アディポサイトカイン

アディポサイトカインとは、脂肪細胞から分泌される生理活性物質の総称のことです。アディポネクチンやレプチン、 TNF-α や遊離脂肪酸などが含まれています。

またアディポサイトカインは、その分泌物の特性から「善玉」と「悪玉」に分けられます。

脂肪組織からは、いろいろなアディポサイトカイン（生理活性物質）が分泌されています。健康な人の脂肪細胞からは「善玉アディポサイトカイン」が多く分泌されますが、 肥大化 した脂肪細胞は 「善玉アディポサイトカイン」が減少し、「悪玉アディポサイトカイン」が多く分泌されるようになり、 分泌異常を引き起こしていると考えられています。

善玉アディポサイトカイン

健康状態を良くする働きがあると考えられている 生理活性物質。
※レプチンに関しては善玉に入れて良いのか疑問が残りますが、Wikipediaを見ると善玉に入っているので、とりあえず今は善玉の方に入れておきます。

• アディポネクチン
• レプチン

［ アディポネクチン ］
アディポネクチン は、アディポサイトカインの中でも血中に最も多く存在しています。働きとしては抗動脈硬化作用などですが、内臓脂肪が蓄積した患者ではその分泌量が低下することがわかっています。
効果は、「動脈硬化」「脳卒中」「心筋梗塞」「糖尿病」「高脂血症」「高血圧」の予防改善、「抗がん」作用などが挙げられているので、減少するとこれらの効果も減少すると考えられます。

［ レプチン ］
レプチンは、満腹になったよと言うサインを送って食事を制限したり、交感神経系を刺激し活発にすることでエネルギーを消費増大をもたらします。
「肥満の抑制」や「体重増加の制御」や「食欲」と「代謝」の調節を行っています。

ところが、肥満状態が続き、ある程度以上になると、レプチンの効果が薄くなってきます。これをレプチン耐性といいます。 レプチンに耐性がついてしまうと、いくら食べても満腹感が得られなくなってしまいます。

そのうえ、増加したレプチンは今度は高血圧を引き起こし、生活習慣病の原因になってしまします。

悪玉アディポサイトカイン

分泌量が多くなると、健康状態を悪くする働きがあると考えられている 生理活性物質。

• TNF-α
• 遊離脂肪酸
• インターロイキン-6
• MCP-1
• アンジオポエチン様タンパク質-2（Angiopoietin-like protein 2、Angptl2）
• プラスミノゲンアクチベーターインヒビター-1（PAI-1）

TNF-αは、細胞接着分子の発現やアポトーシスの誘導、炎症メディエーターや形質細胞による抗体産生の亢進を行うことにより「感染防御」や「抗腫瘍作用」なのど良い面にも関与するが、TNF-α が増えることで「関節リウマチ」「乾癬」「糖尿病･高脂血症」「敗血症」「骨粗鬆症」などの疾患の発症を招くようになります。

遊離脂肪酸は、脂肪組織から血液に放出され、エネルギーの源として活用される重要な脂肪分です。
血液中にある遊離脂肪酸が多すぎてエネルギーとして利用されず余ってしまう場合は、中性脂肪として脂肪組織に蓄えられています。更にそれでも血液中の遊離脂肪酸が多すぎると、高脂血症になったり、インスリンが効きにくい状態にしてしまいます。
また遊離脂肪酸は肝臓で、脂肪からブドウ糖（血糖）を作り出す働きによって、血糖値を維持する働きも行います。
適切な量であれば全く問題ないのですが、多すぎると「高脂血症」や「糖尿病」などの疾患の発症を招くようになります。

インターロイキン-6が顕著に増加した場合、「関節リウマチ」をはじめとして多くの「自己免疫疾患」の発症に関与すると考えられています。

メタボリックシンドローム

メタボリックシンドロームに関する研究が進み、脂肪組織は様々な生理活性物質を分泌する内分泌組織であることがわかってきました。
そして健常人の脂肪細胞からは善玉アディポサイトカインが正常に分泌されているのですが、脂肪の蓄積により脂肪細胞の肥大化が生じると機能異常を引き起こし、善玉アディポサイトカインが分泌が減少し、悪玉アディポサイトカインが多く分泌されるようになることがわかって来ています。

脂肪

ダイエットの観点から見た脂肪を説明します。

人が蓄える脂肪とは

まず、脂肪のカロリーは9kcal/gであり、炭水化物、タンパク質の4kcal/gよりも単位重量あたりの熱量が大きく貯めこむのにコンパクトに済み便利です。

食物から直接摂取した脂肪も、体内で炭水化物から合成された脂肪も、肝臓や脂肪組織に貯蔵されます。

肝臓や脂肪組織には、脂肪細胞が有りそこに中性脂肪として貯めこみます。

脂肪細胞

脂肪細胞は、細胞内に「脂肪滴」という中性脂肪を貯蓄する袋を持ち、単胞性脂肪細胞（白色脂肪細胞）と多胞性脂肪細胞（褐色脂肪細胞）とに分類されます。

単胞性脂肪細胞は、体内に約250-300億個存在すると言われ、脂肪の吸収に特化した細胞です。
多胞性脂肪細胞は、首や肩甲骨のまわりなど、体のごく一部にしかありません。また褐色脂肪細胞は乳幼児に比較的多いものの、成長するにつれて少なくなるとされています。

脂肪細胞のほとんどが単胞性脂肪細胞なのですが、血液中の余分な中性脂肪をどんどん取り込んで、大きくなっていきます。
大きくなった脂肪細胞の中身は細胞の壁さえもグイグイ引き伸ばし、最終的には元の大きさの約３倍まで大きくなります。

脂肪細胞が限界まで大きくなると

脂肪細胞も細胞ですので、細胞分裂し、脂肪細胞の数も増加します。
増加した結果、更に脂肪を貯めこむことができるようになります。
どんどん貯めこめる体になれるってことですね。

蓄えた脂肪はいつ使われる？

安静時や強度の低い運動時に、脂肪は使われます。

脂肪からエネルギーを得るときには、貯めこんだ中性脂肪を細胞内リパーゼによってグリセロールと遊離脂肪酸に加水分解される。
グリセロールは血流にのり、肝臓または腎臓で吸収され、そこでグリセロールキナーゼによってグリセロール3-リン酸に変換される。
肝臓のグリセロール3-リン酸は大部分がジヒドロキシアセトンリン酸 (DHAP) に、その後グリセルアルデヒド3-リン酸 (GA3P) に変換され、解糖系と糖新生回路でエネルギーや糖になる。

日本人を含めた黄色人種ではβ3受容体の遺伝子に遺伝変異が起こっていることが多く、熱を産生することが少ない反面、カロリーを節約し消費しにくい。
この変異した遺伝子は節約遺伝子と呼ばれています。

この節約遺伝子はダイエットの大敵！！
ですが、致し方ありません、我慢するしかないです。

なぜ人は脂肪を蓄えるのか？

人のご先祖様は現在のチンパンジーやゴリラに近い生活をしていました。
そのため、食糧事情は安定していませんでした。
そのため余分なエネルギーを摂取した際は、それを脂肪として蓄えるようになっていました。

天候などの状況で飢えに晒されたご先祖様の仲間はバタバタと餓死したでしょう。
でも、その中でも生き抜いた集団がご先祖様です。
ご先祖様は狩りや食物採取に優れていた一方、飢えに強い体を持っていたのでしょう。
そんなご先祖様のおかげで、現在我々も存在しています。

飢えの時期を乗り切るために人は脂肪を蓄えるのです。

飢えに強い体とは？

飢えを乗り切るためには少量のエネルギーを効果的に使う必要があります。
食物は時期によって多く収穫できたり、少ししか収穫できなかったり、安定していません。
食物を貯めこめる冷蔵庫や倉庫が有れば、そこに貯めておけるかもしれませんが、それもありません。

脂肪（エネルギ－）を貯めこむ能力

そこでご先祖様たちは、体内に脂肪として貯めこむ能力を高めていきました。
少しでも余分なエネルギーが出たら、脂肪として貯めるのです。

少量のエネルギーで効率よく生き残る能力

いくら上手く蓄えても、消費が多くては貯まりません。
貯めると同時に少量のエネルギーで効率よく動ける能力も高めていきました。

飢えに強い体とは、脂肪を効率よく貯め、効率よく使うことのできる体です。

現代人においては？

この飢えに強い体を先祖に持った我々は、脂肪を貯めこむ優秀なシステムを獲得していると言えます。
また、逆に少ないエネルギーで効率よく生きていけるシステムも併せ持っている可能性が高いです。

脂肪を貯めこむ能力で肥満になりやすく、効率の良いエネルギー消費で肥満を維持できます。

現代社会ではかなり迷惑な能力

でも、現代の食べ物が溢れている社会においては、このシステムはかなり迷惑なものです。
我々は常に美食という名のエネルギーの過剰摂取に晒され、仕事と言う長時間を拘束され運動不足の状態になっています。

この飢えに強い体をご先祖様に感謝しつつ、常に健康を意識し、ダイエットを心掛ける必要があります。

グリコーゲン

グリコーゲンとは、Wikipedia によると「グリコーゲン (glycogen) あるいは糖原（とうげん）とは、多数のα-D-グルコース（ブドウ糖）分子がグリコシド結合によって重合し、枝分かれの非常に多い構造になった高分子である。」だそうです。

化学的で良くわからないので、少し違う見方をすると、無酸素運動時に使われるエネルギーのことです。
無酸素運動は既に知って居ると思います。
短時間の間だけ、全身を激しく活動させられる運動のことです。
敵から逃げる、敵を追う、獲物を追う、重い物を一気に動かす、速く目的地に移動するなど、短時間だけど最高のパワーをだすことができます。

で、無酸素運動にも「クレアチンリン酸」を使う場合（100ｍ走など）と、「グリコーゲン」を使い場合（400ｍ走など）が有ります。
「クレアチンリン酸」を使う場合はパワーが10秒も持続できないと言われています。
「グリコーゲン」を使う場合はパワーが10秒～70秒くらい保つと言われています。

グリコーゲンの使われ方

グリコーゲンは無酸素運動時に使われます。
その時の使われ方は、乳酸系の代謝経路で使われます。

乳酸系の代謝経路では、グリコーゲンやブドウ糖からブドウ糖6リン酸を作り、ブドウ糖6リン酸がピルビン酸になるときにエネルギーを生成します。
ですが、ピルビン酸の状態だと体に貯めにくいので、乳酸の状態で保存されます。
グリコーゲンの分解は、アドレナリンまたはグルカゴンに刺激されて、グリコーゲンが蓄えられている筋肉と肝細胞で起こります。

また、科学的で良くわかりませんね。
まぁ簡単にグリコーゲンは乳酸とエネルギーになると思いましょう。

グリコーゲンは体内にどのくらい有るの？

グリコーゲンを使った無酸素運動時はたったの70秒しか持ちません。
そんなにグリコーゲンは体内に少ないのでしょうか？

肝細胞は、食後直後に肝臓の重量の8 %（大人で100-120 g）までのグリコーゲンを蓄えることができると言われています。
また、骨格筋中でもグリコーゲンは骨格筋重量の1-2 %程度の低い濃度でしか貯蔵できないものの貯蔵することができます。

これらを考慮するともちろん体格差も有りますが大人で300g前後のグリコーゲンを蓄えることができそうです。

ちなみに、肝細胞では、グルコース-6-リン酸を解糖系で消費することもできるし、グルコース-6-ホスファターゼでリン酸基を除去してグルコースにした上で血流に放出することもできます。
要は他の臓器や筋肉にエネルギーを渡すことができると言うことです。
筋肉細胞は貯めたグルコースは自筋肉でしか利用できません。

肝臓で蓄えたグリコーゲンを使えば、もっと長く無酸素運動が出来るように思いますが。。。

乳酸系無酸素運動はなぜ短い？

肝臓で蓄えたグリコーゲンを使えば、もっと長く無酸素運動が出来るように思えませんか？
肝臓に蓄えたグリコーゲンを放出することで400Kcal～500Kcal分のエネルギーを作り出すことができます。

しかし、実際そうはいきません。
皆さんご存知の通り、疲労困憊になり動けなくなりますよね。

なぜ疲労困憊になるかはっきりわかりませんが下のように言われています。

運動を行うとATPを消費して、エネルギーを得ます。
ATP＋H2O→ADP＋H3PO4となるときにエネルギーを放出します。
この時に「リン酸」が作られます。
この「リン酸」はカルシウムと結合しやすく、カルシウムがリン酸と結合してしまうと筋収縮に必須のカルシウムの働きが悪くなる。これが疲労の原因の一つと考えられています。
カルシウムは本来筋小胞体に貯められ、筋小胞体から出ることで筋肉は収縮し、筋小胞体に戻れば筋肉は弛緩する

この他に、カリウムイオン K+と乳酸も疲労に関わる重要な物質と考えられています。
筋肉を動かすための電気刺激のためには、ナトリウムイオンNa+とカリウムイオン K+が必要になります。
平常の細胞内のカリウムイオン K+は細胞膜の内側に多く存在するのですが、運動を繰り返すことでカリウムイオン K+が滲出し細胞外で濃度を上昇させます。
その蓄積したカリウムイオン K+ が筋肉疲労の鍵物質であることが Nielsen らによって報告されました。
Nielsen らの研究では、K+ の添加により筋力を弱められたラットヒラメ筋に、乳酸やプロピオン酸を添加すると筋力の回復が観察されたそうです。
2004年の Pedersen らの報告でも、pH が小さいときに塩化物イオンの細胞透過性が落ちることが示され、アシドーシス（乳酸によるH+放出）に筋肉疲労を防ぐ作用があることが示唆されています。

酸素が不足する激しい運動下では、体内に貯められたグリコーゲンの全てを上手く使い切ることができないようです。
しかし、筋肉のパフォーマンスは落ち、激しい運動が続けけられなくなります

有酸素系代謝経路と組み合わせる

人は無酸素運動時でも呼吸をしています。
呼吸をすることで有酸素系代謝経路からもエネルギーを作ります。

マラソンなどの長時間の運動を行う際には、乳酸系の代謝経路と有酸素系の代謝経路を組み合わせることで、体内に貯められたグリコーゲンを上手く使い、2時間以上の間、無酸素運動のパワーを使うことができると考えられています。
例えば、乳酸系の代謝経路を最大のパワーで引き出すのではなく持続可能なペースのパワーで引き出し、そこに有酸素の代謝経路のパワーを足すことで運動パフォーマンスを上げる考え方です。

トップアスリートの世界では、競技に合わせて最高のパフォーマンスが出せるように、トレーニングや試合中のペース配分を考えています。
逆にダイエットを行うのに自身に最適なトレーニング方法も有るはずです。
グリコーゲンを使った乳酸系の代謝経路の特徴を考慮したトレーニングを行ってください。

以上、「グリコーゲン」の説明でした。

脈拍（心拍）センサー

脈拍（心拍）センサーとは、その時点での1分間の心拍数を求めるためのデータを検知してくれるセンサーです。
脈拍（心拍）センサーには電極を利用した電極センサーや皮膚血流量を測定する光電センサーなどがあります。

心拍計と脈拍（心拍）センサー

脈拍（心拍）センサーは、一瞬の状態やある短い期間（数秒）の脈拍を捉え、1分間の心拍数を求めるためのデータとして心拍計に提供します。心拍計は脈拍（心拍）センサーの捉えたデータをもとに、データ処理をして1分間の予測心拍数を計算します。

電極を利用した電極センサーは、センサーを皮膚に貼ったりクリップで取り付けたりと面倒なことが多かったのですがその分正確性も高いです。
現在、主流になってきた皮膚血流量を測定する光電センサーは、皮膚表面との直接の接触なしで皮膚血流量を測定するので、腕ベルトをまくだけで済むなど利便性が高いことや安価なことから多く利用されるようになりました。

活動量計と脈拍（心拍）センサー

活動量計は、カロリー消費を計算するデータとして脈拍を利用します。
また就寝時の睡眠の質を把握する際にも脈拍をデータとして利用します。

脈拍は健康を管理する際に非常に重要な情報であるため、加工されたカロリー消費量や睡眠の質のみでなく、生データの管理も行われます。
高機能の活動量計であれば、1日全ての脈拍をデータ蓄積し、スマホやPCで管理できるようになっています。
また、運動をしていないのに心拍が異常に高くなった場合にアラームを鳴らす機能があるものもあります。
今後、制度の工場で更ににアラームを鳴らすのみでなく、人や病院への通報なども行われるようになるでしょう。

参考：『心拍計 – Wikipedia』

加速度センサー

加速度センサーは文字通り、一定期間における速度変化（加速度）を測定するセンサーのことです。

人の動きや振動、衝撃を検知します。
3軸方向（X軸・Y軸・Z軸）に適応するセンサーや水平状態を検出できるものがあります。

最近の身近なものではスマホに搭載されていたり、デジタルカメラ等の「手ぶれ補正」、ゲーム機のコントローラーなどにも加速度センサーが活用されています。

活動量計の加速度センサー

活動量計の加速度センサーは、人の動きを感知することに重点を置いており、腕に伝わる振動や衝撃を検知することで、歩数をカウントしたり、階段の上り下りをカウントする情報を提供します。

また就寝時に加速度センサーと心拍センサーを活用して体の状態を把握することで、睡眠の質を取得できる機能もあります。
センサーだけでも活動量計だけでもダメで、スマホやPCに検知データを送り解析することで睡眠の質がわかるようになるのですが、健康に役立つ欠かせないセンサーの一つです。

参考：『加速度計 – Wikipedia』