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The Role of Protein in The Human Body

タンパク質は窒素化合物で、人体内でさまざまな役割を担っています。 タンパク質は、体内組織（特に筋肉組織）の主要な構造要素として機能するほか、多数のホルモン、酵素、および神経伝達物質の合成にも重要な役割を果たしています。 (1)

食事から摂取したタンパク質を利用するために、体はタンパク質を最も基本的な形であるアミノ酸（AA）に分解する必要があります。 (2)

アミノ酸には多くの重要な働きがありますが、最もよく知られているのは、筋タンパク質合成（MPS）と呼ばれる生理的プロセスに深く関与していることでしょう。

筋肉はタンパク質でできており、タンパク質は常に流動的な状態にあります。 激しい運動からのんびりとした散歩まで、日常生活における肉体的ストレスによって、これらのタンパク質の一部は分解され、その結果、体内で修復されなければならないのです。

そこで、体は食事から摂取したアミノ酸を使って新しい筋肉タンパク質を合成し、分解された古いタンパク質と置き換えます。 アミノ酸はMPSの直接的な調節因子であり、体内で利用可能なアミノ酸が多ければ多いほど、タンパク質合成のレベルが高くなることが研究で示されています（3）

食事からのタンパク質を十分に供給することは、筋肉全体の健康を維持するために不可欠です。 食事で十分なアミノ酸を摂取しないと、体は損傷した筋肉タンパク質を十分に修復して置き換えることができず、やがて筋肉の減少につながる。

タンパク質の消化

タンパク質がアミノ酸に変換されるプロセスは、消化酵素のペプシンが各タンパク質分子を一緒に結合しているペプチド結合を破壊し始める、あなたの胃で開始されます。(4)

結合が完全に分解されると、アミノ酸が鎖状につながったポリペプチドと呼ばれるものができます。 (5) ここからポリペプチドは小腸に移動して、さらに消化されます。

小腸に入ると、さらに消化酵素（トリプシン、カルボキシペプチダーゼ、キモトリプシン）が働き、ポリペプチドは1つのアミノ酸に分解される。(6)

タンパク質の吸収を理解する

タンパク質の吸収は最終的に小腸で起こり、アミノ酸は小腸を覆う細胞で吸収されます。(7)

膵臓の酵素でポリペプチドが分解されてアミノ酸1個になると、ようやく腸壁を通過して血流に入り、全身に運ばれることができるほど小さくなるのだそうです。

タンパク質の吸収タイミング

タンパク質、ひいてはアミノ酸が吸収されるまでの時間は、タンパク源によって大きく異なります。(8) ある種のタンパク質は消化管で速やかに吸収されますが、他の種類のポリペプチドが体内で分解され利用されるには、もっと長い時間がかかります。 Boirieらは1997年の研究で、牛乳に含まれる2種類のタンパク質であるホエイタンパク質とカゼインタンパク質の吸収タイミングの違いについて調べました。

研究者たちは最終的に、被験者のアミノ酸濃度は、乳清タンパク質で急速に上昇し、摂取後100分以内に上昇し、300分以内に基準値に戻ることを発見しました（9）。

逆に、カゼインタンパク質は吸収速度がはるかに遅く、被験者のアミノ酸濃度は食後300分以降も上昇したままでした。

これは、小腸の3つの異なる部位（第一部：十二指腸、第二部：空腸、第三部：回腸）が、異なる種類のタンパク質を異なる速度で吸収するためである。

たとえば、乳清加水分解物、大豆加水分解物、乳清分離物、乳清濃縮物は小腸の最初の部分で吸収されることがわかっており、したがって最も速く吸収されます。 一方、卵タンパク質は吸収に時間がかかり、最終的には空腸に吸収されます(10)

結局、回腸から大腸に入るまでにタンパク質が消化・吸収されなければ、それ以上血液中に吸収されることはないのです。

異なるタンパク質の吸収時間

• Whey Isolate: 60-90分
• Whey Concentrate: 2-3 時間
• Casein: 3～4時間
• Soy: 3-4時間
• 卵：3-4時間

タンパク質の吸収率に影響するのは？

タンパク質のアミノ酸組成が吸収率に影響し、ある種類のアミノ酸は他のものより簡単に吸収されます。

そのうえ、タンパク質のアミノ酸鎖の長さも吸収に影響し、長鎖ペプチドは短鎖ペプチドに比べて分解・吸収されるのにかなり時間がかかることが研究でわかっています（11）

下のグラフでわかるように、タンパク質の種類ごとに吸収率が異なります。 ホエーのように比較的吸収率の高いタイプもあれば、卵タンパクのように1時間ごとに少量しか吸収されないタイプもあります。

タンパク質源	吸収率（グラム/時）
Whey Isolate	8->	8->
遊離アミノ酸	7
カゼイン	6.1
Soy Isolate	3.9
Milk Isolate	3.1
Soy Isolate	3.9
3.15
Egg Protein Cooked	2.8
Egg Raw	1.3

プロテイン吸収を高められるか!

消化酵素は、ホエイプロテインサプリメントに日常的に添加されていますが、これはホエイには当然、多くの人が消化に苦労する複合糖（ラクトース）が含まれているためです。 ラクターゼという酵素がない場合、酵素を添加しない乳清を消費すると、膨満感、緩い便、ガスが発生することがあります。

濃縮ホエイとは対照的に、分離ホエイは精製過程でラクトースが除去されています。

しかし、ホエイ単離物および濃縮物にタンパク質分解酵素を含めることの付加的な利点は、吸収の速度と量を増加させるということである。 実際、吸収を3倍も増加させることが示されています。

Protein Bioavailability（吸収後のタンパク質の品質評価）

消化後に新しい組織の形成に実際に使われるタンパク質の量もタンパク質によって異なります。 あるタンパク質は他のタンパク質より質が高く、また、あるタンパク質は他のタンパク質より質が高い。 科学者は、タンパク質の品質を測定するためにさまざまな方法を使用しますが、最も一般的なものの1つは、バイオアベイラビリティです。

タンパク質の生物学的利用能は、特定の種類の食物タンパク質を体がどれだけ効率的に使用するかの測定である、その生物学的価値に基づいています。 これは、特定の種類のタンパク質から体が吸収する窒素量と、新しい組織の形成に実際に使用される量を比較するものです。

尺度は、全食品について0～100%の範囲ですが、ホエイタンパクなどの一部の精製食品はこの範囲を超えます。 (12)

次のリストには、さまざまなタンパク質源の生物学的利用能が記載されています。 生物学的価値が高いということは、豊富でバランスのとれたアミノ酸プロファイルと関連しており、低いということは低品質のタンパク質を示している。

一般に、動物性タンパク質は、植物性タンパク質に比べて生物学的価値が高く、多くの場合、9種類の必須アミノ酸がすべて含まれているわけではありません。(13)

になります。

タンパク質源	生体利用指数
Whey Protein Isolate Blends	100-。159
濃縮ホエイ	104
全卵	100
牛乳	91
Egg White	88
Fish	83
Beef	80
Chicken	79
カゼイン	77
米	74
大豆	74
小麦	54
豆	49
ピーナッツ	43

• 「プロテイン -どれが一番いいのか?” Hoffman, J.R., Falvo, M.J. Journal of Sports Science & Medicine. 2004.9.26>
• “食事性タンパク質と窒素利用” Tome, D., Bos, C. The Journal of Nutrition. 2000.7.
• “Contemporary Issues in Protein Requirements and Consumption for Resistance Trained Athletes” Wilson, J., Wilson, G.J. Journal of the International Society of Sports Nutrition.2000.7.

「抵抗運動アスリートのタンパク質要求量と消費量における現代的問題点」ウィルソン, J., G.J.. 2006.06.26

• 「タンパク質の消化とアミノ酸・ペプチドの吸収」 Silk, D.B., Grimble, G.K.,Rees, R. G. Proceedings of the Nutrition Society.（英文のみ）。 1985.2.26＞ ＜9992＞ “食事性蛋白質の消化・吸収” Erickson, R.H., Kim, Y.S. Annual Review of Medicine. 1990年2月
• “ヒト小腸における蛋白質の消化吸収” Chung, Y.C., Kim, Y.S., Shadchehr, A., Garrido, A., Macgregor, I.L., Sleisenger, M.H. Gastroenterology. 1979.6.
• 「ヒト小腸における蛋白質の消化・吸収」 Chung, Y.C., Kim, Y.S., Shadchehr, A., Garrido, A., Macgregor, I.L., Sleisenger, M.H.消化器病学（Gastroenterology. 1979.6.26＞ ＜9992＞ “The rate of protein digestion affects protein gain differentlyduring aging in humans” Dangin, M., Guillet, C., Garcia-Rodenas, C., Gachon, P., Bouteloup-Demange, C., Reiffers-Magnani, K., Fauquant, J., Ballevere, O., Beaufrere, B. Journal of Physiology. 2003.3.
• “Slow and fast dietary proteins differently modulate postprandial protein accretion” Biorie, Y., Dangin, M., Gachon, P., Vasson, M.P., Maubois, J.L., Beaufrere, B. PNAS. 1997.4.
• “Effect of Peptide Chain Length on Absorption of Egg Protein Hydrosates in the Normal Human Jejunum ” Grimble, G.K., Rees, R.G., Keohane, P.P., Cartwright, T., Desreumaux, M., Silk, D.B. GASTROENTEROLOGY. 1986.7.
• “卵タンパク質加水分解物の吸収におけるペプチド鎖長の影響” Grimble, G.K., Rees, R.G., Keohane, P.P., Cartwright, T., Desreumaux, M., Silk, D.B. GASTROENTEROLOGY. 1986.7.36＞ ＜9992＞ “プロテイン-どれがベストか”. Hoffman, J.R., Falvo, M.J. Journal of Sports Science & Medicine. 2004.9.
• “プロテイン-どれがベストか?” Hoffman, J.R., Falvo, M.J. Journal of Sports Science & Medicine. Sep. 2004.