━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━消化･吸収と章5
体内動態の素養栄

けやすく，消化されやすくする。唾
液の粘りは口内を保護し，食物を飲み込みやすくする。その昔，不定期にしか獲物が得られなかった名残からか，胃は袋状に発達し，食物をしばらく蓄える。この間に起こりやす
い細菌による腐敗は，濃い塩酸の分泌で防がれている。胃に蓄えられた食物は少しずつ送り出され，細長くつくられた小腸を充分時間をかけてとす排便は，太い大腸内で小腸内容物を固形化することで最小限に抑えられている。

（digestive tract）を通って肛門から糞便として排泄されるが，その間に消化吸収が行われる 1）。食物の消化（digestion）は，神経やホルモンによる微妙な調整のもとで行われ，各消化管は相互の連絡のもとに円滑な消化の進行を助けている。消化を終えた成分は直ちに消化管の各部分から吸収（absorption）されて全身に送られ，見事な動的調和が保たれている。

見移動し，豊富な消化液による消化が行われる。小腸壁に発達した無数の突起は，腸の表面積を数百倍に広げ，消化吸収の能率を上げている。外敵には無防備のうえ，生活の能率をお摂取された食物は，口腔，食道，胃，小腸，大腸の一連の消化管

本1）消化管を生態的にみると，歯は食物を噛み砕き，表面積を広げて溶2）吸収しうる形とは，基本的には各栄養素の構成単位のことで，糖質では単糖，脂肪ではグリセロールと脂肪酸，たんぱく質ではアミノ酸。
3）消化管に生じるくびれが移動して内容物を送る。

5･1

消化・吸収の基本概念

5･1･1

消化とは消化とは，食物中の栄養素を吸収しうる形 2）にまで分解する過程をいう。消化管の運動による物理的消化，消化液による化学的消化，腸内細菌による生物学的消化がある。
①

物理的消化

消化管の機械的運動による消化である。食物は舌や歯による咀嚼によって砕かれ，唾液と混ぜられる。さらに胃腸の蠕動運動 3），小腸の分節

4）小腸に一定の周期で生じるくびれが，内容物を混合する。

運動 4）により，消化液と混合され，消化液の作用を受けやすくなる。
また食物内容は次の消化管へと送られる。
②

化学的消化

消化液による消化である（表 5 ─ 1）。消化酵素によって，栄養素は吸収しうる形にまで分解される。また，脂肪は胆汁によって乳化され，消小腸の運動化酵素の作用を受けやすくなる。

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表 5—1
消化液

③

第5章

消化・吸収と栄養素の体内動態

消化液の種類pH

1 日分泌量（ l ）弱酸性（6 〜 7）

1 〜 1.5

唾液

胃液

酸性（1 〜 2）

2 〜 2.5

胆汁弱アルカリ性（7 〜 8）

0.1 〜 0.5

膵液

弱アルカリ性（7 〜 8）

1 〜 1.5

腸液

弱アルカリ性（8 〜 9）

1.5 〜 3

生物学的消化大腸の腸内細菌による消化である。食物繊維はヒトの消化酵素で消化されないが，一部は腸内細菌によって発酵を受け，短鎖脂肪酸となる。
5･1･2

吸収とは吸収とは，消化された栄養素が腸管内腔から小腸吸収上皮細胞の細胞膜を透過して上皮細胞に入り，血液やリンパ液に移行して体内に取り込まれることである。膜の透過には，受動輸送と能動輸送がある。
①受動輸送

本

これは濃度の高い方から低い方へと濃度勾配にしたがって拡散する現象で，エネルギーを必要としない。単純拡散と促進拡散の 2 種類がある。
脂溶性物質，無機質，アルコールなど，多くの食物成分が自然現象である単純拡散によって吸収される。一方，促進拡散とは細胞膜に栄養素の輸送に携わる特異的な担体が存在し拡散を促進するもので，水溶性ビタ見ミンやフルクトースなどにみられる吸収である（表 5 ─ 2）。
表 5—2輸送
担体濃度エネルギー⎧ 単純拡散高→低不要なし 脂溶性物質，無機質，アルコールなど⎩ 促進拡散高→低不要あり 水溶性ビタミン，フルクトースなど

低→高必要あり グルコース，ガラクトース，Na，アミノ酸，ビタミン B12 など①受動輸送 ⎨②能動輸送

②

吸収の種類
吸収される栄養素

能動輸送

濃度勾配に逆らうためエネルギーを必要とし，担体を介して積極的に栄養素を吸収する輸送である。グルコース，ガラクトース，Na，多くのアミノ酸などにみられる吸収である。グルコースは，Na＋とともに小腸吸収上皮細胞膜に存在する Na＋ /グルコース共輸送担体に結合し，Na＋ の濃度勾配にしたがって上皮細胞内に共輸送される。細胞内のNa＋は，細胞膜に存在する Na＋─ K＋ポンプ（Na＋─ K＋─ ATPase）によって能動的に細胞外にくみ出され，細胞内外の Na＋の濃度勾配が維持される（図 5 ─ 1）。
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第5章

消化・吸収と栄養素の体内動態 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━［腸内腔］

微絨毛

Na+/グルコース共輸送担体

グルコース

Na+

K+
ATP
ADP＋PiNa+-K+ポンプ

小腸上皮細胞［血管］
血液中へ

図 5─15･1･3Na+グルコース

Na+K+グルコースの能動輸送

消化吸収率

摂取した栄養素のうち，吸収された栄養素の割合を消化吸収率という。
A 式の消化吸収率は，糞便中に含まれる内因性成分（食物の未消化成分以外の分泌物，腸粘膜表皮，腸内細菌など）を考慮していないため，見かけの消化吸収率といわれる。一方，B 式の消化吸収率は，内因性成本分を内因性排泄量（被験物質の栄養素を食べない時に糞中に排泄されるその栄養素量）として考慮しているため，真の消化吸収率といわれる。
A．見かけの消化吸収率（％）＝（見かけの吸収量／摂取量）× 100

見＝〔（摂取量−糞中排泄量）/摂取量〕× 100

B．真の消化吸収率（％）＝（真の吸収量／摂取量）× 100＝［〔摂取量−（糞中排泄量−内因性排泄量）〕／摂取量］× 100

5･2

消化器系の構造と機能食物を送る消化管（口腔，咽頭，食道，胃，小腸，大腸，肛門），及び消化液を分泌する消化腺（唾液腺，胃腺，肝臓，胆嚢，膵臓，腸腺）を合わせて消化器系という（図 5 ─ 2，表 5 ─ 3）。
5･2･1

消化管の構造と機能消化管は内側から粘膜，筋層，漿膜（食道では外膜）の三層構造をもつ。粘膜には消化液と粘液を分泌する腺があり，筋層は消化管運動を行
5）筋繊維は構造面から，縞模様がある横紋筋と縞模様がない平滑筋に分類される。消化管のほとんどは細長い紡錘形の平滑筋からなるが，食道上部と肛門下部では横紋筋がみられる。

う平滑筋 5）からなる。漿膜は消化管の外側の薄い膜である。
口腔内で咀嚼され，咽頭を通って嚥下される食物は，食道の蠕動運動によって胃（図 5 ─ 3）へ送られる。胃では蠕動運動によって，食塊が胃液と混ぜ合わされて次第に粥状になり，十二指腸へ送られる。

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https://www.sankyoshuppan.co.jp/━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━第5章

消化・吸収と栄養素の体内動態

耳下腺
口腔

唾液腺 顎下腺

舌下腺
食道胃肝臓

膵臓

胆のう
十二指腸

小腸

盲腸
上行結腸
横行結腸

空腸

下行結腸

回腸

結腸

大腸

S状結腸
直腸

虫垂
肛門

図 5─2

ヒトの消化器系

表 5—3

消化器系の概要

腔

食

道

胃

主な作用

消化腺と消化液

本

消化管と長さ口

咀嚼，糖質の消化25cm

唾液腺（耳下腺，顎下腺，舌下腺）：唾液

飲食物の運搬（容積たんぱく質の消化，約 1.5 l） アルコールの吸収

胃腺：胃液

糖質，脂質，たんぱく質の消化，吸収大腸 ⎧ 盲腸
⎨⎪ 結腸
⎪
⎩ 直腸

5cm
1.5 〜 2m

腸内細菌による未消化物の発酵

15cm

水分の吸収（糞便の形成）

肛門

見小腸 ⎧ 十二指腸 30cm
⎨2 〜 3m⎪ 空腸⎪
3 〜 4m⎩ 回腸

肝臓・胆のう：胆汁
膵臓：膵液腸腺：腸液／膜消化酵素

排便

食道
噴門
胃底部（胃の上部）

小弯

粘膜のひだ

幽門括約筋
幽門

胃体部（胃の中央部）

十二指腸大弯

図 5─3

胃の構造

小腸は十二指腸，空腸，回腸からなる約 6 ｍの長い管であり，分節運動による内容物の攪拌や，蠕動運動による内容物の移動が行われる。十
二指腸には膵管と総胆管が合流して，膵液と胆汁が分泌されるファータ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

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化物の栄
水炭養6章

炭水化物は，糖類と食物繊維に大別される。我々が日常摂取する糖質
1）炭化水素の H を水酸基で置換したものをアルコール類といい，水酸には，米飯，パン，麺，芋類などの主成分であるデンプンのほか，砂糖基の数により 1 価，2 価，3 価……
アルコールという。多価アルコー
ルとは分子中に 2 個以上の水酸基（−OH）をもつアルコールの総称。

として全身に運ばれ，筋肉や脳などのエネルギー源となる重要な熱量素̶COOH
̶CHOである。余剰な糖質は脂肪に変換され，皮下や内臓周囲に蓄えられる。
一方，ヒトの消化酵素で消化されない食物繊維は，様々な生理作用をもつ。

見̶OH

本

覚えておきたい主な官能基

CnH2n+1 アルキル基
CH3̶ メチル基
C2H5̶ エチル基
C3H7̶ プロピル基
C4H9̶ ブチル基や果物の甘味であるショ糖や果糖などがある。糖質は消化吸収後，血糖ヒドロキシル基（水酸基）
カルボキシル基
アルデヒド基COケトン基̶NH2CH3CO̶

アミノ基
アセチル基2）アミノ糖，糖アルコール，アルドン酸，ウロン酸，デオキシ糖，配糖体などがある。

6･1

糖質の化学

6･1･1

糖質の定義

炭水化物のうち，ヒトの消化酵素により消化・吸収されエネルギー源となるものを消化性炭水化物（糖質），そうでないものを難消化性炭水化物（食物繊維，糖アルコール，オリゴ糖など）と分けることがある。
糖質（saccharide，sugar）とは，分子内にアルデヒド基（−CHO），
またはケトン基（＝CO）をもつ多価アルコール 1）とその誘導体 2），及びそれらの縮合体である。
炭水化物は，炭素（C），水素（H），酸素（O）の三元素から構成され，多くは Cm（H2O）n の分子式で表すことができる。
6･1･2

糖質の分類

最小の単位は単糖（monosaccharide）で，それが少数結合して少糖（oligosaccharide），多数結合して多糖（polysaccharide）になる。

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https://www.sankyoshuppan.co.jp/━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━第6章

炭水化物の栄養（1） 単 糖 類
アルデヒド基をもつ糖をアルドース，ケトン基をもつ糖をケトースという（図 6 ─ 1）。これらは還元力をもつ還元糖である。また炭素数により，三炭糖（triose），四炭糖（tetrose）五炭糖（pentose），六炭糖（hexose），七炭糖（heptose）などに分けられる 3）。六炭糖は食物中に多く，栄養学上，特に重要である。三炭糖や四炭糖は糖の中間代謝産物として，五炭糖は核酸成分や糖の中間代謝産物として存在するものが多い。
1CHO

12OH

2CH2OH3H CCH2OH

10 ： deca
少数の： oligo
多数の： poly

CH2OH

アルドース

①4 ： tetra
5 ： penta
6 ： hexa

C＝O3

図 6─13）数を表す接頭語。
1 ： mono
7 ： hepta
2 ： di8 ： octa
3 ： tri
9 ： nona

ケトース

アルドースとケトースの例（三炭糖）

六 炭 糖（図 6 ─ 2）a） グルコース（ブドウ糖：アルドース）

本単糖として自然界に最も広く存在している。体内では血糖 4）としてエネルギー源となる最も主要な糖である。少糖類や多糖類の構成成分としても重要である。

4） 健 常 者 の 空 腹 時 血 糖 は 70 〜
110mg/dl 前後。

b） フルクトース（果糖：ケトース）

果物，蜂蜜に多く含まれる。砂糖のスクロースやキクイモのイヌリン見の構成成分でもある。

c） ガラクトース（アルドース）

単糖としては天然界に存在しないが，乳汁のラクトースの構成成分である。また，紅藻類の寒天にも含まれる。また生体膜や中枢神経に存在する糖脂質の成分である。

d） マンノース（アルドース）

コンニャクやユリ根のマンナンに含まれる
6CH2OH
5H HO

6H14OH OH
3HH OH2OH

D-グルコース

1CH2OHO52H H6CH2OHHO OH

43HOH

D-フルクトース

図 6─2CH2OHO
5HOH H

14H OHH OH

6CH2OHO5H H
H14HO OH HO OH

23HOH

D-ガラクトース

3H

2

H

D-マンノース

六炭糖の構造② 五 炭 糖（図 6 ─ 3）a） リボース（アルドース）
たんぱく質の生合成に関与するリボ核酸（RNA）の構成糖である。
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第6章

炭水化物の栄養 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

単糖の化学構造（グルコースとフルクトースの例）[グルコース：アルドース]（a）は，グルコースをフィッシャーの投影法により鎖状構造で示し，アルデヒド基の炭素を 1 位として番号を付けたものである。単糖は 1 つ以上の不斉炭素原子 a)をもち，不斉炭素原子 1 原子につき 1 組の光学異性体 b)が存在する。アルデヒド基から 1 番離れた不斉炭素原子（5 位の炭素）に結合する-OH が右側にあるものを D 型，左側にあるものを L 型という。天然に存在する単糖の多くは D 型である。
五炭糖以上の単糖類は，水溶液中で環状構造をとりやすい。D-グルコースは 1 位と 5 位の炭素間で酸素をはさんで六角形の環状となるが，この構造をピラノースという。環状構造をとったために生じる不斉炭素をアノマー炭素という。D-グルコースでは 1 位の炭素（アルデヒド基由来の炭素）がアノマー炭素となり，α型とβ型のアノマーを生じる。（ｂ）のハワースの環状構造式でアノマー炭素に結合する─ OH（グリコシド性水酸基）が下側にあるものをα型，上側にあるものをβ型という。水溶液中の D-グルコースはα：β＝ 36 ： 64 の比で平衡状態となる。α型はβ型より約 1.5 倍甘い。この比は温度の影響を受けない。
なお，グリコシド性水酸基は還元力をもつため，他の水酸基と区別される。
6CH2OH

O

5H H

HO

C3 H

H

C4 OH

H

C5 OH
C6H2OH

D-グルコース

H4C

HO5C

OH

H
OH

H

3C

C2HOH

OCH
1

本C2 OHHO OH

6CH2OH

C1HO
H

4D-グルコース（ａ）フィッシャーの式

H
1H

32OH

H

OH
α-D-グルコース
6CH2OHO

5H H

OH
14HO OH

H H

32H
OH
β-D-グルコース（ｂ）ハワースの環状構造式

見[フルクトース：ケトース]（ｃ）はフルクトースをフィッシャー投影法により鎖状構造で示したものである。ケトン基の炭素は 2 位となる。ケトン基から 1 番離れた不斉炭素原子（5 位の炭素）に結合する─ OH が右側にあるものを D 型，左側にあるものを L 型という。
D-フルクトースは 2 位と 5 位の炭素間で酸素をはさんで五角形の環状となるが，この構造をフラノースという。D-フルクトースでは２位の炭素（ケトン基由来の炭素）がアノマー炭素となり，α型とβ型の光学異性体を生じる。（ｄ）のハワースの環状構造式でアノマー炭素に結合する─OH（グリコシド性水酸基）が下側にあるものをα型，上側にあるものをβ型という。D-フルクトースでは，温度が下がるとβ型の比が増加する。β型はα型より約３倍甘いため，果物を冷やすと甘く感じる。
6HOH2C

2C3O

HOC

H

H

4COH

H

C5 OH
6CH2OH
D-フルクトース

H5C

HO

6 CH OH

21

CH2OH

2

H
C

4OH

HOC

H H4C3H

D-フルクトース（ｃ）フィッシャーの式

HO OH
3OH

O

CH2OH
251CH2OH

1OH

α-D-フルクトース
6HOH2C5H H4OOH
21
HO CH
OH32H
OH
β-D-フルクトース（ｄ）ハワースの環状構造式a）互いに異なる 4 個の原子，または原子団が結合している炭素のこと。
b）化学的な性質は同じだが，旋光性が異なる立体異性体のこと。

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炭水化物の栄養また，補酵素や ATP の成分となる。
b） デオキシリボース（アルドース）
遺伝情報を担うデオキシリボ核酸（DNA）の構成糖である。
c） キシロース（木糖：アルドース）
木材などの多糖類の構成糖である。
5

HOH2C
4H

O

H

H
23OH

HOH2C

H

1H

OH

O

H

123

HOH2C

H
H

4H

OH

H

HOOH

D-リボース

5OOH
3H

2─デオキシ-D-リボース

図 6─3③54H

1H2OHOH

D-キシロース

五炭糖の構造誘 導 糖

単糖の構造の一部が変化した誘導体で，アミノ糖，糖アルコール，アルドン酸，ウロン酸，デオキシ糖などがある。
a） アミノ糖（図 6 ─ 4）
単糖の水酸基がアミノ基に置換されたもので，グルコースからグルコ本サミン，ガラクトースからガラクトサミンが生じる。
6 CH2OH
5H H

O

6 CH2OH

HO OH
3H OH

H OH
23

H OH

2NH2

HNH2

H

14

見H

HO H

14O

5

HD-グルコサミン

図 6─4D-ガラクトサミン

アミノ糖の構造b） 糖アルコール（図 6 ─ 5）

単糖の還元基（アルドースのアルデヒド基，ケトースのケトン基）が還元されて水酸基になったものを糖アルコールという。グルコースやフルクトースからソルビトールが生じる。また，キシロースからはキシリトールが生じる。キシリトールやエリスリトール 5）などの糖アルコー

5）グルコースの糖アルコールルは「虫歯の原因になりにくい」特定保健用食品の素材として利用されており，難消化性糖質に分類される。
CHO

CH2OH

HCOH
HOCH
HCOH

CH2OH
CO

CHO

CH2OH

HOCH

HCOH

HCOH

HCOH

還元＋2H

HOCH
HCOH

還元＋2H

HOCH

HCOH

HCOH

HCOH

HCOH

HCOH

CH2OH

CH2OH

CH2OH

CH2OH

D-グルコース

D-ソルビトールD-フルクトース

図 6─5還元＋2H

D-キシロース

HOCH
HCOH
CH2OH
D-キシリトール糖の還元━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

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