細胞のエネルギー産生に重要な栄養素

エネルギー産生に必要となる栄養素の中で、最も重要なのが糖質です。
糖質は体内でグルコースまで分解され、エネルギー産生経路の解糖系、クエン酸回路、電子伝達系を経て多量のエネルギーを産生します。
日本人に推奨される糖質のエネルギー目標量は、摂取するエネルギー全体の50～65%にあたります。つまり、私たちは必要なエネルギーの半分以上を糖質から得ているということです。

脂質は脂肪酸とグリセロールに分解されたのち、アセチルCoAという物質に変換され、アセチルCoAがクエン酸回路に入ることでエネルギーが作られます。糖質とともに主なエネルギー産生栄養素として脂質は重要な役割を果たしており、単位重量当たりに産生するエネルギー量は、脂質が9kcal/gです。糖質、タンパク質の4kcal/gと比べると、同じ重量で2.5倍以上のエネルギーを得ることができます。脂質は、少量で多くのエネルギーが得られる栄養素です。また脂肪酸の一種であるα-リポ酸はミトコンドリア内で補酵素として働きます。

基本的にタンパク質は、主に筋肉を作る材料として利用されますが、糖質、脂質の代わりにエネルギー産生の栄養素として使われることもあります。しかし、タンパク質がエネルギー源となるときは、体は飢餓状態です。体を構成するタンパク質をアミノ酸に分解して利用するので、体に負担がかかってしまいます。
また、食後、栄養素が消化・吸収される際、熱となり消費されるエネルギーのことを食事誘発性熱産生（DIT）といいますが、タンパク質は脂質・糖質に比べてこのエネルギー消費量が高く、タンパク質のみを摂取したときは摂取エネルギーの約30%、糖質のみでは約6%、脂質のみでは約4%がDITとして消費されます。

ビタミンB群は、エネルギー産生経路に関わる補酵素（化学反応を助ける役割）として働きます。ビタミンB群が不足すると、糖質や脂質、タンパク質からスムーズにエネルギーを得ることができません。特にビタミンB₂は、クエン酸回路、電子伝達系、脂肪酸のβ酸化^※などエネルギー産生のさまざまな場面で関わっています。
他にはビタミンB₁、B₃（ナイアシン）、B₅（パントテン酸）もエネルギー産生回路にとって不可欠なビタミンです。エネルギーの産生には酸素が必要となりますが、酸素を体中に運ぶのは赤血球の役割です。ビタミンB₁₂は葉酸と協力して赤血球を生成する働きがあり、エネルギーと関係の深いビタミンと言えます。

ミネラルは、直接エネルギーを産生するわけではなくエネルギー産生の化学反応をサポートする、体の調整役です。例えばマグネシウムは解糖系の化学反応を手助けします。リンはエネルギーであるATPの構成成分として使われるため、なくてはならない栄養素です。
また、鉄は電子伝達系の化学反応を助ける酵素としての働きや、赤血球のヘモグロビンの成分になって酸素を運搬する役目を果たします。

5大栄養素には該当しませんが、エネルギーと関わりの深い栄養成分があります。
例えば、ビートルート（西洋野菜の赤いカブ）に含まれている「食事性硝酸塩」は、エネルギーをより多く使用する運動時、そのパフォーマンスを改善したという研究結果が報告されています。
また、高地の植物に多く含有され、フラボノイド（植物色素の総称）の1種である「ケンフェロール」は、生命活動を行うのに必要なエネルギー産生を行う、ミトコンドリアの電子伝達系での酸素利用効率を高め、エネルギー産生を助けることが分かっています。

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