グリコーゲンの枯渇 - 運動をしない方法

運動したり、食事制限をするとどうなるでしょうか? グリコーゲン枯渇とは何ですか?それを避けるべきですか? グリコーゲンを枯渇させると何かメリットがあるのでしょうか？

体に何が起こるかというと、（飢餓モードではなく）絶食モードに入るということです。飢餓とは全く異なる状態です。

最初の段階では、体は貯蔵された糖グリコーゲンの形ですぐに利用できるカロリーを燃焼します。脂肪と同じように、私たちの体にはすぐに使用できる糖分（グリコーゲン）が貯蔵されており、簡単に代謝されます。これは瞬時に利用できる素早いエネルギーであり、脂肪とは異なり代謝経路を必要としません。私たちの細胞はグリコーゲンを直接使用します。

糖の大部分は主に肝臓と筋肉の細胞に貯蔵され、水で水分を補給されます。血流で利用可能なエネルギーよりも多くのエネルギーを燃焼し始めると、血糖値が低下します。対策の第一段階では、私たちの体は簡単に入手できる貯蔵エネルギー源、つまり貯蔵されたグリコーゲンを利用します。糖水分子が燃焼するとき、グリコーゲンは細胞内の水で水和されるため、代謝の過剰または副産物です。そのため、最初の段階では水分の重量が若干減ります。

 これを知らないと、ダイエット中に水分が失われ、喜んで、後で水分が戻ってきたときに驚くかもしれません。通常、最初の週の劇的な体重減少の原因は、グリコーゲンとナトリウムから放出される水分の損失です。

肝臓では、グリコーゲンの貯蔵量が臓器の肉重量の 5 ～ 6% (成人で 100 ～ 120 グラム) に達することがあります。筋肉のグリコーゲン濃度ははるかに低く、総筋肉量の 1 ～ 2 パーセントの範囲です。

トレーニングを受けていない人は、通常約 400 グラムのグリコーゲンを保持しており、筋肉と肝臓の両方の全身に蓄えられています。訓練されたプロのアスリートはその2倍の量を保持できます。この量のグリコーゲンは、補充なしで数時間の激しい運動を続けるのに十分です。

トレーニングすると体が適応し、状態が改善します。プロのアスリートも、筋内グリコーゲン貯蔵量を増やすことで体を強制的に適応させるために、運動後に炭水化物ローディングと呼ばれるものを行います。これに関してはいくつかの研究が行われています。カフェインを摂取したり、コーヒーを飲んだりすると、グリコーゲンの貯蔵量がより早く補充される傾向があります。

長距離アスリートはグリコーゲンの枯渇を経験することがよくあります。それを「壁にぶつかる」と言います。プロスポーツでは、糖分が枯渇すると疲労が続き、時には動くのが困難になる場合もあるため、影響が大きくなります。スポーツ選手が大騒ぎするのはこれが理由です。ボンキング（グリコーゲン枯渇）とは、ただ疲れているだけの状態ではありません。ボンキングとは、グリコーゲンの貯蔵量が非常に少なくなり、脳がエネルギーを使い果たし、体が停止することです。

初期段階と容易に利用可能なグリコーゲンの貯蔵量の代謝が完了すると、肝臓は脂肪とタンパク質を分解して直ちにエネルギーを形成し始めます。問題は、このプロセスには時間がかかり、糖新生が始まるまでアスリートは低血糖の症状を経験する可能性があることです。そうなれば、プロスポーツ選手が極度の疲労で倒れるケースも珍しくなくなるだろう。

低血糖はめまい、かすみ目、幻覚を伴います。このような状況下では意識喪失も発生する可能性があります。複数の異なるエネルギー源を組み合わせて使用​​することで、高い筋力出力を長期間維持できるようにすることは、プロスポーツや研究において重要なことです。また、マラソン前に糖新生を利用するためにダイエットをしてから走ることはできません。脂肪だけを燃料源としてマラソンを走ることは現実的ではありません。脂肪をより高い速度で代謝できれば、決して疲れることはなく、無限に走り続けることができます。残念ながら、脂肪代謝のエネルギー効率はそのレベルではありません。

さらに、私たちの体は 1 時間あたり限られた量の炭水化物しか処理できません。個人の効率にもよりますが、約 30 ～ 60 グラムです。おそらくマラソンのレースに参加することはないでしょうが、運動をしたい場合は、身体がどのように機能するかを理解することが不可欠であり、身体にダメージを与える可能性や、望ましい結果が得られない可能性があります。

ボディビルディングにおいては、筋肉量を異化してエネルギーにすることは望ましいことではないため、これは重要なことです。16 時間から 72 時間でグリコーゲンが枯渇すると、体はエネルギー生成のためにアミノ酸とタンパク質の異化に大きく依存します。運動の有無にかかわらず断食を行うとアミノ酸が使用され、筋肉量の一部が失われます。それを最小限に抑えるように努めることはできますが、一部のアミノ酸はエネルギーとして使用されてしまいます。

組織の一部が失われることは、思っているほど深刻ではありません。進化の目的があり、適度に行えば健康上の利点もあります。人間を含むすべての動物が定期的に絶食モードに入るのは正常です。私たちの体は、身体活動に適応してきたのと同じように、進化の過程で断食にも適応してきました。適度な定期的な絶食は、オートファジー (自己食べる) として知られるプロセスで、突然変異して損傷した前がん細胞を浄化するのに役立ちます。細胞が 2 つあり、1 つが損傷し、エネルギーを得るために 1 つを破壊する必要がある場合、体は損傷した細胞を最初に異化して、ある意味自分自身を浄化します。運動や断食を普段の生活に取り入れないと、健康に悪影響を及ぼします。

この初期期間を過ぎると、私たちの代謝はケトーシスに移行し、エネルギーのほぼすべてが脂肪代謝によるケトン体から得られます。基礎代謝も下がり、つまりエネルギーの利用効率が良くなります。ダイエットしたいなら、これはあなたが望んでいる状態です。あなたが対処できる量の永久的なカロリー不足です。マラソンを走ったり、速い状態で激しい運動をしたりすることは、脳に食べ物がなくなり、エネルギーとして自分の筋肉組織を使わざるを得なくなるため、それほど有益ではないかもしれません。これは望ましい結果ではありません。

1. 摂食 – 食事中にインスリンレベルが上昇します。これにより、グルコースが筋肉や脳などの組織に吸収され、エネルギーとして直接使用されるようになります。過剰なブドウ糖は肝臓にグリコーゲンとして蓄えられます。
2. 吸収後段階は、絶食開始から 6 ～ 24 時間後に起こります。インスリンレベルが低下し始めます。グリコーゲンが分解されてエネルギーとなるブドウ糖が生成されます。グリコーゲンの貯蔵は約24時間持続します。
3. 糖新生には 24 時間から 2 日かかります。「糖新生」として知られるプロセスにおいて、肝臓はアミノ酸から新しいブドウ糖を生成します。これは直訳すると「新しいブドウ糖を作る」という意味になります。非糖尿病患者の血糖値は低下しますが、正常範囲内に留まります。
4. ケトーシス – 絶食開始から 2 ～ 3 日後 – 絶食中に到達したインスリンレベルが低下すると、脂肪分解またはエネルギーとしての脂肪の分解が促進されます。脂肪の貯蔵形態であるトリグリセリドは、グリセロール主鎖と 3 つの脂肪酸鎖で構成されています。グリセロールは糖新生の過程で使用されます。体内の多くの組織は脂肪酸をエネルギーとして直接使用できますが、脳はそうではありません。血液脳関門を通過できるケトン体は脂肪酸から合成され、脳で使用されます。ケトン体は、4 日間の絶食後に脳が使用するエネルギーの約 75% を供給します。生成されるケトンの 2 つの主要なタイプは、β-ヒドロキシ酪酸とアセト酢酸であり、どちらも絶食中に 70 パーセント以上増加する可能性があります。
5. タンパク質保存フェーズ。高レベルの成長ホルモンは、筋肉量と無駄のない組織を維持するのに役立ちます。基礎代謝を維持するために必要なエネルギーは、ほぼすべて遊離脂肪酸とケトン体によって供給されます。ノルアドレナリン（アドレナリン）レベルの増加により、代謝率の低下が防止されます。

人間の体には、空腹に対処するためのよく発達したメカニズムが備わっています。本質的に、ここで説明しているのは、ブドウ糖の燃焼から脂肪の燃焼に移行するプロセスです。それだ。脂肪は体内に蓄えられた食物エネルギーです。食料が不足すると、貯蔵されていた食料が自然に放出されて不足を埋めます。したがって、いいえ、体は蓄えられた脂肪がすべて使い果たされるまで、栄養を補給するために「筋肉を燃焼」しません。糖尿病がない場合は、許容可能なレベルである程度の異化作用が起こります。生存のために低血糖が起こる状況では、私たちの体は脳細胞が死滅しないようにするためにあらゆるものを燃やします。低血糖症がなければ、体は筋肉ではなく脂肪を燃やします。

元々の脂肪の量にもよりますが、水を飲むだけで 2.5 ～ 3 か月間生き続けることができます。脂肪が多量にあれば、私たちはずっと長く生きられますが、栄養欠乏が起こります。このため、低カロリーで栄養価が高く、全繊維が豊富な食品があらゆる食事のベースとなります。  

この良い例は、アンガス・バルビエリという男性です。 医師の監督下で1年間水断食をした人 勉強 （スチュワートと 1973年に）。彼にはビタミンサプリメントのみが与えられました。カロリーもプロテインもなし。

参考文献:

1. マレー、B.、ローゼンブルーム、C. (2018)。コーチとアスリートのためのグリコーゲン代謝の基礎。 栄養学のレビュー, 76(4)、243–259。 https://doi.org/10.1093/nutrit/nuy001
2. SG のインピー、MA のハリス、KM のハモンド、JW のバートレット、J. ルイス、GL のクローズ、JP のモートン (2018)。必要な作業の燃料: 炭水化物のピリオダイゼーションとグリコーゲン閾値仮説の理論的枠組み。 スポーツ医学, 48(5)、1031–1048。 https://doi.org/10.1007/s40279-018-0867-7
3. WK スチュワートと LW フレミング (1973)。382日間の成功した治療的断食の特徴。 大学院医学雑誌, 49(569)、203–209。 https://doi.org/10.1136/pgmj.49.569.203