立体異性体(1) ● 立体異性体: 同じ分子式だが、立体的な形だけが異なる物質どうし ● 種類: 光学異性体と幾何異性体 ● 立体異性体: 同じ分子式だが、立体的な形だけが異なる物質どうし ● 種類: 光学異性体と幾何異性体 ● 立体異性体どうしでは生理作用が違う (例: L-グルタミン酸はおいしい。 D-グルタミン酸は苦い。) ●理由: 生物の構成物質(天然物)の大部分に 立体異性があるから。
立体異性体(2) 光学異性体 重ね合わせられない ⇒ 別のもの 同じ側 幾何異性体 反対側 大きな基
目が光を感じるしくみ オプシン (タンパク質) 光によるレチナールの異性化(シス ⇒ トランス) ⇒ オプシンの変形 ⇒電気信号 ⇒ 神経 ⇒ 脳(光の知覚) (光の量が少ないと明暗だけ) オプシン (タンパク質) ロドプシン(視物質)構造 形が大きく変わる
カロチン(カロテン) ● 大量の光 ⇒ すべてシス型だけ ⇒ 異性化が起こらない ⇒ 光を知覚できない ● 夜盲症: レチナ-ルが少ない ⇒ トランス型に変わる分子数が少ない ⇒ 少い光を知覚できない ● カロチン ⇒ ビタミンA (レチノ-ル) ⇒ レチナ-ル ● カロチン類(橙赤色): 卵黄の黄、トマトや紅鮭の赤、バターの黄 ● エビやカニをゆでる ⇒ タンパク質が外れる ⇒ カロチノイドの赤
色の知覚 ● 目が闇に慣れるとは? ⇒ ロドプシンの生成 ● 光量が多い ⇒ 網膜にある錐状体で色も知覚 ● 目が闇に慣れるとは? ⇒ ロドプシンの生成 ● 光量が多い ⇒ 網膜にある錐状体で色も知覚 ● 錐状体: レチナ-ル + タンパク質 ● タンパク質が3種類 ⇒ レチナ-ルが吸収する光も赤、青、緑と3種類 ● 光の3原色の組み合わせで全ての色を知覚 ● 牛、馬、犬などには錐状体がない ⇒ 色を知覚できない
油脂の加水分解(消化) 脂質: 水には殆ど溶けず、有機溶媒に溶ける生体物質 高級脂肪酸 グリセリン R1COOCH2 H2O(加水分解) 脂質: 水には殆ど溶けず、有機溶媒に溶ける生体物質 R1COOCH2 H2O(加水分解) R2COOCH R3COOCH2 リパーゼ(酵素) 油脂 R1COOH CH2OH R2COOH + CHOH R3COOH CH2OH 高級脂肪酸 グリセリン
脂肪酸の構造と性質 ● 炭化水素部分に 二重結合がない: 飽和脂肪酸 二重結合がある: 不飽和脂肪酸 ● 炭化水素部分に 二重結合がない: 飽和脂肪酸 二重結合がある: 不飽和脂肪酸 ● 二重結合の数が多い ⇒ 融点が低い。酸化されやすい。 ● 必須脂肪酸: 体内で合成できない脂肪酸
脂肪の融点 ● 脂質: 体重の約 18% ; 70%の場合も ● 液体: 脂肪油 固体: 脂肪 ● 脂質: 体重の約 18% ; 70%の場合も ● 液体: 脂肪油 固体: 脂肪 ● 構成脂肪酸の二重結合の数が多い ⇒ 低融点 ● 動物の脂肪: 体温付近では軟らかな固体 ● 恒温動物の体温は高い: 脂肪分は固体 ● 融点: 牛脂( 40-50℃ )> 豚脂 > 鶏の脂肪 冷えた牛肉 ⇒ 口中で牛脂が融けない ⇒ ザラザラした食感 ● 冷えたときのおいしさ: ポ-クステ-キ > ビ-フステ-キ
脂肪の機能 (1) エネルギーの貯蔵: 9 Kcal /g ⇒ 最も効率のよいエネルギ-貯蔵形態 ⇒ 約2ヶ月間、体脂肪だけで生きられる 過剰摂取のエネルギー ⇒ 脂肪として貯蔵 ラクダのコブの脂肪: エネルギ-と水 (2) 断熱作用による保温 熱遮断能力の比: 脂肪:皮膚:筋肉 = 3:2:1 皮下脂肪は毛皮と同じ機能 ⇒ 豚、クジラ、アザラシの耐寒性 (3) 機械的衝撃からの保護 ← 高い弾力性
肥満 ● BMI(肥満係数): 体重(kg)÷(身長(m))2; 22で、最も病気に罹りにくい ⇒ 標準体重 肥満: BMI >26.4 ● 日本人の6割がエネルギーの過剰摂取(特に脂肪) ● エネルギーの過剰摂取 ⇒ 白色脂肪細胞の増殖、肥大 ● 肥満の形態 ●若年性肥満(幼児期、思春期): 細胞増殖型 ⇒減量難 ●成人性肥満: 細胞肥大型 ● 肥満の順序: 腹部 ⇒ 臀部 ⇒ 頬 ● 肥りやすい体質: 基礎代謝量が少ない (日本では 1/3) 肥満者の割合(米、女性): 白人;33% 黒人;52% ← 黒人女性は白人女性より基礎代謝量が 百kcal/日 少ない
BMI と死亡率 小太りの方が長生き BMIの標準値 = 22 痩せても元気? 厚労省09
BMIが25以上の人の割合(40-49歳) 男性の肥満が増加 厚労省
BMIが25以上の成人 成人男性の3人に1人、成人女性の5人に1人が肥満 厚労省2009 13
肥満者(BMI≧25)の割合 肥満者は男性で増えている。 厚生労働省
日本人の摂取カロリーの内訳 増加 増加 減少 油脂類と畜産物の摂取が増加 農水省
肥満傾向児の割合 文科省 ● 肥満児の割合: 30年前の3倍(12%)。 ● 小、中学生の10人に1人が生活習慣病の脅威。 ● 原因: 食生活の乱れ、運動不足、ストレスによる過食など。
年齢別肥満傾向児(2010年) 小・中学生の糖尿病患者が増えている。 17
肥満傾向児の出現率 肥満傾向児の出現率は、2002年頃から減少傾向。 文科省 18
肥満傾向児の出現率(2010) 地方では「少し太っている方が健康?」 文科省 19
11歳児(小6)肥満児傾向の割合 文科省2011 地方の方が肥満傾向(車社会)。山口県は全国で最も低い(5.38%)。 2011年は2010年より全体として減少。 20
日本人の摂取カロリー量 運動量が減り、必要カロリー量も減少 厚労省 21
早食い+満腹が特に悪い 磯(阪大) 2,3回噛んで飲み込むのでは、本当の味を感じられない。 遅い夕食は脂肪になりやすい(BML1遺伝子)。夕食は8時までに。 22
食べる速さと肥満度 早食いすると、満腹感を感じ始める前に、食べてしまう。 早食いする人ほど、食物繊維の摂取量が少ない 佐々木、豊嶋 23
1食当りの食品数と学力 学力は子供の元気の一部 広瀬(1986)「学力をつける食事」(文春文庫) 24 24
健康日本21の目標値と現状 現状(%) 目標値(%) 適正体重の人の増加 20代女性のやせすぎ 21.4 <15 20-60歳代男性の肥満 29.0 40-60歳代女性の肥満 24.6 <20 高脂血症の減少 高脂血症者の割合 男性 12.1 <5.2 高脂血症者の割合 女性 17.8 <8.7 厚労省(2006/10)
硬化油 ● 油脂の脂肪酸成分の二重結合の数が少ないと (1) 融点が高い (2) 酸化や熱に強い ⇒ 水素添加により二重結合の数を減らす ⇒ 水素添加により二重結合の数を減らす ● 液体油(植物油、魚油) ⇒ 硬化油 ●マーガリン: 低温ではバターより軟らかい ⇒ 冷蔵庫から出してすぐ使える ● 油の酸化: 光によって促進 ⇒ アルミ包装 ●即席めん、ポテトチップス(油で揚げる): 暗所保存: 半年以上も安全 直射日光下: 10 日程度でも変質(食中毒の可能性)
レシチン R, R’ は長い炭化水素基 ● 液晶: 固体的な規則性 + 液体的な流動性 ● 液晶: 固体的な規則性 + 液体的な流動性 ● 生体膜(2分子膜)の液晶性: 一定の形 + 柔軟性 ● 液晶性が失われると⇒ 低温障害、低温やけど R, R’ は長い炭化水素基 疎水基部分 親水基部分
生体膜の流動モザイクモデル レシチン(リン脂質)
低温障害と低温やけど ● 低温障害: 低温で、生体膜の流動性(液晶性) 喪失 ⇒ 生体膜の機能損傷 ⇒ 細胞死 ● 低温障害: 低温で、生体膜の流動性(液晶性) 喪失 ⇒ 生体膜の機能損傷 ⇒ 細胞死 ● 動物では 凍傷: 低温のための細胞死 低温やけど: 高温( 60℃付近)で、膜の流動性 増 ⇒ 細胞質成分が漏れ出す ⇒ 細胞死 ● 植物では: 膜の液晶性低下 + 呼吸酵素の活性低下 ● 低温障害の例: バナナ: 冷蔵庫中で黒化 (細胞死 ) ● ピ-マン、オクラ、キュウリ、ナス、未完熟トマト: 7℃以上 で保存 サツマイモ、ショウガ、サトモ、切ってないカボチャ ⇒ 冷蔵庫に入れない (以上、原産地が熱帯か亜熱帯) ● 大根、人参、カブ等: 低温(0 ℃ 付近)で約半年保存できる
青果物の最適貯蔵温度と貯蔵期間 低温障害を起こしやすいもの( 原産地が熱帯か亜熱帯)
野菜の保存適温 冷蔵庫内保存: トマト、大根、キャベツ、レタス、ホウレン草など 庫外の涼所: 生姜、キュウリ、ナス、カボチャ、サトイモなど 流通システム研究センター 31
ステロイドの例 ● ステロイド: 一群の環状天然物; 生理活性が強いものが多い; コレステロ-ルが代表例 ● ステロイド: 一群の環状天然物; 生理活性が強いものが多い; コレステロ-ルが代表例 ● 悪玉コレステロ-ル: コレステロ-ル - タンパク質複合体 (タンパク質の比率低) ⇒ 血管内壁にコレステロ-ルを沈着 ⇒ 動脈硬化 ● 善玉コレステロ-ル: 上記の複合体(タンパク質の比率高) ⇒ 血管のコレステロ-ルを除去 ●ステロイドホルモン: 性ホルモン、副腎皮質ホルモン ●経口避妊薬(ピル): エストロゲンとプロゲステロン(女性ホルモン)が生殖系を妊娠中と誤認させる ⇒ 排卵停止 (男性ホルモン)
ドーピング ● ドーピング: 運動競技での禁止薬物使用 ● ドーピング剤: ● ドーピング: 運動競技での禁止薬物使用 ● ドーピング剤: ● 筋肉増強剤(タンパク質同化ホルモン、アナボリック・ステロイド): テストステロン(男性ホルモン)や類似物 ⇒ 副作用多 ● 興奮剤: アンフェタミン、エフェドリン ⇒ 疲労時にも疲れを感じない ⇒ 体力の限界を越えた運動 ● 利尿剤: 体細胞の水を尿へ ⇒ 体重別競技での急激な減量 ● 赤血球増加剤: エリスロポリエチン ⇒ 赤血球増 ⇒ 血液が酸素貯蔵量と酸素運搬量増 ⇒ 筋肉の活動量増 ● 血液ドーピング: 自分の血液を冷凍保存 ⇒ 赤血球量回復後に注入 ⇒ 赤血球量増
ビタミンD(脂質の一種) ● ビタミン: 必要だが生合成できないもの(少量) ● ビタミン: 必要だが生合成できないもの(少量) ● 必要だが生合成できない ← 突然変異で合成酵素の遺伝子(DNA)が失損 ● ビタミンD: 海産物等にだけ ; 紫外線で生合成 ● メラミン色素が紫外線を遮断(DNAの保護) 人類=「裸のサル」: 濃いメラミン色素を皮膚に沈着させて、アフリカの強い紫外線から体を護った ● ミトコンドリア・イブ説 (アフリカ起源の人類単一発生説) (黒人 ⇒ 白人)
ビタミンD の生合成 紫外線 ● 紫外線: 光老化、皮膚がん、シミ、ソバカスの原因になる。 ● チロシン(アミノ酸)⇒ メラニン色素 (色黒の原因。DNAを紫外線から護る) ● 美白剤: チロシナーゼ(メラニン合成酵素)阻害剤 紫外線 (シイタケ、酵母、牛乳)
人類の進化と生活域 人類は700万年前に類人猿の祖先から分化 現生人類(ホモ・サピエンス)は20万年前にアフリカに出現
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日本人の総カロリー摂取量と脂質の割合 脂質の割合; 増加傾向 総カロリー
40-49歳でBMIが25以上(肥満)の人の割合 男性の肥満が増加 厚労省