グルコースがATPに変わる最初のステップ

ミトコンドリアがエネルギーを生み出すのに必要な材料は、食物（主に炭水化物）を消化して得られるグルコース（血糖）です。グルコースが細胞内に取り入れられると、「解糖系」と呼ばれる過程を経てピルビン酸になります。解糖系は酸素を使わない反応で、その過程でグルコース１分子からATPを2個生み出します。

原始生物が使っていた“酸素なし”のエネルギー法

これは酸素が地球上に存在しなかった頃の原始生物（古細菌）がエネルギーを作り出したのと同じ反応ですが、わずかなATPしか生み出さなかったため、その時代の生物の活動は限定されていました。

光合成の登場と地球を変えた酸素の大増加

その後、27億年前に光エネルギーを利用して水と二酸化炭素から有機物を取り出す「光合成」を行う生物が現れ、酸素が大気中に放出されていきました。
酸素は嫌気性生物にとっては猛毒で、多くの生物が絶滅したといわれています。

酸素を武器にした好気性生物の誕生

一方、酸素を利用してエネルギーを生み出すミトコンドリアの祖先、好気性生物（バクテリア）が現れます。好気的代謝では、酸素を使ってより大きなエネルギーを作りだすことができるようになりました。このエネルギーが、その後の爆発的な生物進化の原動力になったのです。

ミトコンドリアとの共生が生命進化を加速させた

現在の私たちの細胞には必ずミトコンドリアが存在しています。これは大きなエネルギーをもとめて、原生生物がミトコンドリアを体内に取り入れ、共生するようになったからだと考えられています。

■ミトコンドリアの起源

原始の地球に誕生した「古細菌」はエネルギー産生システムとして解糖系しか持っていませんでした。その後、酸素を使って大量のATPを作ることができるバクテリアが出現し、古細菌に入り込み、ミトコンドリアに進化したと言われています。

栄養書庫発行 : 『よくわかる健康サイエンス-3 神様の贈り物 ミトコンドリア活性で老い知らず』より

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余分なグルコースはグリコーゲンへ

私たちが食事から摂った糖質（グルコース）は、インスリンというホルモンによって全身の細胞に届けられ、エネルギー源になります。その際、余分なグルコースはグリコーゲンへ変換され血糖値を下げ、肝臓や筋肉に蓄えられます。

インスリンの働きが低下するインスリン抵抗性

しかし食べ過ぎや運動不足、ストレス等によって、インスリンの働きが低下する「インスリン抵抗性」になると、細胞がグルコースを受け取れずに血糖値が高いままとなり、血管が損傷されてⅡ型糖尿病などを発症します。このインスリンの働きにテストステロンが深く関わっています。

インスリン抵抗性が高まると

たとえば、前立腺がんを治療する「内分泌療法」はテストステロンなどの男性ホルモンの産生を抑制します。その結果、インスリン抵抗性が高まり、さらに肥満、脂質異常などによる糖尿病のリスクを引き寄せる可能性があります。

テストステロン補充療法による改善

一方、このインスリン抵抗性は、テストステロン補充療法によって改善することが分かりました。ドイツのHEUFELDER博士らの試験によると、メタボリックシンドロームを有するⅡ型糖尿病患者の皮膚に、52週間テストステロンを補充した結果、糖尿病の指標が改善したと報告しています（図1、図2、図3）。

インスリン抵抗性とテストステロンの関係

また、フィレンツェ大学のCorona教授らのメタ研究※1によれば、59もの研究におけるテストステロン補充療法患者において体重、腹囲、BMI、体脂肪量の減少、血糖値、インスリン抵抗性の改善が確認されており、テストステロン・レベルの向上が糖尿病の改善につながることが示されています※2。

※1 複数の研究結果を統合し、より高い見地から分析する手法や統計解析のこと
※2 Giovanni Corona, et al.　European Journal of Endocrinology (2016) 174, R99–R116

■テストステロン補充によるⅡ型糖尿病の改善（図1、図2、図3）

メタボリックシンドロームでⅡ型糖尿病を有する男性32人を2グループに分け、16 人は食事療法と運動療法のみを実施。残りはそれに加え1日1回皮膚にテストステロンジェル50mgを塗布する補充療法を行った。52週後、糖尿病の指標として血清テストステロン、糖化ヘモグロビン（HbA1c）、空腹時血漿グルコース、高密度リポタンパク質コレステロール、トリグリセリド濃度、および胴囲の値を比較した結果、テストステロン投与グループで大幅な改善が見られた。

糖化ヘモグロビン（HbA1c）値の推移（図1）

糖化ヘモグロビン（HbA1c）とテストステロンの変化（図2、図3）

7.0％未満（左）および6.5％未満（右）のHbA1c値を達成している患者の割合。
ピンク色＝食事療法と運動療法のみ
紫色＝食事療法と運動療法および経皮テストステロン投与

52 週間治療後の血清総テストステロンとフリーテストステロンの変化。
ピンク色＝食事療法と運動療法のみ
紫色＝食事療法と運動療法および経皮テストステロン投与

栄養書庫発行 : 『よくわかる健康サイエンス-4 テストステロンの健康力』より

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脳のエネルギー源として効率的に利用されるケトン体

通常、脳は糖質（グルコース）を主なエネルギー源として利用していますが、ケトン体を摂取することで、脳はケトン体を代謝してエネルギーを得ることができます。
ケトン体は脳のエネルギー源として効率的に利用されるため、脳のエネルギー代謝が改善されます。これにより、脳の機能が安定し、認知能力、集中力、記憶力、それぞれの向上が期待されます。

炎症反応が抑制され、神経炎症が軽減される

また、ケトン体には炎症の抑制効果もあります。慢性的な炎症は脳の健康に悪影響を与えることが知られており、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患のリスクを増加させる要因とされています。ケトン体の摂取により炎症反応が抑制され、神経炎症が軽減されることで、脳の健康状態が改善される可能性があります。

酸化ストレスによる神経細胞のダメージを軽減

さらに、ケトン体には脳の神経細胞の保護効果もあります。ケトン体は抗酸化作用を持ち、酸化ストレスによる神経細胞のダメージを軽減することが示唆されています。そのため、ケトン体の摂取により、神経細胞の保護や修復能力が向上し、脳の老化や神経疾患の進行を遅らせる効果が期待されます。

認知機能テスト結果の改善

これらはMCT（中鎖脂肪酸/ケトン体を生成する働きがある）を用いた臨床試験により実証されています。糖質をエネルギー源としていた場合に比べ、MCTを30グラムずつ投与すると、脳におけるケトン体の取り込みが2.3倍増加し、認知機能テスト結果の改善も確認されました。身体機能だけでなく脳機能に対する働きについても、今後のケトン体研究の成果に大きな期待が集まっています。

■ MCT摂取による認知機能改善（高齢者）

MCTを毎日30グラム、6か月間摂取した結果、脳に対するケトン体の働き（代謝改善、炎症抑制、抗酸化）により高齢者の認知機能はどのように改善したのか？

栄養書庫発行 : 『Nutrient Library-36 天然由来ケトン体の秘密』より

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肥満と病気のリスク

近年の研究では、脂肪細胞自体が病気の発症に関わるいくつかの悪玉因子を出していることが明らかになっています。本来は、太りすぎを改善して適切な状況に保つための機能なのですが、肥満が進行すると、これらの悪玉因子の分泌が過剰になり自分自身の体細胞を傷つけるようになります。つまり、肥満は体細胞が傷ついて炎症を起こしているような状態です。
また、体内にこれらの悪玉因子が増加すると、食欲抑制ホルモンに対する感受性が低下し、過食を招きさらに肥満が進行。そして、インシュリンの働きを悪化させ、糖尿病リスクが高まるのです。

脂肪をキレートして排出する

弘前大学によるマウスの実験により、プロテオグリカンの体重増加抑制、肝脂肪減少作用が明らかにされています。プロテオグリカンは余分な体脂肪分を取り込んで、体外へと排出するという働きがあります。

炎症した細胞を健康に

このほか、プロテオグリカンは抗炎症作用や活性酸素の発生を抑えることによって、肥満化して炎症を起こした細胞を健康に整えるように働き、根本から肥満や糖尿病のリスクを軽減します。
過剰な脂肪分や老廃物を体外へ排出し、さらに細胞の炎症を抑えるという複合的な働きで、プロテオグリカンは細胞を健康な状態に保ち、生活習慣病の予防に役立っています。

■プロテオグリカンのグルコース・脂質の抱え込み能力

グルコースや脂質にプロテオグリカンを加えると、グルコース・脂質はプロテオグリカンに抱え込まれ、小腸からの吸収が阻害されます。この機能を利用してダイエット食品の開発が可能なのではないかと考えられています。また、グルコース・脂質の吸収が抑制されることから、糖尿病の予防効果も期待されています。

栄養書庫発行 : 『栄養書庫フォーカス-1 奇跡の成分 ナチュラルプロテオグリカン 日本語 2017年改訂版』より

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