Sports Medicine Research Center, Keio Univ.

No.

40

慶應義塾大学スポーツ医学研究センター
ニューズレター 第 40 号
［2022 年 3 月発行］

特集

エネルギー吸収率を考え直す

研究紹介

慶應義塾大学スポーツ医学研究センター研究員

西田優紀

脂肪酸、単糖・二糖類、食物繊維等）ごとの換算係数の使用をはじめに推奨する近年の国際的な動向を受けて、最新の日本食品標準成「やせたい！」「太りたい！」、そんな願望を持つ方たちは、分表 2020 年版（八訂）では国際連合食糧農業機関（FAO）が普段から食べ物のエネルギー（俗にいうカロリー）を気にしな提唱する換算係数が用いられることになった。国民健康・栄養がら生活されているのではないだろうか。最近では、お店に並調査で得られたエネルギー摂取量の結果を最新の成分表を基にんでいる全ての食品にエネルギーが表示されているが、実はこ再計算した結果、これまで用いられてきた成分表 2015 年版にのエネルギーの表示が義務付けられたのは 2015 年 4 月に食品より計算したエネルギーよりも、約 8％近く低くなってしまう表示法が施行されてからの話で、意外と最近の出来事である。

ことがわかっている 1）。

カロリーとはそもそもエネルギーの単位のことであり、1消化吸収率なんて生理学の基礎的な話なのに、何故今になっカロリーは「1 気圧のもとで水 1 グラムの温度を 14.5℃からて基準が改正されるのか疑問に思われる方もいるかもしれない15.5℃まで上げるのに必要なエネルギー」を意味する。ここでが、その測定はかなり大変で、未だにわかっていないこともた

皆さんに質問ですが、私たちが普段目にする食品のエネルギーくさんあるのが現状である。前置きが長くなってしまったが、は、その食品そのものが持つエネルギーを指すでしょうか？―

本稿ではエネルギーの吸収率に着目し、その基本的な話や歴史答えは NO である。これがどういう意味かというと、食品に記について、さらには今後求められる研究内容について解説して載されているエネルギーは、消化吸収率を加味した値、つまりいく。

消化吸収されずに糞便尿中へ損失される分を差し引いたエネル
ギーを指している。食品そのものが持つエネルギーから、消化エネルギー吸収率の計算方法

吸収率を加味したエネルギーに変換する係数のことを“エネル食事から得られるエネルギーは、エネルギー摂取量（energy

ギー換算係数”と呼ぶ。日本では国内で検証された試験の結果

intake）と表現されるが、吸収率を考えていく際には 3 種類のを基に定められていた係数もあったが、組成成分（アミノ酸、エネルギー摂取量を知っておく必要がある（図 1）。まず、食食事の燃焼熱 Gross Energy Intake（GEI）

糞便中
エネルギー
損失

消化可能なエネルギー Digestible Energy Intake（DEI）

吸収されたエネルギー Metabolized Energy Intake（MEI）※食品に記載されているエネルギー
図1

3 種類のエネルギー摂取量

尿中

糞便中
エネルギー損失表1

Atwater の試験の限界

1．対象者の活動パターンや食事内容の代表性に偏りがある。
2．実験の期間が短い。
3．吸収された各栄養素と糞便尿の残留物が厳密に対応しているかは不明。
4．試験期間中に窒素出納が保たれていたか不明。
5．多くの試験が予備試験なしに行われている。
6．測定に影響を与える実験手順に関する詳細がほとんどない。
7．多くの仮説や単純化を経て、研究が進められている。
出典：Sánchez-Peña MJ, et al., Nutr Rev, 2017 から引用

事そのものが持つエネルギーのことは、「総体の、全体の」とその実験を検証した研究は意外にも少ないのである。

いう意味の“gross”
を先頭につけて“gross energy intake（GEI）”

エネルギー換算係数の歴史と呼ばれる。次に、GEI から消化吸収されずに糞便中に損失されたエネルギーを差し引いた値のことを、消化可能なエネル

前述のようなハードな測定を初めて実施したのが、栄養学のギー“digestible energy intake（DEI）”と呼ぶ。さらに、DEI分野では有名な Wilbur Olin Atwater 博士（1844–1907）である。

から尿中へのエネルギー損失を差し引いた値が、実際に吸収さボンブ熱量計により測定した、たんぱく質、脂質、炭水化物のれたエネルギー“metabolized energy intake（MEI）”であり、物理的エネルギーはそれぞれ 5.7 kcal/g、9.4 kcal/g、4.1 kcal/

我々が普段の生活で目にする食品に記載されているエネルギーg であったが、Atwater 博士の実施した吸収率の実験結果を基はこの MEI のことである。エネルギー吸収率の計算では GEIに、実際に体内に吸収されて代謝可能なエネルギーはたんぱくと MEI を用いて下記のような式で表される。

質＝ 4 kcal/g、脂質＝ 9 kcal/g、炭水化物＝ 4 kcal/g と定めエネルギー吸収率（％）＝ MEI ÷ GEI × 100
ただし、研究によっては分子の値に DEI が用いられているケースもあるため、論文を読む際には尿中のエネルギー損失が差し引かれている値なのかどうかに注意していただきたい。

ボンブ熱量計によるエネルギーの測定られた。この代謝可能なエネルギーの値が、現代でも知られている Atwater の換算係数のことである。
100 年以上も前に提案されたこの Atwater の換算係数は間違いなく現代の栄養学においても礎となっているが、当時の測定環境の問題などから Atwater 博士はいくつか研究の限界を述べていたようである。Atwater 博士の実施した試験の限界

エネルギー吸収率を計算するためには、食事と糞便尿のエネについては、2017 年に報告された総説論文 2）の中でまとめらルギーを測定する必要がある。エネルギーの測定には、ボンブれている（表 1）。これらの限界もあって、Atwater の換算係熱量計という古典的な装置が用いられ、同装置は 19 世紀にフ数に関する論争は頻繁に生じているが、代替案が提案されるまランスの化学者 Berthelot 博士（1827–1907）により発明された。

でには至らず、最近まで慣習的に用いられていたというのが実その仕組み自体は現代になっても大きく変わっておらず、ボン際のところである。

ベ中の試料を燃焼させた際の外部の水温上昇を測定することにより発熱量（エネルギー）を測定するという手法である。

一方で、国内ではエネルギー吸収率の検証が独自に行われていたようで 3）–6）、日本食品標準成分表 2015 年版（七訂）の時

エネルギー吸収率の測定スケジュールは非常に大変であり、点では食品ごとにエネルギー換算係数が細かく分けられてい正確な測定結果を求めるのであれば、3 ～ 4 日間の食事とそれた。しかし、2002 年に FAO が新たな換算係数を提唱したこに対応する糞便尿を全て回収する必要がある。さらに、ボンブとに加え、国内で実施された検証内容に関する詳細が不透明で熱量計で燃焼できる量はたった 1 g のため（私もこれには驚いあったなどの理由から、2020 年版では組成成分ごとのエネルた）、試料をミキサーなどでしっかりと攪拌させた後、凍結乾ギー換算係数が採用される運びとなった。この一連の流れから燥機により試料の水分を飛ばして、実際に燃焼させるという流わかることは、普段目にする食品のエネルギーの値は、基準のれを何度も繰り返す必要がある。一人の測定を終えるだけでも改定によって変動しうる曖昧な側面を持つということである。

検者はかなりの労力を費やすことになるが、被験者にとってもそのため、基準が変更されたからといって新しい値を絶対的な研究施設などに数日間宿泊して糞便尿を全て回収する作業は、ものだと信じ込むのではなく、やはり目の前の患者さんの体重かなりの負担であると想像できる。そのこともあってか、先行変化などに応じて、食事の提供量を柔軟に変化させていくこと

研究では食事や糞便尿の回収が容易な病院の入院患者を対象とが重要である。

した研究の方が比較的多いように感じる。
このように、エネルギー吸収率の測定は検者・被験者の両者にとって負担がかなり大きいため、基本的な内容ではあるが、健常成人のエネルギー吸収率に関する先行研究

さいごにAtwater の換算係数が開発された 1900 年前後では、人々のここまでの話でおわかりのように、エネルギー吸収率につい平均寿命は 50 歳にも満たなかったことから、加齢とエネルギーては現代になっても不透明な点が多い。そこで、筆者はエネル吸収率の関係性については当時あまり議論にならなかったこと

ギー吸収率に関する知見を整理するために、現在スコーピングが想像される。しかし、現代では人間の平均寿命は 80 歳を超レビューを実施している。スコーピングレビューとは、「既存えるようになり、食事内容も大きく異なっている。測定が行わの知見を網羅的に概観（マッピング）および整理し、まだ研究れた歴史的背景を知っていれば、慣習的に一つの予測式や推定されていない範囲を特定する」という文献レビューの一種であ係数を用いることはふさわしくなく、定期的に検証とアップ

り、今回は「健常成人のエネルギー吸収率はどのくらいなのデートを繰り返してエネルギー吸収率を考え直すことが必要でか？」というリサーチクエスチョンを解決するために検索を実あることをご理解いただけるのではないだろうか。

施した。海外の文献データベースから 1973 年～ 2020 年までに出版された論文を抽出したところ、健常成人を対象としてボン参考文献

ブ熱量計により食事と糞便尿のエネルギーを評価した文献の数

1） 松本万里、渡邊智子、松本信二、他。食品のエネルギー値の算は 11 件であった。その内、若年層～中年層を対象とした研究

出方法についての検討：組成に基づく方法と従来法との比較、
日本栄養・食糧学会誌、73、255–264、2020（9 件）では、エネルギー吸収率の平均値は 88.0 ～ 93.1％と報2） Sánchez-Peña MJ, Márquez-Sandoval F, Ramírez-Anguiano AC,

告されており、これは教科書に記載されている値と類似する結et al. Calculating the metabolizable energy of macronutrients: a果であった。一方で、70 代の高齢者を対象とした報告 7）では、エネルギー吸収率の平均値は 90％近くであったものの、標準偏差は 10％以上と大きなばらつきが認められたため、対象者によっては 80％を下回る者が存在したことが推測される。また、平均年齢 66 歳を対象とした報告 8）ではエネルギー吸収率が計算されていなかったため、GEI と糞便尿によるエネルギー損失の平均値から筆者の方でエネルギー吸収率を再計算したところ、約 76％という低い結果であった。ただし、いずれの研究も高齢者と若年者を同時に測定して比較したわけではないた
め、高齢になると吸収率が有意に低下するとは言い切れないことに注意が必要である。

critical review of Atwater’s results. Nutr Rev. Jan; 75(1): 37–48.
20173） 科学技術庁資源調査会編、日本食品標準成分表の改訂に関する調査資料―日本人における大豆及び大豆製品の利用エネルギー測定調査結果―、科学技術庁資源調査所資料第 70 号、1979
4） 科学技術庁資源調査会編、日本食品標準成分表の改訂に関する調査資料―日本人における動物性食品の利用エネルギー測定調査結果―、科学技術庁資源調所資料第 73 号、1980
5） 科学技術庁資源調査会編、日本食品標準成分表の改訂に関する調査資料―日本人における穀類の利用エネルギー測定調査結果―、科学技術庁資源調査所資料第 92 号、1981

6） 科学技術庁資源調査会編、日本食品標準成分表の改訂に関する調査資料―日本人における油脂類の利用エネルギー測定調査結果及び主要食品の利用エネルギー値―、科学技術庁資源調査所
資料第 99 号、1982

そのほか、エネルギー吸収率に影響を与える要因についても、

7） Pannemans DL, Westerterp KR. Estimation of energy intake to

いくつか検討が行われている。食事を例に挙げると、食物繊維

feed subjects at energy balance as verified with doubly labelledや種実類（クルミ、ピスタチオ、アーモンド）を多く含む場合は、エネルギー吸収率を低下させることがわかっている 9）–11）。また
近年では、ペプチド系の抗生物質であるバンコマイシンを服用した場合にも、エネルギー吸収率が低下することが報告されている 12）。一方で、運動の有無や季節の違いについてはエネルギー吸収率に影響を与えないことが示唆されている 8）、13）。

今後の課題
1973 年以降に出版されたエネルギー吸収率に関する論文を検索したところ、日本人を対象とした学術論文は国内外で報告されていなかった。報告書などは存在するため測定自体は実施されているのだろうが、手元に入手可能な資料は存在しないた

water: a study in the elderly. Eur J Clin Nutr. 1993
8） Campbell WW, Kruskall LJ, Evans WJ. Lower body versus
whole body resistive exercise training and energy requirementsof older men and women. Metabolism. Aug; 51(8): 989–97. 2002
9） Baer DJ, Rumpler WV, Miles CW, Fahey GC Jr. Dietary fiber
decreases the metabolizable energy content and nutrient
digestibility of mixed diets fed to humans. J Nutr. Apr; 127(4):579–86. 199710）Baer DJ, Gebauer SK, Novotny JA. Measured energy value ofpistachios in the human diet. Br J Nutr. Jan; 107(1): 120–5. 201211）Baer DJ, Gebauer SK, Novotny JA. Walnuts Consumed byHealthy Adults Provide Less Available Energy than Predictedby the Atwater Factors. J Nutr. Jan; 146(1): 9–13. 201612）Basolo A, Hohenadel M, Ang QY, et al. Effects of underfeeding
and oral vancomycin on gut microbiome and nutrient
absorption in humans. Nat Med. Apr; 26(4): 589–598. 2020

め、日本人を対象として測定の再検証が必要であろう。また、

13）Miles CW, Brooks B, Barnes R, Marcus W, Prather ES, Bodwell

近年では高齢者のフレイルやサルコペニアなどが問題視されてCE. Calorie and protein intake and balance of men and women

おり、そのメカニズムの一つに加齢に伴う消化吸収率の低下が挙げられている。吸収率の低下を考慮して高齢者に適切な食事量を提示するためにも、高齢者と若年者のエネルギー吸収率を比較して、加齢による影響を明らかにすることも重要である。

consuming self-selected diets. Am J Clin Nutr. Dec; 40(6 Suppl):
1361–7. 1984

おもな活動報告
1月

教職員対象オンライン運動教室（1 〜 3 月）

体育会自転車競技部 VO2、乳酸、体脂肪率測定（1 〜 3 月）
2月

冬季国民体育大会神奈川県代表選手健康診断

体育会蹴球部体脂肪率検査
体育会競走部血液検査（11 〜 1 月）
3月

新型コロナウイルス感染症罹患後のスポーツ復帰のた

KEIO SPORTS SDGs シンポジウム 2022

〜持続可能めの検診（問診、心図検査、心エコー検査）（年間）

なスポーツ・身体活動の発展〜開催（3/5）

体育会ボクシング部、柔道部体脂肪率測定

体育会蹴球部体脂肪率検査

北京オリンピック帯同（石田医師）《《《《《《 トピックス》》》》》》

開催報告
2022 年 3 月 5 日（土）日吉キャンパス来往舎にて「KEIOSPORTS SDGs シンポジウム 2022〜持続可能なスポーツ・身体活動の発展〜」が行われました。Zoom と YouTube によるオンライン配信も併せて行い、約 180 名の方にご参加いただきました。
本シンポジウムでは、「慶應スポーツ SDGs シンポジウム
2020」で取り上げた内容の進展、具体的取組の共有を目的にかかげ、2021 年度の KEIO SPORTS SDGs の進歩報告をはじめ、8 名の登壇者から活発な情報発信が行われました。また、
特 別 講 演 と し て、Sheffield Hallam University の Associate
Professor Anna Lowe 先生による『Sheffield における身体活動システムズアプローチ「Move More」』はオンデマンド配信をフィットネス測定再開のお知らせ行いました。

スポーツ医学研究センターでは、以前より呼吸代謝計測シス

詳細な報告は、次号のニューズレターにて行います。

テム Quark CPET（cosmed 社製）を用いた運動パフォーマン
ス評価（VO2 測定）を行ってきました。しかし、新型コロナ感染症の流行により、被験者間での感染防止の観点から測定を中止しておりました。
このたび、アンチバクテリアフィルターを用いる他、感染防止対策を講じ、測定を再開しましたのでご報告します。他にも、一日の受け入れ人数を制限しながら、体脂肪率測定なども再開していますので、測定をご希望の団体は、スポーツ医学研究センターのサイト（http://sports.hc.keio.ac.jp/）お問い合わせフォームよりご連絡ください。

No.40
慶應義塾大学スポーツ医学研究センター ニューズレター

第40号

慶應義塾大学スポーツ医学研究センター Sports Medicine Research Center, Keio University
発行日 : 2022 年 3 月 31 日
代 表 : 勝川史憲
〒223-8521 横浜市港北区日吉4-1-1 慶應義塾大学スポーツ医学研究センター

TEL:045-566-1090

FAX:045-566-1067

http://sports.hc.keio.ac.jp/