すべての外因性ケトンは同じように作成されますか?

ケトン体がアスリートのパフォーマンスに与える影響についての関心が高まっています。 炭水化物が非常に少ない食事を摂る（1 日あたり 50 グラム未満など）と、ケトーシスに陥ったり、血液中の循環ケトン濃度が上昇したりする可能性があることがわかっています。 このため、これらの食事法は「ケトジェニック」と呼ばれます (1, 8)。 近年、習慣的な食事とは関係なく、循環ケトン濃度を高めることができるサプリメントが開発されました。 これらはいわゆる「外因性ケトンサプリメント」です(9)。

外因性ケトンサプリメントには、ケトンエステル、ケトン塩、ケトン前駆体（体内でケトンに変換される）など、さまざまな種類があります。 ケトン塩はケトンとナトリウム、カリウム、カルシウム、またはマグネシウムを結合させたもので、予想通り、非常に高い塩負荷を提供する可能性があります。 ケトン塩は、血中ケトン、特に D-βHB 濃度を適度に上昇させる傾向があります。

一方、ケトンエステルは、エステル結合を介してケトン前駆体（ブタンジオールなど）に結合します。 エステル結合は 3 つあります: モノエステル (1 つ)、ジエステル (2 つ)、またはトリエステル (3 つ)。 すべてのエステルはケトンレベルをベースライン値を超えて上昇させます。 ケトン前駆体であるブタンジオールを摂取すると、塩分の負荷がなくても血中 D-βHB 濃度が同様に緩やかに上昇します。 ケトンエステル (モノエステル、ジエステル、トリエステル) を摂取すると、循環ケトン体が大幅に増加します (9)。 現在市場で市販されているケトンエステルのほとんどはモノエステルであり、たとえば、Delta G などのブランドが挙げられます。 下の図 1 は、3 つの異なる塩ケトンとモノエステルの時間経過を示しています。 ご覧のとおり、効果にはかなりの違いがあります。

さまざまなケトン体サプリメントの代謝は複雑ですが、私がここで説明しようとしているのは、ケトン体サプリメントはすべて同じではないため、サプリメントが異なれば効果も異なる可能性があるということです。

とにかく、持久力運動中に外因性ケトン体を摂取する主な理論的根拠は 2 つあります。 第一に、外因性ケトンは代替燃料源を提供する可能性がありますが、おそらくそれほど大きな程度ではありません (3) - あるいは、血糖の安定化や低血糖による疲労の防止など、パフォーマンスに有利な方法で燃料代謝を調節する可能性があります (2)。 第二に、ケトンは「効率的な」燃料源であり、炭水化物よりも炭素単位当たりのエネルギー収量が高くなります(11)。 したがって、外因性ケトン補給は、代謝メカニズムを介してパフォーマンスに利益をもたらすという仮説がしばしば立てられてきました。

私は、外因性ケトンサプリメントである R,S-1,3-ブタンジオールの摂取がサイクリストのタイムトライアルのパフォーマンスに及ぼす影響を調査した、2019 年に発表された研究に参加しました (10)。 このサプリメントは摂取後に腸を通って吸収され、肝臓でケトン体βHBに変換されます。 この研究では、よく訓練された男性サイクリストのグループに、7 kJ.kg-1 という固定量の作業を完了する前に、VT2 の 85% で 85 分間走行してもらいました。これはおそらくアイアンマンのパワーの半分程度です。できるだけ早く。 タイムトライアルは約 25 ～ 30 分間続くように設計されています。

サイクリストはこれらのパフォーマンス テストを 2 回行いました。 1回目は運動の30分前と前負荷段階の60分後に摂取したブタンジオールの投与量で、もう1回はプラセボでした。 私たちは、パフォーマンスと並行して、試験全体を通して生理学的および知覚的なさまざまな変数を測定しました。

私たちは、運動前および運動中にブタンジオールを摂取すると、定常状態段階でのグリコーゲン節約効果によってその後の持久力パフォーマンスが向上し、高強度のタイムトライアル段階でより多くの炭水化物燃料を利用できるようになるという仮説を検証していました。 残念ながら、私たちのデータはこの効果を示していませんでした。タイムトライアルのパフォーマンスはブタンジオール試験とプラセボ試験で同様であり、完了までの時間や平均出力に違いはありませんでした。 このサプリメントは血中 D-βHB 濃度を増加させましたが、運動中は ~1 mmol.L-1 までであり、特に高いわけではありません。 興味深いことに、ブタンジオール試験の定常状態段階では効率が低下し、プラセボ試験と比較して定常状態段階の 20 分の時点での酸素消費率が高かったという証拠がいくつかありました。

また、ケトン体試験では参加者の約半数が中等度または重度の胃腸症状を報告し、中には低レベルのめまい、吐き気、少し酔ったような幸福感を報告した人もいたということも注目に値しました。 ケトン前駆体であるサプリメントが本質的にアルコールであり、肝臓の酵素であるアルコール脱水素酵素によって代謝されることを考えると、これらの効果は驚くべきことではありません。 おそらく、ブタンジオールサプリメントのこうしたマイナスの知覚効果が、代謝的にもたらした可能性のある利点を覆い隠してしまったのでしょう。

したがって、私たちの研究は、持久力運動の前および最中にブタンジオールサプリメントを摂取しても持久力のパフォーマンスに有益な影響を与えないことを示唆しているようです。 しかし、ケトン体補給に道がなくなったわけではなく、2019年以来、さまざまな持久系スポーツ環境におけるケトン体サプリメントの影響を調査する多くの研究が実施されてきました。 これらの研究では、循環ケトン濃度にはるかに大きな影響を与えるケトンエステルが使用される傾向がありました。 つまり、摂取量を減らして循環ケトン体を大幅に増加させることができます。

例えば、運動からの回復中にケトンエステルを摂取すると、循環エリスロポエチン濃度が上昇することが示されています(4)。 エリスロポエチン (EPO) は赤血球の生成を刺激するホルモンであるため、データが明らかになるまで待つ必要がありますが、これは時間の経過とともに非常に好ましい適応反応につながる可能性があります。 別の研究では、強化トレーニング期間中に運動後の回復栄養の一環としてケトンエステルサプリメントを摂取すると、特にこれがパフォーマンスの向上につながることを考えると、疲労や無理のし過ぎの症状が鈍化することがわかっており、これはトレーニングキャンプや多忙なレース期間中に有益な効果となります。 (5)。

ベルギーのルーヴェン大学のピーター・ヘスペル氏が率いる同じグループによる一連の研究では、運動中のケトンエステル摂取が持久力パフォーマンスを確かに向上させることが判明しましたが、それは重炭酸塩と同時摂取した場合に限られているようです(6、7)。 重炭酸塩は運動中に生成される疲労酸の便利な緩衝剤であり、ケトンエステルの摂取自体がアシドーシスを引き起こす可能性があります。 したがって、重炭酸塩と一緒にケトンエステルを摂取することで、ケトンサプリメントの酸生成効果による悪影響を軽減しながら、ケトン濃度の上昇による利点を活用することができます。 それは、一部のアスリートに胃の問題を引き起こすことで知られる重炭酸塩に対処できるかどうかです。

外因性ケトンサプリメントはますます利用可能になり、持久力スポーツにおける潜在的な利点についての研究が増えています。 すべてのケトンサプリメントが同じというわけではありませんが、特に運動からの回復において、ケトンエステルが最も期待できるようです。 ケトン体サプリメントの使用を検討している場合、私のアドバイスは、まず少量を試してみて、どれだけ耐えて適応できるかを確認することです。 ケトンモノエステルの使用は、トレーニングへの適応を助ける、日常的な使用という点でより有益である可能性があるように見え始めています。 そしておそらく、レース当日だけのために取っておくものではないでしょう。