グルコースの役割と機能

炭水化物は遺伝子の構成要素やタンパク質合成に関わるものもありますが、最も重要な役割は体にエネルギーを供給することです。そのエネルギー源となるのがグルコース（ブドウ糖）です。

定義

炭水化物は単糖（モノ糖）、二糖（ジ糖）、多糖（ポリ糖）に分類されます。単糖が最小単位で、二糖は2つの単糖が結合し、多糖は3つ以上の単糖から構成されます。グルコースは体内でエネルギーに変換される代表的な単糖です。

代謝過程（細胞呼吸）

グルコースはエネルギー源として細胞に取り込まれますが、細胞が利用できる形はATP（アデノシン三リン酸）です。細胞呼吸は「解糖」「クエン酸回路」「電子伝達系」の3段階からなり、グルコースが順次変化しながらATPを産生します。

主な機能

すべての細胞はATPによって構造を作り、ホルモンや各種生体分子を合成し、生命活動を維持します。特に脳はグルコースの供給に極めて敏感で、安定したブドウ糖がなければ機能が低下します。さらに、グルコースは脂質やタンパク質の合成前駆体であり、GABA、グルタミン酸、アセチルコリンといった神経伝達物質の前駆体でもあります。

供給と貯蔵

体内のグルコース供給が過剰になると、肝臓にグリコーゲンとして、または脂肪として貯蔵されます。血中に流れるグルコースは約15分間のエネルギーを供給でき、血糖が低下すると肝臓のグリコーゲンが速やかに分解されてエネルギーになります。グリコーゲンが枯渇すると、脂肪がグルコースに変換されますが、時間と効率は劣ります。

血糖コントロール

膵臓は血糖濃度に応じてインスリンとグルカゴンという二つのホルモンを分泌します。血糖が高いとインスリンが分泌され、グルコースを血液から細胞へ取り込み、貯蔵や利用を促進します。血糖が低いとグルカゴンが分泌され、肝臓のグリコーゲン分解を促し、血糖を上昇させます。