ケトン体とは？その検査方法や合成のされ方やケトーシスとは？

皆さん、こんにちは。

断食やケトジェニックダイエットを調べていくうちに、
ケトン体の仕組みがとても関心が出てきて、
色々調べてみました。

そこで、今日は、ケトン体とは何か、ケトン体の
検査方法、ケトン体の作られ方、ケトーシスとは？
ケトーシスの症状について、調べた事を紹介します。

目　次

1 ケトン体とは？
2 ケトン体の検査方法は？
3 ケトン体の合成は？
4 ケトーシスとは？
5 ケトーシスの症状は何？
6 糖尿病ケトアシドーシスとは？
7 まとめ

ケトン体とは？

ケトン体は、私達の体が普段エネルギーにして
いる炭水化物や脂肪、タンパク質とは根本的に
違う燃料源で、

炭水化物を極端に制限した時や、激しい運動をした後、
飢餓状態にいる時に、糖質が体内で枯渇してしまい、
糖質をエネルギー源として利用するかわりに、
脂肪をエネルギー源として利用し、脂肪をケトン体に
変換して体の臓器や脳のエネルギーとして利用します。

ケトン体の検査方法は？

ケトジェニックダイエットや断食をしている時は、
今、ケトン体の血中濃度がどのくらいか知りたく
なることが良くあります。

そういう時には、

血中濃度を測るケトンメーター
呼気式ケトンメーター
尿中ケトン試験紙

などがあります。

血液から測定するケトンメーターは、今のところ
日本国内では、見つけられませんでした。

ケトン体の合成は？

ケトン体の元は、アセチルCoAという物質ですが、
通常、このアセチルCoAは、

炭水化物が体内で糖になり、その糖を代謝する過程
(解糖系）
タンパク質が体内でアミノ酸になり、アミノ酸を
代謝する過程
脂肪が脂肪酸になり、その脂肪酸を代謝する過程（β酸化）

で生成され、クエン酸回路（TCA回路）で
エネルギー（ATP）を産生します。

この反応は、多くの臓器で起きていますが、
主に、肝臓で行われています。

ケトジェニックダイエットで低炭水化物・高タンパク質、
または、低炭水化物・高脂肪食の食事をしたり、
断食で体内が飢餓状態にある時、激しい運動を
した時に、体内で糖が不足します。

すると、クエン酸回路でアセチルCoAを利用できず、
エネルギー不足になります。

すると新しいエネルギー源が必要になるので、
脂肪酸が肝臓で代謝されて生じたアセチルCoAの
一部から、ケトン体の一つ「アセト酢酸」が合成
されます。

次に、3-ヒドロキシ酪酸デヒドロゲナーゼ（酵素）が、
アセト酢酸からβ-ヒドロキシ酪酸を作ります。

その次に、非酵素的にアセト酢酸を脱炭酸して
アセトン作ります。

アセト酢酸：（acetoacetic acid／AcAc）
β-ヒドロキシ酪酸：下の2通りの名前がある
（この他にもあるがここでは省略する）
- β-Hydroxybutyric acid（β-HB or BHB)
- β-hydroxybutyrate acid（β-HB or BHB)
- 日本語では、３-ヒドロキシ酪酸とも呼ぶ
アセトン：acetone

脂肪酸と違い、ケトン体（BHB、AcAc）は水溶性
なので、特別な運搬タンパク質の助けなしで、
血流により肝臓以外の臓器、例えば、心臓や筋肉、
腎臓などに運ばれて、これらの組織の中で
アセチルCoAに変換されてから、クエン酸回路に
入って消費されます。

脳での利用は？

脳は、血中ケトンレベルが高くなると利用されます。

脳は、通常グルコースだけをエネルギー源にし、
脂肪酸を直接エネルギーとして使えません。
脂肪酸は、血液脳関門を利用できず通れないからです。

そのため、断食中、飢餓時、インスリン欠乏による
糖尿病の場合やケトジェニックダイエットをして
いる時は、ケトン体（アセト酢酸）は、水溶性物質で
血液脳関門を通過できるので、アセト酢酸が
脳関門を通過した後に、再度アセチルCoAに戻されて、
脳細胞のミトコンドリアのTCA回路で、エネルギー
として利用されます。

BHBとAcAcは活発になる？

通常、BHBとAcAcが、体内で循環させられる割合比は、
1 : 1 ですが、ケトーシスになっている時は、
断食であれ、ケトジェニックダイエットであれ、
6 : 1 にまで変化します。

BHBのほうがより活発になるわけです。

アセトンは最終代謝物

BHBは活発で安定したケトン体ですが、アセトンは
基本的に代謝の過程で作られる廃棄物で、
ごく少量しか作られず、揮発性が高いので、
呼気中に放出されます。

アセトンは、このように最終代謝物なので、
エネルギーに変換できません。

また、アセトンは尿からも排泄されます。

参考URL

ケトン体合成：
http://www.sc.fukuoka-u.ac.jp/~bc1/Biochem/ketone.htm
Serotec/ケトン体：
http://serotec-labo.com/?page_id=1113
Bio-Science/ケトン体の生成と利用：
https://lifescience-study.com/1-genelation-and-use-of-ketone-bodies/

ケトーシスとは？

ケトーシスとは何？

ケトーシスとは、ケトン体（アセト酢酸、β-ヒドロキシ酪酸、
アセトン）の血中濃度が高くなっている状態です。
（具体的な濃度については、後述）

ケトーシスのときには、グルコースではなく脂肪が
エネルギーとして利用されますが、その仕組みは、
脂肪組織の中で中性脂肪が遊離脂肪酸に分解され、
肝臓に運ばれて、そこでケトン体が合成されます。

ケトーシスになると、最初は吐き気や、嘔吐などの
消化器系の副作用が出ますが、ケトーシスに体が
適応すると、これらの副作用は自然になくなります。

ケトン体は酸性物質なので、ケトン体の量が増えすぎると、
血液が酸性に傾き、ケトーシスからケトアシドーシスに
体の状態が変わります。医学的には、
糖尿病ケトアシドーシスと呼びます。

通常は、ケトアシドーシスにならないので、心配しなくて
良いでしょう。

血中ケトン濃度は？

軽いレベルは？

軽いケトーシスの場合は、血中ケトン体濃度は

0.2～0.5 mmol/l の範囲

です。

次の段階の「栄養学的ケトーシス」とは？

次に、栄養学的ケトーシスに入ります。
このケトーシスでは、二段階に分かれていて

一番目の段階：0.5～1.5 mmol/l
二番目の段階：1.5～3.0 mmol/l

となります。

1.5～3.0 mmol/l の範囲は、
減量で最高の結果をもたらす事が可能です。
この最高の結果をもたらす数値の範囲に、
より長くいればいるほど、より多くの
脂肪が燃焼し、より大きな減量効果が期待できます。

栄養学的ケトーシスに到達するには、1日の
炭水化物の摂取量を 50g以下に制限します。

そして、体内の血中ケトン体濃度が 0.5mM以上に
なり、そのレベルを維持している状態が、
栄養学的ケトーシスです。

0.5～3.0mMの範囲に到達する時間は、人により
ばらつきがあります。
数日でなる人もいれば、特に糖尿病の人の場合、
1～2週間もかかる場合もあります。

特に、糖尿病の人は専門医に相談しながら
するのをおすすめしますよ。

血中濃度は、ケトンメーターで測れます。

ケトー適応

0.5～3.0mMの範囲に入ると、次に「ケトー適応」
と言う段階になります。

体がケトン体からエネルギーを得る仕組みに、
適応していき、その恩恵がフルに得られるように
なっていくわけですね！

それで、どういうふうに進んでいくのか興味が
あるところですが…

最初の数週間

この段階に入って、最初の数週間は、運動を
しても持久力があまりない感じがするかも知れ
ませんが、これは3～6週間で解消します。

その後の2～3ヶ月

その後の2～3ヶ月の間は、脂肪がきれいに燃焼
されるようになり、効率的に脂肪からエネルギーが
得られるように体が変化していきます。

すると、ケトン体の恩恵が全て得られるように
なりますよ。

（参考URL: https://blog.virtahealth.com/how-do-i-get-into-nutritional-ketosis/）

ケトン体濃度一覧

各段階でのケトン体濃度の一覧です。

実際に、KDを実行する時にケトンメーターを使い
自分の血中ケトン体濃度を測定して、どの段階なのか
調べるとモチベーションが上がりますよ。

段階	血中濃度（mmol／ミリモル）
ケトーシスになっていない	～0.2
軽いケトーシス	0.2～0.5
栄養学的ケトーシス（生理的ケトーシス）	0.5～3
運動後ケトーシス	2.5～3.5
飢餓時/断食時のケトーシス	3～6
ケトアシドーシス	15～25

▲参考書籍：
Volek, Jeff S.; Phinney, Stephen D. (2012). The Art and Science of Low Carbohydrate Performance. Beyond Obesity.↓

書籍の詳細事項

題名: The Art and Science of Low Carbohydrate Performance
（低炭水化物パフォーマンスの技術科学）
著者：Jeff S. Volek
言語: 英語
ISBN-10: 0983490716
ISBN-13: 978-0983490715
発売日： 2012

ケトーシスの症状は何？

ケトーシスになった時は、以下のような症状が見られます。

息が臭くなる
体重が減る
血中のケトン体濃度が高くなる
呼気と尿の中のケトン体濃度が上がる
空腹感が抑制される
集中力とエネルギーがます
ケトジェニックダイエット開始直後の倦怠感
初期の便秘と下痢
不眠

糖尿病ケトアシドーシスとは？

糖尿病ケトアシドーシス(DKA)は、糖尿病の高血糖性の急性
代謝失調であり、インスリンが欠乏したり、コルチゾル・
アドレナリンなどのインスリン拮抗ホルモンが増加すると、
インスリンの作用が弱まり、急に発症します。

インスリンが不足すると、血液中のぶどう糖を代謝でき
なくなり、高血糖状態になります。
すると、体はその代わりに、脂肪を分解してケトン体を
作り出し、ケトン体の血中濃度が急に増えること
（高ケトン血症）で、血液が酸性に傾き
（この状態をDKAと呼ぶ）、肝臓・腎臓などの臓器の
機能に異常をきたしてしまいます。

血中のケトン体濃度は、15～25 mmolの範囲に
なります。

DKAの多くは、１型糖尿病で見られますが、近頃は、
清涼飲料水を多飲する２型糖尿病でも見られます。
後者のほうを、ペットボトル症候群
（清涼飲料水アシドーシス）と呼びます。

症状と治療

糖尿病ケトアシドーシスは、若い人に発生しやすいです。

DKAは、急に発症してから24時間以内に、症状が進展
します。

DKAが起きる原因は、病気、間違った食事、
インスリンを全く投与してないなどがあります。

症状は、高血糖、悪心、嘔吐、腹痛などの消化器系の
症状で、また、グルコースが大量に排泄されることで、
体液や電解質が体内から失われ、脱水状態になります。

脱水すると、低血圧や頻脈が表れます。

呼吸は深く速い呼吸になり、吐く息はアセトンが
含まれるので、果物のような香りがします。

まれに、脳浮腫になることもあります。

脱水症状やアシドーシスの症状がひどいと、
意識障害、昏睡にまで発展し、処置が遅れてしまうと、
死に至る恐れもありますので、緊急な対応が必要です。

まとめ

皆さん、いかがでしたか？

ケトン体は、断食やケトジェニックダイエット、
激しい運動をした後などで作られますが、
私が断食で体験した事を紹介すると、

集中力が高まる
パフォーマンスが非常に良くなる
体の疲れがなくなり、快調になる

などですが、言葉では表せない意識の高まりが
あります。

これを一回経験すると、またそれを経験したくなるほど
です。

ケトン体は、私達の体が持つ生命を維持するための
仕組みなのでしょうね。

(*^^*)

この記事で紹介した内容をまとめると

ケトン体とは、脂肪から創られた非常に効率的な
エネルギー源で、炭水化物を極端に制限した時や、
激しい運動をした時、飢餓状態のときに、体内で
糖質が枯渇する事により、その代替的手段として、
自然に作られる物質です。
ケトン体を検査するには
血中ケトン体濃度を測るケトンメーター、
呼気式ケトンメーター、
尿中ケトン試験紙
の3種類があります。日本で購入できるのは、
呼気式と試験紙です。
ケトン体の合成の仕方
- 通常のエネルギー産生について説明し、
  ケトン体の合成、脳でのケトン体の利用、
  BHBがAcAcよりも活発になること、そして、
  アセトンは最終代謝物で呼気より排泄される事を
  説明しました。
ケトーシスについて
- ケトーシスとは、体が炭水化物ではなく、
  脂肪を主要なエネルギー源として利用する
  自然な代謝の状態のことです。
- ケトーシスになるには、低炭水化物の食事をします。
  - 軽いケトーシスは 0.2～0.5mmol
  - 栄養学的ケトーシスは、0.5～3.0mmol
  - 特に、1.5～3.0mmolになると、減量効果が大きくなる
  - 栄養学的ケトーシスになるには、
    1日50g以下の炭水化物しかとらない
  - 栄養学的ケトーシスに到達するには、
    数日～1～2週間かかる
  - 栄養学的ケトーシスに到達すると、その後、
    ケトー適応の段階に入る
  - ケトー適応に入り 2ヶ月3週間～4ヶ月2週間で、
    脂肪を効率的に燃焼しエネルギーが
    得られるようになる
- ケトーシスの症状
  - 息が臭くなる
  - 体重が減る
  - 血中のケトン体濃度が高くなる
  - 呼気と尿の中のケトン体濃度が上がる
  - 空腹感が抑制される
  - 集中力とエネルギーがます
  - ケトジェニックダイエット開始直後の倦怠感
  - 初期の便秘と下痢
  - 不眠
ケトン体濃度の段階表の紹介
血中濃度
- 軽いレベルは、0.2～0.5 mmol/l
- 栄養学的ケトーシス
  - 一段階目：0.5～1.5 mmol/l
  - 二段階目：1.5～3.0 mmol/l
  - 減量で最高の結果を出す事ができる
  - 炭水化物の摂取を、１日50g以下にする
  - 数日から1～2週間でこのレベルに
    到達できます
  - 一段階目でケトー適応に入る
  - 最初の数週間は、持久力があまりない
  - その後、2～3ヶ月は、脂肪がきれいに
    燃焼するようになり、ケトン体の恩恵が
    フルに得られるようになります
ケトーシスの症状を紹介
ケトン体の濃度を段階的に紹介
- ケトーシスになっていない～ケトアシドーシスまでのケトン体濃度を一覧で表示
糖尿病ケトアシドーシス
- インスリン不足が原因で、血液中のぶどう糖の
  代謝ができなくなり、高血糖状態になります。
  そして、体が脂肪を分解してケトン体を作り、
  ケトン体の血中濃度が増加して、血液が酸性に
  傾く事をケトアシドーシスと呼びます。
- ケトアシドーシスになると、高血糖、悪心、
  嘔吐、腹痛、脱水などになり、意識障害や
  昏睡にまで発展したり、時には死に至ることも
  あるので、緊急な対応が必要です。