栄養素

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栄養素がある物質、生き残る成長し、再現するために生物によって使用されます。食事による栄養素摂取の要件は、動物、植物、菌類、および原生生物に適用されます。栄養素は、代謝目的で細胞に組み込まれるか、細胞によって排泄されて、髪の毛、鱗、羽毛、外骨格などの非細胞構造を作り出すことができます。一部の栄養素は、炭水化物、脂質など、エネルギーを放出する過程で代謝的に小さな分子に変換される可能性があります。タンパク質、および発酵生成物（エタノールまたは酢）、水と二酸化炭素の最終生成物につながります。すべての生物は水を必要とします。動物にとって不可欠な栄養素はエネルギー源であり、タンパク質を作り出すために組み合わされるいくつかのアミノ酸、脂肪酸のサブセット、ビタミン、および特定のミネラルです。植物は、根から吸収されるより多様なミネラルに加えて、葉から吸収される二酸化炭素と酸素を必要とします。菌類は死んだまたは生きている有機物に住んでいて、宿主からの栄養素の必要性を満たします。

生物の種類が異なれば、必須栄養素も異なります。アスコルビン酸（ビタミンC）は、人間や他の動物種にとって不可欠であり、十分な量を摂取する必要がありますが、一部の動植物はそれを合成することができます。栄養素は有機または無機である可能性があります。有機化合物には炭素を含むほとんどの化合物が含まれますが、他のすべての化学物質は無機です。無機栄養素には、鉄、セレン、亜鉛などの栄養素が含まれますが、有機栄養素には、とりわけ、エネルギーを提供する化合物やビタミンが含まれます。

主に動物の栄養素の必要性を説明するために使用される分類は、栄養素を主要栄養素と微量栄養素に分類します。比較的大量（グラムまたはオンス）で消費される主要栄養素（炭水化物、脂肪、タンパク質、水）は、主にエネルギーを生成するため、または成長と修復のために組織に組み込むために使用されます。微量栄養素は少量（ミリグラムまたはマイクログラム）で必要です。それらは、血管機能や神経伝導などの細胞プロセスにおいて微妙な生化学的および生理学的役割を果たします。不十分な量の必須栄養素、または吸収を妨げる病気は、成長、生存および生殖を危うくする欠乏状態をもたらします。米国の食事摂取基準などの食事栄養素摂取量に関する消費者勧告は、欠乏の結果に基づいており[明確化が必要]、摂取量の下限と上限の両方について多量栄養素と微量栄養素のガイドを提供します。多くの国では、重要な含有量の主要栄養素と微量栄養素[明確化が必要]は、食品ラベルに表示することが規制によって義務付けられています。体が必要とするよりも大量の栄養素は、有害な影響を与える可能性があります。[1]食用植物には、一般に植物化学物質と呼ばれる何千もの化合物が含まれていますが、ポリフェノールと呼ばれる非栄養状態の多様なクラスを含め、病気や健康に未知の影響を及ぼしますが、2017年の時点では十分に理解されていません。

タイプ

微量栄養素

微量栄養素はいくつかの方法で定義されます。[2]

主要栄養素はエネルギーを提供します：

生体分子 1グラムあたりのキロカロリー[4]
タンパク質 4
炭水化物 4
エタノール（飲酒） 7 [5]
太い 9

微量栄養素

微量栄養素は新陳代謝をサポートします。

  • 食事のミネラルは、一般的に微量元素、塩、または銅や鉄などのイオンです。これらのミネラルのいくつかは、人間の代謝に不可欠です。
  • ビタミンは体に不可欠な有機化合物です。それらは通常、体内のさまざまなタンパク質の補酵素または補因子として機能します。

本質

エッセンシャル

必須栄養素は全くまたは十分な量のいずれか- -したがってから取得する必要があり、体内で合成できない、正常な生理学的機能のために必要な栄養素である栄養源。[6] [7]哺乳類の恒常性の維持に普遍的に必要とされる水とは別に、[8]必須栄養素は、さまざまな細胞代謝プロセスや組織や臓器の維持と機能に不可欠です。[9]人間の場合、9つのアミノ酸、2つの脂肪酸、13のビタミンがあります必須栄養素と見なされる15のミネラル。[9]さらに、特定の発達および病理学的状態に不可欠であるため、条件付きで必須栄養素と見なされるいくつかの分子があります。[9] [10] [11]

アミノ酸

必須アミノ酸は、生物が必要とするアミノ酸ですが、それによって新たに合成することはできないため、食事で供給する必要があります。20の標準的なタンパク質産生アミノ酸のうち、9つは人間が内因的に合成することはできません：フェニルアラニン、バリン、スレオニン、トリプトファン、メチオニン、ロイシン、イソロイシン、リジン、およびヒスチジン。[12] [13]

脂肪酸

必須脂肪酸（EFA）は、体が健康のために必要とするが合成できないため、人間や他の動物が摂取しなければならない脂肪酸です。[14]人間にとって必須であることが知られているのは、α-リノレン酸（オメガ-3脂肪酸）とリノール酸（オメガ-6脂肪酸）の2つの脂肪酸だけです。[15]

ビタミン

ビタミンは、アミノ酸や脂肪酸に分類されない生物に不可欠な有機分子です。それらは一般的に酵素補因子、代謝調節因子または抗酸化剤として機能します。人間は食事に13種類のビタミンを必要とし、そのほとんどは実際には関連する分子のグループです（たとえば、ビタミンEにはトコフェロールとトコトリエノールが含まれます）：[16]ビタミンA、C、D、E、K、チアミン（B 1）、リボフラビン（B 2）、ナイアシン（B 3）、パントテン酸（B5）、ビタミンB 6（例、ピリドキシン）、ビオチン（B 7）、葉酸（B 9）、およびコバラミン（B 12）。太陽または人工光源のいずれかから紫外線に十分にさらされる人々は、皮膚でビタミンDを合成するため、ビタミンDの要件は条件付きです。

鉱物

ミネラルは、生命に欠かせない外因性の 化学元素です。炭素、水素、酸素、窒素の4つの元素は生活に欠かせないものですが、食べ物や飲み物に豊富に含まれているため、栄養素とは見なされず、ミネラルとしての推奨摂取量はありません。窒素の必要性は、窒素含有アミノ酸で構成されるタンパク質に設定された要件によって対処されます。硫黄は必須ですが、やはり推奨摂取量はありません。代わりに、硫黄含有アミノ酸のメチオニンとシステインの推奨摂取量が特定されています。

推奨栄養所要量（質量として表される）の順にリストされている人間の必須栄養素は、カリウム、塩化物、ナトリウム、カルシウム、リン、マグネシウム、鉄、亜鉛、マンガン、銅、ヨウ素、クロム、モリブデン、セレン、コバルト（ビタミンBの成分として最後の12）。いくつかの植物や動物に不可欠な他のミネラルがありますが、ホウ素やシリコンなど、人間に不可欠な場合とそうでない場合があります。

コリン

コリンは必須栄養素です。[17] [18] [19]コリンが不足している食事を与えられた健康な人間は、脂肪肝、肝臓の損傷、および筋肉の損傷を発症します。人体はホスファチジルコリン代謝によって少量のコリンを生成する可能性があるため、コリンは当初必須として分類されていませんでした。[20]

条件付きで必須

条件付き必須栄養素は、通常は生物が合成できる特定の有機分子ですが、特定の条件下では不十分な量です。人間の場合、そのような状態には、早産、限られた栄養素摂取、急速な成長、および特定の病状が含まれます。[10] イノシトール、タウリン、アルギニン、グルタミン、およびヌクレオチドは、条件付きで必須として分類され、新生児の食事と代謝において特に重要です。[10]

必須ではない

必須ではない栄養素は、健康に重大な影響を与える可能性のある食品中の物質です。不溶性食物繊維は人間の消化管に吸収されませんが、便秘を避けるために排便の大部分を維持するのに重要です。[21]可溶性繊維は、大腸に存在する細菌によって代謝される可能性があります。[22] [23] [24]可溶性繊維は、「健康な」腸内細菌を促進すると主張するプレバイオティクス機能を提供するものとして販売されています。[25]可溶性繊維の細菌代謝は、酪酸のような短鎖脂肪酸も生成します 、食物エネルギー源として腸細胞に吸収される可能性があります。[22] [23] [24]

非栄養素

エタノール（C 2 H 5 OH）は必須栄養素ではありませんが、1グラムあたり約29キロジュール（7キロカロリー）の食物エネルギーを供給します。[26] [27]スピリッツ（ウォッカ、ジン、ラム酒など）の場合、米国での標準的なサービングは44ミリリットル（1+1 / 2 40％で米国液量オンス）、 エタノール（80 プルーフ）14グラムと410キロジュール（98キロカロリー）であろう。 50％ アルコール、17.5gおよび513kJ（122.5 kcal）。ワインとビールには、それぞれ150mLと350mL（5および12 US液量オンス）の同量のエタノールが含まれていますが、これらの飲料はエタノール以外の成分からの食物エネルギー摂取にも寄与しています。 150 mL（5 US fl oz）のワインには、420〜540 kJ（100〜130 kcal）が含まれています。 350 mL（12 US fl oz）のビールには、400〜840 kJ（95〜200 kcal）が含まれています。 [27]米国農務省によると、 NHANES 2013–2014の調査に基づくと、20歳以上の女性は平均6.8を消費しています。 1日あたりのアルコールのグラムと男性は1日あたり平均15.5グラムを消費します。[28]これらの飲料のノンアルコールの寄与を無視すると、毎日の食物エネルギー摂取量に対するエタノールの平均寄与は、それぞれ200および450 kJ（48および108 kcal）です。アルコール飲料は、エネルギーを提供する一方で、必須栄養素を提供しないため、エンプティカロリー食品と見なされます。[26]

定義上、植物化学物質には、食用植物のすべての栄養成分と非栄養成分が含まれます。[29]は栄養成分があるとして含まれるプロビタミンAのカロテノイド、[30]栄養状態のないものは多様であるのに対し、ポリフェノール、フラボノイド、レスベラトロール、およびリグナン-しばしば持っていると主張し、抗酸化効果を-数多くの植物性食品に存在しています。[31]多くの植物化学物質は、人間の病気や健康への潜在的な影響について予備研究中です。[29] [30] [31]ただし、生体内での特性が十分に定義されていない化合物の栄養状態の認定は、正確な食品表示を可能にするために、最初に食事摂取基準レベルで定義する必要があるということです[32]抗酸化物質であると主張されているほとんどの植物化学物質では確立されていない条件栄養素。[33]

欠陥と毒性

ビタミン、ミネラル（栄養素）、タンパク質（栄養素）を参照してください

不十分な量の栄養素は不足です。欠乏症は、食事不足と呼ばれる栄養素摂取量の不足、または生物内の栄養素の利用を妨げるいくつかの状態のいずれかを含む多くの原因が原因である可能性があります。[1]栄養素の利用を妨げる可能性のある状態には、栄養素の吸収の問題、通常よりも多くの栄養素を必要とする物質、栄養素の破壊を引き起こす状態、およびより多くの栄養素の排泄を引き起こす状態が含まれます。[1]栄養素の過剰摂取が生物に害を及ぼす場合、栄養素の毒性が発生します。[34]

米国とカナダでは、必須栄養素の推奨される食事摂取基準は、「個人の定義されたレベルの栄養素を維持する」という最小レベルに基づいています。これは、世界保健機関や食糧農業機関で使用されている定義とは多少異なります。「食事不足の病理学的に関連し、臨床的に検出可能な兆候を防ぐために必要な摂取量のレベルを示すための基本的な要件」の編成。[35]

人間の栄養ガイドラインを設定する際に、政府機関は、欠乏を回避するために必要な量または毒性のリスクを回避するための最大量について必ずしも合意していません。[36] [37] [38]たとえば、ビタミンCの場合、推奨される摂取量は、インドの40 mg /日[39]から欧州連合の155mg /日までの範囲です。[40]以下の表は、ビタミンとミネラルの米国の推定平均必要量（EAR）と推奨食事摂取基準（RDA）、欧州連合のPRI（RDAと同じ概念）、および3つの政府機関が安全な上限摂取量と見なすものを示しています。RDAは、平均よりも高いニーズを持つ人々をカバーするためにEARよりも高く設定されています。EARおよびRDAを確立するための十分な情報がない場合、適切な摂取量（AI）が設定されます。各国は、悪影響を引き起こす量に基づいて、許容上限摂取量（上限（UL）とも呼ばれる）を確立します。政府はこの種の情報を改訂するのに時間がかかります。米国の値については、カルシウムとビタミンDを除いて、すべてのデータは1997年から2004年までのものです。[13]

栄養素 US EAR [36] 最高の米国の
RDAまたはAI [36]		 最高の
EUPRIまたはAI [40]		 上限 単位
米国[36] EU [37] 日本[38]
ビタミンA 625 900 1300 3000 3000 2700 µg
ビタミンC 75 90 155 2000年 NS NS mg
ビタミンD 10 15 15 100 100 100 µg
ビタミンK NE 120 70 NS NS NS µg
α-トコフェロール（ビタミンE） 12 15 13 1000 300 650-900 mg
チアミン（ビタミンB群1） 1.0 1.2 0.1mg / MJ NS NS NS mg
リボフラビン（ビタミンB 2） 1.1 1.3 2.0 NS NS NS mg
ナイアシン*（ビタミンB群3） 12 16 1.6mg / MJ 35 10 60-85 mg
パントテン酸（ビタミンB群5） NE 5 7 NS NS NS mg
ビタミンB 6 1.1 1.3 1.8 100 25 40〜60 mg
ビオチン（ビタミンB 7） NE 30 45 NS NS NS µg
葉酸（Vit B 9） 320 400 600 1000 1000 900-1000 µg
コバラミン（Vit B 12） 2.0 2.4 5.0 NS NS NS µg
コリン NE 550 520 3500 NS NS mg
カルシウム 800 1000 1000 2500 2500 2500 mg
塩化 NE 2300 NE 3600 NS NS mg
クロム NE 35 NE NS NS NS µg
銅 700 900 1600 10000 5000 10000 µg
フッ化物 NE 4 3.43.4 10 7 ____ mg
ヨウ素 95 150 200 1100 600 3000 µg
鉄 6 18 （女性）
8 （男性）		 16 （メス）
11 （オス）		 45 NS 40-45 mg
マグネシウム* 350 420 350 350 250 350 mg
マンガン NE 2.3 3.0 11 NS 11 mg
モリブデン 34 45 65 2000年 600 450-550 µg
リン 580 700 640 4000 NS 3000 mg
カリウム NE 4700 4000 NS NS 2700-3000 mg
セレン 45 55 70 400 300 330-460 µg
ナトリウム NE 1500 NE 2300 NS 3000-3600 mg
亜鉛 9.4 11 16.3 40 25 35-45 mg

*ナイアシンとマグネシウムについては、1日の消費に推奨される量が安全な上限として特定された量よりも多い可能性があるため、表の情報に固有の矛盾があるようです。両方の栄養素について、ULは、栄養素が栄養補助食品のサービングとして消費されたときに悪影響のリスクを増加させない量を特定します。ULを超えるマグネシウムは下痢を引き起こす可能性があります。ULの上のナイアシンは顔の紅潮と体の温かさの感覚を引き起こす可能性があります。各国または地域の規制当局は、症状が発生する可能性がある場合、以下の安全マージンを決定するため、ULは異なる場合があります。[36] [37]

EARUSの推定平均要件。

RDA米国推奨の食事摂取基準; 子供よりも大人の方が高く、妊娠中または授乳中の女性の場合はさらに高くなる可能性があります。

AI 米国適切な摂取量。AIは、EARおよびRDAを設定するための十分な情報がない場合に確立されます。

PRI人口参照摂取量は、欧州連合のRDAに相当します。子供よりも大人の方が高く、妊娠中または授乳中の女性の場合はさらに高くなる可能性があります。チアミンとナイアシンの場合、PRIは消費された食物エネルギーのメガジュール（239キロカロリー）あたりの量として表されます。

上限 許容上限摂取量。

NDの ULは決定されていません。

NE EAR、PRI、またはAIはまだ確立されていないか、確立されない予定です（EUはクロムを必須栄養素とは見なしていません）。

植物

植物の栄養素は、根から吸収された12を超えるミネラルに加えて、葉から吸収または放出された二酸化炭素と酸素で構成されています。すべての生物は、周囲の環境からすべての栄養素を取得します。[41] [42]

植物は、二酸化炭素と水の形で空気と土壌から炭素、水素、酸素を吸収します。[43]他の栄養素は土壌から吸収されます（例外にはいくつかの寄生植物または食虫植物が含まれます）。これらを数えると、植物には17の重要な栄養素があります。[44]これらは主要栄養素です。窒素（N）、リン（P）、カリウム（K）、カルシウム（Ca）、硫黄（S）、マグネシウム（Mg）、炭素（C）、酸素（O）、水素（H）、および微量栄養素。鉄（Fe）、ホウ素（B）、塩素（Cl）、マンガン（Mn）、亜鉛（Zn）、銅（Cu）、モリブデン（Mo）、ニッケル（Ni）。炭素、水素、酸素に加えて、窒素、リン、硫黄比較的大量にも必要です。一緒に、「ビッグシックス」はすべての有機体のための元素の主要栄養素です。[45] それらは、無機物（例えば、二酸化炭素、水、硝酸塩、リン酸塩、硫酸塩、および窒素、特に酸素の二原子分子）および有機物（炭水化物、脂質、タンパク質）から供給されます。

も参照してください

参考文献

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外部リンク

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