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4.19　エネルギー代謝の概観

4.19　エネルギー代謝の概観

生体内では、経口摂取した脂肪や糖分が燃料として利用され、エネルギーが産生される。様々な細胞は、このようにして産生されたエネルギーを消費してそれぞれの役割を果たす。しかし、それぞれの細胞が消費するエネルギーは、体内の特定の臓器でまとめて産生され、これがそれぞれの細胞に届けられるのではない。それぞれの細胞が消費するエネルギーは、それぞれの細胞内で産生される。

その際にエネルギー源となるのは、脂肪酸とブドウ糖である。経口摂取される脂肪（中性脂肪）のほとんどは脂肪酸とグリセリンの結合物であり、経口摂取される糖分の多くはブドウ糖が多数、結合してできているデンプンである。デンプンは腸管内でブドウ糖にまで分解されてから吸収され、脂肪は脂肪酸とグリセリンに分解されてから吸収される。吸収されたブドウ糖は、肝臓で再結合してグリコーゲンを形成し貯蔵される。一方、吸収された脂肪酸は脂肪細胞内で再びグリセリンと結合して中性脂肪を形成し貯蔵される。

それぞれの細胞は、腸管から吸収されたエネルギー産生のための燃料であるブドウ糖を直接にその中に取り込み、あるいは肝臓でグリコーゲンが分解することにより産生され、その後に血液中に放出されたブドウ糖を取り込んで利用する。また、それぞれの細胞は、脂肪細胞内の中性脂肪が分解して血液中に放出された脂肪酸、あるいは血液中で中性脂肪が分解して生じた脂肪酸を取り込み、ブドウ糖と同様にエネルギー源として利用する。

このように、それぞれの細胞が利用するエネルギー源にはブドウ糖と脂肪酸があるが、臓器によっていずれを主なエネルギー源として利用するかが決まっている。脳細胞は主にブドウ糖をエネルギー源として利用するのに対し、心筋細胞は主に脂肪酸をエネルギー源として利用する。一方、最大のエネルギー消費臓器のひとつである骨格筋はブドウ糖と脂肪酸のいずれもエネルギー源として利用する。ただし、骨格筋はブドウ糖と脂肪酸の両方が存在する場合にはブドウ糖を優先して利用する。

脳細胞、心筋細胞、肝細胞以外の細胞へのブドウ糖流入速度は、血液中のインシュリン濃度に依存する。これに対し、脳細胞、心筋細胞および肝細胞では、細胞内へのブドウ糖の流入は血液中のインシュリン濃度に依存しない。これらの細胞では、血液中のブドウ糖濃度に応じてブドウ糖が細胞内に流入して行く。したがって、糖尿病患者においてインシュリン製剤を過剰に投与すると、脳細胞、心筋細胞、肝細胞以外の細胞に流入するブドウ糖量が増大し、それにともなって血液中のブドウ糖濃度が低下する。その結果、血液中のブドウ糖濃度に応じて細胞内にブドウ糖が流入して行く脳細胞、心筋細胞および肝細胞の中、ブドウ糖を主なエネルギー源として利用する脳細胞は燃料不足に陥り、以って脳細胞の活動が低下する。これが糖尿病患者にときに見られる低血糖発作の症状発現メカニズムである。

細胞内に入ったブドウ糖は、細胞質内でアセチルCoAに変わったうえで、細胞のエネルギー産生工場であるミトコンドリアに流入し、エネルギー産生の際の燃料として使用される。ブドウ糖が変化して生じたアセチルCoAのミトコンドリア内への移動には、とくにこれを運搬する物質は存在せず、自動的にミトコンドリア内に流入する。

一方、細胞外から細胞内への脂肪酸の移動は、ブドウ糖の移動がインシュリンを必要としたような他の物質の存在を必要とせず、血液中の脂肪酸の濃度に応じて受動的に流入する。しかし、細胞内に流入した脂肪酸が細胞のエネルギー産生工場であるミトコンドリアに流入するには、脂肪酸と結合してこれをミトコンドリア内に運び入れる運搬物質（担体）であるL-カルニチンが必要である。

L-カルニチンは、肝臓と腎臓で産生されて血液中に放出され、またL-カルニチンを多く含む肉の摂取にともなって腸管から血液中に吸収される。血液中のL-カルニチンは、その濃度に応じて体細胞に流入する。細胞内に流入したL-カルニチンは、それぞれの細胞で脂肪酸と結合してアシルカルニチンとなり、ミトコンドリア内に移動して再び脂肪酸とL-カルニチンに分かれ、L-カルニチンのみがミトコンドリア外にでる。このようにして、L-カルニチンは脂肪酸をミトコンドリア内に運び入れる担体として働く。また、それぞれの細胞で脂肪酸とL-カルニチンが結合して形成されたアシルカルニチンの一部は、細胞外に出て、健常人では腎臓から排泄される。しかし、腎不全患者ではこれが体内に蓄積するので、アシルカルニチン/遊離カルニチン比は健常人におけるよりも上昇している。

そこで、L-カルニチンが欠乏すると、細胞内ではミトコンドリア外に脂肪酸が溢れることになる。ミトコンドリア外に蓄積した脂肪酸は、ADPにリンを結合させてATPを産生するミトコンドリアの内膜に存在する酵素の働きを阻害し、以って細胞のエネルギー産生を妨害する。そのため、L-カルニチンが著しく欠乏すると、脂肪酸を細胞の主なエネルギー源とする心臓では、心収縮力が低下し、あるいは不整脈が生じる。一方、脂肪酸とブドウ糖の両方をエネルギー源として利用する骨格筋では、筋力の低下や筋痙攣が生じる。

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1. 従来の方法により決定したnPCRの至適な範囲をnPCRの目標値として用いることができない患者
臨床の現場では、しばしばロジステイック回帰分析などの多変量解析により決定したnPCRの至適な範囲がnPCRの目標領域として用いられる。しかし、このような至適nPCRの範囲は「多くの患者で死亡のリスクを最小にするnPCRの範囲」であって、「すべての患者で死亡のリスクを最小にするnPCRの範囲」ではない。したがって、患者によっては、実測のnPCR値が適正であるのか否かをこの基準に照らし合わせて判断するのが不適当であることもある。ガイドラインの根拠となる「多くの患者で死亡のリスクを最小にするnPCRの範囲」は、nPCR以外のパラメータの値は標準的なnPCR値を有する患者群の平均値にそれぞれ等しいとの前提の下で決定される。したがって、nPCR以外のパラメータのいずれかの値が標準的なnPCR値を有する患者群の平均値と大きく異なっている患者では、図１に示すような「Kt/V値と死亡のリスクとの関係」に照らし合わせて、Kt/Vの値が適正であるか否かを判断することが不適切であることもある。
	図　1
例えば、今、透析前血清リン濃度が8.5 mg/dL、かつnPCR値が 0.81 g/kg/day の患者がいたとする。図１に示すように、ロジスティック回帰分析法により決定した「多くの患者で死亡のリスクを最小にするnPCRの範囲」は0.90〜1.50 g/kg/dayなので、この患者ではnPCRを増やすべく食事指導を行わなければならないと考えがちである。しかし、「多くの患者で死亡のリスクを最小にするnPCRの範囲」は、その患者の透析前血清リン濃度が、nPCRの範囲が1.1〜1.3 g/kg/dayである患者群（基準とした患者群）における平均の透析前血清リン濃度（6.3 mg/dL）に等しいことを前提として決定されている。したがって、実測の透析前血清リン濃度が基準とした患者群における平均の透析前血清リン濃度から著しく外れているこの患者では、「多くの患者で死亡のリスクを最小にするnPCRの範囲」をnPCRの至適な範囲として採用することはできない。
2. 患者ごとの至適ｎＰＣＲ値
ロジスティック回帰分析法を用いれば、任意の患者の nPCR値を含む多くの実測のデータ値からその患者の死亡のリスクを推定することができる。そして、これを応用すれば、任意の患者の至適nPCR値を求めることができる。すなわち、任意の患者について、nPCR以外のパラメータ値には実測値を用い、nPCRについてのみは低値から高値まで少しずつ異なる様々な値を用いて、それぞれのnPCR値における死亡のリスクを算出する。そして、図２に示すように、それぞれのnPCR値の中から死亡のリスクが最小となるnPCR値を選び出し、これを至適nPCR値とする。任意の患者において実測のnPCR値が適正か否かを評価しようとする場合には、このようにして求めた至適nPCR値と実測のnPCR値とを比較する。
	図　2

食材	調理の仕方	カリウム残存率（％）

短冊切のキャベツ	5倍の水で4分間ゆでた場合	60
短冊切のキャベツ	5倍の水で30分間ゆでた場合	35
ほうれん草を株ごと	5倍の水で3分間ゆでた場合	55
ほうれん草を株ごと	10倍の水で5分間ゆでた場合	10
さやえんどう	5倍の水で2分間ゆでた場合	80
さやえんどう	5倍の水で5分間ゆでた場合	55
乱切のにんじん	2倍の水で煮た場合	60
いちょう切のにんじん	2倍の水で煮た場合	40
乱切のごぼう	2倍の水で煮た場合	65
ささがき	2倍の水で煮た場合	35
いちょう切のれんこん	2倍の水で煮た場合	50
いちょう切のれんこん	1%酢酸で煮た場合	45
皮を剥いた丸のじゃがいも	2倍の水で煮た場合	55
皮を剥いた4分割のじゃがいも	2倍の水で煮た場合	30
乾燥大豆	ゆでた場合	75

食品名	100g当たりリン含有量	常用量と目安量	常用量当たりリン含有量（mg）
食パン	70	6枚切り１枚60g	42
めし（精白米）	30	茶碗1杯120g	36
めし（胚芽精米）	65	茶碗1杯120g	78
ポテトチップ	100	1つかみ15g	15

２．体重減少率と死亡のリスク同委員会報告は、体重減少率が４〜６％を越えて大きくなると死亡のリスクが増大すると報告している[1]。この報告は、透析間の体重増加率を４〜６％未満に抑えることが望ましいことを示唆している。なお、体重増加率は飲水量のみにより決定されるのではなく、ｎＰＣＲに反映される食事摂取量にも影響される。透析百科の姉妹編である透析ナビゲータでは、個々の患者の水分摂取量の体重増加率への寄与度と食事摂取量の寄与度とをそれぞれ算出している。　　３．体重減少率と心胸郭比日本透析医学会統計調査委員会の報告によると、体重減少率の大きな患者では心胸郭比も大きい傾向がある。このことより、大きな体重減少率は心循環器系への負荷となり、長期的にはうっ血性心不全の原因になると考えられる。	体重減少率が血液透析患者の１年生存に与えるリスク
	（透析歴２年以上）

**表2.豆類・乳製品・卵**
食品名	100g当たりリン含有量	常用量と目安量	常用量当たりリン含有量（mg）
落花生	380	10粒8g	31
ピーナツバター	370	大さじ1杯17g	63
ゆであずき	100	大さじ1杯12g	12
うずら卵（茹）	110	大さじ1杯14g	21
大豆（乾）	580	大さじ1杯11g	64
豆腐（木綿）	85	1/6丁50g	43
生揚げ	150	1/4枚50g	75
油揚げ	230	1枚40g	92
調整豆乳	44	1カップ206g	91
卵	200	1個60g	104
牛乳	90	カップ1杯200g	180
プロセスチーズ	730	スライス1枚20g	146

**表3.肉・魚**
食品名	100g当たりリン含有量	常用量と目安量	常用量当たりリン含有量（mg）
魚肉ハム	50	1枚20g	10
ボンレスハム	300	1枚20g	60
ロースベーコン	260	1枚20g	52
あじ	190	中1尾200g（可食部110g）	209
あゆ	310	1尾80g（可食部50g）	155
真いわし	200	小1尾40g（可食部24g）	48
うなぎかば焼	300	1/2くし50g	150
かつお	270	1切れ100g	270
かれい	180	1切れ100g	180
さけ	210	1切れ80g	168
さば	160	1切れ80g	128
たら	170	1切れ80g	129
ひらめ	200	さしみ5切れ40g	80
いか	170	冷凍1/2枚75g	128
えび	130	車えび中1尾30g（可食部15g）	20
牛肉	130	1枚80g	104
鶏むね肉	210	皮なし1/2枚60g	126
鶏レバー	300	1個40g	120
豚肉	160	肩薄切り1枚30g	48
豚レバー	340	1枚30g	102