異化と同化｜栄養と代謝

看護師のための生理学の解説書『図解ワンポイント生理学』より。

[前回の内容]

三大栄養素の基本的構造｜栄養と代謝

今回は、異化と同化について解説します。

内田勝雄
山形県立保健医療大学名誉教授

〈目次〉

• 異化と同化
• 異化反応（代謝）とは
• 同化反応（生合成）とは

異化と同化

栄養素（高分子化合物）を消化・代謝してCO₂やH₂Oなど（低分子化合物）に分解する反応を異化反応（anabolic reaction）、低分子化合物から高分子化合物を合成する反応を同化反応（catabolic reaction）という（図1）。

栄養素は高い還元状態、CO₂、H₂Oなどは高い酸化状態にあるので、異化反応は酸化反応、同化反応は還元反応とみることもできる。

図1異化と同化

異化反応（代謝）とは

生体が高分子化合物を低分子化合物に分解する反応が異化反応、すなわち代謝（metabolism）である。

通常、ヒトが摂取する栄養素は、デンプン、中性脂肪、タンパク質など、分子内に多数の化学結合をもつ高分子化合物である。これらの化合結合の大部分はC-H、C-N結合で、栄養素は還元状態が高い化合物ともいえる。

代謝（異化反応）とは、還元状態にある栄養素を酸化・分解することにより、結合エネルギーをATP（adenosine triphosphate）に変換する（=生命維持・活動に必要なエネルギーを得る）ことである。

同化反応（生合成）とは

生体が低分子化合物から高分子化合物を合成する反応が同化反応、すなわち生合成（biosynthsis）である。

同化作用としては、植物が太陽光のエネルギーでCO₂とH₂Oからデンプンを合成する炭酸同化作用（carbon dioxide assimilation reaction）がよく知られている。

動物は葉緑体（choloroplast）をもたないのでCO₂とH₂O からデンプンを合成することはできないが、グルコースからグリコーゲンを合成できる。アミノ酸からタンパク質を生合成する反応も同化反応である。

動物の貯蔵糖質であるグリコーゲンは骨格筋に約200g、肝臓に約100g蓄えられている。グリコーゲンは、グルコース-6-リン酸まで分解されて解糖系に入る。肝臓にはグルコース-6-リン酸を脱リン酸化してグルコースに戻す酵素（glucose-6-phosphatase）があり、生成したグルコースを血中に出して血糖を維持する。骨格筋にはこの酵素がないので、骨格筋のグリコーゲンは骨格筋の中でのみ使われる。

[次回]

解糖系と糖新生｜栄養と代謝

⇒〔ワンポイント生理学〕記事一覧を見る

本記事は株式会社サイオ出版の提供により掲載しています。

［出典］ 『新訂版　図解ワンポイント　生理学』 （著者）片野由美、内田勝雄／2015年5月刊行／ サイオ出版