炭水化物、タンパク質、脂肪

炭水化物は分子の大きさによって、単純炭水化物と複合炭水化物に分けられます。

• 単純炭水化物：単純炭水化物は、果糖（フルクトース）やショ糖（スクロース）をはじめとする様々な糖類です。小さな分子なので体内ですぐに分解、吸収されます。そのため最も速くエネルギー源として働き、血糖値を速やかに上昇させます。果物、乳製品、ハチミツ、メープルシロップには多量の単純炭水化物が含まれており、ほとんどのキャンディーやケーキなどの甘味のもととなります。

• 複合炭水化物：複合炭水化物は、単純炭水化物が集まって長くつながったものです。単純炭水化物よりも分子が大きいため、分解されて単純炭水化物になってからでなければ吸収されません。そのため体へのエネルギー供給は単純炭水化物よりも遅い傾向がありますが、それでもタンパク質や脂肪よりは速やかです。単純炭水化物よりも消化に時間がかかるため、脂肪に変換されにくい傾向があります。さらに、単純炭水化物より血糖値の上昇が遅く、上昇幅も小さいですが、より長い時間上昇します。複合炭水化物には、小麦製品（パン、めん類など）、小麦以外の穀類（ライ麦、トウモロコシなど）、豆類、根菜類（ジャガイモ、サツマイモなど）に含まれるデンプンや食物繊維などがあります。

炭水化物には次の2種類があります。

• 精製された炭水化物

• 精製されていない炭水化物

精製とは、食品が高度に加工されることを意味します。精製の過程で繊維やふすまとともに多くのビタミンやミネラルが除去されています。そうすることで、体は精製された炭水化物を速やかに分解し、また精製した炭水化物に含まれるカロリーは精製前とほぼ同じですが、栄養分は少なくなります。精製食品はしばしば栄養を強化されており、すなわち、栄養価を高めるためにビタミンやミネラルが再添加されています。単純炭水化物または精製炭水化物を多く含む食生活は、肥満と糖尿病のリスクを高める傾向があります。

必要以上の炭水化物を摂取すると、体はその炭水化物の一部をグリコーゲンとして細胞内に蓄え、残りを脂肪に変換します。グリコーゲンは複合炭水化物で、体内で簡単かつ素早くエネルギーに変換できます。グリコーゲンは肝臓と筋肉に蓄えられます。筋肉は激しい運動をしているときにエネルギー源としてグリコーゲンを使います。グリコーゲンとして蓄えられた炭水化物で、ほぼ1日分のカロリーを供給できます。そのほかにも、エネルギー供給には利用できない複合炭水化物として、炭水化物を蓄える組織もいくつかあります。

大半の専門家が、1日の総カロリーの約50～55％を主に果物、野菜、豆類および精製されていない穀物からの炭水化物で摂取することを推奨しています。添加糖類からの摂取は、1日の総カロリーの10％以下にするべきです。添加糖類とは、シロップやその他の甘味料で、他の食品中に使用したものを指します。添加糖類は食品表示の原材料の1つとして表記されます。ブラウンシュガー（brown sugar）、コーン由来の甘味料、コーンシロップ、デキストロース、果糖（フルクトース）、ブドウ糖（グルコース）、高果糖コーンシロップ、ハチミツ、転化糖、乳糖（ラクトース）、麦芽シロップ、麦芽糖（マルトース）、糖蜜、ローシュガー（raw sugar）、ショ糖（スクロース）、トレハロース、タービナードシュガー（turbinado sugar）などがこれに含まれます。果物や牛乳などに含まれる自然由来の糖類は、添加糖類ではありません。

タンパク質は、複雑な形状につながったアミノ酸という単位で構成されています。タンパク質は複雑な分子なので、体内での分解に時間がかかります。そのため、炭水化物に比べてはるかに利用に時間がかかり長持ちするエネルギー源となります。

アミノ酸は20種類あります。その一部は体内の成分から合成されますが、必須アミノ酸と呼ばれる9種類のアミノ酸は体内でつくることができないため、食物から摂取する必要があります。必須アミノ酸のうち、イソロイシン、ロイシン、リジン、メチオニン、フェニルアラニン、トレオニン、トリプトファン、バリンの8種類は、誰もが必要とするアミノ酸です。乳児には9番目の必須アミノ酸であるヒスチジンも必要です。

タンパク質のうち、体が必須アミノ酸を取り出すために使うことができる割合は、タンパク質毎に異なります。卵のタンパク質は100％、牛乳や肉に含まれるタンパク質も高い割合で使うことができます。ほとんどの野菜とシリアルに含まれるタンパク質は、半分を少し下回る割合で使うことができます。

体には、組織を維持し入れ換えたり、体が機能し成長したりするためにタンパク質が必要です。タンパク質がエネルギー源として使われることは通常はありません。しかし、他の栄養素や体内に蓄えられている脂肪から十分なカロリーが得られない場合には、タンパク質がケトン体に分解されてエネルギー源として使われます。必要以上のタンパク質を摂取すると、体はタンパク質を分解し、その成分を脂肪として蓄えます。

体内には多量のタンパク質があります。タンパク質は体を構成する主な要素で、ほとんどの細胞の主成分です。例えば、筋肉、結合組織、皮膚はいずれもタンパク質でできています。

成人は1日に約60グラムのタンパク質を摂取する必要があります（体重1キログラム当たり0.8グラム、または総カロリーの10～15％）。筋肉を増やしたい成人の場合は、それよりやや多い量が必要です。小児の場合も、成長中であることから、これより多い量のタンパク質が必要です。減量のためにカロリー制限を行っている人は、減量中の筋肉量の減少を予防するために、一般的により多くのタンパク質を摂取する必要があります。高齢者では、体重1kgあたり最高で1.2gという、より多くのタンパク質が必要になることがあります。しかしながらこの量は過剰であり、腎機能不全や腎不全などの特定の状態では有害となる可能性があります。研究では、タンパク質は炭水化物および脂肪よりも満足感が強い（満腹感をより持続させるのに役立つ）ことも示されています。

脂肪は脂肪酸とグリセロールで構成される複雑な分子です。成長とエネルギー供給のために、体には脂肪が必要です。体は脂肪を使って、ホルモンや体の活動に必要な多くの他の物質（プロスタグランジンなど）の合成も行います。

脂肪はエネルギー源としては最も遅いものですが、最もエネルギー効率のよい形態の食物です。脂肪は1グラムで約9キロカロリーのエネルギーを供給し、これはタンパク質や炭水化物の2倍以上です。脂肪は非常に効率的なエネルギーの形態なので、体は余分なエネルギーを脂肪として蓄えます。体は余分な脂肪を腹部（内臓脂肪）や皮膚の下（皮下脂肪）に蓄え、エネルギーが必要なときに使います。余分な脂肪は血管や臓器にも蓄えられることがあり、その場合血流を遮断し臓器に損傷を与え、しばしば重篤な病気を引き起こします。