ケト適応状態における外因性ケトン体投与に対する運動能力と代謝への影響

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「当該年度に実施した研究の目的」本研究の目的は、低糖質・高脂肪食からなるケトン食でケトン適応現象を誘導した上で、さらにケトン体をマウスに経口投与で負荷し、ケトン未適応状態およびケトン適応状態下での外因性ケトン体の持久力・代謝・運動誘発性炎症への影響およびそれらの作用機序を明らかにし、運動能力への効果を検討することであった。本年度は、高脂肪低糖質ケトン食とC57/BL6マウスを用いてケトン適応を誘導した。ケトン適応個体にさらに外因性ケトン体を飲用水に加え、ケトン体を持続的に負荷し、血中ケトン体濃度と最大運動能力を測定した。実験終了後、肝臓・筋肉・脂肪をはじめとする臓器を採取し、エネルギー代謝および脂質代謝の関連マーカー、遺伝子発現量の同定を目的としていた。「当該年度に実施した研究の意義と重要性」ケトン体は、生体において糖質制限時に脂肪酸酸化により生成される内因性の成分であり、骨格筋などで生体燃料として利用される。外因性ケトン体を摂取するとケトン体は容易に血中に移行し、循環しているケトン体が急速に上昇する一方、海外でアスリートを対象とした研究では、パフォーマンス向上など望まれた結果を得ることができなかった。そこで本年度に実施した実験は世界初であるが、ケトン適応状態を誘導し、外因性ケトン体を投与した。その結果、血中ケトン体濃度がさらに上昇することが明らかになっている。また、肝臓、筋肉において脂肪酸分解関連遺伝子の発現量を上昇させることから、ケトン適応状態でのケトン体投与は脂肪酸分解を促進することが示唆される。そのほか、エネルギー消費割合の増加傾向、白色および褐色脂肪組織においては熱産生の亢進も見られた。以上より、外因性ケトン体の有用性を発揮するためには、あらかじめケトン適応状態を誘導することが不可欠であることが示唆された。