アミノ酸
amino acids
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☆われわれ人間の体の約２０％がアミノ酸でできている。
食事で摂る肉や魚などのタンパク質は体内でアミノ酸に分解され、様々な役割を担っている。
◎アミノ酸は、５００種類以上ありますが、ヒトが利用するのはわずかに２０種類です。
・タンパク合成にエネルギーを消費するのでアミノ酸は投与されてもカロリーに含めない。
・投与エネルギーが十分なときにはじめて窒素平衡を改善する。 |
◎アミノ酸は、分子内にアミノ基とカルボキシル基の両方を含む有機化合物の総称。
多くの場合、α-アミノ酸（カルボキシル基とアミノ基が同一の炭素に結合しているもの）を指している。
そこで、一般式としてＲ-CH（ＮＨ2）COOHで表される |
Ｄ型アミノ酸とＬ型アミノ酸
化学合成すると、Ｄ型とＬ型という互いに鏡像を示す２種類のアミノ酸が出来る。がしかし、地球上の生物のアミノ酸に存在する天然のアミノ酸はすべてＬ型で、Ｄ型のアミノ酸は見つかっていなかった。ところが、最近の研究で、Ｄ型アミノ酸は大脳などに多く存在することが分かった。また、アルツハイマー病や膵臓のホルモン分泌組織での存在が確認されている。
2008年、アミノ酸の疎水性の違いや物質の吸着力の違いなどを利用して、2段階で分離する。10分程度ですべてのアミノ酸に関して全自動で立体構造を解析する装置を、九州大学の浜瀬健司准教授らのグループが開発。D型アミノ酸とＬ型アミノ酸の違いも解析できる |
| 左型 |
宇宙空間にある大量のチリが引き寄せられ、そこにある有機物が集められアミノ酸が生まれる。そのときは右型と左型が作られるのだが、右型は紫外線で壊され、残った左型がすい星によって地球に運ばれた結果、地球上に自然に存在するアミノ酸はすべて左型になった。地上２万メートルの上空には、有機物を大量に含んだ宇宙からのチリ（コズミックダスト）が漂っている。宇宙からまかれた種子が地球という土壌で育った。その地球がある太陽系は銀河系の周りを２億５０００万年かけて一周し、しかもその絶妙な位置関係から同じ軌道は通らないため、宇宙のチリも集めやすい。 |
| 人体 |
人体はアミノ酸で出来ている
アミノ酸はタンパク質の構成要素です。人間の体の約６０％は水分です。そのほか、約２０％の脂肪、約１７％のタンパク質、約４～５％のミネラルなどによって、人体は構成されています。筋肉や臓器、皮膚、毛髪など、体のあらゆる部分を形成しているのは、タンパク質です。つまり、分子レベルでいえば、人体のかなり多くの部分はアミノ酸によって形作られているのです。また、アミノ酸はタンパク質の構成要素というだけでなく、次のような重要な役割を果たしています。
<1>体のエネルギーになる
糖質や脂質が体のエネルギーとして使われているのは良く知られています。それと同時に、体内のアミノ酸も、エネルギーとして使われています。競技前や競技中に、スポーツ選手がアミノ酸を配合したドリンクを利用しているのをしばしば見かけます。これはアミノ酸を体内に取り入れて、エネルギー源として利用するためなのです。
<2>情報を伝達する
「アミノ酸やアミノ酸から作られる物質は、脳内や全身の各細胞間を行き来する伝達物質としての機能も果たしています。脳からの命令を体のすみずみまで届けて、そして体の末端からの情報を脳へ届ける重要な役割をアミノ酸は担っています。
<3>免疫システムを維持する
「ウイルスや細菌・毒素などから体を守るため、体には免疫というシステムが備わっています。アミノ酸が不足すると、免疫システムは正常に働きません。 |
無限の可能性
一口にアミノ酸と言っても、その種類は１００以上あります。そのうち、体内のタンパク質を合成するには２０種類が必要です。この２０種類のアミノ酸は、人間の体内で合成できないアミノ酸（必須アミノ酸）と合成できるアミノ酸の２つに分けられます。体内で出来ない必須アミノ酸は、食事などで摂らなければなりません。また、非必須アミノ酸といっても、体の必要がないという意味ではありません。これら非必須アミノ酸も食事で摂るか、体内で作る必要があります。
| 必須アミノ酸 |
イソロイシン、ロイシン、リジン、メチオニン、
フェニルアラニン、スレオニン、トリプトファン、
バリン、ヒスチジン |
| 非必須アミノ酸 |
チロシン、シスチン、アスパラギン酸、
アスパラギン、セリン、グルタミン酸、
グルタミン、プロリン、グリシン、アラニン、
アルギニン |
そしてアミノ酸を摂取する際にカギとなるのが『ペプチド』です。ペプチドとは、アミノ酸の分子が数個～数十個つながっているアミノ酸の集合体です。アミノ酸の分子が１００個以上結合したものがタンパク質となります。ペプチドは、タンパク質とアミノ酸の中間にあたる物質なのです。
肉や卵・牛乳などに含まれるタンパク質が、体内に摂取されて、体の組織のタンパク質となるには、体内でアミノ酸やペプチドにまで分解されなくてはなりません。その後、体内の各組織で必要とされるタンパク質に再合成されるのです。
この分解されたアミノ酸やペプチドの構成により、体内での働きはさらに変化していきます。
アミノ酸は、多種をバランス良く摂らなければ意味がありません。中でも、必須アミノ酸をできるだけ完全な比率で含んだ食品を摂ることが大切です。
たとえば、筋肉を作る場合、必須アミノ酸が１種類でも不足していると、体内でのタンパク質合成は制限されてしまいます。健康な人の必須アミノ酸の必要量をもとに、食品のタンパク質を評価したものを『アミノ酸スコア』（プロテインスコア）といいます。（岸恭一・徳島大学教授） |
アミノ酸
と脳 |
意識回復
「アミノ酸を利用した治療で、最も劇的な効果をあらわすものとして良く知られているのが、肝性脳症に対するものです。肝性脳症とは、肝臓の働きが悪化して意識障害が現れ、昏睡状態に陥ることがある症状です。肝機能の低下から昏睡状態に陥り、意識が全くなくなった患者に、アミノ酸を配合した輸液を点滴すると、数分後にはまるで何事もなかったかのように意識を回復することがあるのです。
この場合の意識不明は、肝機能が極端に低下したため全身の血液中にアンモニアが急増し、脳神経細胞の働きが抑制されたために起こります。点滴されたアミノ酸によってアンモニアの体内での処理がスムーズに行われるため、脳の働きが正常に戻り、意識を回復するのです。」（岸恭一・徳島大学教授） |
脳にある神経細胞が生き続けるには、アミノ酸の一種である『セリン』が必要であるという研究を理化学研究所のチームが発表した。
脳の記憶に関係するという海馬の神経細胞に、様々な物質を与えてどれだけ細胞が生き続けられるかを調べた。その結果、セリンを与えた海馬の神経細胞は１ヶ月近く生き続けた。
神経細胞への酸素供給が少なくなる前にセリンを与えると、酸欠による神経細胞の死が抑制出来ることも分かった。
神経細胞は、成熟すると分裂したり増殖したりしなくなる。しかし、各細胞は長く生き続け、神経の突起を延ばすなど活発に働く。その理由はこれまでナゾだったが、セリンが神経細胞を活発化させるものの１つであることが、この実験から分かる。
セリンは体内で合成できるアミノ酸である。脳では神経細胞を取り巻くグリア細胞が作っているらしい。また、脳梗塞などで脳の血液の流れが悪くなり、神経細胞が酸欠状態になったときにセリンを補って、脳の機能を維持することも考えられる。
脳が活動するには、たくさんの栄養が必要だ。アミノ酸もその一種だ。動物性タンパク質を多く摂取する人は寿命が長く、年を取っても知的活動が低下しないという。 |
| 宇宙線 |
宇宙線がアミノ酸作る
原始の地球にアミノ酸が生まれたのは太陽や銀河の彼方から降り注ぐ宇宙線の作用ーーー。東京大学などのグループがアミノ酸の誕生に新説を提案した。
これまで雷などの放電現象がアミノ酸生成の引き金だと考えられてきたが、宇宙線の方が原始大気から効率的にアミノ酸を生成出来ることを実験で確かめた。アミノ酸は生物を構成する基本単位。
新説を提唱しているのは、東京大学宇宙線研究所、横浜国立大学、東京薬科大学の共同研究グループ
実験では、３５億～４０億年前の地球の大気を模した混合ガスをガラスのチューブに封入して宇宙線に相当する陽子の粒子を照射した。ガスの組成は二酸化炭素・一酸化炭素・窒素・水蒸気など、
ガスに陽子線を当てた後、その成分を分析したところ、代表的なアミノ酸であるグリシン・アラニン・アスパラギン酸などが陽子の作用で生成していた。同様なガスの中で人工的な雷を発生させた場合と比べて生成効率は約10000倍。宇宙線は雷と比べてエネルギーの総量は少ないが、効率の高さを考えると宇宙線がアミノ酸誕生のきっかけとなった可能性は大きいと言う。
米国の研究者が1950年代に原始大気を使って放電実験を実施して以来、放電がアミノ酸誕生の引き金になったとの説が主流となっていた。」 |
大豆
アミノ酸 |
大豆ペプチドを食べると、交感神経が活性化され、ノルアドレナリンというホルモンが分泌されます。ノルアドレナリンは褐色脂肪細胞を活性化し、白色脂肪細胞を遊離脂肪酸として褐色脂肪細胞に取り込むので脂肪が燃焼していきます。 |
| BCAA |
分岐鎖アミノ酸
分岐鎖アミノ酸とは、ロイシン・イソロイシン・バリンのことを指します。
これら３種類のアミノ酸は、グルタミン同様、筋肉のエネルギー源として利用されやすい性質を持っています。特にロイシンは、体に筋肉がつくのを助け、筋肉を失わせないようにする性質を持っています。そのため、グルタミンと同様に、スポーツ選手によく利用されているアミノ酸です。
また、これら分岐鎖アミノ酸は、脳の疲労を軽減する働きもあると言われています。脳の疲労は、筋肉にセロトニンという物質が増えるために起こるという説があり、このセロトニンの合成を、分岐鎖アミノ酸がおさえるようです。
BCAA
（分枝鎖アミノ酸） |
バリン・イソロイシン・ロイシン |
AAA
（芳香族アミノ酸） |
フェニルアラニン・チロシン |
BCAAとAAAのモル比
（Fischer比） |
劇症肝炎や非代償性肝硬変症では、Fischer比が１.８以下になりやすい。 |
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肝硬変と血糖値
味の素は2003年12/15、肝硬変患者の低アルブミン血症を改善する『分岐鎖アミノ酸』に、血糖値の異常を改善する薬理作用があると発表。
インスリンと異なる情報伝達機構で筋肉に作用し、血糖の取り込みを促す。同社はこのアミノ酸を肝硬変患者向けの薬剤として販売している。
肝硬変の患者に糖尿病に似た血糖値の異常が見られることに着目。肝硬変のモデルラットの筋肉を取り出し、試験管内で実験的に糖を取り込ませた。
筋肉に分岐鎖アミノ酸を作用させると、糖の取り込み量が１.５倍以上増えた。アルブミン合成に関わる「mＴＯＲ」と呼ぶ遺伝子を介して、取り込んだ糖を貯蔵用のグリコーゲンに変えることも確認した。
食事直後の高血糖を下げ、空腹時の低血糖を抑える効果があるという。人間が１日12gのアミノ酸製剤を摂取したのと同水準濃度で効果を発揮した。血糖値の異常は肝不全の悪化や肝臓ガンを誘発するリスクになる |
スポーツ
「約５００種類のアミノ酸があるが、うち２０種類が３大栄養素の１つであるタンパク質の構成要素となる。２０種類の組み合わせによって異なるタンパク質を作り出し、それぞれ骨・筋肉・血液などを形成する。食事からしか摂取できない９種類の「必須アミノ酸」と、体内で合成される１１種類の「非必須アミノ酸」がある。必須アミノ酸のうち、イソロイシン、ロイシン、バリンのの３種が『分岐鎖アミノ酸(ＢＣＡＡ)』。スポーツに欠かせないアミノ酸として注目されている。
アミノ酸は疲労回復と持久力向上に効果がある。
人間は通常、体内に糖質と脂質というエネルギー源を持つ。たっだ、死亡は燃焼に時間がかかり、糖質は消費するときに疲労物質の乳酸の発生と伴う。マラソンで「３５キロの壁」といわれるように終盤にブレーキが掛かるのは、糖質を使い切ってしまい、脳が働かなくなって意識がもうろうとするため。そこで、第３のエネルギー源としてアミノ酸の出番となる。「分岐鎖アミノ酸(ＢＣＡＡ)」と呼ばれるアミノ酸は脂肪の燃焼を促進させ、乳酸の発生も抑える。ＢＣＡＡは筋肉を構成するタンパク質の主成分でもあるので、破壊された筋繊維を修復させる。
ただ、正しく摂取しないと効果は半減してしまう。ポイントはレース前の摂取。脂肪燃焼を促進させる効果をフルに生かすためにも、レース前に十分い取り込んでおいて方が脂肪をエネルギーに転換しやすくなる。レースの３～７日ほど前から摂取し、最後はレースの１時間ほど前、糖質を貯蓄するネライで、ランナーがレース前に炭水化物を多く摂取する「カーボローディング」の発想と同じだ。 |
| 筋肉 |
の疲労回復に
運動の時に飲む飲料で最近目立つのが「アミノ酸入り」のもの。学校の授業などでアミノ酸はタンパク質を作るものだと習った気がするが、なぜこれほど使われるようになったのか？
(1)分岐鎖アミノ酸と呼ばれるバリン、ロイシン、イソロイシンは筋繊維を構成するタンパク質の主成分だ。運動によって細かい筋繊維は切れ、それを復元することで筋肉は太くなっていく。この材料を補給しようとというのが第１の考え。
(2)第２はエネルギー源として使い持久力を高めるため。分岐鎖アミノ酸は筋肉で合成され、それが分解されてエネルギーになる。先に飲んでおけば筋肉内のアミノ酸ではなく、血液中のアミノ酸から消費することになるのでエネルギーが長持ちするというわけだ。
(3)これは筋肉の疲労回復にもつながる。筋肉での分解が少なくなれば、筋肉の疲労や消耗が減る。野球・マラソン・テニスなどのトップ選手が使い、体験的に効果が認められたコンディション作りが「アミノ酸ローディング」 |
| アラニン |
アルツハーマー病や腎疾患の患者の体内で増加する『Ｄ-アラニン』と呼ぶ特殊なアミノ酸を高感度で検出する微量分析法を九州大学薬学研究院の財津潔教授らが2003年に開発した。従来法より１０００倍以上高感度で、血液や唾液に含まれるアミノ酸のごくわずかな増減を検知する。
アミノ酸には右手と左手のように形は似ているが性質が異なる「Ｌ体」と「Ｄ体」を呼ぶ光学異性体がある。体内に含まれるアミノ酸のほとんどがＬ体だが、Ｄ体もわずかに含まれ神経の情報伝達やホルモン分泌の制御に関与している。
研究グループはアラニンと呼ぶアミノ酸のＤ体がアルツハーマー病や腎疾患の患者の体内で増加することの着目。
血液や唾液に含まれるＤ-アラニンを蛍光物質で標識した後、高速液体クロマトグラフィーという分析装置を使って１ﾋﾟｺ（＝1/1兆）㌘まで検出できる微量分析法を開発した。
試料からまずアラニンを選んで取り出し、さらにアラニンのＬ体とＤ体を分ける２段階の分離法を確立したのがポイント。
従来の方法と比べ感度が１０００倍以上高まり、Ｄ体の増減をとらえることが可能になった。 |
| アルギニン |
アルギニンは、グルタミン同様に、免疫力を上げる効果があります。
またアルギニンは体内で作られる一酸化窒素(ＮＯ)の材料にもなります。
一酸化窒素は体の中で様々な用途に使われています。
その代表が「バイアグラ」で知られた血管を拡張する働きです。
ところが一酸化窒素（NO）は動脈硬化や糖尿病など、ストレスなどで減少します。 |
| グルタミン |
＝H2ＮＯＣＣＨ2ＣＨ(ＮＨ2)COOH
●傷の治りを早める
グルタミンは、必須アミノ酸ではありませんが、医療用として非常に重要視されているアミノ酸です。手術後、体を動かせない患者が、体力を維持し、筋肉を失いたくない・・・そんなときにグルタミンを含んだ点滴が、栄養補給と筋力維持を目的として使われます。筋肉に含まれている数あるアミノ酸の中でも、大半を占めているのがこのグルタミンです。グルタミンが不足すると、筋肉の分解につながります。そのため、細胞内のグルタミンは、常に、一定量を維持する必要があります。
体内でグルタミンは、まず食事から摂取したものから使われます。それが無くなると筋肉で合成されたものが使われ、筋肉が失われます。筋肉内に貯蔵されたグルタミンが使われる前に、外部からグルタミンを与えてやれば、筋肉は失われることがありません。それで、スポーツ選手などは筋肉量が低下するのを防ぐために、グルタミンを含んだサプリメントを積極的に摂取しています。
この現象は、体を動かすための筋肉に限ったことではありません。臓器の筋肉についても同じことが言えます。グルタミンは、胃や腸などの細胞の増殖を高める働きももっているのです。
またグラタミンは、病原体などをやっつけて病気を防ぐ免疫力を上げる効果もあります。
グルタミンは、ケガや手術などの傷の治りを早め、免疫力を上げるアミノ酸です。また、筋力をつけるのの役立つため、基礎代謝を上げて、ダイエットにも役立ちます。
●グルタミンは小麦タンパクの40％を占める。 |
| シスチン |
シスチンはストレスを軽減させる働きをもっています。 |
| バリン |
アミノ酸が肝臓再生を促す
「東北大第二外科の聡美進教授らのグループが、体内では合成できないため、食物から摂取する必要がある必須アミノ酸の１つ[バリン]が、肝臓の再生を促す働きをすることを明らかにし、1998年に開かれた日本消化器学会で報告した。
研究グループや、実験に協力した中外製薬によると、普通の豚より小さいミニ豚の肝臓を切り取って、もとの大きさの半分にしたうえでバリンの濃度が高い輸液を投与したところ１週間で９５％まで回復した。バリンを使わなかった場合は７２％にとどまった。
ネズミの肝臓を７０％切り取った実験でもバリン濃度の高い輸液を投与すると、５日間で８５％まで回復した。投与しなかった場合は６０％だった。
また、やはり別の必須アミノ酸である[ロイシン]をバリンと一緒に投与したところ、今度は逆にバリンの再生促進の働きを抑えてしまうことも分かった。 |
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