等 遊離アミノ酸 

 

アミノ酸の種類と働き

アミノ酸は大きく分けて5つの方法で分類することができる。ここでは代表的な分類方法である「必須ならびに非必須」による分類で機能性を記載する。必須とは体内でつくることができず、食品などで外から取り入れなくてはならない必須アミノ酸のことだ。非必須とは体内でつくる(合成)ことができる非必須アミノ酸のことだ。その他の分類を詳しく知りたい方は「アミノ酸の分類と機能性」を参考にしてほしい。

必須 バリン 筋肉の修復、筋力増強、筋エネルギー代謝
ロイシン 筋力強化、筋エネルギー代謝、 血糖安定、
イソロイシン 筋肉の修復、筋エネルギー代謝
リジン 成長ホルモンを促進、損傷修復・筋力向上、疲労回復、脂肪燃焼
メチオニン 血中コレステロール値を低下、肝機能向上、老化防止、活性酸素を取り除く、アレルギー症状の改善、うつ症状の改善
フィニルアラニン  記憶力アップ、鎮痛効果、皮膚疾患の緩和
トリプトファン 不眠解消、鎮痛効果、集中力や記憶力のアップ、アンチエイジング、
ヒスチジン 慢性関節痛の緩和、成長促進、ダイエット効果、ストレス軽減
スレオニン 脂肪肝の予防、胃腸炎改善、新陳代謝促進、
非必須 チロシン 集中力アップ、うつ症状の改善、自律神経調整、精神安定、
システイン メラニン色素の産生抑制、抗酸化作用、だるさ、二日酔い予防、美肌
アスパラギン エネルギー代謝 、疲労回復、アンモニア解毒
アスパラギン酸 エネルギー代謝 、疲労回復、アンモニア解毒
セリン  認知症の予防、睡眠の質向上、美肌など
グルタミン 糖代謝促進、DNA・RNAの原料、 大腸の蠕動運動のエネルギー源、
グルタミン酸 腸管から吸収されず、腸のエネルギーとして利用される
プロリン コラーゲン原料、保湿作用、弾力性、脂肪燃焼
グリシン コラーゲンの主要成分、基礎代謝アップ、燃焼系、筋力アップ、美肌
アラニン 糖代謝促進、脂肪燃焼、肝臓機能向上、頻尿予防
アルギニン 血管の老化防止、肥満改善、筋力アップ、疲労回復、コレステロール抑制
その他 オルニチン  成長ホルモンの働き促進、睡眠の質向上、コラーゲン合成の促進
シトルリン  むくみ解消、筋肉増強、精力増強、集中力・記憶力アップ、美肌
クレアチン  激しい運動での酸欠状態・エネルギー代謝不全の時のエネルギー源

エネルギーを作り出すアミノ酸

アミノ酸の仕事は大きくは2つ。①タンパク質をつくること、②遊離アミノ酸として単独または他のアミノ酸と協力して様々な機能を発揮することだ。タンパク質になったアミノ酸は不活発になり単独の機能は失われる。ただし遊離アミノ酸が欠乏したときは、体タンパク質を分解して遊離アミノ酸になる。 遊離アミノ酸は、血中を巡回したり筋肉や組織中に貯蔵されたりして出番に備える。

アミノ酸のもっとも重要な任務は、エネルギーの代謝と損傷修復だ。損傷修復はタンパク質の役目だが、エネルギーになるのは糖質(炭水化物)、脂質、タンパク質の三大栄養素だ。食事でとった三大栄養素は、胃腸で分解・吸収し体内で消費され、余ったものはグリコーゲンや脂肪などの形で貯蔵される。それをエネルギーとして使うには、そのままでは使えず、いくつかの変化を経なくてははならない。そこで機能するのが遊離アミノ酸だ。

 分類  居場所  機能  余剰  再利用
 ①タンパク質  タンパク質内  不活発  -  分解され遊離アミノ酸に
 ②遊離アミノ酸  血中・肝臓等  代謝や修復等  グリコーゲンや脂肪  エネルギー源になる

エネルギーを作る仕組み

エネルギーとはATP(アデノシン3リン酸)といわれる物質だ。これを如何に早く、継続的にたくさん作るかが、持久力の差になる。「エネルギー代謝」といわれるATPを作り出す工程は、かなり複雑で難しいが、ここでは簡単な概略を説明する。

 糖代謝

 エネルギー生産経路

グルコース・アラニン回路

 

 クエン酸回路

◆最終形:グルコース、または
グルコース→ピルビン酸→アセチルCoA

◆特 徴:最も早くエネルギーに変換できる。激しい運動ほど糖代謝が活発化する。

◆貯 蔵:貯蔵は一時保管で許容は多くない。すぐに使わないグルコースは「グリコーゲン」という形で筋肉や肝臓に保管。筋肉では筋肉量の1~2%(約300g)、肝臓では肝臓量の8%(約100~120g)が貯蔵量の限界。保管量が多くなったり長期化すると、脂肪に変換して長期保存体制になる。一度脂肪化すると二度グルコースには戻れない。

◆回路①:「解糖系」グルコースから直接ATPを作り出すためエネルギー化が最も早い。しかし効率が悪く1グルコースで2ATPしか作れない。副産物として乳酸とピルビン酸を生産する。

◆回路②:「クエン酸回路」(TCAサイクル)、細胞のミトコンドリア内にあり、解糖系で発生したピルビン酸をアセチルCoAに変化させ原料とする。1グルコースで36のATPを生産するが、解糖系と比べるとエネルギー化に若干時間がかかる。

◆補 足:糖の代謝にはアミノ酸、アミノ酸から作られる酵素、ビタミン類が欠かせない。詳細は下記参照

脂肪代謝

 ◆最終形:脂肪酸・グリセロール・ケトン体

 ◆特 徴:有酸素運動時は脂肪系エネルギーが優位に使われる。特に激しくないスローな運動や基礎代謝などだ。脂肪は効率的な代謝のために変化するケトン体によって血液を酸化していく。

◆貯 蔵:脂肪、主に中性脂肪として蓄えられ貯蔵量に限界はない。

◆回 路:「クエン酸回路」(TCAサイクル)、中性脂肪が分解されてグリセロール1つと脂肪酸3つができる。脂肪酸は血管を通って各細胞に運ばれクエン酸回路に届けられる。クエン酸回路には多くの脂肪酸が入れないため、ケトン体に変身して回路内に進入する。ケトン体は酸化物資でもあり、脂肪酸が増えるほどケトン体も増え酸化が促進される。(脂肪酸→β-酸化→アセチルCoA→ケトン体)

タンパク質代謝

◆最終形:アミノ酸→グルコース

 ◆特 徴:血中の糖濃度が低下すると、筋タンパク質を分解グルコース(ブドウ糖)に変換する。

◆貯 蔵:筋繊維としてタンパク質を保持する。

◆回 路:糖代謝と同じ経路を通る。

◆補 足:過剰に食べたタンパク質は、酵素によりアミノ酸の中にある窒素が取り除かれ、糖や脂肪に変換される。糖はグリコーゲンになって肝臓や各組織で蓄えられ、更に余ったものは脂肪になる。しかしタンパク質からのエネルギー化は、多くの酵素と大量のエネルギーを使うため、エネルギー源としては不経済。また一度糖や脂肪になるとタンパク質には戻れない。

 ◆エネルギー代謝に必要なアミノ酸: BCAA、グルタミン、グルタミン酸、アスパラギン酸、アルギニン、アラニンなど 
 ◆エネルギー代謝に必要なビタミン等: ビタミンB1・B2・B6、ビタミンC、ナイアシン、パントテン酸、葉酸、鉄など

欠乏すると生命危機!必須アミノ酸

これが不足すると、全てのアミノ酸の機能が低下する。1つでも無くなるとタンパク質合成はストップする。つまり死を意味する。体内では作れず、必ず外からとり入れなくてはならない必須アミノ酸は9種類、体内で作れる非必須アミノ酸は11種類ある。但し子供は非必須アミノ酸のアルギニンが作れないので、子供のうちは必須非必須ともに10種類となる。  

体内でつくる非必須アミノ酸をつくるアミノ酸
・グルタミン酸からはアラニン、アスパラギン酸、セリン、アルギニン、グルタミンが、
・アスパラギン酸からはアスパラギンが、
・メチオニンとセリンからはシステインが、
・フェニルアラニンからはチロシンが作られる。 

 運動に欠かせないBCAA

「筋肉系アミノ酸」の代名詞。筋膜はコラーゲン、筋原繊維はアクチンとミオシンというタンパク質から出来てる。このアクチンとミオシンの主要成分がバリン、ロイシン、イソロイシンだ。この3つのアミノ酸は分岐鎖という同じ特徴をもっていて、通称「BCAA」と呼ばれている。運動は、筋肉と関節を動かし、エネルギーを消耗する活動だ。このレベルが運動能力に直結する。

 筋肉への影響 筋繊維の原料として筋力を強化する。痛めた筋肉を修復する。
 エネルギーへの影響 糖質が欠乏したとき、筋タンパク質を分解して糖(グルコース)に変換させるが、BCAAはその身代わりとなって筋タンパク質の破壊を抑える。またグルコースの代謝を促進させ、エネルギー生産を効率化する。 

 

運動の質を高める「コラーゲン」

 筋肉(膜・繊維)、骨、軟骨、靭帯、腱、血管などをつくるコラーゲン。それらの強度化や補修は、コラーゲンをとることで加速化されることが分かっている。コラーゲンの主成分はグリシン、プロリン、リジン、アラニンだ。しかしコラーゲンには他のタンパク質にはないヒドロキシプロリン、ヒドロキシリジンという特殊アミノ酸をもっている。これらは体内合成もされるが、効率的にコラーゲンを体内合成するのであれば、コラーゲンをペプチド状態で摂取するのが理想的だ。また体内合成するにはビタミンCが必須となる。

 コラーゲンを構成するアミノ酸 グリシン33%、プロリン&ヒドロキシプロリン21%、アラニン11%、ほか リジン、ヒドロキシリジンなどのアミノ酸
 コラーゲンを合成するビタミン  ビタミンC(ヒドロキシ化に必須)

 コラーゲンを詳しく知りたい方は、コラーゲン完全ガイドを参考に!

よくあるアミノ酸のQ&A

Q:アミノ酸って何ですか?
A:タンパク質の構成員です。それ以外は遊離アミノ酸として単独で代謝などの働きをします。

Q:アミノ酸の種類は?
A:アミノ酸は地球上で約500種類発見されています。しかし動物の体を構成するのは20種類だけです。そのうちの9種類が体内では合成できない必須アミノ酸、残りの11種類は体内でも作れる非必須アミノ酸。

Q:1日のタンパク質の必要量は?
A:厚生労働省「日本人の栄養所要量―食事摂取基準」によると成人男性70g、女性は55gとされている。

Q:1日のタンパク質の分解・合成量は?
A:タンパク質量の2%(約180g)が、毎日入れ替わる。

Q:アミノ酸はいつ摂ったらいいのですか?
A:食事でとる場合は運動後が効率的ですが、サプリメントでとる場合は運動前が効果的です。しかし複数回摂取できるのであれば、サプリメントで運動前・運動中・運動後が理想的です。

Q:アミノ酸はどれだけ摂ったらいいですか?
A:その人の運動量によって大きく変わります。ちなみにBCAAでいえば通常2~4g/日といわれています。WHO(世界保健機構)も推奨量を公表していますが、運動をしている人が対象ではないので、あまり参考にはなりません。通常量を大きく上回らない程度で、適量を確認してください。

Q:アミノ酸を摂り過ぎ点問題ありませんか?
A:問題です。アミノ酸は分解物としてアンモニアを発生させます。アンモニアは毒性があり肝臓などに負担をかけることになります。不要な過剰摂取はお控えください。

Q:アミノ酸の効果を高める方法はありませんか?
A:総合ビタミン+総合ミネラルを事前に摂取しておくことで、アミノ酸を無駄なく活用することができます。特にエネルギー代謝や疲労回復にはビタミンB群が重要です。ビタミンの詳しい説明はビタミン・ミネラル完全ガイドを参考にしてください。

Q:食事でタンパク質をとっているから、アミノ酸は必要ないのでは?
A:確かに、食事からすべてのアミノ酸をとることができます。実際にとれている方も多いでしょう。しかし、タンパク質に含まれるアミノ酸の量は10~30%、消化吸収には3~6時間かかり、その3割が使われることなく廃棄される。しかも年齢を重ねると吸収率が低下するため、意図した機能性を得ることが難しくなる。アミノ酸でとった場合、30分ほどで機能を果たしてくれる。健康のためにするスポーツも、栄養が不足していると体に害を与える。スポーツをされる方や体調不良の方は、アミノ酸を上手に活用してもらいたい。

Q:タンパク質の再利用率
A:約70%(30%以上は利用されず排出される)

Q:サプリメントで摂ったほうが良いのですか?
A:食事での摂取が基本です。しかし食事の場合は、消化吸収されるまでに3~6時間ほどかかります。そのため即効性や目的にあった摂取は難しく、サプリメントの活用が重要となります。

Q:サプリメントで摂ると悪い影響はありますか?
A:過剰摂取と依存の問題があります。過剰摂取は発生する毒素の解毒許容を超える恐れがあり、体調不良や疲労の蓄積が問題になります。また依存では、本来食事からとることが基本ですが、頼り過ぎることで本体の消化吸収能力が低下する可能性もあります。バランスのとれた適量、さらにはビタミンやミネラルも合わせてとることをおすすめします。

 目的別のアミノ酸活用術ロイシン

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詳しくは「賢い人のアミノ酸活用術」へ

 

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