断食すると体で何が起こるのか？

1. 断食とは何か

断食は、最後に食べた食事由来の栄養素が血流から減り始めると始まります。摂食時にはインスリンが高く、筋肉や脂肪細胞によるブドウ糖の取り込みを助け、肝臓や筋肉でのグリコーゲン貯蔵を促し、体脂肪からの脂肪酸放出を抑えます。

時間がたつにつれてインスリンは低下します。だからといって、体が突然「飢餓状態」になるわけではありません。これは、いま食べた食事への依存が減り、蓄えられたエネルギーへの依存が高まる移行期である「吸収後状態」に入ることを意味します。

2. 体のエネルギー源はどう切り替わるか

最初の主要な予備エネルギー源は、炭水化物の貯蔵形態であるグリコーゲンです。肝グリコーゲンは、肝臓がブドウ糖を血液中に放出できるため、とくに重要です。筋グリコーゲンの大半は筋肉の中にとどまり、主に体を動かすエネルギーとして使われます。

断食初日には、健康な人の血糖値は通常、正常域かその下限寄りに保たれます。肝臓は主に2つの方法でこれを行います。グリコーゲンを分解することと、乳酸、グリセロール、アミノ酸から新たにブドウ糖をつくる糖新生です。

同時に、インスリンが低下すると、脂肪組織から脂肪酸が放出される脂肪分解が進みやすくなります。多くの組織は、それらの脂肪酸をエネルギー源として利用できます。全身での脂肪酸化は、断食初日の後半、とくに18〜24時間ごろによりはっきり増える傾向があります。

ケトン体は、脂肪由来の分子から肝臓でつくられます。最初の24時間では、増加は通常わずかです。より深いケトーシスは、より長い断食でみられることが多く、数日かけてケトン体産生が大きく増えます。

3. 断食時間ごとにみるエビデンス

時間制限食では、たとえば食事時間を6〜10時間に限る場合でも、多くの人は数日続く飢餓時の生理ではなく、断食初期の状態に長くいることになります。前糖尿病の男性を対象とした小規模な対照試験では、早い時間帯に食事を終える時間制限食で、体重減少なしにインスリン動態と血圧が改善しましたが、誰もが毎日深いケトーシスに入ることを示したわけではありません。

20〜24時間ごろには、肝グリコーゲンは大きく減少し、血糖維持に占める糖新生の寄与が大きくなります。ヒトを対象としたある研究では、約22時間の断食で肝グリコーゲンが減少し、ブドウ糖産生が変化した一方、基礎時の血糖値はほとんど変わりませんでした。

隔日断食や長期断食では、変化の振れ幅はもっと大きくなります。研究では、ケトン体の増加、インスリンの低下、T3低下などの甲状腺ホルモンの変化、脂肪由来の燃料への依存増大が報告されています。試験でみられる利益の一部は、断食そのものの「魔法」ではなく、全体として摂取カロリーが減ることによるものでもあります。

4. 細胞内経路：AMPK、mTOR、オートファジー

AMPK、mTOR、オートファジーは、ネット上の断食の主張でよく取り上げられますが、単純化しすぎやすいテーマです。

AMPKは細胞のエネルギーセンサーです。mTORは、タンパク質合成に関わる、栄養に反応する成長経路です。オートファジーは、細胞が損傷した成分や不要な成分を分解し、再利用するためのリサイクル過程です。

大まかに言えば、断食では栄養シグナルとインスリンシグナルが低下しやすいため、mTOR活性が下がるのは生物学的に理にかなっています。72時間の断食後に行ったヒトの筋生検研究では、mTORシグナルの低下と、筋肉からのフェニルアラニン放出の増加が示されており、これは筋タンパク質分解の増加と整合する指標です。

オートファジーは、もっと評価が難しい現象です。動物研究では、一部の組織で断食に関連した明確なオートファジー反応が示されていますが、ヒトでは直接調べるのがより難しくなります。ヒトのデータでは、断食がオートファジー関連マーカーを変化させうることが示唆されていますが、骨格筋の研究でみられる変化は小さく組織特異的で、マーカーだけでは実際のオートファジーフラックスを必ずしも証明できません。「オートファジーは正確に16時間で始まる」といった主張は、ヒトの生理学として確立されていません。

5. 実践上のポイント

断食の組み方によって生理反応は変わります。14〜16時間の断食は、主に夜間の絶食時間を延ばすものかもしれません。24時間の断食では、肝グリコーゲンがはるかに多く減ります。隔日断食では、体がより長い断食時間に繰り返しさらされ、1週間あたりの摂取カロリーも減りやすくなります。数日にわたる断食はそれとは別種のストレスで、ケトン体の増加が大きく、炭水化物の温存が強まり、パフォーマンス面での不利益が生じる可能性があります。

長期断食では、筋肉は炭水化物利用から離れる方向に変化します。72時間後と7日後の研究では、脂質代謝の増加と炭水化物酸化の低下が示されています。筋力や一部の酸化能力が維持されていても、高強度の持久能力は低下しうることがあります。

6. 安全性

短めの断食時間は多くの健康な成人で一般的には耐えられますが、断食がすべての人に適しているわけではありません。起こりうる副作用には、頭痛、めまい、疲労、便秘、いら立ち、月経の変化があります。

糖尿病、摂食障害の既往、妊娠、虚弱、低体重、腎疾患がある人、または血糖や血圧に影響する薬を使っている人は、医療者の指導なしに断食を始めるべきではありません。数日にわたる断食では、脱水や電解質異常のリスクも高まります。「デトックス」という言葉は断食の妥当な理由にはなりません。測定できる生理変化は、浄化ではなくエネルギー源の切り替えです。