インスリンのメカニズムと脂肪・筋肉に与える影響

インスリンという言葉を最近よく耳にします。ひと昔前までは、糖尿病界隈でしか聞くことのない言葉でしたが、昨今ではフィットネスブームやダイエットブームのおかげで知名度も上がってきました。

しかし、「インスリンって何？」と聞かれたときに詳しく説明できる人は少ないのではないでしょうか。

この記事では、その疑問に答える形で、インスリンの体内でのメカニズムと、筋肉やダイエットへの影響なども解説していきたいと思います。

この記事のポイント

インスリンは栄養素の代謝・血糖値調整を行うホルモン
インスリンには感受性・抵抗性があり、糖尿病と深く関係がある
筋肉の合成を促進させる一方、脂肪の貯蓄を増やす可能性もある
GI値を理解することで、インスリンをコントロールしよう

人体でのインスリンのメカニズム

インスリンは、膵臓のβ細胞と呼ばれる場所で作られるタンパク質が基となったホルモンの事を言います。膵臓は胃の下に位置して、消化酵素の分泌等大事な役割を担っている器官です。

インスリンの主要な役割は、炭水化物（糖質）の代謝の調節です。

お米やパン、砂糖など、糖質を含む食事を食べた後は、糖質は小腸でグルコースまで分解されて、血中に放出されます。グルコースは、日々の生活で、頭を使うときや運動するときにエネルギーのもととなる、人間に必要不可欠な栄養素です。

このグルコースが細胞で使われる過程でインスリンが活躍し、グルコースが細胞の中に吸収されるように助け、血中のグルコース濃度を下げる（血糖値を下げる）役割を果たします。

グルコースが吸収されるのは、脂肪と筋肉の細胞です。インスリンは、脂肪と筋肉の細胞に存在する「インスリン受容体」と呼ばれるホルモンの信号を受け取る組織に働きかけます。

細胞がインスリンの信号を受け取ると、グルコースを運搬する「GLUT4グルコース輸送体」が働き、細胞へのグルコースの吸収を促します。

さらに、インスリンは、肝臓でのグリコゲーン（グルコースが体に貯蔵された形）の合成を促し、エネルギーを蓄える働きをします。

グルコースは、筋肉には「グリコーゲン」と呼ばれる形で、脂肪では「中性脂肪」と呼ばれる形で、蓄えられます。

ちなみに、血糖値が低い時には、膵臓のα細胞から生成されるグルカゴンや、副腎皮質から分泌されるコルチゾールというホルモンによって、肝臓細胞中のグリコーゲンがグルコースに分解され、血中に放出されます。

逆に、筋肉に蓄えられているグリコーゲンは、筋肉の収縮のみにしか使われず、血糖値を維持するためには使われません。肝臓にはグルコース６ホスファターゼと呼ばれる、グリコーゲンをグルコースに変換するための酵素が存在しますが、筋肉には存在しないためです。

ややこしいですね。簡単に順番を並べると、

食べ物を食べて血糖値が上昇する。
口、胃、小腸で食べ物が分解され、血中にグルコースを放出する。
膵臓が反応してインスリンが血中に放出される。
インスリン受容体が活性化し、グルコースの運搬役が筋肉や脂肪の細胞へ運ぶ
血中のグルコース濃度（血糖値）が下がる

血糖値が低い時には、

膵臓や副腎皮質が反応して、グルカゴン・コルチゾールなどのホルモンが放出される
肝臓のグリコーゲンが分解されてグルコースが生成され、血糖値のコントロールが行われる
肝臓のグリコーゲンがなくなると、体内のタンパク質や脂肪がグルコースに変換されて血糖値が維持される

以上が基本的なインスリン体内で働くメカニズムです。血糖値を上昇させたり、下降させたりすることで血糖値を正常に保ってくれる大切な役割を担っている事が分かりますね。

「インスリン受容体の働いている肝臓や筋肉の細胞」のところを強調しましたが、これは次に説明するインスリン感受性・抵抗性に非常に重要な要素です。

なんで血糖値を下げないといけないの？

血糖値が下がらず、糖（グルコース）が血中にある状態がずっと続くと、糖尿病となり、さまざまな病気の原因となるからです。

血中に放出されたほとんどのグルコースは、インスリンが信号を出して初めて細胞に取り込まれるようになります。つまり、インスリンが正常に機能しなかったり、十分に分泌されなかったりすると、血糖値は高いままになります。

インスリンが働かず、血糖値が高い状態が慢性的に続いている病気が、糖尿病です。糖尿病は、腎臓病・神経障害・失明につながるほか、心臓病などの疾患につながることが明らかになっています。詳しいことは少し後でまた説明します。

筋肉と肝臓のグリコーゲン

筋肉に蓄えられているグリコーゲンを「筋グリコーゲン」、肝臓に蓄えられているグリコーゲンを「肝グリコーゲン」と呼びます。筋グリコーゲンは運動中など、筋肉を収縮するときに使われ、肝グリコーゲンは主に血糖値のコントロールに使われます。血糖値が低いときには、先ほど述べたグルカゴンやコルチゾールなどのホルモンが分泌されて、肝臓のグリコーゲンの分解が促進されます。

インスリン感受性・抵抗性

インスリン感受性とインスリン抵抗性、二つの言葉がありますが、お互いが正反対のことを意味しています。

インスリン感受性…インスリンとインスリン受容体の働きの良さ
インスリン抵抗性…インスリンとインスリン受容体の働きの悪さ

インスリン感受性が高い状態→血糖値が上がった時にすぐ反応して、エネルギー変換や血糖値を正常にコントロールできる。

インスリン抵抗性が高い状態→血糖値が上がってもすぐに反応できず、エネルギー変換が上手く行われず、血糖値も高いままになる。

インスリンの分泌だけではなく、インスリンの受容体の働きもインスリンの全体の働きに関与しているのです。両方が正常に働いて初めて、インスリン感受性が高い状態を作れます。

インスリン抵抗性と糖尿病

インスリンの感受性が高ければ勿論問題は無いのですが、インスリン抵抗性が高くなり、その状態が慢性的に続いてしまうと、糖尿病の症状が体に見られてくるようになります。

そもそも糖尿病って？

インスリンの抵抗性と糖尿病の症状について — 第Ⅱ型糖尿病の場合、図のようにグリコーゲン変換が阻害されます。

実は、その名の通り、尿から糖（グルコース）が出て行ってしまう病気です。糖尿病には、第Ⅰ型と第Ⅱ型とがあり、インスリンの抵抗性が関係するのは第Ⅱ型です。

第Ⅱ型糖尿病患者の方たちは、インスリンの分泌が著しく低い状態（インスリン抵抗性が高い状態）にあり、食事によって血糖値が上昇しても、グリコーゲンや脂肪として肝臓・筋肉・脂肪に貯蔵できなくなっているのです。

結果、グルコースはエネルギーに変換されたり貯蓄されたりすることなく血中にとどまり、高い血糖値が維持される状態になります。

慢性的に血糖値が高い状態が続くと、腎臓が血中に大量に余っているグルコースを「不要物」と認識して、尿中に放出します。そのため、「糖尿病」と呼ばれるのです。

インスリン抵抗性が高くなる原因は沢山あります。

インスリン抵抗性が高くなる原因

肥満や太りすぎ
過食・食べ過ぎ
日常的な喫煙
運動をほとんどしない
糖尿病の家系（遺伝）
高血圧
善玉コレステロール（HDL）の値が低い

などなど、多くの原因が挙げられます。特に多くの現代人に当てはまるのは、肥満・運動不足と、食べ過ぎだと思います。

インスリン感受性を高めるには？

生活習慣の改善

インスリン感受性を高め、インスリン抵抗性を低くする効果的な方法というのは、特別な事ではありません。生活習慣の改善をすれば良いのです。

例えば、ダイエットによって体脂肪を減らすことで、それぞれの器官（肝臓や筋肉、脂肪）の繊維が正常にインスリンに反応するように改善する効果が認めらています。

インスリンの分泌を抑えるためにも、糖質の摂取量を減らすのも効果的ですが、糖質は人間にとって重要なエネルギー源であるため、極端に摂取しないのは、よくありません。

糖尿病を患っている方も、糖質を全く摂取していないわけではなく、食物繊維の摂取やGI値を意識して食事をすることで日々生活されています。

よく言われるケトジェニックダイエットは、インスリン抵抗性を下げることで知られていますが、それは炭水化物をほとんど摂らないからです。メリットはありますが、デメリットや注意点も多いため、万人に推奨する食事方法ではないと思います。

ケトジェニックダイエットに関しては「ケトジェニックダイエットとは？」で詳しく解説しています。興味のある方は是非確認してみてください。

サプリメント・食品の摂取

インスリン感受性を高めるには、栄養摂取でも可能です。

1．アップルサイダービネガー（リンゴ酢）

アリゾナ州立大学の研究によると、リンゴ酢を摂取した被験者のインスリン感受性は、摂取しなかったグループよりも34%高かったという研究結果が出ています。

2．マルチビタミン、ミネラル

ビタミンやミネラルは、健康的な内臓や体内組織を保つために必須です。特にビタミンB群、ビタミンDやマグネシウム、亜鉛等は不足に繋がり、インスリンの分泌や血糖値の安定性に影響がでてきます。積極的に摂るべきサプリメントの一つです。

3．クロミウム

クロミウムも微量栄養素の一つですが、AMPKと呼ばれる酵素を活性化させることで、血糖値とインスリンの感受性をコントロールする役割を持っています。また、血圧を改善する効果も見られているようです。

4．シナモン

シナモンには、MHCP（methylhydroxychalcone polymer）と呼ばれる、細胞内でインスリン模倣体として働く物質を含んでいます。その他の抗酸化物質の働きもあり、シナモンは血糖値とインスリン感受性に良い影響を与える事が研究で示されています。

5．ベルベリン（バルベリンとも）

聞きなれない名前ですが、ベルベリンはメギという木の果実から抽出される植物成分の事です。体内ではクロミウムと同じような作用をし、インスリンの感受性と血糖値のコントロールを改善する報告がされている成分です。

6．αリポ酸

αリポ酸も他の食品・サプリメントと同じように、血糖値のコントロールやインスリン感受性を改善する効果が見られています。αリポ酸には他の健康効果も期待されていますが、食事からの摂取は微量でしか取れないため、効果を感じるためにはサプリメントを摂る必要があります。

筋肉への影響

さて、インスリンと言えば筋肉の合成に欠かせない要素の一つだと言われていますが、何故なのでしょうか？

主な理由は２つあります。

インスリンが働いてグルコースが筋肉の繊維に運ばれる際に、筋肉は血中のアミノ酸やクレアチンも同時に取り込むから
インスリンによってグルコースが筋肉にエネルギー源として運ばれるため、筋肉の分解を抑制する作用があるから

そのためインスリンには、アミノ酸とともに筋繊維に受容される時に、筋合成を促す化学反応を引き起こしたり、筋分解を抑える作用があるのです。

間接的な影響として、インスリンには血管拡張作用もあり、より多くの栄養素を血液を通して筋肉に運び込むことができるようになります。

ボディビルダーたちが大会の当日に単純炭水化物を食べるのは、筋肉の張りを維持するためでもあり、インスリンの放出によるヴァスキュラリティ（血管が皮膚に浮き上がって見える状態）の向上を狙うためでもあるのです。

血管が拡張され、血液の循環が良くなると、運動のパフォーマンスの改善にもつながります。血液を筋肉に運び込む作用が改善されると、運動に使われる酸素の運搬も促進されるからですね。

インスリンへの筋肉への影響

筋合成に必要な栄養素を筋肉細胞に運び、筋合成を促す。
筋肉の分解を抑える。
血管拡張作用によってより多くの栄養素を筋肉に運べる。
血液循環を良くし、運動パフォーマンスを改善する。

インスリンは太る？

人間の体は常にエネルギーを蓄えようとするため、インスリンの放出によって栄養素が血液中を回ると、筋肉と同じように脂肪にも栄養を蓄えようとします。

インスリンの放出が多くなって、グルコース（糖質）と脂肪の吸収が多くなると、脂肪もどんどん蓄えられていきます。脂肪が多く蓄えられるほど、脂肪は燃焼されなくなっていきます。

つまり、一日を通してインスリンを上げたままにすると、脂肪は増えていく一方だという事です。

また、単純炭水化物（砂糖やブドウ糖など、吸収が速い糖質を多く含む炭水化物）を急にたくさん食べることで、インスリンの過剰分泌による低血糖症を引き起こす可能性があるのです。

運動の前に砂糖が多く入った飲料などを飲んでトレーニングを始めたら、トレーニング中に疲労を感じたり、力が出なくなったりする経験はないでしょうか。これは、インスリンが単純炭水化物に反応して急激に血糖値を下げることで、軽度の低血糖の状態になっているからです。

低血糖症になると、体のエネルギーが枯渇して、疲れを感じるようになります。更に、エネルギーが無い状態ですから空腹を感じやすくなり、食べ過ぎ、そして肥満へと繋がってゆくのです。

インスリンの脂肪への影響と副作用

筋肉と同じように、脂肪組織にも栄養素を運ぶ。
インスリンを上げたままにすると、脂肪は貯まっていく。
インスリンの分泌過多により、低血糖症を引きおこす
低血糖症は食べ過ぎ・肥満に繋がる

インスリンレベルをコントロールしよう

今まで説明してきたように、インスリンは体の中で重要な働きをしている反面、不用意に分泌させると、太るきっかけや、運動のパフォーマンス低下につながります。そんなインスリンをコントロールする術を身につけましょう。

GI値（グリセミック指数）を知ろう

GI値は、グリセミック指数と呼ばれ、食べ物に含まれる炭水化物が、血中でどれだけ速くグルコースに変わるかを示した値です。食べ物のGI値は、

GI値が高い食べ物
GI値が低い食べ物
GI値が中位の食べ物

の3種類に分類することができます。

GI値が高い食べ物は、消化器官を素早く通り抜けてゆき、すぐに血流に運ばれます。血流に到達するのが早いため、血糖値がすぐに上がり、インスリンもすぐに反応してグルコースをエネルギーとして細胞に運べるのです。砂糖や、ブドウ糖など、体内であまり分解をする必要がない糖質を含む食品が高GI値食品にあたります。

GI値が低い食べ物は、逆に消化器官をゆっくりと辿り、血流にも徐々に徐々に入る事で、インスリンのレベルは一定に保たれます。豆類や、乳製品、果物は、低GI値の傾向があります。こういった食品にはあまり炭水化物が含まれていないというイメージがあるかもしれませんが、ラフィノースやラクトースと呼ばれる糖質が含まれているため、多少血糖値が上昇します。

高GI値食品と低GI値食品の中間にあたる、中GI値食品もあります。白米や玄米、さつまいもやオートミールなど、デンプンを多く含む食品や、食物繊維を含む食べ物が中GI値食品です。

GI値別の食べ物

低・中GI値の食品：

■オートミール

■全粒粉パン・ライ麦パン

■パスタ

■豆類

■米類

■多くの果物

高GI値の食品：

■砂糖

■菓子パン

■コーンフレーク・シリアル

■スポーツドリンク・エネジードリンク

果物には、果糖と呼ばれる単純糖質が含まれていますが、多くの果物は低〜中GI食品です。

果物のGIが低い理由は3つあります：

多くの果物には食物繊維が含まれていて、消化を遅らせる働きがあるから。
細胞に運ばれる過程が、ブドウ糖など他の単純糖質と違うから。
果糖は筋肉では使われず、最初に肝臓でグルコースに変換されるから。

この3つの過程がある事によって吸収が遅れ、血糖値の上昇がゆっくりになるのです。

逆に、メロンやマンゴー、バナナなどの、ブドウ糖やでんぷんの含有量が多い果物は、他の果物よりも少しGI値が高い傾向にあります。

インスリンを緩やかに上昇させよう

炭水化物を食事から摂取する場合は、できるだけ食物繊維や脂質・タンパク質などの他の栄養素と一緒に摂るようにしましょう。食物繊維には、急激なインスリンの上昇を抑える効果があります。また、脂質やタンパク質は吸収が遅いため、炭水化物が早く吸収されるのを防いでくれます。インスリンが緩やかに分泌されることで、エネルギーのレベルを一定に保ち、脂肪も継続的に燃焼させることができます。

特に、トレーニングの前（1〜2時間前）の食事は他の栄養素と炭水化物を組み合わせると良いです。ひと昔前は、「トレーニング中に使えるエネルギーがすぐに必要だから」という理由で高GI値の炭水化物を摂っているボディビルダーが多かったようです。しかし、先ほどトレー二ング中の低血糖の話をした通り、高GI値の食事では、トレーニングの最後まで強度を保つことができないのです。

トレーニング前には、吸収が比較的遅いデンプン質の食べ物（米、小麦製品、麺類など）と、タンパク質と少量の脂質を組み合わせた食事が良いでしょう。脂質や食物繊維を摂取し過ぎると胃の不快感などに繋がるため、炭水化物とタンパク質をメインにした食事を摂るようにすることがオススメです。

糖質サプリメントの活用

トレーニング前に高GI値食品を摂るべきではありませんが、トレーニング中に糖質を摂取するのは効果的です。トレーニング中にエネルギーを補充するために、粉状の糖質のサプリメント（クラスターデキストリン、ワキシーメイズスターチ、デキストロース等）を水などに混ぜて飲むことで、確実にトレーニングの強度を保つ方法もあります。