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理由で解く 生理学

Q0360 代謝

出典:あマ指 第28回(2020) 問題30
問題
栄養素のうちエネルギー源にならないのはどれか。
選択肢
1 アミノ酸
2 グルコース
3 カルシウム
4 グリセロール
解答
正解3(カルシウム)
解説

本問は「エネルギー源にならないもの」を選ぶ否定型で、各肢に付く「正しい」は〈エネルギー源になる=答えではない〉、「誤り」は〈エネルギー源にならない=これが答え〉を指す。エネルギー源になるのは三大栄養素(糖質・脂質・タンパク質)とその分解産物であり、無機質(ミネラル)であるカルシウムは酸化されてエネルギーを生み出す経路に入らないため、エネルギー源にならないのはカルシウムである。

栄養素は、エネルギー源になる三大栄養素(糖質・脂質・タンパク質)と、エネルギー源にはならないが体の調節・構成に不可欠な無機質・ビタミン・水に大きく分けられる。エネルギーを取り出す反応は、炭素と水素を含む有機物を酸化して二酸化炭素と水にまで分解する過程であり、生じたエネルギーがATPに変換される。糖質・タンパク質は1gあたり約4kcal、脂質は約9kcalを産生する。これに対しカルシウムは無機質(ミネラル)で、炭素と水素からなる骨格をもたないため、二酸化炭素と水にまで酸化してATPを得る反応系(解糖系・クエン酸回路・電子伝達系)に入ることができず、骨・歯の構成成分、筋収縮、神経の興奮伝達、血液凝固などの調節・構成のはたらきを担う。見分け方は「炭素骨格をもち、しかも解糖系やクエン酸回路(TCA回路)に入って酸化されるか」で、後半まで確かめるのがこつである。ビタミンは炭素骨格をもつ有機物だが、酵素のはたらきを助ける補酵素などとして微量で作用するだけで、酸化されてATPを生む量にはならない。

✗ 1. 正しい
アミノ酸
アミノ酸はタンパク質の構成単位で、アミノ基が外れた(脱アミノ)残りの炭素骨格がクエン酸回路の中間体やアセチルCoAとなり、酸化されてエネルギーになる。ロイシン・リシンを除く多くのアミノ酸は糖新生の原料にもなり、エネルギー源になる栄養素である。
✗ 2. 正しい
グルコース
グルコース(ブドウ糖)は糖質の代表で、解糖系からクエン酸回路・電子伝達系へと進み、多量のATPを産生する。脳や赤血球にとっては主要なエネルギー源であり、エネルギー源になる栄養素の典型である。
✓ 3. 誤り
カルシウム
カルシウムは無機質(ミネラル)で炭素骨格をもたないため、酸化してATPを得る経路(解糖系・クエン酸回路・電子伝達系)に入れず、エネルギー源にならない。骨・歯の構成、筋収縮、神経の興奮伝達、血液凝固などに関与する調節・構成成分としてはたらく。
✗ 4. 正しい
グリセロール
グリセロールは中性脂肪(トリグリセリド)が脂肪酸とともに分解されて生じる物質で、解糖系の中間体に変換されて酸化されるほか、肝臓では糖新生の原料にもなる。したがってエネルギー源になる。
ポイント
  • エネルギー源になるのは三大栄養素=糖質・脂質・タンパク質(およびその分解産物であるグルコース・脂肪酸・グリセロール・アミノ酸)。
  • 無機質(ミネラル)・ビタミン・水はエネルギーを産生せず、体の構成や生理機能の調節にはたらく。
  • 発生エネルギーの目安は糖質・タンパク質が約4kcal/g、脂質が約9kcal/g。
  • カルシウムは無機質で炭素骨格をもたず、骨・歯の構成成分として、また筋収縮・神経の興奮伝達・血液凝固に関与する。
  • 見分け方は「炭素骨格をもち、しかも解糖系やクエン酸回路に入って酸化されるか」。ビタミンは有機物だが補酵素などとして微量ではたらくだけでエネルギー源にはならない。
  • 重要用語: 三大栄養素, 無機質(ミネラル), グリセロール, クエン酸回路 を正確に理解しておくこと。
比較表
栄養素分類エネルギー源おもな働き・代謝経路
アミノ酸タンパク質の構成単位なる(約4kcal/g)脱アミノ後の炭素骨格がクエン酸回路へ/多くは糖新生の原料(ロイシン・リシンを除く)/体タンパク質の合成
グルコース糖質なる(約4kcal/g)解糖系→クエン酸回路→電子伝達系。脳・赤血球の主要エネルギー源
カルシウム無機質(ミネラル)ならない骨・歯の構成、筋収縮、神経の興奮伝達、血液凝固
グリセロール中性脂肪の分解産物なる解糖系の中間体に変換されて酸化/肝臓での糖新生の原料
解説画像
あマ指 第28回(2020) 問題30|栄養素のうちエネルギー源にならないのはどれか。 解説図
あマ指 第28回(2020) 問題30|栄養素のうちエネルギー源にならないのはどれか。
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