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試してみたらこうなった

虚弱体質や慢性疾患を改善させる為に必要な情報や心得について、体験記を交えながらお話します。

タグ:糖新生
糖質制限をしているのに血糖値が高いのは、糖新生が原因かもしれません

 

糖質は依存性が強いだけでなく、過剰に摂取すると害になります。

 

 

しかし、そうはいっても「ブドウ糖」は人体にとって必要な栄養素です。その必要な血中のブドウ糖濃度は、全血液約5ℓに対して5gです。

 

 

 

わずかな量ですが、体には「ブドウ糖に依存している細胞」があるので、この一定のブドウ糖がないと生きていけません。

 

 

 

しかし、食事から糖質(ブドウ糖)が全く入ってこないとどうでしょうか。例えば、睡眠等の絶食時、糖質を制限する食事を実践している時等です。

 

 

 

糖が体に入ってこないので血糖値が低下しそうな気がします。

 

 

 

しかし、問題ありません。

 

 

生命維持に必要な最低限の血糖値が維持できないのは非常に危険なので、体には血糖を維持するためのシステムが備わっています。それが「グリコーゲン分解」と「糖新生」です。

 

 

 

  • グリコーゲン分解

 

  • 糖新生

 

 

 

「グリコーゲン」は、ブドウ糖が複雑に繋がった構造をしており、肝臓や筋肉に貯蔵しています。これを分解してブドウ糖にできるのですが、容量が少ないので早く枯渇してしまいます。

 

 

しかし、そうなっても、肝臓や腎臓で、「糖質以外の材料」から糖質(ブドウ糖)を新たに作りだすシステム、「糖新生」があるので安心です。

 

 

肝臓と腎臓

 

 

糖質の摂取が途絶え、さらにグリコーゲンが枯渇しても、「糖新生」によって合成できるので、生きていく為に必要な血液中のブドウ糖の濃度は維持できます。

 

 

ただし、良い面ばかりではありません。

 

 

優れた「糖新生」の機能ですが、場合によっては高血糖になってしまう事があります。

 

 

糖質制限をしていても起こりうる現象なので注意が必要です。

 

 

本記事では、糖新生の働きと、それはどのような場合に起こるのかについてお話します。

 

 

ちなみに、体内でどのような材料から、どうやってブドウ糖を作るのか・・・という代謝経路の話は、以下の記事で説明しましたので参考にして下さい。

 

 

糖新生の仕組みについて分かりやすく説明してみた

 

 

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糖新生を必要としている細胞

 

 

生体は生きていくために、エネルギー物質「ATP」を作り出し、これを使って生命活動を行なっています。

 

ATP(アデノシン三リン酸)について分かりやすく説明してみた

 

 

「ATP」がないと何もできませんし、無くなるとどの生物も死にます。

 

 

その「ATP」の元となる材料は、糖質(ブドウ糖)、脂質(脂肪酸)、ケトン体(脂肪酸を分解してできた物質)、タンパク質(アミノ酸)です。

 

 

多くの細胞は、これらの材料を燃料にできるのですが、そうではない細胞も存在します。

 

 

冒頭で「体にはブドウ糖に依存している細胞がある」と言いましたが、それが以下です。

 

 

ブドウ糖しか利用できない癌細胞と赤血球とグリア細胞

 

 

 

これらの細胞は、どれもエネルギー代謝が「解糖系」なので、ブドウ糖が必要です。言いかえると、「糖新生」のシステムが必要ということになります。

 

 

 

 

ではここで、それぞれの細胞について、簡単に解説しておきます。

 

 

赤血球

 

赤血球は、全身の細胞に酸素を届ける仕事をしています。赤血球の細胞内には、発電所である「ミトコンドリア」が存在しません。

 

従って、「ミトコンドリア」でのエネルギー代謝ではなく、細胞質基質での「解糖系」という発電方法でエネルギーを得ています。「解糖系」のエネルギー源は「ブドウ糖」です。

 

では、何故赤血球には「ミトコンドリア」がないのか・・・ですが、「ミトコンドリア」は酸素を要求するので、もし赤血球に「ミトコンドリア」があれば、配達用の酸素を運ぶ途中で消費してしまうかもしれません。ない方が都合がいいと考えられます。

 

 

 

 

 

グリア細胞

 

グリア細胞は、神経を構成する「ニューロン」以外の細胞です。

 

脳の細胞は大きく分けて、思考をする「ニューロン」と、思考をしない「グリア細胞」の2つのタイプがあります。両者は特徴やエネルギー代謝が異なります。

 

「グリア細胞」の方は、エネルギー産生の99%を「解糖系」に依存しています。つまり、エネルギー源をブドウ糖に依存しているということです。

 

一方、「ニューロン」は、「ミトコンドリア」の多い細胞で、「ブドウ糖」を材料とする「解糖系」はほぼないそうです。脂肪酸から生成された「ケトン体」や「グリア細胞で発生した乳酸」をエネルギー源にしています。

 

 

 

  • 「ニューロン」・・・ケトン体、乳酸(ミトコンドリア)

 

  • 「グリア細胞」・・・ブドウ糖(解糖系)

 

 

 

「グリア細胞」について、詳しくは以下の記事で話しています。

 

「脳のエネルギー源はブドウ糖なので糖質をしっかり摂りましょう」と言う人が語らない話

 

 

 

癌細胞

 

 

癌細胞は、正常細胞の何倍もブドウ糖を取り込む細胞です。一見悪者に見えますが、実は、糖質の過剰摂取によって発生した「乳酸」によって酸性化した体を助ける為に役立っています。

 

 

癌細胞は「ミトコンドリア」が機能不全になっているので、解糖系によるエネルギー産生に依存(つまり、ブドウ糖に依存)しています。これは過剰になったブドウ糖(乳酸)を処理する為の機能だと考えると辻褄が合います。

 

 

 

 

 

 

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糖新生の仕組み

 

 

「グリコーゲン」に蓄えられたブドウ糖の量はたいしたことないので、絶食状態が続くと「糖新生」のシステムに切り替わります。

 

 

①食事からのブドウ糖の供給が途絶える

 

 

②血糖値が下がってくる

 

 

③グリコーゲンをブドウ糖に分解して供給

 

 

④グリコーゲンが枯渇

 

 

⑤糖新生でブドウ糖を合成

 

 

 

食事からの糖が途絶える状況・・・というのは、「絶食時」そして、「糖質制限」などです。

 

 

絶食が続いて糖が足りなくなった時に、「糖新生」の材料に使われるのは、自らの筋肉を分解した「糖原性アミノ酸」です(※絶食ですから食事からのアミノ酸供給はありません)

 

 

糖質制限をしている人の場合は、食事からタンパク質を多く摂取するので、これを分解してできた「糖原性アミノ酸」を材料に「糖新生」が行なわれます。しかし、睡眠時等これらが入ってこない時は、自らの筋肉を分解した「糖原性アミノ酸」を「糖新生」の材料にします。

 

私のように糖質量1日10g以下の厳しい糖質制限をしても大丈夫なのは、「糖新生」があるおかげです。注意することは、タンパク質の摂取量が減ると筋肉の減る量が増えるので、タンパク質を不足させないようにすることです。

 

 

この「糖新生」は腎臓でも行なわれているのですが、主に肝臓が行なっています。その為「肝硬変」の方は、「糖新生」の機能が落ちているので糖質制限はしてはダメなのです。

 

 

ちなみに、糖新生の材料は「糖原性アミノ酸」の他、「グリセロール」、「乳酸」等があります。

 

 

 

糖新生によって合成される糖質量

 

 

「糖新生」は、誰の体内でも日常的に起こっている現象です。糖質を控えている人や、飢餓の時の専売特許ではありません。普通に糖質が多い食事をしている人でも空腹時には起こっています。

 

 

『Cafe すてきに活ききる 旬(ときめき)亭  糖新生、低血糖 萩原敦』より引用

 

「糖新生」という言葉の説明を権威の医学書等で閲覧すると、まず、「飢餓時・・」という言葉が冒頭に登場する。

 

これで、まず騙される。これは権威の騙しの常套手段である。一発目で、読み手を嘘の屁理屈に誘導する。頼みは権威だけである。飢餓時だけに「糖新生」が、特別に起きるわけではない。

 

わかりやすく言えば、糖質を食って血糖値が上昇している時は、糖新生は抑制されるが、それ以外の空腹時や睡眠時は、肝臓と腎臓でグルコースを毎時6~10g程度、血液中に24時間供給している。

 

もし、あなたがしっかりとした糖質制限をしているなら、食事中も食後も糖新生は継続しているのである。

 

脳のグリア細胞の解糖系では、過酷な頭脳労働時は毎時4gぼーっとしている時は、2~3g、睡眠中は2g程度のグルコースの消費がある。

 

赤血球は、安静時(事務仕事程度)では、毎時2g程度消費されている。

 

血糖値の標準値を100とすると、体重50キロのヒトで、血中に4gのグルコース量で飽和していることになる。

 

この初期血糖値の4gと糖新生による追加グルコース6~10g(中間値8をとる)を加算すると、4+8=12 12-(4+2)=6gということで、単純計算でも、血糖値が相当、上昇することになる。

 

 

これを抑制するのが、持続的に分泌されている「インスリン基礎分泌」である。

 

はっきり言って、「糖新生」のグルコース合成の量と「インスリン基礎分泌」の量の均衡が、空腹時血糖値や睡眠時の血糖値を、定めているのである。

 

したがって、生涯に渡って、糖質ゼロで、食生活を営んでも、糖新生とインスリン基礎分泌の均衡が保たれれば、低血糖にも高血糖にもならないのであり、血糖値の恒常性を完全に維持できるのである。

 

血糖値の恒常性を破壊し、乱すのが、糖質の摂取による、血糖値の乱高下に他ならない。これが高血糖、高インスリンを呼び、糖尿病、がん、動脈硬化等、万病の温床になるのである。

 

たとえば、糖尿病になると、インスリン基礎分泌も衰える。

 

糖新生は、ほとんどの場合衰えないから、空腹時の血糖値が、400とか、500とかになる。

 

ようするに「糖新生」は、マイペースで、グルコースを忠実にコツコツ合成し続けるのである。

 

何度も書いているが、インスリンを分泌する膵臓のランゲルハンス島β細胞は、肝臓の10分の1の抗酸化能力しかない、稼働させればさせる程、インスリンは枯渇する。

 

ヒトにとって、本当の恐怖は、インスリン基礎分泌が衰え、空腹時に、血糖値が400とか500とか、になることである。

 

くどいが、ヒトは、低血糖等になるような状態にならなように万全の態勢を整えているのである。

 

まさに、健康であれば、低血糖になんかならないのである。低血糖対策は、ヒトの人体においては完全無欠の体制なのである。
例外的に低血糖になるのは、

 

①糖質を摂取し過ぎて、インスリンがタイムリーに分泌されなくなり、機能性低血糖のような血糖値がある程度下がってから、インスリン追加分泌が始まったりするようなとき。

 

②糖尿病の治療を、 糖質制限で行わず、糖質をわざわざ摂取して、血糖値を上昇させ、インスリン等を用いて、過度に血糖値を下げ過ぎてしまった時。

 

健康なヒトが、普通の生活をしている中で、低血糖が起きることはない。糖質制限をしたり、昼食にありつけなかったくらいで、低血糖になるようなことは絶対にないのである。

 

ここが重要である。

 

ここを知らないと、「糖質制限は低血糖になる!」「糖質制限は危険である!」という単純な嘘に簡単に騙されるのである。

 

 

ポイントとなる数値をまとめます。

 

 

 

  • 人間の血液は4~5ℓ、それ含まれるグルコースは4~5

 

  • 空腹時、糖質制限中、「糖新生」で供給されるグルコースは、毎時6~10

 

  • 中枢神経(脳)の「グリア細胞」は、毎時3~4gのグルコースを消費

 

  • 赤血球は毎時gのグルコースを消費

 

 

 

消費する量に対して、「糖新生」によって作られる量の方が多いことがわかります。糖質を食べなくてもこの状態です。もし「インスリン」が無かったり、機能していなかったら簡単に血糖値は上がってしまいます。

 

 

 

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血糖値の調節

 

「インスリン」とは、上がった血糖値を下げる作用のあるホルモンです。

 

 

常に分泌され、一定の量が保たれているのを「基礎分泌」

 

血糖値が上がった時に、下げるために追加で分泌されるのが「追加分泌」です。

 

分泌のボリュームを図で表すとこんな感じです。

 

 

 

 

「基礎分泌」は生命維持に必要ですが、「追加分泌」は高いほど有害で病気のリスクが増えます。健康維持の為には「追加分泌」を出さない生活が良いのです。

 

 

一方、血糖値が下がってきた時に、「グリコーゲン分解」と「糖新生」を促進させるホルモンが「グルカゴン」です。

 

 

「インスリン」は上がった血糖値を下げる作用がありますが、「グルカゴン」は下がった血糖値を上げる作用があります。

 

血糖値を下げるインスリンと血糖値を上げるグルカゴン

 

 

 

ちなみに、血糖値を上げるホルモンは「グルカゴン」を含めて全部で5種類ありますが、血糖値を下げるホルモンは「インスリン」だけです。

 

 

 

血糖を上げるホルモン

 

  • グルカゴン(膵臓のランゲルハンス島・a細胞)

 

  • 甲状腺ホルモン(甲状腺)

 

  • 成長ホルモン(脳下垂体)

 

  • アドレナリン(副腎髄質)

 

  • コルチゾール(副腎皮質)

 

 

血糖値を下げるホルモン

 

  • インスリン(膵臓のランゲルハンス島・β細胞)

 

 

 

 

血糖値を上げる仕組みがに対して、血糖値を下げる仕組みがです。

 

体は、血糖値を上げるのは得意だけど、血糖値を下げるのは得意ではないということです。

 

夏井睦医師が、アクセルが5つあるのに、ブレーキが1つしかない車だと表現されていますが、正にその通りで、誰がどうみてもアンバランスです。

 

 

5つあれば、どれか1つ壊れてもなんとかなりますが、1つしかない場合、壊れた時困るわけです。

 

体がこのようなシステムになっているということは、ブレーキは酷使する前提で作られていないと考えられます。

 

 

 

 

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グルカゴンとインスリンとは

 

 

「グリコーゲン分解」と「糖新生」を促進させる「グルカゴン」は、血糖値を下げる「インスリン」と同じ膵臓のランゲルハンス島で作られています。

 

 

膵臓のランゲルハンス島

 

 

こちらが「ランゲルハンス島」の拡大図です。インスリンは「β細胞」で作られますが、グルカゴンは「α細胞」から作られます。

 

 

ランゲルハンス島のβ細胞とα細胞

 

 

 

「糖新生」を促進させ血糖値を上げる「グルカゴン」の効力と、血糖値を下げる「インスリン」の効力

 

 

この2つのバランスが崩れなければいいわけです。分かりやすくする為に、単純に考えてみます。

 

「グルカゴン」の分泌と、「インスリン」の分泌が同量なら血糖値は安定しますが、

 

 

 

 

「グルカゴン」の分泌が「インスリン」の分泌より上回れば血糖値は上昇します。

 

 

 

 

反対に、「グルカゴン」の分泌より「インスリン」の分泌の方が上回れば血糖値は下がります。

 

 

 

というわけで、ここで話を「糖新生」に戻します。

 

 

 

 

タンパク質の摂取で高血糖になる原因

 

 

糖質制限をしているのに血糖値を測ったら数値が高くてがっかりした・・・という話を時々目にするので、糖質制限をしているのに血糖値が上がる理由についてお話します。

 

 

考えられるのが、タンパク質摂取によって起こった「糖新生」です。

 

 

栄養素には直接血糖値を上昇させるものと、糖新生によって間接的に血糖値が上昇するものがあります。前者は「糖質」で、後者は「タンパク質」です。

 

 

「タンパク質」は直接的には血糖値を上げませんが、「糖新生」の材料になります。「糖新生」で、ブドウ糖が合成されてしまうと、場合によっては高血糖になるので注意が必要です。

 

 

残念ですが、「糖新生」によって血糖値が上がりすぎると、食事から糖質を摂っているのと変わらないことになります。

 

 

では、どんな時に「糖新生」が過剰になってしまうのかですが、「糖新生」によって血糖値が上がるケースは様々なので、「糖尿病のケース」か、「糖尿病じゃないケース」に分けて説明します。

 

 

まずは糖尿病の人のケースから説明します。こちらは「インスリン」と「グルカゴン」が関係しています。

 

 

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糖尿病が原因で、「糖新生」で血糖値が高くなるケース

 

 

「インスリン」は、「糖新生」を抑制する働きがあります。

 

糖尿病には「β細胞が壊れてインスリンが分泌されなくなってしまった1型」と、

 

「インスリンの分泌が少なくなったり、体がインスリンにあまり反応しなくなってしまった2型」があります。

 

 

・・・このように、糖尿病は「インスリン」が正常に分泌されない状態です。それが原因で以下のようになります。

 

 

1型糖尿病

 

内因性(自分の体で作られた)インスリンが0の人は、当然ながらインスリンは分泌できません。従って、このタイプの人が「タンパク質」を摂取すると、グルカゴンだけが分泌されます。

 

抑える作用がないので、血糖値は上昇します。

 

 

 

2型糖尿病

 

内因性(自分の体で作られた)インスリンが不足したり効きが悪い場合も、やはり抑える作用が弱いので、グルカゴンの分泌量が勝ってしまい、血糖値が上昇します。

 

 

また、糖尿病予備軍の人もタンパク質摂取による「糖新生」で血糖値が上昇します。

 

 

 

血糖値を下げるインスリンと、血糖値を上げるグルカゴンのバランスがとれている健康な人は、タンパク質を摂取しても血糖値の変化はほとんどありません。

 

 

 

 

 

糖質制限中に起こる暁現象

 

 

糖尿病の場合、厳しい糖質制限をしても血糖値が下がらない事があります。

 

 

『ドクター江部の糖尿病徒然日記 糖毒、糖新生、暁現象、糖質制限食、薬物療法。』より引用

 

1ヶ月間のスーパー糖質制限食実践でも血糖値が下がらないなら、糖毒状態に陥っている可能性があります。

 

① 高血糖の持続→膵臓のランゲルハンス島のβ細胞にダメージ→インスリン分泌低下
② 高血糖の持続→筋肉細胞レベルでのインスリン抵抗性増大

 

高血糖があると①と②が体内で生じます。

インスリン分泌低下と抵抗性増大が生じれば、ますます高血糖となります。

 

≪高血糖の持続→インスリン分泌低下とインスリン抵抗性増大→高血糖の持続→≫

 

この悪循環パターンを、臨床的には「糖毒」 と呼びます。

 

一日の血糖値の日内変動が、常に180~200mg/dlを超えていると糖毒状態となります。

 

なぜ、高血糖自体がインスリン分泌を低下させるのか、インスリン抵抗性を増大させるのか、最先端の研究で調べられてはいるのですが、はっきり言ってまだよくわからないのが現状です。

 

糖尿病の罹病歴が4~5年くらいなら、「スーパー糖質制限食」で食後高血糖がリアルタイムに改善し、さらに早朝空腹時血糖値も改善し糖毒状態が解除されることがほとんどです。

 

しかし、10年近い糖尿病歴があると、「スーパー糖質制限食」で食後高血糖はリアルタイムに改善したとしても、一日を通して、180~200mg/dlを切ってこない状況になります。

 

こうなるとなかなか糖毒も解除されないし、早朝空腹時血糖値も、180~200mg/dlを切れない状態が持続します。

 

1回の食事の糖質量が、10~20g以下の糖質制限食でも、早朝空腹時血糖値が198~200mg以上あるのは、夜中の糖新生が過剰になっていると考えられます。

 

糖尿病がない人は、夜中に肝臓が糖新生を開始してもインスリンがリアルタイムに反応して、糖新生を制御します。

 

しかし糖尿人においては、インスリン作用が不足しているため糖新生を制御できません。

 

2型糖尿人において、眠前11時頃の血糖値が100mg/dlくらいでも朝起きて測定すると、夜中に何にも食べていないのに、120~130mg/dlになることがあり、これを暁現象と呼びます。

 

 

「糖新生」自体は悪いことではありません。必要な機能です。

 

しかし、糖尿病等、なんらかの原因で過剰になってしまう事が問題なのです。

 

 

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その他が原因で「糖新生」で血糖値が高くなるケース

 

 

糖尿病じゃなくても、「糖新生」が過剰に起こってしまうケースがあります。例えば以下のようなケースです。

 

 

  • カテコールアミンのですぎ

 

  • 交感神経の優位(良くない感情)

 

 

「カテコールアミン」とは、ドーパミン、ノルアドレナリン、アドレナリンの総称のことです。

 

 

これは私のようにスーパー糖質制限を行なっていて、糖尿病ではない人も注意が必要です。

 

 

『藤川徳美医師 Facebook 2015年7月20日』より引用

 

食事で糖質を摂らなくても、糖新生によってグルコースが作られます

 

低血糖になるとグルカゴンが分泌され、糖新生が行われます

 

興奮ホルモンであるアドレナリン分泌、ストレスホルモンであるコルチゾール(ステロイド)分泌も糖新生を促します

 

アドレナリン、コルチゾールは元々、ライオンや熊に襲われそうになった時などに分泌されるようになっているのだと思う
怒り、恨み、不安、恐怖、などのネガティブな感情は糖新生を促すということになる

 

糖新生はかなり個体差が大きいと考えられる

 

子供の頃の母子分離、虐待を受けるとネガティブ感情を惹起しやすくするため、糖新生反応を生じやすくなり、後々の精神病やガンの原因となり得る

 

逆に、笑いはがんを防ぐと言われている
常に穏やかでゆったりとした気持ちで過ごすことは過剰な糖新生を抑えるはず

 

 

また、睡眠不足も「糖新生」に影響を与えるようです。

 

 

『藤川徳美医師 Facebook 2015年11月12日』より引用

 

睡眠不足では交感神経が持続的に刺激された状態となります

 

交感神経が刺激されるとアドレナリン、コルチゾールが持続的に分泌されます

 

そうなると、血管が収縮して血圧が上がります

 

糖新生が亢進し血糖値を上昇させます

 

つまり、睡眠不足が改善すれば降圧薬は止めることもできるし、糖尿病薬も減らせるという理屈になります

 

 

このように、何をしたら血糖値が上がるのかを知っておくのも、糖質制限を上手く行なう為に必要です。

 

 

 

 

 

糖質制限中、糖新生で高血糖にならないように気をつけたいこと

 

 

タンパク質は体の材料です。従って、体の悪い部分を修復させる為には、タンパク質の摂取が不可欠になります。

 

 

しかし、修復の為にと思って摂取したタンパク質が「糖新生」にばかり使われてしまうこともあるわけです。・・・それは嫌ですよね。

 

 

糖質制限をしているのに、何故か血糖値が上がったり、太ったり、だるくなったり、眠たくなったり・・・と、糖質を取っている時と変わらない症状になったら、タンパク質による「糖新生」が起こっている可能性があります。

 

 

これが糖質制限に挫折する原因にもなるのですが、このような知識を知っているか知っていないかで全く違います。

 

 

回復の為に摂取した大量のタンパク質を、目的どおり修復に使う為に、私は以下の事に気をつけています。

 

 

 

  • 脂質の摂取

 

  • 一度に沢山食べるのではなく小分けにして数回で食べる

 

  • プロテインであれば1度に30g以上を摂らない

 

 

 

 

1度にたくさん食べない・・・というのは、なんとなく理解できると思います。

 

では、脂質の摂取が「糖新生」とどう関係があるのかというと、

 

 

『新井 圭輔医師 facebook 2016年4月4日』より引用

 

 

『暁現象を抑える』—世紀の大発見かもしれない。

暁現象が観測される糖尿病患者さんたちの最近の早朝空腹時血糖が抑えられている

How? 『寝る前にバターを食べるそうである』

 

 

バター効果? 理論的には説明できそうです。糖新生は、本質的には、余剰タンパク摂取分をエネルギー源である脂肪に変換するためのものと私は信じています。

 

 

糖新生を促進する因子は、アミノ酸余剰量 生体には基本的にフィードバックシステムが働きます。最終産物である脂肪濃度の上昇率が糖新生に対して抑制的に働くことは十分に想定可能です。バターを摂取すると、血中中性脂肪濃度の増加率が上昇して、濃度も高くなれば、糖新生に対して負のフィードバックが働くことが考えられます。これは、世紀の大発見かもしれません。

 

糖新生の最終産物が糖ではなく、脂質であることが、脂質でフィードバックがかかると言う事実をもたらすのです。これはすごく興味深い知見です。

 

糖新生の本質が、余剰のタンパク摂取分をエネルギー源である脂質として蓄えるための仕組みというのは、現状では定説ではなく、私が唱える仮説です。しかしその仮説が真実である可能性を高めたのが、『脂質による糖新生の抑制』と言う観測事実なのです。とても意義深いものです。

 

 

私はスーパー糖質制限を始めた時から夜食にバターを摂っているので、「脂質による糖新生の抑制」には、なるほどと思ってしまいます。

 

 

そして、他の対策に、薬もあるのでちょっと紹介しておきます。

 

 

 

糖新生を抑える薬、メトホルミン

 

 

癌治療に糖質制限を取り入れる場合は、「メトホルミン」という糖尿病治療薬が使用されます。これは「糖新生」を抑える薬なので、タンパク質がブドウ糖に変換されません。

 

 

ブドウ糖は癌を育てるので、治療には、徹底した糖質制限に、点滴はブドウ糖がない「イントラリポス」、そして「メトホルミン」を使う・・・というわけです。

 

 

癌細胞と癌家系について分かりやすく説明してみた

 

 

 

最後に

 

 

「糖新生」は必要な機能ですが、過剰になって高血糖になれば、当然体に悪影響が出ます。

 

 

なので、そうなる原因と解決策は一通り頭に入れておいた方がいいと思います。

 

 

 

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糖新生の仕組みについて分かりやすく説明してみた

栄養には、体内で「合成できるもの」と、「合成できないもの」があります。

 

そして、「体内で合成できないので、外から補わないといけない栄養素」のことを「必須〇〇〇」と呼びます。

 

必須脂肪酸がある「脂質」と、必須アミノ酸がある「タンパク質」は、常に食事で補う必要があります。

 

 

一方、「糖質」には必須糖質というのはありません。糖質は体内で合成することができるので、わざわざ食事から摂る必要はないのです。

 

 

糖質以外の物質から、糖質を合成する事を「糖新生 とうしんせい」と言います。

 

 

この「糖新生」が行なわれる場所は、主に「肝臓」、そして「腎臓」です。

 

 

本記事ではその合成が「どのように」行なわれているのか、シンプルに解説します。

 

 

 

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糖新生と解糖系

 

 

「糖新生」の流れを乱暴に言ってしまうと、エネルギー代謝の「解糖系」の逆行です。

 

 

分からない方の為に、「解糖系 かいとうけい」について簡単に説明します(※ご存じの方は飛ばして下さい)

 

 

「解糖系」とは、グルコース(ブドウ糖)を分解して、ATP(身体で使えるエネルギー)を産生する化学反応のことです。

 

 

ブドウ糖(グルコース)は、細胞の「細胞質基質 さいぼうしつきしつ」に到着します。

 

 

 

細胞質基質の解糖系

 

 

 

 

ここで以下のような反応が起き、エネルギー物質「ATP」が2個作られます。これが「解糖系」です。

 

 

 

 

グルコース

 

 

(何段階か反応)

 

 

ピルビン酸

 

 

 

以下の記事で細かく説明しています。

 

解糖系について分かりやすく説明してみた

 

 

で、「ピルビン酸」まで分解された後どうなるかというと、2パターンあります。

 

 

  • ミトコンドリアでの代謝をせず、「乳酸」を発生させる。

 

  • ミトコンドリアのマトリックスの中に入って「クエン酸回路」という反応が起き、次にミトコンドリアの内膜に進み「電子伝達系」という反応で、さらに多くの「ATP」を産生する。

 

 

その流れを図にするとこんな感じです。

 

 

嫌気的解糖と好気的解糖

 

 

 

右に進んだ場合、ミトコンドリアのマトリックス内の「クエン酸回路」では、このような順番で反応していきます。この部分は後で「糖新生」の説明でも登場するので、覚えておいて下さい。

 

 

 

クエン酸回路(TCA回路)

 

 

 

この「クエン酸回路」の後、ミトコンドリアの内膜で「電子伝達系」という反応が起きるのですが、本記事の趣旨からそれるので今回は説明しません。

 

 

ちなみに、ミトコンドリアの「マトリックス」と「内膜」の場所が以下になります。

 

 

 

解糖系とクエン酸回路と電子伝達系

 

 

 

それでは、「解糖系」と「クエン酸回路」の流れを頭に入れたうえで、本記事の本題である「糖新生」について説明していきます。

 

 

この説明は簡略化しているので、詳しくは以下の記事を参考にして下さい。

 

 

エネルギー代謝について分かりやすく説明してみた

 

 

また、エネルギー代謝で産生される「ATP」に関してはこちらをどうぞ。

 

 

ATP(アデノシン三リン酸)について分かりやすく説明してみた

 

 

 

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糖新生の流れ

 

 

さて、冒頭で、糖新生とは「解糖系」の逆行であると言ったので、もう一度エネルギー代謝の「解糖系」の部分に注目します。

 

 

便宜上、「解糖系」を以下のように簡単に説明することが多いのですが、実はこれ、かなり省略しています。

 

 

 

グルコース

 

 

(何段階か反応)

 

 

ピルビン酸

 

 

 

(何段階か反応)・・・の部分を省略せずに全部書くとこうなります。

 

 

 

グルコースからピルビン酸の代謝

 

 

 

※④から⑤の部分が分かりにくいので説明します。

 

 

「フルクトース-1.6-リン酸」は、「グリセルアルデヒド-3-リン酸」と、「ジヒドロキシアセトンリン酸」という2つの物質に変化します(※この変化に使われる酵素は「アルドラーゼ」です)。

 

 

このうち「ジヒドロキシアセトンリン酸」は、そのままの状態では次の反応に進めないので、「グリセルアルデヒド-3-リン酸」になります(※この変化に使われる酵素は「ホスホトリオースイソメラーゼ」です)。

 

 

こうして「グリセルアルデヒド-3-リン酸」は次の反応へ進みます。

 

 

「糖新生」は解糖系の逆行ではあるのですが、実は、この矢印の逆向きにそのまま進むことはできません

 

 

というのも、このようになっているからです。

 

 

 

糖新生の不可逆的な所

 

 

 

 

 

 

 

 

⑩のピルビン酸から、①のグルコースに向かって遡りたいところですが、上の図を見てもらったら分かるように、逆に進めない所が3ヶ所あります。

 

 

⑩から⑨の道、④から③の道、②から①の道です。

 

 

 

 

⑩~⑨:「ピルビン酸」  →  「ホスホエノールピルビン酸」

 

④~③:「フルクトース-1,6-ビスリン酸」  → 「フルクトース-6-リン酸」

 

②~①:「グルコース-6-リン酸」  →  「グルコース」

 

 

 

でも大丈夫です。

 

 

この3ヶ所は、「行き道とは別の方法」で進みます。

 

 

というわけで、次からは、目的地である「グルコース」になるまでの「糖新生」の基本的な流れについて解説します。

 

 

くどいですが、「糖新生」が行なわれるのは、肝臓(と腎臓)です。

 

 

 

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「ピルビン酸」からクエン酸回路を経由して「ホスホエノールピルビン酸」へ

 

 

まず、最初の⑩→⑨の反応です。

 

 

 

ピルビン酸からホスホエノールピルビン酸

 

 

 

進もうにも、いきなりこの状態ですから、⑨の「ホスホエノールピルビン酸」に行く為に、少々遠回りをします。

 

 

どうするのかというと、「クエン酸回路」を経由させるのです。

 

 

 

ピルビン酸とピルビン酸カルボキシラーゼ

 

 

 

図を解説すると、

 

 

1:「ピルビン酸」はまずミトコンドリアの中に入ります。

 

 

2:「ピルビン酸」は、「オキサロ酢酸」に変換されます。この変換の為に使われる酵素は「ピルビン酸カルボキシラーゼ」です。

 

 

3:次に「オキサロ酢酸」は「リンゴ酸」に変換されます。この変換の為に使われる酵素は「リンゴ酸デヒドロゲナーゼ」です。

 

 

4:「リンゴ酸」はミトコンドリアの外に出ます。

 

 

「オキサロ酢酸」は、ミトコンドリアの膜を通過する事ができませんが、「リンゴ酸」はミトコンドリアの膜を通過する事ができます。

 

 

 

オキサロ酢酸からホスホエノールピルビン酸

 

 

 

5:ミトコンドリアから脱出した「リンゴ酸」は、細胞質基質で、再び「オキサロ酢酸」に戻ります。この反応に使われる酵素も「リンゴ酸デヒドロゲナーゼ」です。

 

 

6:そして「オキサロ酢酸」は、⑨の「ホスホエノールピルビン酸」へと変換されます。この反応に使われる酵素は、「ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ」です。

 

 

この⑩→⑨の変化が一番ややこしいです。

 

以降の反応からはもう少しシンプルになります。

 

 

⑨→⑩の「解糖系」の時は、「ピルビン酸キナーゼ」という酵素で反応が進みます。

 

 

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ホスホエノールピルビン酸からグルコースまでの反応

 

 

もう2か所「一方通行」の所がありますが、それ以外のところは「解糖系」の逆向きに反応していきます。

 

 

「ホスホエノールピルビン酸」以降の流れを順番に解説していきます。

 

 

まずは、⑨→⑧の反応です。

 

 

⑨ホスホエノールピルビン酸 → ⑧2-ホスホグリセリン酸

 

 

⑧2-ホスホグリセリン酸

 

 

⑨ホスホエノールピルビン酸

 

 

⑨→⑧に変える酵素は、「エノラーゼ(別名:ホスホピルビン酸ヒドラターゼ)」です

 

 

⑧→⑨の「解糖系」の時の酵素も同じ「エノラーゼ」です

 

 

次は⑧→⑦の反応です。

 

 

 

⑧2-ホスホグリセリン酸 → ⑦3-ホスホグリセリン酸

 

 

⑦3-ホスホグリセリン酸

 

 

⑧2-ホスホグリセリン酸

 

 

 

⑧→⑦に変える酵素は、ホスホグリセリン酸ムターゼです。

 

 

⑦→⑧の「解糖系」の時の酵素も同じ「ホスホグリセリン酸ムターゼ」です。

 

 

次は⑦→⑥の反応です。

 

 

⑦3-ホスホグリセリン酸 → ⑥1,3-ビスホスホグリセリン酸

 

 

⑥1,3-ビスホスホグリセリン酸

 

 

⑦3-ホスホグリセリン酸

 

 

 

⑦→⑥に変える酵素は「ホスホグリセリン酸キナーゼ」です。

 

 

⑥→⑦の「解糖系」の時の酵素も同じ「ホスホグリセリン酸キナーゼ」です。

 

 

次は⑥→⑤の反応です。

 

 

⑥1,3-ビスホスホグリセリン酸 → ⑤グリセルアルデヒド-3-リン酸

 

 

 

 

 

 

⑥→⑤に変える酵素は「グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ」です。

 

 

⑤→⑥の「解糖系」の時の酵素も同じ「グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ」です。

 

 

「グリセルアルデヒド-3-リン酸」 → 「ジヒドロキシアセトンリン酸」の酵素は、「解糖系」の時と同じ「ホスホトリオースイソメラーゼ」です。

 

 

次は⑤→④の反応です。

 

 

 

⑤グリセルアルデヒド-3-リン酸、ジヒドロキシアセトンリン酸 → ④フルクトース-1,6-ビスリン酸

 

 

 

 

 

⑤→④に変える酵素は「アルドラーゼ」です。

 

 

④→⑤の「解糖系」の時の酵素も同じ「アルドラーゼ」です。

 

 

次は④→③です。

 

 

 

④フルクトース-1,6-ビスリン酸 → ③フルクトース-6-リン酸

 

 

④→③は、2つ目の「一方通行」地点です。

 

 

しかし、⑩→⑨の時のように複雑ではなく、いたってシンプルです。

 

ここでは、行き(解糖系)とは違う酵素を使うことによってクリアします。

 

 

 

③フルクトース-6-リン酸

 

 

④フルクトース-1,6-ビスリン酸

 

 

 

③→④の「解糖系」の時は、「ホスホフルクトキナーゼ」という酵素で反応が起きますが、

 

④→③の「糖新生」の時は、「フルクトース-1.6-ビスホスファターゼ」という酵素で反応が起きます。

 

 

 

次は③→②の反応です。ここは、「解糖系」と「糖新生」の酵素が同じです。

 

 

 

③フルクトース-6-リン酸 → ②グルコース-6-リン酸

 

 

②グルコース-6-リン酸

 

 

③フルクトース-6-リン酸

 

 

③→②に変える酵素は、「グルコース-6-リン酸イソメラーゼ」です。

 

 

③→②の「解糖系」の時の酵素も同じ「グルコース-6-リン酸イソメラーゼ」です。

 

 

②→①は、最後の「一方通行」地点です。

 

 

 

②グルコース-6-リン酸 → ①グルコース

 

 

こちらもシンプルで、先ほどと同じように行き(解糖系)とは違う酵素を使ってクリアします。

 

 

 

①グルコース

 

 

②グルコース-6-リン酸

 

 

 

①→②の「解糖系」の時は、「ヘキソナーゼ」という酵素で反応が起きますが、

 

②→①の「糖新生」の時は、「グルコース-6-ホスファターゼ」という酵素で反応が起きます。

 

 

ちなみに、「糖新生」が行なわれる「肝臓」と「腎臓」は、この「グルコース-6-ホスファターゼ」の活性が強いです。

 

 

 

 

 

これで⑩の「ピルビン酸」から、目的の①の「グルコース」まで辿り着けたことになります。

 

 

ここまでの流れが頭に入ったところで、次は「糖新生」に使われる材料が、それぞれどのようにして合成されていくのか、材料別にお話します。

 

 

 

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糖新生の材料

 

 

wikipediaによると、糖新生の材料は、

 

 

『Wikipedia 糖新生』より引用

 

 

糖新生(とうしんせい、gluconeogenesis)とは、飢餓状態に陥った動物が、グルカゴンの分泌をシグナルとして、ピルビン酸、乳酸、糖原性アミノ酸、プロピオン酸、グリセロールなどの糖質以外の物質から、グルコースを生産する手段・経路である。

 

 

ピルビン酸、乳酸、糖原性アミノ酸、プロピオン酸、グリセロールなど・・・とあるので、材料は他にもたくさんあるのかもしれません。

 

 

ただし、メインとなるのはタンパク質を分解した「アミノ酸」です。食事から得られる場合はそれを使い、足りない場合は筋肉を分解して取り出します。

 

 

体内に蓄えられた中性脂肪から得られる「グリセロール」、そして、嫌気的解糖で生じた「乳酸」も糖新生の材料として有名です。

 

 

ここでは、この3つについて解説していきます。

 

 

  • アミノ酸(のうち糖原性アミノ酸)

 

  • グリセロール

 

  • 乳酸

 

 

 

これらの材料は、いずれも、血液中に放出された後、肝臓に運ばれて「糖新生」が行なわれます。

 

 

 

まず、「糖原性アミノ酸」から解説していきます。

 

 

 

糖原性アミノ酸を材料にグルコースを合成する

 

 

アミノ酸は全部で20種類あります。

 

その中で「グルコース(糖質)を合成することができるアミノ酸」が18種類あります。

 

これを「糖原性(とうげんせい)アミノ酸 」と呼びます。

 

その名前がこちらです。

 

 

  • アスパラギン

 

  • アスパラギン酸

 

  • アラニン

 

  • アルギニン

 

  • イソロイシン

 

  • グリシン

 

  • グルタミン

 

  • グルタミン酸

 

  • システイン

 

  • スレオニン(トレオニン)

 

  • セリン

 

  • チロシン

 

  • トリプトファン

 

  • バリン

 

  • ヒスチジン

 

  • フェニルアラニン

 

  • プロリン

 

  • メチオニン

 

 

これに「リシン」、「ロイシン」を加えると全部で20種類になります。

 

 

血流に乗って肝臓に到着した「糖原性アミノ酸」は、「ピルビン酸」、「α – ケトグルタル酸」、「スクシニルCoA」、「フマル酸」、「オキサロ酢酸」のつのうちのどれかに変化します。

 

 

そして、それぞれの地点からグルコースに向かって進みます。

 

 

 

糖原性アミノ酸を材料にした糖新生の経路

 

 

 

  • トリプトファン、アラニン、スレオニン、グリシン、セリン、システインの場合は、「ピルビン酸」から先ほど説明した流れで反応が進みます。

 

 

  • アルギニン、プロリン、ヒスチジン、グルタミン、グルタミン酸の場合は、「クエン酸回路」の「α-ケトグルタル酸」に合流し、「リンゴ酸」まで進み、ミトコンドリアの外に出て続きの反応が進みます。

 

 

  • メチオニン、イソロイシン、スレオニン、バリンの場合は、「クエン酸回路」の「スクニシルCoA」に合流し、「リンゴ酸」まで進み、ミトコンドリアの外に出て続きの反応が進みます。

 

 

私が持っている本ではスレオニンは「スクニシルCoA」に合流するとなっていますが、Wikipediaでは「ピルビン酸」となっています。

 

『Wikipedia 糖原性アミノ酸』

 

 

  • フェニルアラニン、チロシンの場合は、「クエン酸回路」の「フマル酸」に合流し、「リンゴ酸」まで進み、ミトコンドリアの外に出て続きの反応が進みます。

 

 

  • アスパラギン酸とアスパラギンの場合は、「クエン酸回路」の「オキサロ酢酸」になるので、「リンゴ酸」に進み、ミトコンドリアの外に出て続きの反応が進みます。

 

 

次は「グリセロール」について解説します。

 

 

 

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グリセロールを材料にグルコースを合成する

 

 

中性脂肪を分解すると、「脂肪酸」と「グリセロール」が生成されます。

 

このうち「糖新生」の材料にできるのは「グリセロール」です。「脂肪酸」は糖新生を行なう為のエネルギー源にはなりますが、糖新生の材料にはなりません。

 

 

 

 

 

 

さて、材料の「グリセロール(別名:グリセリン)」ですが、以下のような流れでグルコースが合成されます。

 

 

 

グリセロールを材料にした糖新生の経路

 

 

肝臓に運ばれた「グリセロール」は、まず「グリセロール-3-リン酸」に変化します。この変化に必要な酵素の名前は「グリセロールキナーゼ」です。

 

そして、「グリセロール-3-リン酸」から「ジヒドロキシアセトンリン酸」に変化した後は、最初に説明した流れでグルコースへと変わっていきます。

 

 

次は「乳酸」です。

 

 

 

 

 

 

乳酸を材料にグルコースを合成する

 

 

「乳酸」とは、「ピルビン酸」から生じた物質です。

 

 

 

「乳酸」は処理できる量であれば問題ないのですが、pH5程度の酸性物質なので、蓄積すると体質が酸性に傾くので、癌等の原因になります。

 

 

余命わずかの末期癌患者が退院できたのは病院での栄養療法のおかげだった!

 

 

「乳酸」は血液にのって肝臓に運ばれた後、「ピルビン酸」に変換されます。この変換に使われるのは「乳酸脱水素酵素」です。

 

 

 

「ピルビン酸」から先は同じ流れです。

 

 

 

乳酸を材料にした糖新生の経路

 

 

 

糖新生に使われるATP

 

脂肪酸のところで少しお話しましたが、糖新生を行なうためには、材料だけではなくエネルギーも必要です。

 

グルコース1分子を合成するために必要な「ATP(エネルギー物質)」の量は、どの地点からスタートするかによって変わってきます。

 

 

ピルビン酸から・・・6分子のATP

 

クエン酸回路から・・・4分子のATP

 

グリセロールから・・・2分子のATP

 

 

 

糖質制限をしているのに血糖値が高いのは、糖新生が原因かもしれませんへ続く

 

 

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