(3)脂肪が分解されてケトン体となる過程とは「(1)糖尿病性ケトアシドーシスとは」では、糖尿病性ケトアシドーシスの概要についてご説明させて頂きました。3大栄養素がエネルギー源となることを示した上で、グリコーゲンと蛋白質がエネルギーとして利用される代謝経路をご説明しました。今回は、前回示した次の二つの疑問について、ご一緒に考えながら、3つめのエネルギー源である中性脂肪の代謝過程をご説明させて頂きます。・・・・なぜ中性脂肪を分解するリパーゼ活性が上がるのか?血糖値が低下すると、膵臓のα細胞からグルカゴンが分泌されます。「〜ゴン」は角の意味があるギリシャ語由来の接尾語です。インスリンは、血糖値の上昇に伴って膵臓のβ細胞から分泌されるのに対し、グルカゴンは、一般的には血糖値が下がって糖を必要とするようになったときに肝細胞に作用してグリコーゲンの分解を促進します。このグルカゴンは、主に膵臓のランゲルハンス島のA細胞(α細胞)で生合成、分泌されます。グルカゴンの分泌は低血糖により促進され、高血糖により抑制されます。遊離脂肪酸によっても分泌が抑制されます。・・・・このようにインスリンが下がるとグルカゴンが上がることから、「インスリンとグルカゴンは拮抗ホルモンである」と言えます。インスリン拮抗ホルモンには、グルカゴンの他にもアドレナリン、コルチゾールなどがあります。・・・・重要ポイントです!ここで3つのグルカゴンの作用を整理し、その右側にはグルカゴン活性化の結果を示しますと、次の通りです。アミノ酸から糖新生を促進する。中性脂肪分解を促進し、遊離脂肪酸放出を増加させる。・・・この遊離脂肪酸は肝でケトン体産生の元になり、結果としてケトン生成が促進されます。上記3つのグルカゴンの作用の内、1)と2)では、結果的に糖が産生され、すでに肝臓や心臓、腎臓などの組織内に貯蔵されていますので、糖は代謝系でエネルギーとして利用されます。その過程は、「(2)糖を取り込めない時のエネルギー源3つ」を参照して下さい。他方、上記の3)に示したグルカゴンのリパーゼ活性化により、肝臓や脂肪組織に蓄えられている中性脂肪は分解されて、脂肪酸が切り離されて血中のアルブミンと結合し、肝臓に運ばれます。・・・これで上記の「疑問1:なぜ、都合良く「リパーゼ」の活性が上がるのでしょうか?」をご理解頂けたでしょか。疑問1の解答は、1型糖尿病ではインスリン欠乏の結果、細胞や組織に糖が欠乏し、膵臓からグルカゴンが分泌され、このグルカゴンがリパーゼを活性化すると言う機序です。同様に、グルカゴンは、上記の1)グリコーゲン分解、及び2)プロテインキナーゼの活性化で糖新生を促進します。このように、グルカゴンのグルカ(gluca)が糖化と言う代謝を促していることが解ります。下図の通り、赤色四角で囲んだ中性脂肪の分解で産生された脂肪酸から、(脂肪酸アシルCoAを経て)アセチルCoAが作られます。アセチルCoAからケトン体であるアセト酢酸、β-ヒドロキシ酪酸が作られ、肝臓から放出されて血流にのり、筋肉や脳のエネルギー源として利用されます。アセチルCoAは、肝細胞でも肝細胞以外でもミトコンドリア内から血管に入り、ケトン体が産生されます。ここで言うエネルギー源とは、三つのケトン体の内の「βヒドロキシ酪酸とアセト酢酸」を指しています(本当は、ケトン体ではなく、カルボキシル基を持つ酸です)。それでは、これら「βヒドロキシ酪酸とアセト酢酸」をエネルギー源として、どんなエネルギーになるのでしょうか?・・・ケトン体は上の図で血管を通って様々な臓器・組織の細胞内でケトン体は再びアセチル-CoAに戻され、TCA回路で代謝されてエネルギー源となります。上の図で、薄緑色の「肝臓以外の組織のミトコンドリア内」及び薄黄色で示されている「肝臓のミトコンドリア内」で示されている通り、ケトン体であるβヒドロキシ酪酸とアセト酢酸からアセチルCoAに戻され、「TCA回路」で利用されます。TCA回路を代謝させるために利用できるアセチルCoAの原材料になると言う意味で、二つのケトン体はエネルギーと考える事が出来ます。実際には、TCA回路でケトン体から作られたアセチルCoAが回転すると下図に示したような補酵素(FAHD2,NADH2,GTP)が電子を受け取りながら、そのエネルギーを利用してTCA回路を回転させることで細胞は代謝を動かして機能を発揮します。上の図の下に示した表の通り、TCA回路全体としてはエネルギーの消費(マイナス)の方が大きいので、ケトン体をエネルギー源とする代謝では結果的には少しずつやせていきます。・・・・この代謝系を利用したものが「ケトン体ダイエット」と言われるダイエット法ですが、理論の正確性やダイエット効果について、このサイトで推奨するものではございません。最後に、「疑問2:ケトン体がエネルギー物質とされるのはどうしてでしょうか?」について整理しておきます。1型糖尿病で、グリコーゲンやアミノ酸からの糖新生の後、最終的に利用されるのがリパーゼによる中性脂肪分解で産生されるケトン体です。このケトン体はアセチルCoAとしてTCAサイクルで利用されることで、TCAサイクルの代謝系が回転し、補酵素(FAHD2,NADH2,GTP)が産生されるという意味でエネルギー源と考えられます。ここで言うエネルギーとは、中性脂肪由来のケトン体が全身の組織・臓器・細胞でアセチルCoAに戻されてTCAサイクルで利用されると言う意味で、エネルギー源です。TCAサイクルでは、補酵素が電子を受け取り、その結果として代謝が動くので「細胞が機能する」という点で中性脂肪由来のケトン体はアセチルCoAの原材料と言えます。投稿ナビゲーションコメントは受け付けていません。