糖のない点滴で2日間―飢餓の体が頼る「ケトン体」という非常用燃料

設問の条件を整理する

「生理食塩液輸液下」とは、水分とナトリウム・クロールは補われているが、ブドウ糖やアミノ酸などのエネルギー源・栄養素は一切入っていない状態を意味する。脱水による血液濃縮は起こりにくく、純粋に「エネルギー摂取がゼロの状態が2日間続いた」ときの代謝の変化を問う問題である。

絶食時のエネルギー代謝の流れ

1. 絶食直後は、肝臓に蓄えられたグリコーゲンを分解して血糖を維持する。 2. 肝グリコーゲンは絶食開始から十数時間〜約1日でほぼ枯渇する。 3. その後は、骨格筋のたんぱく質から放出されるアミノ酸（アラニンなど）、乳酸、脂肪分解で生じるグリセロールを材料に、肝臓で糖新生を行って血糖を保つ。 4. 同時に、インスリン分泌の低下とグルカゴンの上昇により脂肪組織での脂肪分解（中性脂肪→遊離脂肪酸＋グリセロール）が亢進する。遊離脂肪酸は肝臓に取り込まれてβ酸化を受け、大量に生じたアセチルCoAからケトン体（アセト酢酸、3-ヒドロキシ酪酸〈β-ヒドロキシ酪酸〉、アセトン）がつくられる。 5. ケトン体は脳・心筋・骨格筋などでグルコースの代わりのエネルギー源として使われ、筋たんぱくの分解（糖新生のための）を節約する役割を果たす。 したがって2日間の絶食で明らかに上昇するのはケトン体である。一方、長期の血糖・栄養状態を反映する指標（HbA1c、アルブミン）は2日程度ではほとんど変化せず、食事由来の脂質（トリグリセリド、コレステロール）は吸収がなくなるため低下方向に動く。

飢餓時の代謝の時間経過

・食後〜数時間：吸収されたブドウ糖を利用。インスリン優位で、グリコーゲン・脂肪の合成が進む。 ・絶食後数時間〜約1日：肝グリコーゲンの分解で血糖を維持する。 ・約1日以降：肝グリコーゲンが枯渇し、糖新生（材料はアミノ酸、乳酸、グリセロール）と脂肪分解・ケトン体産生が主体となる。 ・長期飢餓（数週間）：脳もケトン体を主要なエネルギー源として利用するようになり、筋たんぱくの分解が抑えられる。

ケトン体のポイント

・構成：アセト酢酸、3-ヒドロキシ酪酸（β-ヒドロキシ酪酸）、アセトン。 ・産生臓器は肝臓であるが、肝臓自身はケトン体を利用できない（アセト酢酸をアセトアセチルCoAに変換する酵素〈スクシニルCoA：3-ケト酸CoAトランスフェラーゼ〉を欠くため）。 ・赤血球はミトコンドリアをもたないためケトン体を利用できず、ブドウ糖に依存する。 ・ケトン体の上昇をきたす状態：飢餓・絶食、糖尿病ケトアシドーシス、アルコール性ケトアシドーシス、糖質制限食、嘔吐が続く状態（妊娠悪阻など）など。 ・ブドウ糖を含む輸液を行えばインスリン分泌が促され、ケトン体の産生は抑えられる。術前絶食や経口摂取不能の患者にブドウ糖を含む維持液を用いる理由の一つである。

栄養指標と半減期

・HbA1c：過去1〜2か月の血糖。グリコアルブミン：過去約2週間の血糖。1,5-AG（1,5-アンヒドログルシトール）：数日間の血糖変動。 ・アルブミン：半減期約2〜3週間。 ・RTP：トランスフェリン約7〜10日、トランスサイレチン（プレアルブミン）約2〜3日、レチノール結合蛋白約半日。