空腹の運動中も肝臓が糖を出す？蓄えの分解と新しく作る糖の分担を研究で読む

朝食前に動くと、血液の糖はどこから来るのか。肝臓に蓄えたグリコーゲンの分解と、乳酸などから糖を作る糖新生を分け、運動の強さや長さによる分担を読む。女性の小規模試験と代謝のレビューから、血糖値だけでは見えない糖の出入り、空腹なら糖を使わないという誤解、生活での確かめ方を考える。

朝食前の台所で、やかんの湯が沸くまで足踏みをする。食べ物を入れていないのだから、動くための糖も入ってこないはずだ。そう考えると、空腹の体は最初から脂肪だけで走っているように思えてくる。だが、食事からの補給がない時間にも、肝臓は血液へ糖を送り出している。[2][10]

その供給には、蓄えておいたグリコーゲンを分解する経路と、乳酸などを材料に糖を新しく作る経路がある。一晩の絶食では両方が働き、運動の強さや長さによって追加の糖を支える分担も変わる。空腹は、糖の供給停止ボタンではない。[9][10]

ここで知りたいのは、空腹を我慢するほど得かどうかではなく、食べていない体がどう糖をやりくりするかである。運動後の血糖上昇そのものは既存記事「ボクササイズ後に血糖値が上がるのはなぜ？筋肉と肝臓の糖の出入りを読む」に譲り、こちらは肝臓が送り出す糖の出所をたどる。

肝臓の蓄えと筋肉の蓄えは、同じ名前でも役割が違う

グリコーゲンとは、ブドウ糖が枝分かれしながらつながった貯蔵物質である。人では主に肝臓と骨格筋に蓄えられる。人のグリコーゲン代謝を扱うレビューでは、空腹の時間に血液へ糖を供給する役割と、筋肉が収縮するときに筋細胞へ燃料を供給する役割が整理されている。[18]

したがって「グリコーゲンが減った」と読むときには、どこの蓄えを測った話かを確かめたい。肝臓に蓄えた糖が血液へ出る話と、動いている筋肉の内部で糖を使う話を混ぜると、食べていないのに動ける理由が見えなくなる。体の貯蔵庫は、同じ看板でも配送先まで同じではない。[18]

食後には、肝臓は血液中の余分な糖を取り込み、グリコーゲンとして蓄える。食事の吸収が落ち着いた状態になると、そのグリコーゲンを分解するとともに、糖ではない材料からもブドウ糖を作る。肝臓の画像測定を扱ったレビューは、取り込みと放出の両側からこの働きを説明している。[2]

このため「昨夜は食事をしたが今朝はまだ食べていない」という場面は、体内に糖がない場面とは異なる。食事を口にする時刻と、蓄えた糖が使われる時刻には幅がある。朝食の有無だけで体内の貯蔵状態を言い切るより、肝臓が蓄えを使う局面に入っていると読む方が仕組みに合う。[2][18]

筋肉のグリコーゲンは主に運動後に、肝臓のグリコーゲンは主に食後に蓄積することも、同じレビューで整理されている。「糖の貯金」という便利な表現を使っても、肝臓と筋肉をひとつの残高として扱わないことが大切だ。血糖の話をしているのか、筋肉の燃料の話をしているのかで、注目する場所が違う。[18]

肝臓を糖を出すだけの臓器と見ると、食後の役割が抜け落ちる。蓄える側と送り出す側を行き来するからこそ、食事の間隔が空いても供給を続けられるのである。たとえば朝食前の歩行について考えるときも、今朝の食事だけを見るより、食後に蓄える働きと食間に放出する働きのつながりを見る方が理解しやすい。肝臓の仕事は、食事のたびに始まり、食べ終われば終わるものではない。[2][18]

糖を新しく作る働きは、蓄えがなくなる前から動いている

糖新生は、乳酸、アミノ酸、グリセロール、ピルビン酸などを材料にブドウ糖を作る働きである。肝臓による糖の供給を扱うレビューでは、一晩の絶食状態で、肝グリコーゲンの分解と糖新生がおおむね同程度ずつ肝臓の糖産生に寄与すると整理されている。蓄えを使う経路と、新しく作る経路は同時に動いている。[10]

これは順番待ちの仕組みではなく、並行して働く仕組みである。冷蔵庫の中身が空になって初めて料理を始める、という説明では合わない。蓄えた形をほどいて供給する流れと、材料を組み替えて作る流れが、食べていない時間の糖を一緒に支える。[2][10]

ただし「おおむね同程度」という整理は、一晩の絶食という条件に付く。運動の最中も常に同じ割合、すべての人の朝も同じ割合、と読む数字ではない。このレビュー自体が、短時間の強い運動と長時間の運動では追加供給の主役が変わることを述べている。静かな朝の代謝と、運動中の追加需要を分けて考えたい。[10]

同じレビューでは、肝グリコーゲンの蓄えは絶食の36〜48時間で枯渇し、その後も糖新生が糖を必要とする組織への供給を続けると説明される。これは長い絶食での代謝の説明であり、その時間まで食べずに運動する提案ではない。一晩食べていない状態と、長時間にわたって食べていない状態を同じ「空腹」に丸めないための数字である。[10]

材料にアミノ酸が含まれるからといって、朝の散歩だけで筋肉が一方的に失われると結論することもできない。競技者の筋肉・代謝・体組成の管理を背景に、空腹条件の持久運動を扱ったレビューでは、たんぱく質分解は主に抑えられる方向の知見も整理されている。18〜39歳の女性の日常的な運動に、そのまま当てはめられるかは別に確かめる必要がある。糖新生という経路の存在だけから、体組成の変化まで飛び越えて判断しない方がよい。[15]

糖新生の「新しく」という言葉にも注意したい。これは材料なしで糖が生まれるという意味ではなく、乳酸などの別の材料から糖を合成するという意味だ。糖の出所を数えるときには、蓄えから取り出す分と、別の材料から作り直す分を分ける。この区別によって、食べていないのに血液へ糖が供給されることを、矛盾なく説明できる。食事の糖だけを追っていた視線を、体内での材料のやりくりへ広げることになる。[2][10]

運動の強さと長さで、追加の糖を支える経路が変わる

運動中には肝臓からの糖放出が増える。短時間の強い運動では、筋肉へ送る追加の糖の主な供給源は肝グリコーゲンの分解である。一方、運動が長引くと、インスリンの低下とグルカゴンの上昇に伴い、糖新生の重要性が徐々に大きくなる。これは肝臓の糖供給に関するレビューの整理だ。[10]

この違いは、運動を「糖を使う」「脂肪を使う」の二択にしてしまうと消えてしまう。問うべきなのは、筋肉がどの燃料を使うかに加えて、血液へ送る糖を肝臓がどう用意しているかである。長く動くほど糖新生の重要性が増すという説明も、脂肪が使われなくなるという意味ではない。[10][15]

グルカゴンとは、肝臓による糖産生の調節に関わるホルモンである。その生理作用を扱ったレビューでは、生理的な範囲でグルカゴンが増えると肝臓の糖産生が速やかに刺激され、その急な増加はグリコーゲン分解の促進によるとされる。このとき糖新生に対する急性の作用は、ほとんどないか、ないと整理されている。[9]

「糖を出すホルモンが増えたから、糖新生がすぐ増えた」とは限らないのである。同じ肝臓の糖産生でも、直後の変化と、運動が長引いたときの変化では説明が異なる。急な需要には蓄えの分解が応じ、長く続く需要では新しく作る流れの重みが増す、という時間の軸を入れると理解しやすい。[9][10]

この説明に、決まった切り替え時刻を付ける必要はない。駅まで急ぐ日と、休日に長く歩く日を、単に「どちらも朝食前」とまとめず、どの程度の強さでどれだけ続けたかまで考えるための区別である。食べていないという条件が同じでも、運動の強さと長さに応じて肝臓の追加の仕事は変わる。[10]

グルカゴンは、増えたときだけ働くわけでもない。同じレビューでは、一晩の絶食中にも基礎的な分泌があり、インスリンによる抑制に対抗して、適切なグリコーゲン分解と肝臓の糖産生、血糖の維持に必要とされる。何も食べず、まだ運動も始めていない時間にも、調節は続いている。運動を始めた瞬間に肝臓の電源が入る、という図ではないのである。[9]

さらに、グルカゴンが高まったときのグリコーゲン分解の大きな反応は、時間とともに弱まると整理される。ホルモンが高いほど同じ勢いで糖を出し続ける、と考えるのも単純すぎる。体内の反応には経過があり、運動開始直後の説明を、そのまま長く続けたあとの説明として使わないことが必要だ。[9]

数字で読む空腹と肝臓の糖供給

一晩の絶食では、肝グリコーゲン分解と糖新生の寄与がおおむね同程度。肝臓の糖産生についてのレビューの整理である。[10]

36〜48時間の絶食で肝グリコーゲンの蓄えが枯渇するとの整理。運動のために目指す時間ではない。[10]

健康で月経が規則的な女性5人を対象にした運動試験。全女性を代表する規模ではない。[13]

その試験は空腹条件で90分、最大酸素摂取量の60%でのトレッドミル運動を比較した。[13]

平均年齢24.6±5.1歳の女性の試験では、運動後半に血糖とグルカゴンが上昇した。月経周期の段階による差はなかった。[13]