カロリーばかり気にする人が知らない栄養の全貌
人間が健康に生きていくために最適な食事とは？（写真：shimi／PIXTA）
炭水化物、脂質、タンパク質――。人間が生きていくには、「食べて」栄養を摂取していかなければならない。そもそも栄養とは一体なんなのか。シドニー大学の世界的栄養学者2人が「人類の食欲の謎」に迫った『食欲人』から一部抜粋、再構成してお届けする。
第2回：バッタの食欲を調べ尽くした科学者が達した答え（6月9日配信）
カロリーは「とても変わった単位」である
栄養はとてつもなく複雑なテーマだから、まずは簡単な問いから考えよう。なぜ食べる必要があるのだろう？
今日、食べ物に混乱や不安を感じている人は多い。これはとても残念なことだ。本来食べ物はまたとない恵みを与えてくれるものだ。食事は大きな楽しみであるとともに、生命そのものの燃料でもある。
私たちが食べ物から得る必要があるもののなかで、最もなじみ深いのは「エネルギー」だ。食品のパッケージや、最近では飲食店のメニューにまでくまなく書かれた数字――どれだけのエネルギーを含むかという数字の羅列と、それをどれだけ食べるべきかを示す厳格な栄養ガイドライン――を見ない日はない。
もちろん、ラベルには「エネルギー」という言葉は使われていない。たぶん、「カロリー」という言葉のほうがなじみ深いだろう。
だがカロリーとはいったい何なのか？
カロリーはただのエネルギーの単位だ。1キロカロリーは、摂氏14.5度の水1キロ（1リットル）を15.5度まで1度上げるのに必要な熱量をいう。とても変わった尺度だ――お風呂を温めるのにどれだけの食品が必要かなどと考えたことがある人は別だが。
それでも、この単位は厳密に正確であり、だからこそ私たち科学者は好んで使う。そんなわけで、イメージしづらいという難はあるが、誰もが食べ物をカロリーで考えるようになっている。
さらにややこしいことに、カロリーは一般に「キロ」カロリー（kcal）の単位で表される。昔は大文字から始まるCalと小文字から始まるcal（1Cal＝1000cal）の表記があったが、紛らわしいから前者をキロカロリーと呼ぶようになった。
また食品の熱量はキロジュール（kj）で表される場合もある。キロジュールは、科学者がキロカロリーとともに主に使用する単位で、さらに謎めいた定義がなされている。1キロジュールは、1�圓諒�体に1ニュートン（これ自体が力の単位である）の力をかけて1メートル移動させるのに必要な熱量である。
1キロジュールは0.239006カロリーに相当する。
つまり、食品に含まれるエネルギーを、何らかの行動――水を温める、または物体を動かす――を推進する理論上の力をもとに定義するということだ。
「主要栄養素」が食べ物をエネルギーにする
水を例外として、どんな食品にもカロリーが含まれる。
これは幸いなことだ。なぜなら私たちの体はエネルギーがなければ、何をすることもできないし、食品から得られるもう1つの重要なものである、栄養を利用することもできないからである。
食品のエネルギーを生み出しているのは、それに含まれる主な栄養素だ。これらは「主要栄養素」と呼ばれ、それぞれが化学的に異なる化合物である。
これらの体を動かす燃料となる栄養素、すなわちタンパク質、炭水化物、脂肪は、摂取されると小さな分子に分解され、細胞内で燃やされる。
だが主要栄養素が提供するのは、エネルギーだけではない。
◆タンパク質──体内のあらゆるものの原料「窒素」を含む
タンパク質と、その構成要素であるアミノ酸は、分子中に「窒素」を含んでいる。
窒素はホルモンや酵素、それに情報を蓄積・保存する分子であるDNAとRNAをはじめ、体内のあらゆる重要なものをつくる物質である。
私たちはタンパク質を摂取しなければ生きていけない。
◆脂肪──すべての細胞を包む「膜」をつくる
脂肪と炭水化物は、一般には「カロリー」の代名詞になっているが、それよりずっと多くのものを含む栄養素だ。
脂肪は私たちを寒さから守り、ビタミンを貯蔵し、肌を潤し、眼球や関節を衝撃から保護する。脂肪の構成要素である脂肪酸は、体内のすべての細胞を包んでいる膜をつくる。
また「ステロール」と呼ばれる特別な種類の脂肪は、生命を支える複雑な化学的機構を連携させるメッセンジャーとして働く。
私たちは脂肪なしではやっていけない。
◆炭水化物──エネルギーにも、DNAにもなる
炭水化物は、糖類、デンプン、食物繊維に分類される。
タンパク質・脂肪と同様、ほとんどの炭水化物はより小さな構成単位でできている。炭水化物の最も小さい構成単位は単糖で、グルコース（ブドウ糖）やフルクトース（果糖）などがこれに含まれる。
炭水化物の栄養的特徴は、どの種類の単糖でできているか、それらがどのように結合しているかによって決まる。たとえば地球上に最も多く存在する炭水化物である植物性繊維「セルロース」は、グルコースがとても緊密に結合していて、人間には消化・分解することができない。
グルコースは身体を支える主要な炭水化物だから、とくに重要だ。グルコースはエネルギーを供給するほか、タンパク質に含まれる窒素と結びついて、DNAとRNAを構築する。
私たちの体は、タンパク質と脂肪を分解することによってもグルコースを生成できるから、厳密にいえば炭水化物をまったく摂取しなくてもグルコースを得ることはできる。
でも、だからといって、炭水化物をまったく摂らなくてもよいということにはならない。
ビタミン・ミネラルは「電流」になる
主要栄養素のほか、体にはビタミンとミネラルも必要だが、三大栄養素に比べれば必要量が微量なため、これらは「微量栄養素」と呼ばれる。
ビタミンとミネラルは、体内でここには挙げきれないほど多くの目的に利用される。だが覚えておいてほしいのは、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、塩素、カリウムが電流を発生させ、その電流が文字どおり私たちを動かしている――心臓を鼓動させ、神経細胞を電気的刺激によって発火させる――ということだ。
食品や、食品を複雑に組み合わせた食事は、多くの栄養素の複雑な混合物である。栄養を理解するためには、単一の栄養素ではなく、こうした混合物内の栄養素のバランスという観点に立って考えることが欠かせない。
ステーキは半分が「水」である
生物が繁栄するためには、適量の主要栄養素と微量栄養素を摂取しなくてはならない。
一部の動物、たとえば宿主の体内に棲む寄生生物などは、たった1つの食料源から必要なすべての栄養素を正しいバランスで得ることができる。そうした生物にとっては、適切な食生活を送るのは朝飯前だ。
さいわい、人間を含むすべての哺乳類は、これと似た理想的な環境で生を始めることができる。母乳は新生児の成長に必要なすべての栄養素が適切な比率で含まれた、完全にバランスの取れた食事に限りなく近い。だが離乳したあとの哺乳類にとって、栄養をバランスよく摂取することは至難のわざとなる。
それもそのはずで、私たちの食べるものは、栄養素のほぼ無限の組み合わせでできているのだ。
もちろん、タンパク質が豊富な食品や、炭水化物や脂肪が豊富な食品はあるが、どんな食品も様々な栄養素の混合であり、たった一つの栄養素でできた食品というものは存在しない。
たとえばパスタやパンは、一般にいわれるとおり炭水化物が豊富だが、総エネルギー（カロリー）の約10％をタンパク質が占める。同様に、ステーキはタンパク質の塊だが、水分が半分以上を占めるほか、脂肪やミネラルも多く含んでいる。
まとめれば、栄養の主要プレーヤーは、カロリー、主要栄養素（タンパク質、炭水化物、脂肪）、微量栄養素、食物繊維であり、栄養とは個々の栄養素（脂肪、炭水化物、タンパク質等々）の寄せ集めではなく、食物栄養素の比率とバランスの問題なのだ。
（次回は6月23日配信）
（デイヴィッド・ローベンハイマー ： シドニー大学生命環境科学部栄養生態学教授）
（スティーブン・J・シンプソン ： シドニー大学生命環境科学部教授）
