ケトン体のストーリー：アルツハイマー病の発症リスク低減に寄与する可能性
脳は、エネルギー需要という点で維持に非常に「高コスト」な臓器です。平均的な成人で約3ポンドの重さがあるこの驚くべき構造は、約60パーセントが脂肪で、残りの組織は水分、炭水化物、タンパク質、塩類の組み合わせで構成されています。脳がなければ、おそらくあなたはあなたでいられません。その脳が高コストなのは、全身を動かし続けるために毎日必要なエネルギーの実に20パーセントを消費するからです。これは、全身の大きさと比べると脳が比較的小さいにもかかわらず、です。
では、ここで何が起きているのでしょうか？ なぜ脳はこれほどエネルギーを大量に消費するのでしょうか。そして、それはケトン体やアルツハイマー病とどのように関係しているのでしょうか。脳がエネルギーをどのように使うのか、もう少し詳しく見てみましょう。
まず、身体と脳の両方にとって主要な燃料源であるグルコースを見てみましょう。グルコースは、「甘い」を意味するギリシャ語のglykysに由来し、単糖として知られるもので、炭素、水素、酸素からできています。この糖は、身体の複数のエネルギー需要に燃料を供給するため、全身で使われます。身体は、食品に含まれるフルクトースやラクトースなどの糖を分解してグルコースを得ることができ、でんぷん質の食品を分解してグルコースを作ることもできます。
身体はまた、肝臓と筋肉に蓄えられたグリコーゲンから、利用可能な形のグルコースを作ることもできます。これはグリコーゲン分解（「グライコ-ジェン-オル-エ-シス」と発音）として知られ、「切る」を意味する“lysis”に由来します。
身体がグルコースを作るもう一つの方法は、糖新生（「グルーコ-ネオ-ジェン-エ-シス」と発音）と呼ばれるプロセスです。おそらく推測できるように、新しいグルコースを作ることを意味します。このプロセスは主に肝臓と腎臓で起こり、身体は乳酸などの非炭水化物前駆体を使ってグルコースを作ります。この形のグルコース産生は、強度の高い運動からのRegeneration時に特に活発になります。
身体はグルコースを使って、エネルギーを運ぶことができる分子であるATP（アデノシン三リン酸）を産生します。ATPは細胞における通貨のようなものだと考えることができます。ATPはエネルギーを蓄え、分解されると、生命に必要なあらゆる重要プロセスを駆動するエネルギーを放出します。では、脳の話に戻りましょう。
脳は身体のエネルギーの大部分を消費するため、信頼性が高く安定したエネルギー源を必要とします。そうでなければ、細胞死が起こり、永続的な損傷につながる可能性があります。グルコース由来のこのエネルギーは、長期記憶の形成を含む、脳による情報処理に不可欠です。グルコースの利点の一つは、各グルコース分子がかなりの量のATPを産生するため、優れたエネルギー源であることです。それでも、グルコースを産生するプロセスはあまり効率的ではありません。しかし、通常は容易に利用できるため、身体にとって非常に重要なエネルギー源であることに変わりはありません。
では、長時間の高強度運動、長時間食事を摂らない状態、あるいは糖尿病のような疾患状態で起こるように、グルコース濃度が低いとき、脳はどうするのでしょうか。生命に不可欠な臓器である以上、脳に代替燃料源があるのは理にかなっています。そしてその燃料は脂肪です。通常の意味での脂肪ではなく、肝臓で分解されてケトン体と呼ばれるものになった脂肪です。
脳のエネルギー源という点では、ケトン体が明確に優れています。なぜなら、ケトン体はグルコースよりもはるかに効率的な経路で作られるため、1分子あたりで産生されるATPがはるかに多いからです。ケトン体はまた、グルコース代謝よりも「汚れた」代謝副産物の産生がはるかに少ないという意味で、より「クリーン」な燃料でもあります。
近年の研究では、ケトン体が単なる燃料以外の役割も担うという考えが示されつつあります。たとえば、ニューロン活動の調節因子として働き、遺伝子発現に影響を与え、脳細胞内で シグナル伝達 分子として作用することなどです。
ケトン体を産生するために、マラソンを走ったり、何日も食事を抜いたりする必要はありません。多くの人は、いわゆる「ケトダイエット」、つまり低炭水化物・高脂肪のプログラムを用いて、ケトーシスへの切り替えをサポートします。ケトーシス状態にあると、フォーカス力と集中力が著しく高まると報告する人は少なくありません。定期的に間欠的ファスティングを実践する人は、代謝の柔軟性として知られる状態に到達し、食事中は炭水化物を燃やし、ファスティング中は脂肪を燃やす（そしてケトン体を産生する）状態へ容易に切り替えられます。間欠的ファスティング実践者も、ケトダイエットを行う人と同様に、フォーカス、集中力、ウェルビーイングの向上を報告しています。
では、これらすべてはアルツハイマー病とどのように関係しているのでしょうか？
2016年、Frontiers In Molecular Neuroscienceに「ケトン体は高齢期の脳燃料供給を救うのに役立つか？加齢中の認知健康とアルツハイマー病の処置への示唆。」という興味深い研究論文が発表されました。著者らは、アルツハイマー病を発症していく人では、グルコースに関連する脳エネルギーの不足があり、それは疾患の症状を示し始めるかなり前に現れると提唱しています。
彼らの推論は、次の4つの知見に基づいています。
一 - 64歳を超え、検査上は認知機能が正常な人では、脳の前頭皮質におけるグルコース取り込みが、より若い人よりも低い。
二 - 40歳未満で、アルツハイマー病に対する遺伝的または生活習慣上のリスク因子を持つが、認知機能は正常な人でも、遺伝的または生活習慣上のリスク因子を持たない同年代の健康な人と比べて、前頭皮質でのグルコース取り込みが低い。
三 - アルツハイマー病（AD）または軽度認知障害（MCI）と診断された人は、上記一および二の群と同じようにグルコース取り込みが障害されているが、脳のケトン体取り込みは、年齢を一致させた認知機能が健康な対照群と同じである。
ここまでの著者らの推論はこうです。最初の3つの研究知見は、認知能力の低下に先行し、軽度認知障害がアルツハイマー病へ進むにつれてさらに重度になる、脳内グルコースの不足を明確に示唆しています。では、4つ目の研究知見を見てみましょう。
四 - MCIとADの両方を持つ人の脳に対して、ケトン体の利用可能性を高める介入を行うと、認知能力が改善する。
このことから著者らは、軽度認知低下およびアルツハイマー病に対する成功する治療的アプローチを開発するには、脳のエネルギー供給の枯渇を克服する必要があると結論づけています。MCIおよびアルツハイマー病の人でも、脳のケトン体取り込みは依然として正常であるように見えるため、脳にケトン体を供給する介入は、少なくともアルツハイマー病の発症または進行を遅らせるうえで有望に見えます。こうした介入には、アルツハイマー病の人に有益性が示されているMCTオイル（中鎖トリグリセリド）のサプリメント摂取や、ファスティング、高脂肪ケトジェニックダイエット、またはケトンエステルやMCTオイルを加えた通常食などの方法があります。
もちろん、今後さらに多くの研究が必要です。しかし、脳で利用可能なケトン体供給を増やすことは、アルツハイマー病になりやすい脳を持つ人におけるエネルギー不足を迂回する、安全で、研究に支持され、忍容性の高い方法であるように見えます。
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