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ケト適応状態における外因性ケトン体投与に対する運動能力と代謝への影響

研究課題

研究課題/領域番号 20F20111
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分59020:スポーツ科学関連
研究機関早稲田大学

研究代表者

鈴木 克彦  早稲田大学, スポーツ科学学術院, 教授 (80344597)

研究分担者 MA SIHUI  早稲田大学, スポーツ科学学術院, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2021年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2020年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードケトン食 / ケトン適応 / ケトン体 / 脂質代謝 / 持久力 / 運動能力
研究開始時の研究の概要

A ketogenic diet (KD) is a special high-fat diet that contains minimum carbohydrate and could induce nutritional ketosis. Over time, the body will acclimate to use ketone bodies as a primary fuel to achieve keto-adaptation. We aim to apply exogeneous ketone bodies use on keto-adapted subjects.

研究実績の概要

「当該年度に実施した研究の目的」
本研究の目的は、低糖質・高脂肪食からなるケトン食でケトン適応現象を誘導した上で、さらにケトン体をマウスに経口投与で負荷し、ケトン未適応状態およびケトン適応状態下での外因性ケトン体の持久力・代謝・運動誘発性炎症への影響およびそれらの作用機序を明らかにし、運動能力への効果を検討することであった。
本年度は、高脂肪低糖質ケトン食とC57/BL6マウスを用いてケトン適応を誘導した。ケトン適応個体にさらに外因性ケトン体を飲用水に加え、ケトン体を持続的に負荷し、血中ケトン体濃度と最大運動能力を測定した。実験終了後、肝臓・筋肉・脂肪をはじめとする臓器を採取し、エネルギー代謝および脂質代謝の関連マーカー、遺伝子発現量の同定を目的としていた。
「当該年度に実施した研究の意義と重要性」
ケトン体は、生体において糖質制限時に脂肪酸酸化により生成される内因性の成分であり、骨格筋などで生体燃料として利用される。外因性ケトン体を摂取するとケトン体は容易に血中に移行し、循環しているケトン体が急速に上昇する一方、海外でアスリートを対象とした研究では、パフォーマンス向上など望まれた結果を得ることができなかった。
そこで本年度に実施した実験は世界初であるが、ケトン適応状態を誘導し、外因性ケトン体を投与した。その結果、血中ケトン体濃度がさらに上昇することが明らかになっている。また、肝臓、筋肉において脂肪酸分解関連遺伝子の発現量を上昇させることから、ケトン適応状態でのケトン体投与は脂肪酸分解を促進することが示唆される。そのほか、エネルギー消費割合の増加傾向、白色および褐色脂肪組織においては熱産生の亢進も見られた。以上より、外因性ケトン体の有用性を発揮するためには、あらかじめケトン適応状態を誘導することが不可欠であることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 華南農業大学(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] A Low-Carbohydrate Ketogenic Diet and Treadmill Training Enhanced Fatty Acid Oxidation Capacity but Did Not Enhance Maximal Exercise Capacity in Mice2021

    • 著者名/発表者名
      Sihui Ma, Jiao Yang, Takaki Tominaga, Chunhong Liu, Katsuhiko Suzuki
    • 雑誌名

      Nutrients

      巻: 13 号: 2 ページ: 611-630

    • DOI

      10.3390/nu13020611

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Low Protein, High Fat Diet leads to loss of body weight and white adipose tissue weight via enhancing energy expenditure in Mice2021

    • 著者名/発表者名
      Yifeng Rang, Sihui Ma, Jiao Yang, Huan Liu, Katsuhiko Suzuki, Chunhong Liu
    • 雑誌名

      Metabolites

      巻: 11 号: 5 ページ: 301-322

    • DOI

      10.3390/metabo11050301

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ケトン体の単回投与がマウスの持久力に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      馬思慧,鈴木克彦
    • 学会等名
      第 76 回 日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 早稲田大学 予防医学 鈴木克彦研究室ホームページ

    • URL

      http://www.f.waseda.jp/katsu.suzu/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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