高分子の種類と役割

高分子は栄養の重要な構成要素で、脂質、タンパク質、炭水化物、核酸の4種類に分類されます。これらは食事から摂取され、消化管で分解され、エネルギーや細胞機能に必要な反応に利用されます。また、各分子は体内で異なる元素や老廃物として排泄されます。

生成（合成）

高分子は体内で脱水縮合反応により形成されます。脱水反応で結合ができ、単位モノマーがつながって長い鎖の高分子ができるのです。例えば、脂肪酸が結合して長い脂質分子ができ、エネルギー源として利用されたり、脂肪組織に蓄えられます。

炭水化物

炭水化物は一般に糖と呼ばれ、ピルビン酸の生成に使われ、ミトコンドリアのクエン酸回路へと供給されエネルギーになります。糖は単糖、二糖、多糖の3種類に分類されます。単糖は多糖を構成する基本単位で、二糖は2つの単糖が結合したものです。

タンパク質

タンパク質はアミノ酸が長くつながったポリペプチド鎖です。肉類に多く含まれ、三次元構造をとることで機能を発揮します。アミノ酸の側鎖（R基）の違いにより、水素結合、ジスルフィド結合、疎水性相互作用が生じ、特定の立体構造が形成されます。体内で分解されると窒素は尿素として腎臓から排泄されます。

脂質

脂質は長い脂肪酸鎖から構成され、食事中のワックス、脂肪、油脂です。飽和脂肪酸は炭素間に二重結合がなく、密に詰まります。一方、不飽和脂肪酸は二重結合を持ち、分子に「曲がり」ができ、血管に蓄積しやすく、動脈硬化の原因となります。

核酸

核酸はヌクレオチドがつながった長いポリマーです。ヌクレオチドはリン酸と糖骨格に窒素塩基が結合した構造で、塩基はグアニン、シトシン、アデニン、チミンの4種です。RNAではチミンの代わりにウラシルが使われます。塩基間の水素結合によりDNAは二重らせん構造をとります。