食事とスタミナ
炭水化物を中心とした食事（食餌）の方が、高蛋白食や、高脂肪食より、グリコーゲンが貯蔵され、スタミナがつく。白米食では、ビタミンB1が欠乏しやすい。
高蛋白食は、肝臓や腎臓に負担を与える。高蛋白食を摂取し、蛋白質が、アミノ酸に分解されると、血液が酸性に傾き、中和する為に、カルシウムが骨（や歯）から動員され、カルシウムが尿から排泄されて、骨粗鬆症などを来たすと言われる。
ミトコンドリアでエネルギー（ATP）を生成するには、御飯など炭水化物（糖質）を摂取する方が、効率が高い。蛋白や脂肪から、ATPを生成する場合、肝臓に負担がかかる。
同じカロリーの食事を摂取しても、腸で消化・吸収したり、肝臓で代謝するのに必要なエネルギー量（食事代謝量）は、炭水化物の方が、蛋白質より、少ない。
クエン酸や、リンゴ酸は、食酢、梅干、レモンなどに含まれていて、それぞれ、グリコーゲンの貯蔵を増加させたり、脂肪酸からのエネルギー（ATP）の生成を増加させて、スタミナを、増強する。
食酢に含まれるクエン酸が、健康に良いと宣伝されているが、クエン酸よりも、食酢に含まれているリンゴ酸や酢酸が、健康に良い効果を示すのではないかと、考えられる。
食酢に含まれるリンゴ酸は、TCA回路にオキサロ酢酸を供給し、TCA回路の働きを高め、脂肪酸のβ酸化を促進させ、ダイエットに有用と考えられる。
「クエン酸は、クエン酸回路（TCA回路）の働きを高めて、脂肪の分解を促進するので、ダイエットに有用だ」と言うようなことを言う人もいるが、クエン酸は、アセチル-CoAカルボキシラーゼを活性化し、脂肪酸合成を促進させるので、ダイエットには、逆効果の場合もあると考えられる。
１．クエン酸は、グリコーゲン貯蔵を増加させる
クエン酸（Citrate）は、筋肉の乳酸の蓄積を防ぎ、グリコーゲンの分解を抑制し、筋肉の疲労回復を、促進すると言われている。
これは、クエン酸が、ホスホフルクトキナーゼ（PFK）の活性を抑制し（注１）、解糖を抑制するので、乳酸が蓄積しなかったり、グリコーゲンが分解されないと考えられる。
クエン酸の「クエン」は、シトロンを意味する中国語で、「枸櫞」と書く。
スポーツの後に、炭水化物（糖質）と一緒に、クエン酸を摂取すると、肝臓や筋肉のグリコーゲン貯蔵が促進されると言われる（グリコーゲン・ローディング）。
クエン酸やATPが十分存在する時は、これ以上、TCA回路（クエン酸回路）を経てATPを生産する必要がない（注２）ので、生体は、PFKの活性を抑制し、グリコーゲンの分解を抑制すると考えられる。
クエン酸は、アセチル-CoAカルボキシラーゼ（acetyl-CoA carboxylase）を活性化し、脂肪酸合成を促進させるので、脂肪酸貯蔵も促進される（注３）。
食事で摂取したクエン酸が、TCA回路に入って、TCA回路の働きを高めるのではない。
クエン酸は、梅干やレモンなどに含まれ、酸味のもとになっている。梅干やレモンには、リンゴ酸も含まれていて、脂肪酸からのエネルギー（ATP）生成を、促進する：「梅はその日の難逃れ」。
クエン酸は、ビタミンB6の吸収を促進させる。
食酢には、クエン酸の他に、リンゴ酸、コハク酸、酢酸などが含まれている。
果実酢には、酢酸（4％）、リンゴ酸、クエン酸、ポリフェノール、ミネラルなどが、含まれている。
リンゴ酸は、細胞のミトコンドリア内で、TCA回路の代謝に必要な、オキサロ酢酸に変換され、脂肪酸の分解を促進し、エネルギー（ATP）の生成を、促進する。酢酸は、体内でクエン酸に変えられる（注４）。食酢には、高血圧を抑制する効果が知られている（注５）。食酢に含まれる、クエン酸や酢酸は、血小板凝集を抑制して、血栓を予防する効果があると言われている。また、赤血球の膜をしなやかにし、赤血球の変形能を改善し、血行を良くすると言われる。
クエン酸は、カルシウムの吸収を促進して、骨粗鬆症（こつそしょうしょう）を、予防すると言う。
クエン酸を多く含む食品を摂ると、形成される尿路結石の数が、少なくなる。
クエン酸は、尿をアルカリ化させ、尿中のカルシウムと結合し、尿路結石の形成を予防する。
クエン酸の摂取は、１日、３ｇ程度を目標とする：食品に含まれるクエン酸の量は、グレープフルーツジュース（コップ１杯）＝2.6g、オレンジジュース（コップ１杯）＝2.0g、ミカン（１個）＝1.0g、スポーツドリンク（500ml）＝0.2〜1.5g。
２．高炭水化物食と高脂肪食
スタミナをつける為に、筋肉グリコーゲンの貯蔵を増やすには、糖質を多く摂る、高炭水化物食が良い。高脂肪・高蛋白質食は、却って、筋肉グリコーゲンが減少してしまう。従って、脂質や蛋白質を多く摂る食生活は、筋肉のスタミナを低下させてしまうと思われる。
表１ 摂取する食事による筋肉グリコーゲン量の相違
| 食事 |
筋肉グリコーゲン量
（g/100g） |
自転車漕ぎ持続時間
（分） |
| 高脂肪・高蛋白食 |
０．６３ |
５６．９ |
| 混合食 |
１．７５ |
１１３．６ |
| 高炭水化物食 |
３．３１ |
１６６．５ |
ブドウ糖（グルコース）や砂糖（注６）を摂取すると、インスリンが分泌され、グリコーゲンの貯蔵が促進される。
グリコーゲン貯蔵が増えると、体内のK（カリウム）の保持量も増加すると言う。
ラットを用いて、疲労困憊になるまでランニングさせると、高炭水化物食群より、高脂肪食群の方が、長い時間、ランニング可能だった。これは、筋肉が、高炭水化物食群では、グリコーゲンをエネルギー源にしているのに対して、高脂肪食群では、脂肪酸をエネルギー源にしているためと考えられる。その為、高脂肪食群では、高炭水化物食群より、運動中に血液中に分泌される、アドレナリンやノルアドレナリンは、増加しており、健康上、好ましくないと思われる。
なお、骨格筋には、遅筋と、速筋とがあり、遅筋は、脂肪酸（脂肪）を消費し、速筋は、グルコース（炭水化物）を消費すると言われる。
また、食事回数が少ない方が、肝臓グリコーゲン貯蔵量は、大きくなる。
表２ 食事回数によるグリコーゲン量の相違
| 食事回数 |
グリコーゲン量 |
| mg/肝臓 |
g/100g肝臓 |
| 自由 |
５２６ |
３．６３ |
| ３回 |
６０１ |
４．５２ |
| ２回 |
６８７ |
５．６０ |
| １回 |
７６７ |
７．３７ |
食前（昼食前）に運動すると、摂取した炭水化物の体内貯蔵量は増加し、摂取した脂質や蛋白質の体内貯蔵量は、減少する。
有酸素運動の際には、糖質（グルコース）や脂質（遊離脂肪酸）が、エネルギー源（燃料）として用いられる。
通常の筋肉では、脂質（遊離脂肪酸）は、β-酸化系による脂肪酸分解により、分解されて、エネルギー源とならない。脂質（遊離脂肪酸）は、肝臓の肝細胞に於いて、最も強く、β-酸化系により分解される。
摂取した食事（食餌）を、腸で消化・吸収したり、肝臓で代謝するのに、エネルギーを要する（食事代謝）。
同じカロリーの食事（食餌）を摂取しても、腸で消化・吸収したり、肝臓で代謝するのに必要なエネルギー量（食事代謝量）は、炭水化物（そうめんなど）の方が、蛋白質（ステーキなど）より、少ない。
水分摂取量が少なかったり、発汗が増加したりして、脱水になると、筋肉（骨格筋）の水分量が低下する。そうすると、筋肉での代謝（生活活動代謝）が低下する。
３．酢酸
酢酸は、食酢（米酢、粕酢）の主成分。黒酢の主成分も、酢酸。食酢には、糖類やアミノ酸も含まれている。
酢酸（CH3COOH）は、細胞内で、アセチル-CoA合成酵素により、アセチル-CoAに変換される。アセチル-CoA合成酵素は、全ての細胞に存在するが、肝細胞のアセチル-CoA合成酵素は、Kmが約1mMと高いので、酢酸が低濃度の時には、肝臓では代謝されない（アセチル-CoAに変換されない）。さらに、アセチル-CoAは、オキサロ酢酸と結合し、TCA回路でクエン酸となり、代謝され、ATPが生成される。
酢酸は、クエン酸同様に、 6-ホスホフルクトキナーゼ（PFK-1）を阻害する（解糖を抑制し、乳酸の蓄積を抑制し、グリコーゲンの分解を抑制する）。
酢酸は、肝臓で、PFK-1の活性を促進させるフルクトース2,6-ビスリン酸の合成を抑制する。
酢酸は、血管を拡張して、血行を良くする。酢酸により、血管が拡張して、血行が良くなり、筋肉中の乳酸の分解（血液中への放出）が、早まると言う。酢を飲むと、体が柔らかくなるというのは、酢に含まれている酢酸により、筋肉中の乳酸が除去され、筋肉の緊張（凝り）が、ほぐれる為だと言う。
酢酸は、カルシウムを溶け易くする：炭酸カルシウムは溶け難いが、酢酸カルシウムは溶け易く、腸から吸収され易い。カルシウムは、（食）酢と一緒に摂取すると、酢酸カルシウムとなり、腸からの吸収が、良くなる。食酢に含まれる酢酸は、骨粗鬆症（こつそしょうしょう）を、予防する。
酢酸、クエン酸は、運動後に、グルコース（ブドウ糖）と一緒に飲用すると、血中の乳酸（疲労物質）の上昇を抑制し、疲労回復を早める（近年は、乳酸は筋肉の疲労物質でなく細胞外に蓄積したカリウムイオンK+が、筋肉疲労の鍵物質であると考えられるようになった）。ヒトでは、酢酸２g（盃約２杯分の食酢）、クエン酸約３０g（レモン５〜６個分）で、疲労回復効果が得られる。
肝臓では、飲酒後に、アルコールが代謝され、アセトアルデヒドを経て、酢酸が生成される。酢酸は、肝臓では、酸化され難く、血中に放出され、末梢組織のエネルギー源となる。
肝臓で生成された酢酸は、筋肉（骨格筋）や、心臓や腎臓で、アセチル-CoAとなり、代謝（TCA回路で燃焼）されエネルギー源とる。また、酢酸は、血中濃度が数mmol/l以上になると、肝臓に再取り込みされ、脂肪酸合成などに、利用される。
酢酸のエネルギー換算係数は、3.5kcal/gとされる。
酢酸は、それ自体には、毒性はないが、酸性化合物なので、血中濃度が増加すると、ケトン体と同様、血液を酸性化させる（アシドーシス）。
酢酸は、消化管内の腸内細菌の発酵作用によっても生成され、体内に吸収され、血中に少量存在する。
肝臓は、ケトン体と同様に、酢酸を生成し、血液中に放出する。
絶食時などのように、β-酸化が亢進（筋肉ではATP生成が、行われ、肝臓では、糖新生が行われる）し、ケトン体が生成されるような状況では、ミトコンドリア内では、β-酸化により、遊離CoAが、アシル-CoAやアセチル-CoAになる。遊離CoAが不足すると、β-酸化の速度が低下してしまう（肝臓では、糖新生が遅滞してしまう）ので、アセチル-CoAヒドロラーゼ（ACH）により、アセチル-CoAが、遊離CoAと酢酸とに、加水分解される。
このように、肝臓で、ケトン体が大量に生成されるような状況では、同時に、酢酸も生成される。
酢酸は、脂肪酸のβ-酸化以外に、アルコール代謝でも、生成される。
肝臓で生成された酢酸は、肝臓から、血液中を、末梢組織（骨格筋、心筋、腎臓）に輸送され、アセチル-CoA合成酵素により、アセチル-CoAに合成され、代謝燃料として、用いられる。
酢酸は、ケトン体同様に、末梢組織で、アセチル-CoAとなり、TCA回路で代謝され、TCA回路で代謝され、二酸化炭素と水に分解される。
酢酸自体には、アセトアルデヒドのような毒性はないが、ケトン体と同様に、血液を酸性化させる（アシドーシスにさせる）。
４．大豆蛋白質
ネズミに、牛肉の蛋白質と、大豆の蛋白質を摂取させた実験結果では、牛肉の蛋白質を摂取したネズミは、プールで泳がせると、瞬発力は優れていたが、持久力はなかった（15分間しか泳げなかった）。
他方、大豆の蛋白質を摂取したネズミは、45分間、泳ぎ続けることが可能だったと言う。
注１：6-ホスホフルクトキナーゼ（phosphofructokinase：PFK）は、解糖の律速酵素で、フルクトース 6-リン酸を、不可逆的に、フルクトース 1,6-ビスリン酸（フルクトース 1,6-ニリン酸）に変える。
PFKは、アロステリック酵素で、PFKの活性を阻害する物質には、クエン酸以外に、ATP、H+、ホスホエノールピルビン酸、長鎖脂肪酸などがある
PFKの活性を賦活する物質には、AMP、ADP、フルクトース6-リン酸、フルクトース2,6-ビスリン酸（最も強力）、フルクトース1,6-ビスリン酸、グルコース1,6ビスリン酸などがある。
PFKは、インスリンにより、グルコキナーゼ、ピルビン酸キナーゼ、ピルビン酸デヒドロキナーゼ同様に、活性化される。
金属酵素であるPFKは、Mg2+がないと、作用しない。
PFKは、6-phosphofructokinase、6-phosphofructose 1-kinase、phosphofructokinase
I （PFK-1）などとも呼ばれる（EC 2.7.1.11）。
ATP + D-fructose 6-phosphate = ADP + D-fructose
1,6-bisphosphate
注２：クエン酸は、ミトコンドリア内のTCA回路で、アセチル-CoAとオキサロ酢酸から、citrate synthaseにより生成される。クエン酸は、生体が、エネルギー（ATP）の産生を必要とする場合は、ミトコンドリア内で、TCA回路の代謝に使われ、エネルギー（ATP）の産生を必要としない場合は、ミトコンドリア外に輸送され、脂肪酸の生合成に使われる。クエン酸が、TCA回路で使われるのか、脂肪酸の生合成に使われるのかは、イソクエン酸デヒドロゲナーゼの活性により、調節される。
注３：アセチル-CoAカルボキシラーゼ（acetyl-CoA carboxylase）は、脂肪酸合成の律速段階の１つである、アセチル-CoAからマロニル-CoAを合成する反応を触媒する酵素。
アセチル-CoAカルボキシラーゼは、クエン酸で活性化され、アシル-CoAで抑制される。
なお、クエン酸は、細胞内のミトコンドリア内（マトリックス）で、アゼチル-CoAとオキサロ酢酸から、citrate synthaseにより生成される。十分に栄養が摂取されている時には、クエン酸が多く生成され、脂肪酸の合成が促進される。
クエン酸が蓄積すると、ミトコンドリア内から、ミトコンドリア内膜のトリカルボン酸輸送系（tricarboxylate carrier：クエン酸輸送系）を経て、細胞質ゾルに移行する。
細胞質ゾルで、クエン酸は、ATP-クエン酸リアーゼ（ATP citarate lyase）により、アセチル-CoAとオキサロ酢酸に分解される。ATP
citarate lyaseは、細胞質ゾルに存在し、脂肪酸を合成する肝臓で、活性が高い。
クエン酸が分解されて生成されるアセチル-CoAは、細胞質ゾルで、マロニル-CoA経路により、脂肪酸に合成される。
クエン酸が分解されて生成されるオキサロ酢酸は、細胞質ゾルで、リンゴ酸に変換される。リンゴ酸（malate）は、リンゴ酸酵素（malic enzyme）により、ピルビン酸（pyruvate）に変換され、その際に、NADPHが生成される。
malate + NADP+ ⇔ pyruvate + CO2 + NADPH
このNADPHは、マロニル-CoAからアシル-CoA（脂肪酸）を合成するのに使用される：クエン酸は、脂肪酸合成に必要なNADPHの約40%を供給する（残りの60%は、ホスホグルコン酸回路から供給される）。なお、リンゴ酸から変換されたピルビン酸は、ミトコンドリア内膜を通過して、ミトコンドリア内（マトリックス）に移行し、ピルビン酸カルボキシラーゼにより、オキサロ酢酸に変換される。
なお、黒酢などの食酢に含まれるリンゴ酸は、ミトコンドリア内に輸送されると、オキサロ酢酸に変換され、TCA回路の代謝を促進させ、脂肪酸の分解を促進すると考えられる。黒酢には、アミノ酸も含まれている。
それから、クエン酸を飲むと、クエン酸回路の回転が良くなって、肥満が解消されるので、クエン酸は、ダイエットに良いように、宣伝している人も見かけるが、クエン酸は、イソクエン酸デヒドロゲナーゼ（イソクエン酸脱水素酵素）の活性が抑制された状況で、蓄積すると、むしろ、脂肪酸合成に利用され、肥満を悪化させるとも、考えられる。肥満の解消や、ダイエットには、リンゴ酸を含む食材（食酢など）を摂取して、ミトコンドリア内に、オキサロ酢酸を増加させ、TCA回路の回転を、順調にする方が、良いと考えられる。
注４：クエン酸：CH2COOH-C(OH)COOH-CH2COOH）
酢酸：CH3COOH
注５：臨床実験の結果によると、１日大匙１杯（15ml：5倍に薄めて飲用）の酢を飲むと、飲み始めて２週間後ぐらいから、血圧が下がり始める、酢を飲むのを止めると、再び血圧が上がる。
（食）酢に含まれる酢酸（TCA回路で代謝されエネルギー源になる）は、ATPを分解し、生じるアデノシンが、血管を拡張し、血圧を低下させると言う説がある。
リンゴ酢（15〜30ml）を飲むと、最高血圧も最低血圧も、低下する。
食酢に、高血圧を抑制する（予防する）効果があるのは、食酢に含まれる酢酸により、血液がアルカリ性になり、利尿が起こるためと言う説もある。
なお、（食）酢は、食物の胃内への停滞時間を長くし、グルコースの吸収を抑制し、血糖の上昇を抑制し、糖尿病を予防する効果も、期待出来ると言う。
また、（食）酢を、１日15ml内服すると、食酢に含まれる酢酸の作用により、血中のコレステロール値が低下する。
食酢に含まれる酢酸は、食品の細胞の酸性プロテアーゼを活性化させ、（細胞骨格の蛋白をアミノ酸に分解し、）食品（肉など）を柔らかくし、旨味（うまみ）を増加させる。食酢を飲んで、体が柔らかくなることは、ない。
注６：砂糖の成分は、ショ糖（蔗糖：スクロース：sucrose）。ショ糖は、ブドウ糖（グルコース：glucose）と、果糖（フルクトース：fructose）からなる、ニ糖類で、水に溶けやすい。白砂糖で、ブドウ糖（グルコース）を摂り過ぎると、ピルビン酸をアセチル-CoAに変換して脂肪酸を生成する為、血液中のビタミンB1が低下するが、黒砂糖には、ビタミンB1が含まれている。
ショ糖（スクロース）、ブドウ糖（グルコース）、果糖（フルクトース）、グリコーゲン（glycogen）の関係を下図に示す。
なお、ブドウ糖（グルコース）が、α-1,4結合で直鎖を形成すると、デンプンの成分であるアミロースが、α-1,6結合で分枝鎖を形成すると、デンプンの成分であるアミロペクチンが、合成される。
植物では、葉緑体で、昼間、光合成で、カルビン・ベンソン回路で、二酸化炭素を固定し、DHAP（ジヒドロキシアセトンリン酸）、フルクトース-6-リン酸を経て、ADP-グルコースが合成され、化学的に安定な、不溶性のデンプン（同化デンプ）として、貯蔵される（無機リン酸が必要）。葉緑体で合成されるDHAPが、葉緑体包膜を経て、細胞質に輸送され、細胞質で、ショ糖が、合成される。ショ糖は、篩菅を経て、植物の他の器官（種子、塊魂、塊茎、果実）に輸送（転流）され、デンプン（貯蔵デンプン）として、貯蔵される。ショ糖（スクロース）は、ジャガイモの根で、短日条件では、ジベレリン（植物を、縦軸方向に、成長させる）の生成を抑制し、ジャスモン酸メチル（ツベロン酸メチル：ジャスミンの花の匂い物質）の生成を促進させ、球状のイモ（塊茎）を形成させる。
動物では、ブドウ糖（グルコース）は、グリコーゲンとして、肝臓や筋肉に、貯蔵される。
砂糖（白糖、白砂糖）を摂り過ぎると、（血液が、酸性になり、）白血球（好中球や単球やリンパ球）の機能が低下するとされる：砂糖（白糖）を、食べ過ぎると、結核などの感染症に罹り易くなる。黒砂糖は、アルカリ食品（尿アルカリ化食品）とされる。
アルカリ食品（尿アルカリ化食品）とは、カルシウム、カリウム、マグネシウムを多く含む食品。大豆、海藻、野菜（ほうれん草、里芋、人参、ジャガイモ）、果物（バナナ、ミカン、干しぶどう）、きのこ、海草類（ワカメ、昆布）、卵白、など。
反対に、硫黄、塩素、リンを多く含む食品は、酸性食品。肉類、魚、卵黄、穀類（玄米、白米、ソバ）、野菜（アスパラガス、クワイ）、豆類（落花生、ソラマメ、えんどう豆）、酒類（清酒、ビール、酒粕）など。ただし、肉類など蛋白質を多く含む食品は、代謝で生じるアンモニアが、尿中に排泄されると、水素イオンを中和するので、尿をアルカリ化する。
アルカリ食品、酸性食品という区別は、現代の西洋医学では、ほとんど、重視されない。その理由は、健康人では、何を食べても、血液のｐHは、変動しないからである。しかし、血液のｐHを維持するために、特に、腎臓には、負担がかかるので、病人には、食養として、食べた食餌により、腎臓から排泄する酸が増加しないように、配慮することは、重視されるべきと思われる。
ただ、上記に述べた、アルカリ食品、酸性食品の区別は、その食品を燃やして、その灰を、水に溶かした際のｐHで決めている。しかし、燃やす際に、体内を酸性化させる二酸化炭素や、アルカリ化させるアンモニア（アミノ酸のアミノ基から生成される）は、空気中に、焼失してしまう。
肉類、魚などは、酸性食品に分類されるが、含まれる蛋白質からは、体内で、アンモニアが生成され、尿をアルカリ化する。実際、卵白は、アルカリ食品として、分類されている。
今後は、食品として食べた際に、本当に、腎臓から排泄する酸を増加するか、しないか、検討が必要だと思われる。
参考文献
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