10 栄養素の機能と代謝(6)ミネラル（ノート）

10 栄養素の機能と代謝 3-8 ミネラルの機能／3-９ 水の機能
Ca濃度を高めようとする。
3-8 ミネラルの機能
• 骨は吸収と形成を繰り返し、活発に代謝している。
• 人体を構成する元素の96％は水素（H）、炭素
• 成長期には運動と十分な栄養で骨密度が増加。
（C）、窒素（N）、酸素（O）である。これ以外を総
• 最大骨塩量（ミネラル量）は20∼30歳で得られる。
称してミネラルという。
• 閉経後・老齢期で骨量は減少。この時期にCa摂取量が
• 必須ミネラルは16種が知られている。
不足するとPTHが分泌されて骨吸収が亢進し、骨粗鬆
• 体内に10g以上含まれ、１日の必要量が100mg以上の
症のリスクが高まる／運動と十分な栄養補給で骨量の
主要ミネラル：カルシウム（Ca）、リン（P）、カリ
減少は抑制される。
ウム（K）、イオウ（S）、塩素（Cl）、ナトリウム
• 日本ではCaの平均摂取量は目標量を下回っている。
（Na）、マグネシウム（Mg）の７つ。
• それ以外のミネラル（微量元素）：鉄（Fe）、亜鉛
リン（P）
（Zn）、銅（Cu）、マンガン（Mn）、ヨウ素（I）、
• 約85％が骨・歯に存在。他は細胞膜のリン脂質、核
セレン（Se）、モリブデン（Mo）、コバルト
酸、ATP（アデノシン３リン酸）の成分として存在。
（Co）、クロム（Cr）。
• 細胞内の主要な陰イオン（陽イオンはカリウム）。
• リンは加工食品や清涼飲料水に多く含まれている。
（１）骨とミネラル
• カルシウムとリンの比率は1:2∼2:1が望ましい。カル
カルシウム（Ca）
シウムが不足気味なのに対してリンは豊富に摂取でき
• Caは体重の約2％、リンは体重の約1％。体内に多く存
るので不足よりも摂り過ぎに注意。
在するミネラル。
• Caの99％はリンとともに骨に存在（リン酸カルシウ
マグネシウム（Mg）
ム：ヒドロキシアパタイト）し、1％は血液や細胞外液
• 50∼65％は骨に存在し弾性維持に関与。約30％は筋肉
に含まれ血液凝固、神経刺激、筋肉収縮などの生体機
細胞内に存在。
能調節に関与。
• 約300種類の酵素反応に関与。
• 骨：支持組織であると同時にCaの貯蔵庫。
• 通常の食品以外からの摂取上限量は350mg。
• 血漿中Caは約10mg/100mLに、以下のように維持され
ている／Caの（１）骨から血中への溶出（骨吸収）
（２）鉄の機能と代謝
（２）腎臓からの尿中排泄（３）腸管での吸収（図
• 赤血球の血色素（ヘモグロビン）の成分／体内鉄
7）。
（2.3∼3.8 g）の約65％はヘモグロビンと結合。
• 血漿中Ca濃度が低下すると／副甲状腺ホルモン
• 筋肉ではミオグロビンと結合して筋肉内の酸素の受け
（PTH）が分泌され、（１）骨吸収が刺激され（２）
渡しに関与。
腎臓ではCaの排泄を低下させるとともに（３）ビタミ
• ミトコンドリアではチトクロムCなどの酵素（エネル
ンDを活性化してCaの腸管吸収を高めることで、血漿
ギー生産）の成分。
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• この他、フェリチンなどと結合して肝臓、脾臓、骨髄
• 鉄欠乏の３つの進行段階（図8）
に貯蔵されている。
1. 貯蔵鉄が低下（血清フェリチン濃度の低下、潜在性
• 健常成人男子：貯蔵鉄600∼1,000mg、組織鉄は約
鉄欠乏）
500mg、血清鉄は約3mg。
2. 血清鉄飽和度の低下（早期鉄欠乏）
• 骨髄でヘモグロビンに合成→赤血球として血液中を循
3. 血中ヘモグロビンが低下（鉄欠乏性貧血）
環（約120日間）→脾臓で分解→再びヘモグロビン合
• 食品中の鉄：ヘム鉄（動物性食品）と非ヘム鉄（植物
成に利用される。
性食品）があり、ヘム鉄のほうが吸収率が高い。
• 体外への排泄：出血以外には、胆汁や腸管剥離細胞に
• 非ヘム鉄は吸収率が低いが、肉・魚・ビタミンCとと
含まれて排泄。
もに摂取すると吸収率が上昇する。
• 血中ヘモグロビン濃度が12g/100mL未満を貧血。
• 体内の鉄貯蔵量が少ないと鉄の吸収率は上昇する。
• 血清フェリチン濃度は貯蔵鉄量の鋭敏な指標。1μgが
• 女性の80％以上が鉄の摂取不足。
貯蔵鉄8∼10mgに相当。
• 上限量0.8g/kg体重/日。過剰で鉄沈着症。
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（３）電解質としての機能の調節
イオウ（S）：含硫アミノ酸（メチオニン、システイ
ナトリウム（Na+）と塩素（Cl-）
ン）の構成成分なので、たんぱく質が不足していなけれ
• 細胞外液の主要な電解質。細胞内外の水分量の平衡、
ばイオウが不足することはない／グルタチオン、インス
リン、チアミン、ビオチン、CoAの構成要素。
浸透圧の調節、酸塩基平衡（pH調節）などに関与。
• Naが不足することはほとんどなく、むしろ過剰摂取に
コバルト（Co）：ビタミンB12の構成要素。
よる高血圧・胃がんの発症リスクの上昇が懸念。
• 血圧を上昇させない食塩摂取量は3∼5g／日の範囲
で、日本高血圧学会の指針では7 g／日。
９ 水の機能
• 日本人の食塩摂取量（中央値）は成人男子が約11g／
日、成人女子が約10g/日。目標量は男子が10g/日未
（１）水分の分布
満、成人女子が8g/日未満。
• 標準的な成人では体重の60％が水分／細胞内液が
40％、細胞外液が20％。
• 細胞外液のうち、体重の約5％が血漿（血液の液体部
カリウム（K+）
分）。他は細胞間や組織間に存在。
• 細胞内液の主要な電解質
• 交感神経の抑制、Na排泄促進、血管拡張などの作用で
（２）水の機能
血圧低下。
• 種々の物質の運搬。
• 野菜、果物などから十分量（3,500mg／日）を摂るこ
• 体温の保持や調節（比熱が高いので好都合）。
とが望ましい。
• 視覚（レンズ）や聴覚（内耳の水）に関与。
• 神経の興奮性の維持や筋肉収縮を調整する役割もあ
• 関節腔で潤滑剤。
る。
• 電解質により浸透圧の平衡を保ち、細胞の形態を維
（４）酵素反応の活性化作用
持。
• 酵素の構成成分あるいは活性化因子：銅（Cu）、亜鉛
（Zn）、マンガン（Mn）、セレン（Se）、モリブデ
（３）水分出納
ン（Mo）。
• １日に1 / 20が置き換わるが、体水分量はほぼ一定
で、１日の変動は1％以下。
銅（Cu）：鉄の代謝や輸送に関与。銅の欠乏で貧血、
• 成人の水の出納は1日に2∼3 L。
白血球減少、骨・皮膚の異常。
入
亜鉛（Zn）：細胞の成長と分化に関与。欠乏の影響は代
謝回転の速い組織に現れる。欠乏で皮膚炎、創傷治癒
遅延、味覚障害、食欲不振、慢性下痢、血球減少、成
長障害。
出
飲料水
1,200 mL
尿
1,300mL
食物
800 mL
大便
100 mL
代謝水
300 mL
不感蒸泄
900mL
（不可避尿）
(500 mL)
マンガン（Mn）：骨、肝臓、腎臓に多い。植物性食品
に豊富で、特に茶葉に多い。
セレン（Se）：酵素の構成成分。克山病：心臓疾患。セ
（４）脱水
レンの少ない土地で収穫された作物を摂取したために
• 体水分の1％程度の低下から喉の渇きを感じ、2％程度
セレンが欠乏／魚介類、肉類、卵黄に豊富なので日本
の不足で頭痛、めまい、吐き気、低血圧、倦怠感など
で欠乏することはない。
の脱水症状が現れる。
• 高張性脱水：電解質よりも水分が多く失われて、体液
（５）その他のミネラル
が高張になる脱水／発汗や水分摂取不足など／下垂体
クロム（Cr）：インスリン作用を増強／脂質代謝維持に
から抗利尿ホルモン（ADH、バソプレッシン）が分泌
必要。
され、口渇が現れるとともに尿細管での水の吸収を促
進して尿量を減少させる。
ヨウ素（I）：甲状腺ホルモン（基礎代謝に関与）の構成
• 水のみを大量に摂取させると細胞外液の浸透圧が低下
成分／海藻に豊富なので日本で不足することはない／不
（低張性脱水）し、水分が細胞内などへ移行する。こ
足（甲状腺機能低下症）でも過剰（甲状腺機能亢進症）
のため、塩分（ナトリウム）を補給する必要がある。
でも健康上の問題がある。
• 低張性脱水：水分よりも電解質が多く失われて体液の
浸透圧が低張になる脱水。
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10 栄養素の機能と代謝 3-8 ミネラルの機能／3-９ 水の機能
• 乳幼児：腎機能が未熟なため水を失いやすく（濃縮力
ミネラルの欠乏症
が弱いので水を多く排泄してしまう）、高温時の発汗
• マンガン：経口的に食品を摂取している人での欠乏症
も多いので脱水しやすい。
の報告はないが、中心静脈栄養を受けている１例で、
• 高齢者：体内の予備水分量が少なく、喉の渇きも感じ
血清のマンガン低値を伴う欠乏症が報告されている。
にくく水分を摂らないので脱水しやすい。
• クロム：完全静脈栄養法下のクロム欠乏は・・・
• 腎臓機能に異常があり水が排泄できないと、体液が過
• モリブデン：長期完全静脈栄養施行中症例のみにモリ
剰になる（浮腫、むくみ）。浮腫の部位は皮膚を押さ
ブデン欠乏症が発生している。
えるとくぼみができる。下肢や顔面、特にまぶたに現
れやすい。
• （脱水量は体重減少量で分かる：体重50 kgのヒトが運
動後に体重が1 kg減少していたら、ほぼ1 Lの水分が体
から失われている。体重の2%（1kg 50kg 100=
2％）の脱水という）
ミネラルにはこんな作用も・・・
Ca
不足で怒りっぽく
Zn
不足で味盲
K
過剰で心臓停止（腎透析患者 果
物の多食で心停止）
Cu, Zn, Mn
抗酸化酵素SODの成分
Se
グルタチオンペルオキシダーゼ
（抗酸化）の成分
Mg
にがり
Caとの比 1:2∼2:1
P
I
（Caは不足気味 vs Pは過剰気
味）
甲状腺ホルモンの成分：基礎代
謝、過剰でやせ、不足で体温低
下
体内のミネラルの存在割合
40