ケトン体、ケトアシドーシス、生理的ケトーシスなどについて。
【14/09/01 salasa

糖質制限賛成ですが、いくつかご教示ください。

はじめまして。salasaと申します。
糖尿病治療の一環に携わっております。

私も現在の一般的な治療食は栄養素の配分はおかしいと考えており、糖質制限はよいと思います。

検査で朝食抜き後の延食がおにぎりのみなんて。。。内心絶句です。

糖質制限する際の糖質の量ですが、スーパー糖質制限の場合、やはりケトーシスが気になりました。

ケトン体が各臓器(赤血球を除いて)エネルギーになることの理解は問題ありません。

先生に質問があるのですが、

①スーパー糖質制限で慢性のケトーシスの状態である場合、アシデミアを生じない理由は、肺や腎での代償によるもですよね。その際、血液ガス分析では、代謝性アルカローシスで代償されている結果となっているのでしょうか。

②また、インスリン欠乏によるケトアシドーシスは、急性におきたため、代償が追いつかず、ケトン体によるアシドーシスになる、という理解でいいのでしょうか。

③慢性ケトーシスの状態で、何らかの原因で急性腎不全などを合併した場合、急性腎障害による代謝能力障害により、ケトーシスが一気にケトアシドーシスを引き起こす可能性はありますか。

愚問で申し訳ありませんが、ご教示いただければ幸いです。

よろしくお願いいたします。】



おはようございます。
salasa さんから、ケトン体について、コメント・質問をいただきました。

糖尿治療チームの一員で、医療機関に勤務されているのですね。


①スーパー糖質制限で慢性のケトーシスの状態である場合、アシデミアを生じない理由は、肺や腎での代償によるもですよね。その際、血液ガス分析では、代謝性アルカローシスで代償されている結果となっているのでしょうか。


緩衝作用や酸塩基平衡、苦手分野なのですが、そのように思います。

糖質制限食を長期間続けた場合の安全性の一環として、動脈血液ガスのpH と血中ケトン体値などを検討してみました。

2009年3月3日
7年間スーパー糖質制限食実践中の江部康二(検査時59才)

4年間スーパー糖質制限食実践中のS・T・氏(検査時61才男性)
の動脈血液ガスのデータをとってみました。

二人とも2型糖尿病です。

       江部康二      S・T・氏           基準値

pH        7.450      7.450           (7.36~7.45)

PaCO2       43.0        40.9            (35~45 Torr)

PaO2        92.0      84.0            (80~100 Torr)

HCO3-       28.8       27.2           (22~26 mEq/L)

血糖値      123(食後3時間) 86mg/dl(空腹時)

血中ケトン体     712        603          (26~122μM/L)

尿中ケトン体    陰性       陰性


2人とも血中ケトン体値は、基準値の5~6倍です。

しかし、pH は7.450と、正常値の中ではアルカリ性よりのデータです。

すなわち、生理的ケトーシスはありますが、アシデミアはありません。

HCO3-は2人とも、正常上限からほんの少し高値です。

HCO3-などの血液緩衝作用や酸塩基平衡作用で、pH をコントロールしていると考えられます。(*)(**)

血中ケトン体値は、基準値よりは高値ですが、尿中ケトン体値は陰性です。

心筋や骨格筋のケトン体利用効率が高まり、腎の再吸収も良くなった結果と考えられます。

インスリン作用も確保されていて、このケトン体値は生理的な状態です。

おそらく我々2人のような検査データが、農耕が始まる前の人類の基準値だったと考えられます。

(*)緩衝作用
血液の緩衝機構として、重炭酸緩衝系、ヘモグロビン系、血漿蛋白系、リン酸系がある。
そのうち約65%を重炭酸緩衝系が、約30%をヘモグロビン系が担っている。
重炭酸緩衝系は、炭酸(H2CO3)と、重炭酸(HCO3-)との混合系である。

(**)酸塩基平衡
生体内では、代謝に伴ない酸が産生されるが、細胞の活動が正常に営まれるには酸塩基平衡を維持する必要がある。
体内のpHを一定に保つため、血液や体液の緩衝作用(緩衝機構)、呼吸による調節作用、腎臓による調節機構がある。
腎臓が主な産生部位であるHCO3-濃度と呼吸機能で調節されCO2の分圧によってpHは調整される。


②また、インスリン欠乏によるケトアシドーシスは、急性におきたため、代償が追いつかず、ケトン体によるアシドーシスになる、という理解でいいのでしょうか。

インスリン作用の欠落がベースにあって、身体の代謝が破綻していることが大きな要因で、代償が追いつかないのだと思います。

糖尿病ケトアシドーシスは、インスリン作用の欠乏による全身の高度な代謝失調です。

強調しますが、インスリン作用の欠乏がすべての出発点ですから、それがなければ絶対に起こらない病態です。

つまり、インスリン作用の欠乏から始まる一連の流れ、

「インスリン作用の欠乏→拮抗ホルモンの過剰→全身の代謝障害→糖利用の低下・脂肪分解の亢進→高血糖・高遊離脂肪酸血症→ケトン体の産生亢進」

があり、結果としてケトン体が高くなるわけです。

ケトン体の高値は、始まりではなくて、あくまでも結果なのです。

結果として高値となったケトン体の酸性に対して、代謝が破綻している身体においては、代償作用もうまく働かず、アシドーシスになると理解しています。

言い換えれば、インスリン作用がある限り、血中ケトン体が現行基準値より高値でも、糖尿病ケトアシドーシスには絶対になりません。

③慢性ケトーシスの状態で、何らかの原因で急性腎不全などを合併した場合、急性腎障害による代謝能力障害により、ケトーシスが一気にケトアシドーシスを引き起こす可能性はありますか。

これは、仮定の話であり、なんとも言いがたいですが、以下の例が参考になると思います。

全世界で2例、アトキンスダイエット中の肥満女性がケトアシドーシスになったという報告(ニューイングランド・ジャーナルとランセット)があり(☆)(☆☆)、それを心配される医師もおられます。

ごもっともとは思いますが、まず言えることは全世界でアトキンスダイエット(スーパー糖質制限食)を実践した人は、少なくとも数十万人以上はいるので、非常にまれな特殊例です。

論文を読むと2例とも、アトキンスダイエットで生理的ケトーシスがあった人が、たまたま胃腸疾患で嘔吐を数日繰り返して食事摂取もできず、脱水となり、脱水のためにアシドーシスが生じたと考えられます。

いずれも短期間で回復しています。

すなわち、ことの本質は「嘔吐と食事摂取不能による脱水が原因のアシドーシス」であり、アトキンスダイエットは直接の関係はないと私は考察しました。

言い換えると、生理的ケトーシスがあって元気だった人に、「嘔吐・食事摂取不能→脱水→脱水によるアシドーシス」が加わって、結果としてケトアシドーシスを生じたということです。

例えば、江部康二は血中ケトン体値が1000μM/L(26~122)くらいあって、生理的ケトーシスですが正常で元気です。

もし私が一人で山に登って滑落して足を骨折して動けなくなり、水も飲めない状態になれば、数日で脱水によるアシドーシスになります。

この時発見されて入院すれば、初日はケトアシシドーシスということで、主治医は大騒ぎすることになるでしょう。

入院して生理的食塩水の点滴で脱水を補正すれば、アシドーシスはすぐに良くなり、元気回復です。

生理的ケトーシスは残りますが、もとの状態にもどるだけなので正常です。

ニューイングランド・ジャーナルとランセットの2例も、あくまでも私見ですが、同様に考えれば理解しやすいです。

結構よくある糖尿病ケトアシドーシスということならば、ペットボトル症候群があります。

液体糖質摂取によるペットボトル症候群は、日本だけでも少なくとも数百人以上は報告されていて、中には死亡例もあると思います。

「糖質制限食」と「高糖質食」のどちらが危険か、冷静に考えれば明らかですね。


(☆)
Ketoacidosis during a Low-Carbohydrate Diet. N Engl J Med 2006; 354:97-98
(☆☆)
A life-threatening complication of Atkins diet
Lancet 2006;367:958


<胎児と新生児のケトン体は現行基準値よりはるかに高値>

最後に、なりましたが、2014年1月12日(日)大阪国際会議場で開催された第17回日本病態栄養学会年次学術集会において、宗田先生がご研究を発表されました。

以下はその時のデータです。

βヒドロキシ酪酸濃度(成人基準値は74~85μM/L以下)

胎盤絨毛間液:1730μM/L  58検体Mの平均
 600~4500μM/Lの幅あり。全検体が基準値よりはるかに高値。

臍帯血(一般食):181.7μM/L  231人の平均
 16~1149μM/Lの幅があり、33%は基準値より高値。
 一般食でも最大は1149μM/L。

生後4日目新生児の血液:240μM/L  312人の平均
 100~800μM/Lの幅あり。全員基準値より高値。

生後1ヶ月新生児の血液:400μM/L  40人の平均
 300~700μM/Lの幅あり。全員基準値より高値。


胎児のβヒドロキシ酪酸(ケトン体の一種)の基準値は、成人基準値の20~30倍が当たり前で、新生児の基準値も、成人の基準値の数倍レベルということですが、インスリン作用がある限り勿論生理的なもので安全です。

江部康二
テーマ:糖尿病
ジャンル:ヘルス・ダイエット
コメント
Re.ケトン体について
江部先生

こんばんは。以前質問をさせていただいたsalasaです。
丁寧なお答えをいただき、深謝します!
とても参考になりました。

お返事が遅れたことをお詫び申し上げます。

特に、スーパー糖質制限食施行下での血ガス結果に興味津々でしたので、先生と患者さまS.T.氏の血ガス分析をご提示下さって、とてもうれしいです。
ありがとうございます。

ケトン体が主の代謝について考えを巡らせていたところ、先生の仰る、”脂肪酸ーケトン体システム”が腑に落ちました。

先生の提唱する、スーパー糖質制限は、現在のヒトのエネルギー代謝である、グルコースシステムから、徐々に(おそらく3ヶ月程度かけて)ケトン体システムに移行し、ケトン体システムが主のエネルギー代謝を常にするという治療法ですね。

”糖質制限”という表記は同じで、1日または1食の糖質量が違うだけ、かと勘違いしてしまいますが、実は山田先生の提唱する糖質制限とは、生きていくうえでの主となるエネルギー代謝のシステムが違う似て非なるものなのですね。

命名が違うとわかりやすいのですが、勘違いしやすいです。。

そして、スーパー糖質制限を長期にされている場合、ケトン体は、グルコースシステムのグルコースに相当するため、現在の基準値より著明に高値になることは、当然ですね。

少し解釈について、愚考を聞いていただけますか。
あくまで先生の治療法をよりすっきり理解するためなので、どうかお気を悪くしないでくださいね。

先生方の血ガスの結果ではやはり、(4年後なので)さすがに呼吸性の代償はなくなっていますが、HCO3 の基準値よりやや高値であるのをみると、pHは正常でアシデミアはありませんが、常に不揮発酸の存在による軽度のアシドーシス傾向を腎で代償している可能性があるかもしれないなと思いました。
そしてもしかしたら、グルコース主体からケトン体主体に移行している際、アセトン臭がでる際などは一過性にアシドーシス(呼吸性・代謝性に代償されながら)になっているかもしれませんね。

そして、インスリン正常下とインスリン欠乏下のケトン体増加についてですが、
先生のおっしゃる、
インスリン作用がある限り、血中ケトン体が現行基準値より高値でも
糖尿病ケトアシドーシスには絶対になりません。
は、

当初は、インスリンの作用によりケトン体がアシドーシスになるのを防いでいるのかな???と不思議に思っていたのですが、

エネルギー代謝をケトン体システムを主体にした際のケトーシスは慢性のため、腎で代謝ができおり、インスリンが存在(インスリン作用が存在)するため、高血糖➡脱水の悪循環に陥ることはないため、ケトーシス自体が存在していても(インスリンの絶対的または相対的作用不足による急性のものではないため)安全である、いう理解でよいですか。

また逆にインスリンの欠乏下でしかケトアシは起こらない、というのは、インスリンの(絶対的(1型)相対的(2型))作用不足下により急性にケトーシスを生じ、腎で代償できないためアシドーシスを併発するという解釈でよろしいですか?

③の質問は、先生のおっしゃる通り、仮定の話で推測になってしまいますが、、脱水は高度の脱水であれば単独でももちろんアシドーシスを起こしますが、ケトンによる不揮発酸の腎での代償が常に行われていると仮定すると、論理的に考えると、脱水などの腎前性だけではなく、腎性にしろ、腎後性にしろ腎機能障害がおきれば代償できず、ケトン体の存在によるアシドーシスの惹起もあり得るかもしれないと愚考します。
(決して批判ではありません〜!)

そして生物の進化とグルコースやケトンについて考えていたときに思ったのですが、よく必須炭水化物はないから、糖質は必要ない!と、糖質が嫌われがちです(笑、糖質オーバーが原因なので仕方ありませんが)
しかしいざという時、ステロイドホルモンやグルカゴン、GHによりグルコース産生亢進されること、脂質やタンパク質からグルコースが合成されることから、むしろ生体にとっては、欠かせることのできないため、経口摂取ができなくても、他の栄養素から合成できるようになっていたとも考えられるなと思いました。
必須アミノ酸や必須脂肪酸はおそらく、定期的に摂取できていたため、体内で合成する必要がなかった、とも考えられます。
現代では過剰な炭水化物の摂取により糖尿病が蔓延し、かつ、間違った食事指導のため、一向に改善しませんが、現代まで人類を発展・繁栄させてきた炭水化物が避難されすぎて少し可哀想な気もしてきました(笑)

とりとめもなく書いてしまいましたが、糖質制限食が治療食として安全に、もっと広まればいいな〜と思っております。
また、冒頭にも書きました通り、スーパー糖質制限と緩い糖質制限は栄養代謝系路が違うため、患者さんにも区別がつくような名前になるといいかな〜と個人的には思います。(どっちがかえるかなど難しいとは思いますが。。)

読んでいただきありがとうございました。
先生のブログ、日々楽しみにしております。
2014/09/04(Thu) 01:58 | URL | salasa | 【編集
Re: Re.ケトン体について
salasa さん

そうですね。
山田先生の緩い糖質制限なら、「ブドウ糖・グリコーゲンエネルギ-システム」をかなり使うでしょうね。

「エネルギー代謝をケトン体システムを主体にした際のケトーシスは慢性のため、腎で代謝ができおり、インスリンが存在(インスリン作用が存在)するため、高血糖➡脱水の悪循環に陥ることはないため、ケトーシス自体が存在していても(インスリンの絶対的または相対的作用不足による急性のものではないため)安全である、いう理解でよいですか。」

はい。
体内のpHを一定に保つため、血液や体液の緩衝作用(緩衝機構)、
呼吸による調節作用、腎臓による調節機構があると思います。
農耕以前の人類においては、飢餓(絶食)は日常的でしたが、この時の生理的ケトーシスも勿論
上記で代償されていたと思います。
700万年間そういうことの繰り返しが人類の歴史と思います。
伝統的食生活のころのイヌイット、モンゴル遊牧民、マサイ族も同様です。


「また逆にインスリンの欠乏下でしかケトアシは起こらない、というのは、インスリンの(絶対的(1型)相対的(2型))作用不足下により急性にケトーシスを生じ、腎で代償できないためアシドーシスを併発するという解釈でよろしいですか? 」

腎だけではなく、インスリン作用の欠落により、体内の代謝全てが破綻していると思います。
体内の代謝全てが破綻しているので、上記の緩衝作用や調節機構もスムースには行えず、
結果としてのケトン体の酸性を処理できずにアシドーシスになるのだと思います。

「③の質問は、先生のおっしゃる通り、仮定の話で推測になってしまいますが、、脱水は高度の脱水であれば単独でももちろんアシドーシスを起こしますが、ケトンによる不揮発酸の腎での代償が常に行われていると仮定すると、論理的に考えると、脱水などの腎前性だけではなく、腎性にしろ、腎後性にしろ腎機能障害がおきれば代償できず、ケトン体の存在によるアシドーシスの惹起もあり得るかもしれないと愚考します。」

その可能性はあると思います。
まあ、アトキンスダイエット数十年で、ケトアシドーシスの報告は、わずか2例ですので、
いずれにせよ、あってもまれなケースではあると思います。

「いざという時、ステロイドホルモンやグルカゴン、GHによりグルコース産生亢進されること、脂質やタンパク質からグルコースが合成されることから、むしろ生体にとっては、欠かせることのできないため、経口摂取ができなくても、他の栄養素から合成できるようになっていたとも考えられるなと思いました。 」

いざというときというよりも、日常的に肝臓で人類全てが糖新生をしています。
普通に糖質を食べている人でも、空腹時や睡眠時は肝臓で糖新生しています。
糖新生は、唯一ミトコンドリアを持たずにブドウ糖しか利用できない「赤血球」のために
せっせと日常的に行われていると思います。


2014年05月03日 (土)の本ブログ記事
「血糖調節システム。空腹時、食後、正常人、糖尿人。2014年5月。」
もご参照いただけば幸いです。
2014/09/05(Fri) 18:23 | URL | ドクター江部 | 【編集
入院中の食事
江部先生、お陰様で12㎏の減量に成功いたしました。ありがとうございます。

今日は入院中のりのり母の食事のご相談なのですが、お願い申し上げます。大腿骨の骨折でリハビリの専門病院に転院したのですが、その病院は食事もリハビリの一環だと、糖質制限をさせてくれません。白飯を強制的食べさせようとします。勿論チーズ等の持ち込みも厳禁です。前の病院では自由にさせてくれたので、空腹時の血糖が88迄下がったのに、また上がってきてしまいます。先生は整形の専門で、糖質制限は理論が間違っているの一点張りです。ご飯等の糖質を摂ると記聞も悪くなってしまいリハビリにも影響します。これから2ヶ月程は入院しなければならず、どうしたらよいのか本当に困っています。他にも同じような経験をされた方もいらっしゃると思います。お忙しい先生に、ご迷惑であるとはわかっておりますが、藁にもすがる思いです。どうか先生のお知恵をお貸しください。お願い申し上げます。
2014/09/19(Fri) 10:24 | URL | 窪寺 理恵 | 【編集
Re: 入院中の食事
窪寺 理恵 さん

主治医が、糖質制限食反対派で強硬な態度ですので、
どうしようもないですね。
そこまで強硬な医師は、最近は減っているのですが残念です。

転院が可能ならそのほうがいいのですが、
1~2ヶ月間高血糖があっても、即合併症悪化というわけではありません。
退院後、糖質制限食に切り替えられても大きな問題はないと思います。

2014/09/19(Fri) 17:23 | URL | ドクター江部 | 【編集
ありがとうございます!
お忙しい先生に早速お返事を頂き、感激致しております。ありがとうございます!

早く退院できるよう、母にはリハビリを頑張ってもらいます。そして、糖質制限を再開したいと思います。

トンネルの先に光が見えてきました。本当にありがとうございました。
2014/09/19(Fri) 19:45 | URL | 窪寺 理恵 | 【編集
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