出典：第二種衛生管理者2023年（令和5年度）10月公表問題｜労働生理第26問
問題
代謝に関する次の記述のうち、正しいものはどれか。
(1) 代謝において、細胞に取り入れられた体脂肪、グリコーゲンなどが分解されてエネルギーを発生し、ATPが合成されることを同化という。
(2) 代謝において、体内に摂取された栄養素が、種々の化学反応によって、細胞を構成する蛋白質などの生体に必要な物質に合成されることを異化という。
(3) 基礎代謝量は、安静時における心臓の拍動、呼吸、体温保持などに必要な代謝量で、睡眠中の測定値で表される。
(4) エネルギー代謝率は、一定時間中に体内で消費された酸素と排出された二酸化炭素の容積比である。
(5) エネルギー代謝率は、動的筋作業の強度を表すことができるが、精神的作業や静的筋作業には適用できない。
第二種衛生管理者｜代謝の基礎知識｜基礎代謝量・ATP・エネルギー代謝率を解説
代謝では、物質を分解してエネルギーを取り出す異化と、栄養素から身体に必要な物質を作る同化の区別が重要です。答えは(5)です。エネルギー代謝率は、作業によって基礎代謝の何倍のエネルギーを消費するかを示す指標で、主に動的筋作業の強度評価に用いられますが、精神的作業や静的筋作業の評価には適していません。
(1) 代謝において、細胞に取り入れられた体脂肪、グリコーゲンなどが分解されてエネルギーを発生し、ATPが合成されることを同化という。
不適切です。体脂肪やグリコーゲンなどを分解してエネルギーを取り出し、ATPを合成する反応は、同化ではなく異化です。異化は、大きな物質を小さな物質に分解し、その過程でエネルギーを得る反応です。ATPは、細胞が筋収縮、体温保持、物質輸送などに利用するエネルギーの受け渡し役です。この選択肢は、分解反応の内容はおおむね正しいものの、それを同化としている点が誤りです。
(2) 代謝において、体内に摂取された栄養素が、種々の化学反応によって、細胞を構成する蛋白質などの生体に必要な物質に合成されることを異化という。
不適切です。栄養素を材料として、蛋白質など身体に必要な物質を合成する反応は、異化ではなく同化です。同化は、小さな材料から身体を構成する物質を作り上げる反応で、成長、修復、細胞の維持に関係します。異化は分解、同化は合成と整理すると判断しやすくなります。この選択肢は、同化の説明を異化としているため誤りです。
(3) 基礎代謝量は、安静時における心臓の拍動、呼吸、体温保持などに必要な代謝量で、睡眠中の測定値で表される。
不適切です。基礎代謝量は、生命維持に必要な最小限のエネルギー消費量をいいます。心臓の拍動、呼吸、体温保持などに必要な代謝量という説明は正しいですが、睡眠中の測定値で表されるわけではありません。一般に基礎代謝量は、早朝、空腹時、覚醒状態、安静横臥など、身体活動や食事の影響をできるだけ除いた条件で測定されます。睡眠中の代謝量は基礎代謝量より低くなることがあるため、この部分が誤りです。
(4) エネルギー代謝率は、一定時間中に体内で消費された酸素と排出された二酸化炭素の容積比である。
不適切です。この説明は、エネルギー代謝率ではなく呼吸商に関する内容です。呼吸商は、排出された二酸化炭素量を消費された酸素量で割った値で、栄養素の燃焼状態を知る指標です。エネルギー代謝率は、作業時の代謝量から基礎代謝量を差し引いた値を、基礎代謝量で割って求める指標です。つまり、作業によって基礎代謝の何倍のエネルギーを余分に使っているかを表します。用語が似ているため混同しやすい部分です。
(5) エネルギー代謝率は、動的筋作業の強度を表すことができるが、精神的作業や静的筋作業には適用できない。
適切です。エネルギー代謝率は、作業に伴うエネルギー消費量を基礎代謝量との関係で表す指標で、歩行、運搬、清掃作業など、身体を動かし続ける動的筋作業の強度評価に向いています。一方で、精神的作業は脳を使う作業であっても全身の酸素消費量としては大きく変化しにくく、静的筋作業は筋肉を緊張させ続ける負担が大きいわりに、エネルギー消費量だけでは負担を正確に評価しにくい特徴があります。そのため、エネルギー代謝率は精神的作業や静的筋作業には適用できないとされています。
この問題で覚えるポイント
代謝は、異化と同化に分けて覚えることが重要です。異化は体脂肪、グリコーゲン、蛋白質などを分解してエネルギーを取り出し、ATPを合成する反応です。同化は、摂取した栄養素を材料として、蛋白質など身体に必要な物質を合成する反応です。ATPは細胞内で使われるエネルギーの受け渡し役であり、筋肉の収縮や体温保持などに利用されます。基礎代謝量は、心臓の拍動、呼吸、体温保持など、生命維持に必要な最小限のエネルギー消費量で、睡眠中ではなく、覚醒した安静状態で測定されるものです。エネルギー代謝率は、作業時の代謝量から基礎代謝量を差し引き、それを基礎代謝量で割った指標で、動的筋作業の強度評価に使われます。呼吸商は、排出された二酸化炭素量と消費された酸素量の比であり、エネルギー代謝率とは別の概念です。試験では、異化と同化、基礎代謝量と睡眠時代謝量、エネルギー代謝率と呼吸商の違いを区別できることが正誤判断に直結します。
ひっかけポイント
このテーマでは、用語の入れ替えによるひっかけがよく出ます。分解してエネルギーを得る反応を同化、身体に必要な物質を合成する反応を異化として逆に示す文章は典型的な誤りです。また、基礎代謝量については、生命維持に必要な代謝量という前半が正しくても、睡眠中の測定値と書かれると誤りになります。一部だけ正しい文章に引っ張られないことが大切です。エネルギー代謝率では、酸素と二酸化炭素の容積比という説明が出ると呼吸商との混同を狙っています。さらに、エネルギー消費量が作業負担を表すという日常感覚から、精神的作業や静的筋作業にも使えそうに見えますが、実際には適用できません。動的筋作業はエネルギー消費量で評価しやすい一方、精神的作業や静的筋作業はエネルギー消費量だけでは負担を正確に表しにくい、という違いを押さえると同じパターンの問題にも対応しやすくなります。
