シェーンハイマーの実験

シェーンハイマーは、重窒素でマークしたアミノ酸をねずみに与え、ねずみの身体のどの部分に蛋白質が吸収されるかを調べました。
重窒素というのは窒素原子のうち、普通よりも少しだけ重量が重い窒素原子のことです。
アミノ酸は窒素、水素、炭素、酸素の化合物で、アミノ酸が結合したものが蛋白質です。

シェーンハイマーはねずみに3日間、マークつきのアミノ酸を与え、ねずみの身体のどの部分に重窒素が吸収されるかを調べました。その結果は、驚くべきものでした。

 まず、投与量の27.4%が尿中に排泄され、糞中に2.2%が排泄されました。与えた蛋白質の29.6%が糞尿中に排泄されたのです。
残りの大部分、すなわち56.5%が身体の蛋白質に取り込まれました。
ねずみのしっぽから目の中まで、身体のありとあらゆる部位に取り込まれていましたが、特に取り込み率が高かったのは、腸壁、腎臓、脾臓、肝臓、血液、の順で、最も多く取り込まれるだろうと考えていた筋肉への取り込みはわずかでした。

この実験からわかったことは、つぎのようなことです。
私たちの身体は毎日何百万個もの細胞が死に、何百万個もの細胞が生まれ変わっていて、それが新陳代謝だと教わってきましたが、実は違うらしいということです。
毎日何百万個よりももっと多くの細胞が生きたままで、物凄い速さで分子レベルで生まれ変わっていることです。
私たちの生命とは、死によって破壊がくる前に、自分自身を先に破壊し自己再生することによって、成長したり若返ったりしているらしいのです。
それが筋肉の異化と同化です。筋肉の異化は運動してもしなくても起こっているのです。

シェーンハイマーは、次に水素の同位体を用いて脂肪の動きを調べてみました。彼は、論文につぎのように書いています。

「摂取された脂肪のほとんどすべては燃焼され、ごくわずかだけが体内に蓄えられると、われわれは予測した。ところが、非常に驚くべきことに、動物は体重が減少しているときでさえ、消化吸収された脂肪の大部分を体内に蓄積したのである。」

彼は、次のようにも述べています。
「生物が生きているかぎり、栄養学的要求とは無関係に、生体高分子も低分子代謝物質もともに変化して止まない。生命とは代謝の持続的変化であり、この変化こそが生命の真の姿である。」

動的平衡
シェーンハイマーがネズミに食べ物を与え、その食べ物が身体の中に入ったらどうなるか調べました。
食べ物の分子は、瞬く間にネズミの身体の中に広がって、しっぽの先、目の中、脳の中に、骨の中、ネズミの身体のあらゆる場所にとどまったのです。
ところがネズミの体重は１グラムも増えませんでした。ネズミの身体の中に元々あった分子が分解され、いま食べた分子が置き換わったのです。

食べた物の分子の半分ぐらいは燃やされます。残りの半分ぐらいが身体の中の分子と入れ替わってしまいます。
細胞が分解し、再生しているのではなく、生きた細胞の分子が食べ物の分子と置き換わっているのです。
細胞の一個一個が死んで、それが再生される必要はなく、生きながらにして分子が入れ替わっているのです。

古い分子は燃やされたり、尿や大便になって排泄されます。
一年も経つと私たちの身体は、もとあった原子や分子がすっかり入れ替わります。
去年の私たちと今年の私たちは同じように見えても分子のレベルではすっかり変わっているのです。

エントロピー増大の法則
エントロピー増大の法則とは、秩序あるものはやがて崩れるという法則です。
光り輝いていたものはさび、温度の高いものは下がり、整理整頓されていた部屋はすぐに散らかるという法則です。

エントロピーとは乱雑さという意味です。エントロピー増大の法則とは、常に崩壊してゆく方向にしか動かないという宇宙の法則です。
常に崩壊してゆく宇宙の法則の中で、私たちが生きていけるのは異化、同化を繰りかえし、動的平衡を保っているからなのです。
エントロピーが私たちを壊すよりも前に、先回りして自らを壊しながら動的平衡を保っているのです。

筋肉の異化
私たちの身体は、筋肉だけでなく、すべての臓器が異化と同化を繰り返しています。
人体は60兆個の細胞でできていますが、すべて蛋白質でできています。
多くの器官や組織、臓器や筋肉がありますが、すべての臓器が生きたまま異化と同化を繰りかえして、生命を保っています。もしも、この異化と同化がなければ、人体は生きたまま腐っていきます。

体タンパクは一日に230gが異化されてアミノ酸になり、アミノ酸から筋肉やコラーゲン、血液、酵素、ホルモン、消化液などが再合成されます。

これは運動していてもいなくても、常に起こっていることです。

一日に230gの体タンパクがアミノ酸に代謝され、それぞれの役割をもったタンパク質に再合成されています。
このタンパク質の回転のうち、60gが大小便、皮膚、毛髪、爪などで失われるので、外部から栄養物として60gの蛋白質を摂取、補給しなければなりません。
外部からの蛋白質の補給が足りないと、動的平衡を保つことができなくなります。

蛋白質の摂取が少ないと、血液中の窒素成分が減少します。
蛋白質の摂取を多くすると、血中窒素が多くなります。しかし、ある一定量以上には増加しません。
これを窒素平衡といいますが、窒素平衡によって、人の蛋白質の必要量がわかります。

WHOの勧告で蛋白質の必要量は0.65g/Kgとされています。

運動すれば、有酸素運動でも、無酸素運動でも筋肉が異化します。有酸素運動で異化し、無酸素運動で同化するわけではありません。
筋トレ後の30分以内に、タンパク質を摂取することが効率よく筋肉がつくといわれます。
それはそれで正しいことだろうと思います。しかし、それ以外の時間帯でも、筋肉は作られ、分解されています。
アミノ酸プールには蛋白質必要量の4日分のアミノ酸がプールされていますから、蛋白質の補給に不足がなければ、動的平衡を保つことができるのです。

筋肉は、蛋白質の補給が充分で、かつ、筋肉トレーニングをするときと発達します。

蛋白質の不足、または、発達に必要なトレーニングがなくなると、筋肉は減少します。

いくらオーバーカロリーでも、蛋白質が不足すれば動的平衡が保てなければ筋肉が減少しますから、筋肥大はオーバーカロリーで起こり、アンダーカロリーで減少するとは必ずしもいえません。

体蛋白質は常に分解と合成が行われて代謝回転しています。

構成するアミノ酸の半分が入れ替わる（半減期）は、肝臓で約12 日、筋肉で約80 日、骨で約120日です。

糖新生
脳は、1時間５g、1日120gのブドウ糖を消費する臓器です。
脳にはブドウ糖を貯蔵する場所がないので、常にエネルギーを補給しなければなりません。
脳が消費するエネルギーを安定して供給するには、血中のブドウ糖濃度を100mg/dl以上に保つ必要があります。
血糖値の維持の役割を果たしている臓器は肝臓です。肝臓は脳のエネルギーを16時間分貯蔵できます。

 食後、時間が経過して血糖値が低下すると、肝臓は貯蔵しているグリコーゲンを分解して血糖を維持します。さらに空腹が続くと、肝臓は血中のアミノ酸からブドウ糖を作って血糖値を保ちます。

肝臓が、糖以外の物質から糖を合成することを糖新生といいます。肝臓は血中アミノ酸２gから1gのブドウ糖を合成できます。肝臓が糖新生をするのは、血糖値を保つためです。つまり、脳のエネルギーを供給するためのみです。筋肉にエネルギーを供給するために、糖新生することはありません。

断食をすると、体重が減りますが、筋肉がみるみる細ります。これは、筋肉が分解されて脳のエネルギーになるからです。
 筋肉が異化は、蛋白質の不足、または、糖質の不足によって起こります。つまり、筋肉の動的平衡が保てなくなったときだけです。

有酸素運動をすれば筋肉が異化し、無酸素運動をすれば同化するなどということはありません。

先にあげたように、血中には4日分ものアミノ酸がプールされているので、空腹時に運動しても、筋肉がすぐに分解されることはありません。
糖新生は、血糖値の維持システムの一部で、脳のエネルギーを確保するためのものなので、糖質が不足したときにだけはたらきます。

有酸素運動をすれば、糖新生がおこるなどということはありません。運動のために、筋肉が自分自身を分解してエネルギーを作るなどという矛盾したことが起こるわけがありません。

ミズノ･マラソンクリニック

ミズノ･マラソンクリニックでは次のように教えます。
マラソン大会当時の朝食は、スタート時刻の3時間前に済ませてください。
もしも、3時間前に食べられない場合は、消化の良いパンなどを2時間前までに食べてください。
これは、マラソンのスタート時には、胃を空っぽにして走りなさいという意味です。
市民ランナーたちは、４～５時間かかってフルマラソンを走りますが、空腹のまま４～５時間走っても筋肉は分解されないのです。
医師は糖尿病患者に食後の運動をすすめますが、それは糖尿病の治療のためです。
健康な人の場合、空腹時に運動しても健康を害することはありませんし、脂肪がよく燃えるのです。だから、マラソンでは空腹のままで５時間も走れるのです。

血中のグルコースは運動時には通常使用されないように制御されています。

血中のグルコースは脳の大切な栄養素であり、もし、筋肉細胞にどんどん取り込まれたら、血糖値の低下を引き起こし、嘔吐などの障害を引き起こすので筋肉が取り込まないように制御されています。

マラソンの血糖値

糖尿病患者の食後の血糖値 

上図は、糖尿病患者が食後にウォーキングをした場合と、筋トレをした場合の血糖値の変換を比較したグラフです。

糖尿病患者が、食後に筋トレをすると、高血糖が1時間くらい続きます。

また、運動をしない場合も、インスリンの効きが悪いので、やはり、高血糖が1時間くらい続きます。

ところが、ウォーキングをすると、筋肉はインスリンの助けがなくても血液中のブドウ糖を燃やせるので、血糖値が低下します。

だから、医師は糖尿病患者に食後のウォーキングをすすめるのです。

このグラフから、食後の運動は、糖尿病患者でも健康な人でも、脂肪の燃焼が少なくなることがわかります。

有酸素運動は消耗性の運動？
ウェストバージニア大学の実験では、12週間のダイエットで、有酸素運動グループの除脂肪体重が低下し、  筋肉トレーニングのグループは除脂肪体重が増加しました。

しかし、この実験は有酸素運動が消耗性の運動だといっているわけではありません。

この実験は、つぎのようにおこなわれました。

入院中のBMI30以上の肥満症患者を有酸素運動グループと筋肉トレーニングのグループに分け、基礎代謝が平均1800Kalの人たちに対して、800Kcalのドリンクしか与えられませんでした。

有酸素運動グループの除脂肪体重が低下したのは、基礎代謝の半分のカロりーでは動的平衡が保てなかったからです。

少なくとも、基礎代謝と運動量に見合った蛋白質が補給されていたら、動的平衡が保たれたはずです。けっして、有酸素運動が消耗性の運動だといっているわけではありません。

ダイエット

食事の量を減らし、摂取カロりーが消費カロリーよりも少なくなれば、私たちは痩せます。

人体には、膨大な量の脂肪が貯蔵されているので、摂取カロりーを極端に落としても、心臓、呼吸、肝臓、消化器、筋肉などが、血中の脂肪を燃やして生きていくことができます。

一日の消費カロリーの80%の食事をすると、基礎代謝の約20%のカロリーが不足する計算になります。このカロリーは体脂肪で補われるので、有酸素運動なしでも対脂肪が減ります。

女性の平均的な基礎代謝を1200Kcalとすると、腹八分目の食事をすると、1ヶ月に約１Kgずつ痩せることになります。

もしも、摂取カロりーを基礎代謝まで落とすと、運動なしで、1ヶ月に約２Kgの減量ができます。

栄養補給のゴールデンタイム

腹八分目の食事で1ヶ月に約1Kgの減量ができますが、筋肉を減らさないで、脂肪だけをもっと落とすためには、運動を併用するのが理想です。

運動をすると、成長ホルモンが一時的に分泌されますが、運動後の30分間に、運動で使用したエネルギーや筋肉補修のための蛋白質をこの期間に補給するのがポイントです。

蛋白質：傷ついた筋肉を補修する栄養
炭水化物：運動で使ったエネルギーを補うため
ビタミン、ミネラル：発汗で失われたり、運動で使われたものを補うため

蛋白質の必要量は、運動量の1/10、炭水化物は運動で使用した糖質の量です。

この量を、つぎの食事で追加補給しなければなりません。

たとえば、一般的な体格の女性が1時間のジョギングをすると、約400Kcal消費しますが、この場合、つぎの食事で蛋白質40Kcalと200Kcalの炭水化物の補給が必要です。

もしも、この女性が筋肉トレーニングで400Kcalを消費したとすると、40Kcalの蛋白質と400Kcal炭水化物を次の食事で追加補給しなければなりません。

運動後の栄養補給が筋肉量に与える影響

下図は、運動直後に栄養補給するグループと運動２時間後に補給するグループに分けて、太ももの筋肉量の変化を比較した結果です。
約３ヶ月間の実験で、運動直後に栄養補給したグループの太ももの太さが、運動２時間後に栄養補給したグループよりもの方が、同じ運動を行ったにも関わらず太くなっていました。

つづく...