タンパク質とアミノ酸の深掘り

アミノ酸スコアの定義について整理します。

上記が私なりに書いたアミノ酸スコアの式ですが、一般的には分子に、第一制限アミノ酸と書きます。

第一制限アミノ酸の定義自体が、アミノ酸スコアを計算した時に最も少なくなったアミノ酸という説明が一般的で、アミノ酸スコアという言葉の定義がループしてしまうので、上記のような表現にしました。

分母には、アミノ酸評点パターンという聞き慣れない言葉があるので、説明します。

アミノ酸評点パターン（Amino acid scoring pattern）とは、タンパク質1gあたりに占める各必須アミノ酸をどれくらい摂れば良いのかの基準値です。言葉が少しややこしいので、アミノ酸摂取の基準値と頭の中で置き換えても構いません。

具体的には、国際機関であるFAO／WHO／UNUによって定義されており、具体的には下記の数値となります。

アミノ酸評点パターン（2007年・18歳以上）・・・式の分母にくるもの

・イソロイシン   ・・・30mg

・ロイシン　　   ・・・59mg

・トリプトファン ・・・6mg

・リジン            ・・・45mg

・ヒスチジン      ・・・15mg

・バリン            ・・・39mg

・スレオニン       ・・・23mg    

・含硫アミノ酸     ・・・22mg

・芳香族アミノ酸  ・・・38mg

※含硫アミノ酸とは、本来は硫黄を含むアミノ酸のことを指すが、アミノ酸評点パターンにおいては、メチオニンとシステインの合計量を指す。

芳香族アミノ酸は、本来、ベンゼン環などをもつアミノ酸のことを指すが、アミノ酸評点パターンにおいては、フェニルアラニンとチロシンの合計量を指す。

アミノ酸スコアを考える際に、アミノ酸の評点パターンは9種なので、必須アミノ酸9種に対する基準値と思いがちなのですが、必須アミノ酸以外の、含硫アミノ酸と芳香族アミノ酸の値として非必須アミノ酸のシステインとチロシンが入ってくることが少しマニアックな点です。

具体的に、アミノ酸スコアを考えてみましょう。

例えば、あるタンパク質1g中に含まれる必須アミノ酸量・・・式の分子にくるもの

が下記の値だったとします。
・イソロイシン : 60mg

・ロイシン：59mg

・トリプトファン：3mg

・リジン：15mg

・ヒスチジン：15mg

・バリン：39mg

・スレオニン：23mg    

・含硫アミノ酸：11mg

・芳香族アミノ酸：19mg

アミノ酸ごとに、分子／分母の値=アミノ酸スコア（仮）を計算します。

・イソロイシン　　・・・2

・ロイシン　　　　・・・1

・トリプトファン　・・・0.5

・リジン　　　　　・・・1/3→Min

・ヒスチジン　　　・・・1

・バリン　　　　　・・・1

・スレオニン　　　・・・1

・含硫アミノ酸　　・・・0.5

・芳香族アミノ酸　・・・0.5

この中で最小である、リジンの分子／分母の値1/3の100倍=33.3がアミノ酸スコアとなります。

言葉にすると、アミノ酸評点パターンに対して対象の食品のタンパク質1gに含まれるアミノ酸の割合で最小のものがアミノ酸スコアとなります。

上記のアミノ酸評点パターンは、18歳以上の例ですが、年齢によって基準値は変わります。

アミノ酸スコアを理解することで、アミノ酸の桶理論について容易に理解することができます。

アミノ酸の桶理論とは、アミノ酸をイラストのように1枚の板として桶を作り、その中に入る水を合成できるタンパク質として考える理論です。

卵のようにアミノ酸スコアが100の食品の場合は、摂取したアミノ酸を無駄なく活用できますが、小麦粉なのようにアミノ酸スコアが100を切っている場合、一番アミノ酸スコアが低いリジンに合わせた量しかたんぱく質が合成されず、他のアミノ酸が有効活用できないので非効率というのが、アミノ酸の桶理論の考え方となります。

ですので、なるべくアミノ酸スコアが100のものを摂取するか、食べ合わせでアミノ酸スコアを100にするような食べ方が望ましいということです。

ここで主な食品のアミノ酸スコアについて掲載しておきます。

必須アミノ酸は、最近EAA（Essential Amino Acid）という名前でプロテインのようにたくさん商品化されています。

まずは、BCAAとEAAがごっちゃになっている人のために、分岐鎖アミノ酸=BCAA（Branch Chain Amino Acids）から説明します。

BCAAは、必須アミノ酸のうち、バリン、ロイシン、イソロイシンの3種類の事をいいます。 

必須アミノ酸の中でも、BCAAが注目されている理由は、BCAAが筋肉中のアミノ酸のうち約40%を占めていて、運動中のエネルギーとしても利用されるなど、スポーツや運動に関係が深いアミノ酸のため、アスリートをはじめジムでワークアウトをする人などにとって高パフォーマンスを出すのに必要な栄養素と認識されているからです。 

運動をすると筋肉の分解が起こりますが、BCAAを摂取すると運動後の筋肉の分解が抑えられ、筋肉を作ることが知られています。

また、運動による筋肉痛や筋肉のダメージを軽減することも分かっています。 

EAAは、必須アミノ酸で体内で合成できず、他の非必須アミノ酸は体内で合成できることから、必須アミノ酸だけを摂る方が効率がいいのではないかと考える人が多いため沢山の商品が発売されていると思われますが、果たしてEAAの方がプロテインより効率がいいのでしょうか。

食事からのタンパク質の摂取を控えて、EAAだけの摂取を増やせば、アミノ酸とα-ケト酸のアミノ基転移反応で必要なPLP（ピリドキサールリン酸・ビタミンB6のリン酸化体）が増加し、ビタミンB6が欠乏することになります。

ビタミンB6の不足は、けいれんやむくみ、湿疹、口角炎、舌炎、脂漏性皮膚炎、 貧血、麻痺性発作、聴覚過敏、脳波異常、免疫力低下などを起こす可能性があります。

また、ビタミンB6は、GABAやドーパミン、セロトニンが作られる際にも必要な栄養素で、不足すると、うつや睡眠障害が起きたりします。 以上のように、EAAだけの過剰な摂取は、身体の不調、精神疾患を引き起こす可能性があるため注意が必要です。

また、EAAには、糖源性アミノ酸が多く含まれているため、糖尿病などインスリン抵抗性がある人は、糖新生が進み、血糖値が上がることも起こります。 

上記のような理由から、EAAだけの過剰摂取は、セロトニン不足、ドーパミン過剰、ノルアドレナリン過剰に繋がり、躁状態、うつ状態を引き起こすリスクが高まります。

非必須アミノ酸も、代謝や身体の機能を維持するためには必須で、裏返せば人体にとって必須であるがゆえに、進化の過程で身体中で作れるようになったとも考えられます。また、病体時や体調変調時においては、非必須アミノ酸の摂取が重要であるとする研究もいくつかあります。

アミノ酸は、なるべくタンパク質の食事から摂取し、分解と代謝でアミノ酸を摂取するようにすべきだと考えます。

一方で、タンパク質を消化するための酵素もアミノ酸を元に作られるため、もともとタンパク質やアミノ酸の摂取量が不足している人は、タンパク質やプロテインを摂ると消化がうまくいかず、ムカムカして吐いてしまうというケースがあります。

そういった時にEAAや出汁からアミノ酸を摂取して、消化酵素を育ててからタンパク質を摂れる状態にするなど補助的な使い方が一番いいと私は考えます。

プロテインやアミノ酸を上手に使いながら、タンパク質が不足しない食生活を続けてください。