脂肪燃焼は血液中の脂だけを使う？筋肉に蓄えた脂との分担を研究で読み解く

脂肪燃焼で使う脂は血液中だけから来るのか。筋肉に蓄えた脂との分担を、トレーサーと呼気、筋組織を調べた研究から読む。血液中の脂肪酸が増えても燃焼量が増えるとは限らない理由、運動時間やトレーニングによる違いを整理し、筋トレの部位と体脂肪の減少を直結させない見方を示す。

自転車のペダルをこいでいるとき、脚が使う脂はどこから来るのだろう。血液が運んできた脂だけなのか。それとも動いている筋肉の中にも、使える脂が置いてあるのか。

答えは、筋肉に蓄えられた脂も運動の燃料になる、である。運動中に使われる脂には、血液中を流れる脂肪酸、血液中のリポたんぱくに含まれる中性脂肪、筋肉内の中性脂肪がある。脂肪燃焼を「血液から届いた脂を使うこと」だけで説明すると、燃料の供給元を取り落とす。[18]

ただし「筋肉の脂を使う」から「その近くの見た目が変わる」へは飛べない。中心となるのは、自転車運動中の燃料の分担を調べた研究である。[1][2][4] とくに持久系の訓練を受けた男性自転車競技者8人の試験は、一晩の絶食後に行われている。[2] 訓練歴・性別・食事条件が普段の食後に運動する女性とは異なるため、18〜39歳の女性の燃料配分を示す数字としては使えない。筋トレした部位の体脂肪減少も、これらの試験とは別の問いだ。 体型の目標は人それぞれである。まずは、運動中に起きていることを、測定の範囲に沿って見てみよう。

脂肪燃焼の総量と、脂の出所は別の問いである

脂肪酸とは、ここでは脂の燃料として利用される成分を指す。筋肉内の中性脂肪は、その筋肉の中にある脂の貯蔵形態である。運動と脂質代謝を扱ったレビューは、循環する脂肪酸だけでなく、血液中の超低密度リポたんぱくの中性脂肪と筋肉内の貯蔵も、運動中のエネルギー源として挙げている。[18] 筋肉の中の脂は、運動の燃料にもなる。[18]

この話を読むときは「全体でどれだけ脂を使ったか」と「その脂はどこから来たか」を分けたい。前者を調べる方法に間接熱量測定がある。呼気の測定を通じて脂質などの酸化量を計算する方法であり、後者には目印をつけた物質を追うトレーサー法が使われる。実際に両者を組み合わせた試験では、脂肪酸やグリセロールの動きと全体の脂質酸化を同時に調べている。[1][4]

酸化とは、この記事では燃料をエネルギーとして利用する過程を指す。「脂肪が分解されて血液に現れること」とも区別が必要だ。運動試験では、血液中の脂肪酸やグリセロールが増えても、全身の脂質酸化量が有意に変わらない例がある。[19] 脂が運ばれているという情報だけでは、使われた量まで決まらないのである。

たとえば運動の記事に「血中脂肪酸が上昇」とあっても、それを読んですぐ「脂肪燃焼が増加」と書き換えてはいけない。血液を調べた値なのか、呼気から計算した値なのかで答えている問いが違う。[19] 測定の名前は細かい注釈に見えるが、見出しの意味を変える部分である。

さらに、燃料の由来には分類の幅がある。ある研究で「その他の脂」とされたものが、筋肉内の脂だけを指すのか確認したい。訓練された男性を調べた試験では、この区分を筋肉とリポたんぱく由来の中性脂肪の合計として扱っている。[2] 18〜39歳の女性への適用は、この訓練男性の試験だけでは判断できない。数字を読む際は、箱の名前より中身を見る必要がある。

既存記事「脂肪燃焼のトレーニングで筋肉内の脂も増える？脂肪滴の場所と使われ方を読む」には、蓄え方や脂肪滴の場所の話を譲る。こちらの問いは、運動中に使った脂の出所を、どの測定からどこまで読み分けられるか、である。

血液由来が少なくても、全体の燃焼量は同じだった

未訓練の男性を体脂肪の程度で分けた比較試験は、この違いをはっきり見せる。対象は合計15人で、やせた群、過体重群、肥満群が各5人。最大運動時の酸素摂取能力を基準にした50%の強度で、90分間の自転車運動を行った。安定同位体で目印をつけたトレーサーと間接熱量測定を使い、燃料の動きを調べた研究である。[1] 18〜39歳の女性にも同じ割合が当てはまるかは、この未訓練男性の比較からは判断できない。

運動による脂肪酸の総取り込み量の増加は、やせた群に比べて過体重群で約35%、肥満群で約50%小さかった。一方、総脂肪酸酸化のうち全身を循環する血漿脂肪酸に由来する割合は、やせた群で49±3%、肥満群で39±4%だった。[1] 血漿は血液の液体成分を指す。この比較では、血液から届く脂の寄与が同じではなかったのである。

ところが、脂の酸化の総量は群間で同程度だった。全身の血漿脂肪酸以外に由来する脂の酸化が増え、補っていたという結果である。その供給元について研究者は、筋肉内の中性脂肪と、場合によっては血漿中性脂肪を想定している。[1] したがって「血液由来が減った分は、すべて筋肉内の脂だった」とまでは言い切らない。

ここで大切なのは、人を脂の燃えやすさで順位づけすることではない。同じ総量でも、内訳が違う実例だという点である。血液由来の割合だけを見れば群間差がある。しかし総脂質酸化を見れば同程度である。[1] 切り取った指標によって印象が変わるため、両方を並べて読む必要がある。

この試験は男性の小規模な群間比較であり、体脂肪の違いを介入で作った試験ではない。ここから、女性の日常の歩行やヨガに同じ割合を当てはめたり、体脂肪を変えると必ず同じ経路で燃料が変わると予測したりはできない。[1] 自分の体に貼る成績表ではなく、燃料の分担を理解するための実験として扱いたい。

筋肉の脂は使われるが、残量だけでは動きが見えない

筋肉内の脂をより直接的に確かめた試験もある。持久的に訓練された男性自転車競技者8人を、一晩の絶食後に調べた研究だ。最大酸素摂取量の60%の強度で120分間運動し、トレーサーと筋組織の蛍光顕微鏡観察を組み合わせている。[2] 18〜39歳の女性が普段の食後に運動するときの割合へ、そのまま当てはめることはできない。絶食下の鍛錬男性という代謝条件を含めて読む必要がある。

運動中の総エネルギー消費に対する平均の寄与は、血漿遊離脂肪酸が28±3%、その他の脂が15±2%、血漿グルコースが12±1%、筋グリコーゲンが45±4%だった。[2] グルコースは糖、筋グリコーゲンは筋肉に蓄えた糖である。脂と糖を組み合わせて運動していたことが示されている。

この「その他の脂」は筋肉由来とリポたんぱく由来の合計なので、15%を丸ごと筋肉内中性脂肪の寄与と呼ぶことはできない。他方、筋組織の観察では、タイプⅠと呼ばれる筋線維の脂質量が運動後に62±7%正味で減っていた。[2] 全身で推計した内訳と、採取した筋組織に見える変化を合わせることで、筋肉内の脂が燃料になることを支えている。

62%という数字も、体全体の脂肪がその割合で減ったという意味ではない。測ったのは、特定の筋線維に含まれる脂質の運動前後の変化である。[2] 数字の大きさより先に、何の量を分母にしているかを確認したい。大きな割合だけが検索画面に残ると、違う話に見えてしまう。

さらに、成人12人が最大酸素摂取能力のおよそ45%で90分間自転車運動を行った研究では、別のトレーサーによって筋肉内中性脂肪と血漿遊離脂肪酸の動きを追っている。筋肉内由来の脂肪酸は酸化され、血漿の脂肪酸が筋肉内の中性脂肪へ取り込まれる動きも測定された。それでも筋肉内中性脂肪の貯蔵量自体は変わらなかった。[4]

この結果は「残量が変わらないから使っていない」という読み方を退ける。運動前後の残量、運動中に使われる量、入ってくる量は違う情報だ。[4] 預金残高が同じでも入出金があるように、筋肉内の脂にも流れがある。測定した残量は、その間の利用量と取り込み量を分けて表す数字ではない。

成人12人の試験では、同位体による推定で、筋肉内中性脂肪由来の脂肪酸の酸化は8.2±1.2、血漿遊離脂肪酸の酸化は8.4±0.7だった。単位はいずれも体重あたり、毎分のマイクロモルである。両者を足した値と、間接熱量測定による脂質酸化の15.4±1.6との間に、有意な差はなかった。[4] 別の方法で測った全体量と供給元別の値を照らすことも、測定を評価する手がかりになる。

ただし、有意な差がないことは、別の方法の数値が完全に一致するという意味ではない。この研究は、筋肉内の脂の酸化と合成の動きを追う方法として、二重のトレーサーを使う手法を評価している。[4] 家庭で呼吸や汗を観察して同じ内訳を判定できるという結果へ広げず、実験で供給元を分けたこと自体に注目したい。

数字で読む脂の供給元

15人：体脂肪の程度が異なる未訓練男性を比較した試験の対象数。[1]

49±3%と39±4%：総脂肪酸酸化に占める全身の血漿脂肪酸由来の割合。やせた群と肥満群の値である。[1]

28±3%：訓練男性の運動中の総エネルギー消費に対する血漿遊離脂肪酸の平均寄与。[2]

62±7%：同じ試験で、タイプⅠ筋線維に見られた運動後の脂質量の正味減少。[2]

12人：筋肉内の脂の酸化と取り込みを測り、貯蔵量は不変だった試験の対象数。[4]