「タンパク質」の合成と分解って?カタボリックとアナボリックを理解しよう!

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タケゾー
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こんにちは。いつもご購読ありがとうございます。タケゾーです。

このところは「タンパク質」「アミノ酸」について連投しております。

そして、今回も引き続きタンパク質関連についてのお話になります。

「合成と分解」「アナボリックとカタボリック」

トレーニングをやっている方は、よく聞くフレーズかと思いますが、そうでない方もこれを機にタンパク質をさらに深く知ってみてください。

この投稿では以下のことがわかっていただけるかと思います。

  • なぜ合成と分解があるのか?
  • 構造が分かる
  • よく聞くタンパク質の「変性」が分かる

今回も、投稿するにあたり参考にした著書を紹介いたします。非常に勉強になりますので、さらに勉強したい方に絶対的にオススメです。

アスリートのための最新栄養学(上)

タンパク質について合わせて読んでほしい投稿がこちら、アミノ酸について。

LYFT

タンパク質の「分解」と「合成」とは?

タンパク質の構造を知ろう

まず「タンパク質」と言っても、そこには幾つかの「構造」の違いから種類を分けることができます。

「構造」を知ることによって「変性」の意味が理解しやすくなります。

  1. 「タンパク質の一次構造」
    • 体内で最初に合成されるアミノ酸配列を言います。
    • アミノ酸が1直線に鎖のように並んでいる状態のことを指します。
    • ペプチド結合
    • 一般にアミノ酸が50個以上の結合が「タンパク質」、50個未満のものを「ペプチド」と呼びます。
    • 「ペプチドは」アミノ酸の数が2~10個のオリゴペプチドとそれ以上のポリペプチドに分類されます。
  2. 「タンパク質の二次構造」
    • 鎖の途中で、ところどころにアミノ酸同士に引力が働き、絡み合って「糸」のようになったもの。
    • らせん状の「αヘリックス」
    • 板状の「βシート」
    • 水素結合
    • アミノ酸のつながりが立体構造になったものをポリペプチド鎖と呼び、二次構造はポリペプチド鎖がらせん状に連なっています。
    • そのポリペプチド鎖は、鎖と鎖の間が水素結合で固められています。
  3. 「タンパク質の三次構造」
    • 様々な結合の仕方によって、鎖が「糸鞠(イトマリ)」のようになったもの
    • イオン結合・疎水性相互作用・ジスルフィド結合など
  4. 「タンパク質の四次構造」
    • 三次構造のタンパク質がいくつか結合したものを呼びます。
  5. 「高次構造」
    • 二次構造以上高次構造と呼びます。
    • 高次構造が崩れることを「変性」と呼びます。

タンパク質の「変性」

よくこのような質問を耳にします。

「加熱するとタンパク質が変性するから、生で食べるべきですか??」

答えは・・・「No !」です。

卵にはサルモネラ菌による食中毒のリスクが少なからずあります。

卵殻には、鶏の糞便などからサルモネラ菌が付着し、それが内部に侵入することがあります。

サルモネラ菌は75度で1分間加熱すると死滅しますので、しっかり加熱した卵なら大丈夫と言われています。

まず「変性」とは何が変わるのかということですね。

結論から言いますと、タンパク質がダメになることではありません。

悪いことに聞こえますが、たんに「構造」が変わることを指します。

タンパク質を加熱すると「高次構造」が崩れます。

一次構造は変化しないで、「高次構造」が崩れることを「変性」と呼びます。

バイオハックch 参考資料

高次構造とは二次・三次・四次構造のことを指すと前述しましたね。

簡単に言うと、高次構造が崩れるということ、はタンパク質の糸がほぐれて「一次構造」がむき出しになるイメージです。

図で言いますと、左のタンパク質が変性し、右の図のようにほぐれた状態が変性ということです。

加熱して「一次構造」が露出すると消化酵素の作用を受けやすい(消化しやすくなるということ)。

サルモネラ菌によるリスクが少なくともある生卵よりも、ベストは「温泉卵」です。

注意)ただし、加熱しすぎると、水に溶けない(疎水性の部分)が表面に出てきてしまうために、かえって消化酵素が働きにくくなります。

例)半熟卵 ◯ 固ゆで卵 ×

タケゾー
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生肉や生卵が消化が悪いのは、一次構造が糸鞠(イトマリ)の中に隠れたままだからだよ。

タンパク質の「分解」

タンパク質の「分解」という言葉を聞いたことがあるかと思います。

トレーニングをしてる人たちは「カタボリック」というフレーズの方が有名かもです笑

分解を「異化」という言い方も同意語であります。

タケゾー
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「分解」=「異化」=「カタボリック」

では、なぜ分解(カタボリック)があるのでしょうか?

  1. エネルギーに変換するため
    • タンパク質を分解してエネルギーにする
    • 食事からでは足りないアミノ酸を補うため
    • これらは「オートファジー(自食作用)」というシステムが働くため
    • 体内の栄養レベル(アミノ酸レベルなど)が低いとオートファジーは促進されます。
  2. タンパク質の品質管理
    • 例えば、ものつくりの工場でも不良品が作られたら廃棄されます、同様に体内でも不良品のタンパク質が作られたら廃棄する必要があります。
    • 酵素やホルモンもタンパク質なので、これらの不良品が出回ったら、すぐに体調が崩れてしまい「命」にかかわってきます。
    • 他にも、水銀や鉛、ヒ素などの重金属に汚染されたり、脳梗塞や心筋梗塞で血流が悪くなっても合成に問題が生じてしまいます。
    • これらにすぐに対応できるように、不良タンパク質は定期的に壊されています。
タケゾー
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困ったこともあります・・・・

え?病気にならないためには「分解」も必要なのでは?

タケゾー
タケゾー

構造上は問題ないのに、「不使用」の状態が続くと、分解されてしまうのです。

トレーニングをさぼっていると筋肉が落ちますよね。

トレーニングでつけた筋肉って、正直生きて行く上で絶対的に必要ってわけではありません。

腕立て・腹筋1回もできなくても100歳まで健在な方もいます。

ですから、優先的に壊されてエネルギーとして利用されていってしまいます。

タンパク質の「合成」

「合成」については以前の記事を読んでいただくと、わかりやすいかと思います。

本来、僕たちは体を作る、もしくは維持のために食事や水、栄養素を摂ろうと頑張っています。

ですので、「合成」という作業はあって当たり前、当然の仕組みです。

トレーニングをする場合は、体重1kgあたり1.8〜2.2gのタンパク質が必要ですし、理想です。

これを下回った状態で、ハードなトレーニングを繰り返していくと、「異化 > 同化」の状態になってしまうので、トレーニングの結果がついてこないという状況になってしまいます。

タンパク質の不足の方が、生きて行く上では重大なトラブルを引き起こしかねないのです。

  • 血液で不足していれば、血液トラブル(冷え性や貧血)
  • 皮膚で不足していれば、皮膚トラブル(乾燥肌、弾力の衰えからのシワ、乾燥による雑菌の増殖など)
  • 免疫で不足していれば、免疫トラブル(ウイルスや細菌などへの抵抗力の低下など)
  • 血液トラブルが招く、体温低下による代謝の衰え
  • 毛髪の切れ毛や抜け毛
  • 骨のもろさが出てくる
  • 酵素トラブルが起こると、消化など生命活動にも影響が出てきます。

などなど、数えだしたらきりがないと思います。

まとめ

「分解」と「合成」というふうにお伝えいたしましたが、メインは「分解」の方になってしまいましたね。

ですが、それだけ「分解」を進ませてしまうとメリットはないということなんですね。

正直言いますと、食事からの「タンパク質」摂取は限界があります。

これは本当です。

例えば、普段の僕が飽きずに毎日のランチで持っていく1食です。

  • 卵3つの卵焼き(1個7g x 3=21g)
  • ゆで卵3つ(  〃 )
  • 鶏肉か豚肉調理のおかず(15g〜25g程度)

これで合計が60g前後ですね。

朝はヨーグルトやナッツ、MCTオイルなどがメインです。

3食とも60g前後が摂取できる環境でしたら、お手本のようですが、なかなか少ないと思います。

間食やトレーニングスタート前に「プロテイン」を摂取しますが、それでもやっと1日必要な量をカバーできてるといった状況です。

普段から気をつけている僕がこのぐらいですので、気をつけていない方でしたら、あっという間に不足していきます。

タケゾー
タケゾー

仮に、今日のタンパク質摂取量が不足していても、明日になってどこか痛くなるわけじゃないんだよ。

確かに・・これといって困ることはほぼないかも・・

タケゾー
タケゾー

そう!

だから怖いんだよ。

気づかないから、その不足部分が大きくなっていくと急にトラブルが頻繁に起こることになるんだよ。

つまり、未来の弱点が日に日に作ってしまっているということ。

前述のように、トラブルが起こってから病院に駆け込んでも遅いということ。

なるほど〜!!

弱点にしないためにも、毎日のタンパク質摂取は気にしないと怖いんだね。

肌もコラーゲンやエラスチンはアミノ酸だし、綺麗になるためにも必要だね。

ターンオーバーもそうです、皮膚の新陳代謝。

新しいタンパク質が入ってこなければ、ターンオーバーによって綺麗なタンパク質(コラーゲンやエラスチン)も作られるのが鈍化してしまいます。

健康に、綺麗に、若々しく、こういうことを望むのでしたら、やっぱり質の良いプロテインやサプリメントが必需品だと僕自身は20代から考えていました。

幸い、アラフォーですが薬はもちろんのこと、体のトラブルも一切ありません。

若い10代や20代は好きな食事に偏っても大病は少ないと思いますが、30を越えれば食事も選択する知識を得ていく必要があると思います。

長くなりましたが、今回はタンパク質の分解(異化・カタボリック)についてお話ししてきました。

次回は、そのプロテインがなぜ必要か?メリットなどを踏まえて投稿していきたいと思います。

ここまでご購読ありがとうございました。

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