英・オックスフォード大学生理学研究室のグループが、
低糖質にすることなく血中ケトン体を上昇させる
ケトン体サプリメントを開発し、
その効果を運動選手の持久力で検証した論文が
メディカルトリビューンで紹介されていたので
ケトン体サプリメント
福田先生の
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今回の実験のものではないけれど、
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「ケトン体(βヒドロキシ酪酸、アセト酢酸、アセトン)は、
糖質摂取が不足した時にエネルギー源として利用される
脂肪酸由来の物質である。
飢餓の時には、ミトコンドリアが存在せずブドウ糖しか
エネルギーにできない赤血球を除き、脳を含めた全身の
細胞がケトン体を利用するようになる。
極端な(1日50g以下に糖質摂取を制限する)低糖質高脂肪食は、
ケトン産生食として、難治性てんかん(Epilepsia 2009;50:304-317)や
パーキンソン病(Neurology 2005;64:728-730)の治療に
用いられており、また最近では、SGLT2阻害薬によるケトン産生亢進が
臓器保護効果を持つのではないかという仮説が示されるなど
(Diabetes Care 2016;39:1108-1114)、
ケトン体の良い側面に注目が集まっている。
しかしその一方で、ケトン産生食により脂質異常症が惹起され
(JAMA 2003;290:912-920)、血管内皮細胞を痛めるのではないか
(Eur J Clin Invest 2009;39:339-347)との危惧が存在する。
そのような中、英・オックスフォード大学生理学研究室のグループが、
低糖質にすることなく血中ケトン体を上昇させる
ケトン体サプリメントを開発し、その効果を運動選手の持久力で
検証した論文を昨年発表していた(Cell Metab 2016;24:256-268)。」
「研究のポイント1:ケトン体サプリメントはエネルギー源となり、体内の代謝を変える
オックスフォード大学が作製したケトン体サプリメントとは、
ヒドロキシブチル-ヒドロキシブチレート(βヒドロキシ酪酸を
重合させたもの)のことであり、消化管内でβヒドロキシ酪酸となって吸収される。
6人の運動選手にこのケトン体サプリメントを摂取させ、
45分間の自転車こぎを
①高強度(最大酸素摂取量の75%)で行う
②中等度(最大酸素摂取量の40%)で行う
③行わない―の3段階設定の試験を、6人全員が1週間の
間隔をあけてクロスオーバーで実施した。
その結果、運動が高強度になるほどβヒドロキシ酪酸が
(よく利用されて)低濃度となり、エネルギー基質となることが確認された(図1)。
図1. ケトン体サプリメント摂取後の血中βヒドロキシ酪酸濃度の推移
また、運動強度が高くなるとエネルギー基質は脂質利用から
糖質利用に傾くことが一般的であるが、このケトン体サプリメントを
摂取すると、運動強度にかかわらずエネルギー基質として
ケトン体が利用される割合は変わらなかった(中等度18%、高強度16%)。
研究のポイント2:ケトン体サプリメントは筋肉内エネルギー基質を脂質に傾かせる
次に、このケトン体サプリメントを40%、ブドウ糖を60%含有する
ケトン体ドリンクを新たに作製し、同等エネルギーのブドウ糖40%、
果糖40%、マルトデキストリン20%の糖質ドリンクを対照にして、
7人の運動選手に飲用させた上で、クロスオーバーで高強度
サイクリングを2時間実施させた。
その結果、ケトン体サプリメント含有ドリンクの方が、
運動前後で筋肉内中性脂肪が減少し(図2)、
筋肉内グリコーゲン含有量は高く保たれていた(図3)。
図2. 運動前後での筋肉内中性脂肪の変化率
図3. 運動後の筋肉内グリコーゲン含有量(Darkがグリコーゲン量が抱負な筋線維)
研究のポイント3:ケトン体サプリメントは持久力を向上させる
さらに研究者らは、このケトン体ドリンクが持久力を
向上させるかどうかを検証すべく、ドリンク摂取後の
8人の運動選手に高強度の自転車こぎを60分間行わさせた後、
30分間最大限に自転車こぎをして、その30分間での走行距離を
測定した。また、クロスオーバーで前述の糖質ドリンクでも
同じ自転車こぎを行わさせ、30分間での走行距離を測定した。
その結果、8人のうち7人でケトン体ドリンク摂取後の方が
走行距離が長く、30分間という同一時間内に走行できる距離が
平均では400mほど延びていた(図4)。
図4. 30分間での最大限の自転車走行距離
図1~4ともCell Metab 2016;24:256-268)
「今回の研究を実施したオックスフォード大学生理学研究室では
同じケトン体サプリメントを30%含有した餌を
Wisterラットに与えたところ、運動持久力および迷路テストに
よって示される認知機能が向上したことを報告している
ケトン産生食は長く危険視されてきた(JAMA 1973;224:1415-1419)。
しかし、もしケトン体そのものは安全であるとするならば、
食事制限をする必要がないケトン体サプリメントは、
身体・精神の両面で多くの疾病の治療・予防に
利用できる可能性がある(Cell Metab 2017;25: 262-284)。
最初に述べたケトン産生食による血管内皮細胞の機能低下は、
カロリー・脂質制限も含めて極端な制限食に共通に伴う
感情的な負担感のためなのかもしれない(Nutrition 2013;29: 1271-1274)。」