糖新生とは何か｜糖質がなくてもブドウ糖を作り出す身体の仕組み

ランニング

はじめに

「糖質を食べなければ血糖値は下がり続けるのでは？」

ランニングやダイエットについて調べていると、このような疑問を持ったことがある方も多いのではないでしょうか。

確かに、私たちの身体にとってブドウ糖は非常に重要なエネルギー源です。特に脳や赤血球は、常に一定量のブドウ糖を必要としています。

しかし実際には、一晩寝て朝食を食べるまで何も口にしなくても、血糖値がゼロになることはありません。

また、フルマラソンやウルトラマラソンのような長時間の運動でも、身体は血糖値をできるだけ一定に保とうと働き続けています。

その理由は、私たちの身体には「糖新生（とうしんせい）」という仕組みが備わっているからです。

糖新生とは、糖質を食べなくても、体内にある別の材料から新たにブドウ糖を作り出す生命維持のシステムです。

ランナーにとっても、この仕組みは長時間運動やエネルギー補給を理解するうえで欠かせません。

この記事では、糖新生とは何かという基本から、ランニング中にどのような役割を果たしているのかまで、初心者にも分かりやすく解説します。

糖新生とは何か

糖新生とは、糖以外の物質から新しくブドウ糖を作り出す働きのことです。

漢字を見ると意味が分かりやすくなります。

  • 糖＝ブドウ糖
  • 新＝新しく
  • 生＝作る

つまり、糖新生とは「新しく糖を作る仕組み」という意味になります。

ここで誤解しやすいのが、「糖質を別の形に変えること」と「糖新生」は違うという点です。

例えば、ご飯やパンを食べるとデンプンは消化され、最終的にブドウ糖になります。

これは糖質を分解しているだけであり、糖新生ではありません。

一方で糖新生は、糖質ではない物質を材料にしてブドウ糖を合成します。

いわば、材料そのものが違うのです。

この能力があるおかげで、人間は数時間食事をしなくても脳へブドウ糖を送り続けることができます。

もし糖新生が存在しなければ、食事のたびに血糖値は急激に上下し、生命を維持することさえ難しくなってしまいます。

糖新生とグリコーゲン分解は何が違うのか

糖新生を理解するうえで最も混同されやすいのが、「グリコーゲン分解」との違いです。

どちらも血糖値を維持するために働きますが、その仕組みはまったく異なります。

項目 グリコーゲン分解 糖新生
材料 グリコーゲン 乳酸・アミノ酸・グリセロール
速度 速い 比較的ゆっくり
目的 すぐに糖を供給する 糖を新しく作る

グリコーゲンは、ブドウ糖を大量に貯蔵している「糖の貯金箱」のような存在です。

そのため必要になれば、比較的短時間でブドウ糖を取り出せます。

一方、糖新生は材料を集め、さまざまな酵素を使ってブドウ糖を一から組み立てる作業です。

例えるなら、

  • グリコーゲン分解は「冷蔵庫から作り置きを取り出す」
  • 糖新生は「材料を集めて一から料理を作る」

という違いがあります。

当然、料理を一から作るほうが時間も手間もかかります。

そのため身体は、まずグリコーゲンを利用し、それだけでは足りなくなると糖新生をより積極的に利用するようになります。

糖新生は生命を守るための仕組み

「それなら、糖新生があるなら糖質を食べなくてもいいのでは？」と思うかもしれません。

しかし、それは少し違います。

糖新生は、あくまでも生命を維持するためのバックアップシステムです。

車で例えるなら、メインの燃料タンクではなく、非常用タンクに近い存在です。

私たちの身体は普段、食事から得た糖質を優先的に利用します。

そのほうが効率よくエネルギーを作れるためです。

ところが、空腹が続いたり長時間運動をしたりすると、血糖値が低下し始めます。

すると身体は、

  1. 肝臓のグリコーゲンを分解する
  2. 糖新生を活発にする
  3. できるだけ血糖値を一定に保つ

という順番で対応します。

つまり糖新生は、食事が十分に取れない状況でも脳や全身へエネルギーを届けるための「最後の砦」といえるでしょう。

糖新生はどれくらい重要なのか

糖新生の重要性は、普段の生活でも実感できます。

例えば、夕食を食べてから翌朝まで10時間ほど何も食べないことは珍しくありません。

それでも朝起きたときに、ほとんどの人は普通に歩き、考え、会話ができます。

これは夜の間も肝臓が休まず働き、血糖値を維持しているからです。

また、長距離ランニングでも同じことが起こります。

運動を始めると筋肉は大量のエネルギーを必要とします。

その一方で、脳へのブドウ糖供給も止めることはできません。

そのため身体は、限られたエネルギーをやりくりしながら、グリコーゲン分解と糖新生を組み合わせて血糖値を維持し続けています。

ランナーがハンガーノックを防ぐためには、糖質補給だけでなく、このような身体の仕組みを理解しておくことも重要です。

次は「なぜ糖新生が必要なのか」「糖新生の材料（アミノ酸・乳酸・グリセロール）」について詳しく解説していきます。

なぜ糖新生が必要なのか

糖新生は「糖が足りなくなったら働く仕組み」と説明されることが多いですが、実際にはそれだけではありません。

私たちの身体には、常にブドウ糖を必要とする組織があります。

その代表が脳です。

脳は体重の約2％ほどしかありませんが、安静時には全身のエネルギー消費のおよそ20％を占めるほど活動量の多い臓器です。

近年では、長期間の絶食時にはケトン体を多く利用できることも分かっています。しかし、通常の生活や運動では依然として一定量のブドウ糖が必要です。

さらに、赤血球はミトコンドリアを持たないため、エネルギー源としてブドウ糖しか利用できません。

そのほか、腎臓の一部や眼の組織などもブドウ糖への依存度が高いことが知られています。

つまり、筋肉が脂肪を利用できるようになったとしても、身体全体としてはブドウ糖を供給し続ける必要があるのです。

この役割を担うのが糖新生です。

もし糖新生が存在しなければ、食事を数時間摂らなかっただけで血糖値は危険なレベルまで低下し、脳の働きが大きく損なわれてしまいます。

糖新生の材料はどこから来るのか

では、新しいブドウ糖は何から作られるのでしょうか。

糖新生では、主に次の3つが材料になります。

  • アミノ酸
  • 乳酸
  • グリセロール

それぞれ役割が異なるため、一つずつ見ていきましょう。

① アミノ酸

アミノ酸はタンパク質を構成する材料です。

食事から摂取したタンパク質は消化されてアミノ酸となり、筋肉や臓器などさまざまな組織で利用されます。

しかし、糖が不足すると、その一部は糖新生の材料として利用されます。

ここでよく聞くのが、

「糖新生が起こると筋肉が溶ける」

という話です。

確かに、長期間の飢餓や極端なエネルギー不足では、筋肉のタンパク質が分解され、そのアミノ酸が糖新生に利用される割合が増えます。

しかし、普段のランニングや一晩の絶食程度で、筋肉が急激に失われるわけではありません。

身体はまず食事由来のアミノ酸や、他の材料を優先的に利用しながら必要なブドウ糖を作ります。

つまり、「糖新生＝筋肉がなくなる」という理解は正確ではありません。

むしろ、十分な食事と回復を行えば、糖新生による筋肉への影響は非常に小さく抑えられます。

② 乳酸

乳酸と聞くと、「疲労物質」というイメージを持っている方もいるかもしれません。

しかし現在では、この考えは見直されています。

乳酸は単なる老廃物ではなく、エネルギー源や糖新生の重要な材料として再利用されています。

例えば、ランニング中に筋肉で生じた乳酸は血液によって肝臓へ運ばれます。

そして肝臓では、その乳酸から再びブドウ糖が作られます。

この一連の流れは「コリ回路（Cori Cycle）」と呼ばれています。

つまり乳酸は、「使い終わったエネルギー」ではなく、もう一度利用できるリサイクル資源なのです。

長時間運動では、このリサイクル機能が血糖値の維持に大きく貢献しています。

③ グリセロール

脂肪が分解されると、脂肪酸とグリセロールに分かれます。

このうち、脂肪酸は筋肉や心臓などで重要なエネルギー源になります。

一方、グリセロールは肝臓へ運ばれ、糖新生の材料として利用されます。

ここで勘違いしやすいのが、「脂肪はすべて糖になる」という考え方です。

実際には、脂肪酸そのものから大量のブドウ糖を作ることはできません。

糖新生に利用されるのは、脂肪の一部であるグリセロールです。

つまり、

  • 脂肪酸 → 主にエネルギーとして燃える
  • グリセロール → 糖新生の材料になる

という役割分担があります。

この違いを理解すると、「脂肪を燃やしているのに糖も作れる」という身体の仕組みが分かりやすくなるでしょう。

身体は複数の材料を同時に利用している

糖新生は、一つの材料だけで行われるわけではありません。

実際の身体では、アミノ酸・乳酸・グリセロールを状況に応じて組み合わせながらブドウ糖を作っています。

例えば、夜間の睡眠中とフルマラソン終盤では、利用される材料の割合も変化します。

身体はそのとき最も利用しやすい材料を選びながら、できるだけ血糖値を一定に保とうとしているのです。

この柔軟さこそが、人間が長時間活動できる理由の一つといえるでしょう。

次は、「糖新生はどこで行われるのか」「ランニング中にはいつ糖新生が活発になるのか」について解説します。

糖新生はどこで行われるのか

糖新生は全身のどこでも行われているわけではありません。

主な働き場所は肝臓と腎臓です。

特に健康な人では、普段の糖新生の大部分を肝臓が担っています。

一方で、空腹時間が長くなったり絶食状態が続いたりすると、腎臓も糖新生への貢献度を大きく高めることが知られています。

このように、糖新生は一つの臓器だけに頼るのではなく、状況に応じて役割を分担しているのです。

肝臓は「血糖値の司令塔」

肝臓には約100〜120g程度のグリコーゲンを蓄えられるとされています。

食後はこのグリコーゲンを蓄え、空腹時には分解して血液中へブドウ糖を送り出します。

しかし、肝グリコーゲンは無限ではありません。

睡眠中や長時間運動では徐々に減少していきます。

そこで活躍するのが糖新生です。

肝臓は乳酸やアミノ酸、グリセロールを利用して新しいブドウ糖を作り、血液へ送り出します。

つまり肝臓は、

  • 糖を貯める
  • 糖を放出する
  • 糖を新しく作る

という3つの役割を担う、まさに血糖値の司令塔といえる存在です。

腎臓も糖新生を行っている

腎臓というと「尿を作る臓器」というイメージが強いかもしれません。

しかし実は、腎臓にも糖新生を行う能力があります。

特に空腹時間が長くなるほど、その割合は増加します。

健康な状態では肝臓が中心ですが、長期間の絶食や特殊な代謝状態では、腎臓も重要な役割を果たします。

身体は複数の臓器を使って血糖値を守っているのです。

糖新生はいつ活発になるのか

糖新生はスイッチが急にオン・オフになる仕組みではありません。

私たちが生きている間、常にある程度は行われています。

ただし、次のような状況では特に活発になります。

  • 睡眠中
  • 朝食前
  • 空腹時間が長いとき
  • 長時間の運動中
  • 糖質摂取が少ないとき
  • 絶食状態

つまり、血液中へ供給するブドウ糖が不足し始める場面ほど、糖新生の重要性は高まります。

ランニング中は糖新生がどのように働くのか

では、ランニング中にはどのような順番でエネルギー供給が行われるのでしょうか。

イメージしやすいように、身体の流れを見てみましょう。

① まず筋肉のグリコーゲンを使う

走り始めると、最初に利用されるのは筋肉に蓄えられたグリコーゲンです。

筋グリコーゲンは筋肉専用のエネルギータンクであり、素早くATPを作れるため、運動開始直後から積極的に利用されます。

② 肝臓が血糖値を維持する

筋肉がエネルギーを消費している間も、脳はブドウ糖を必要としています。

そこで肝臓は、自身に蓄えたグリコーゲンを分解し、血液中へブドウ糖を送り続けます。

このおかげで、脳へのエネルギー供給は維持されます。

③ 脂肪利用が増えていく

運動時間が長くなるにつれて、脂肪酸の利用割合が徐々に増えていきます。

これは身体がグリコーゲンを節約しようとする自然な反応です。

特に低強度のランニングでは、この脂肪利用が大きな割合を占めます。

④ 糖新生も徐々に重要になる

運動時間がさらに長くなり、肝グリコーゲンが減少してくると、糖新生によるブドウ糖の供給量も増えていきます。

乳酸、グリセロール、アミノ酸などを利用しながら、新たなブドウ糖を作り続けます。

この働きがあるからこそ、長時間の運動でもすぐに血糖値がゼロになることはありません。

それでも糖新生だけでは足りない理由

ここで重要なのは、糖新生は万能ではないということです。

確かにブドウ糖を新しく作ることはできます。

しかし、その速度には限界があります。

例えばフルマラソンでは、トップ選手でも市民ランナーでも、筋肉は非常に大量のエネルギーを消費しています。

糖新生だけでその消費量をすべて補うことはできません。

そのため、体内のグリコーゲンだけに頼って走り続けると、やがてエネルギー供給が追いつかなくなります。

これがいわゆる「ハンガーノック」です。

糖新生は最後まで身体を支えてくれますが、「十分な糖を供給できる」わけではありません。

だからこそ、フルマラソンやウルトラマラソンではレース中の糖質補給が重要になります。

補給した糖質によって血糖値を維持しながら、身体は糖新生や脂肪利用も組み合わせてエネルギーを作り続けています。

ランナーが知っておきたいポイント

糖新生を理解すると、「脂肪燃焼」と「糖質補給」は対立するものではないことが分かります。

身体は状況に応じて、

  • グリコーゲン
  • 血糖
  • 脂肪
  • 糖新生

を同時に組み合わせながら走っています。

つまり、長時間走では一つのエネルギー源だけに頼っているわけではありません。

複数のシステムを連携させることで、できるだけ長く走り続けられるように調整しているのです。

次は記事の後半として、「糖新生と筋肉の関係」「脂肪燃焼との違い」「糖質制限やダイエットとの関係」について詳しく解説します。

糖新生で筋肉は減ってしまうのか

糖新生について調べると、よく目にするのが「糖新生が起こると筋肉が分解される」という説明です。

この表現は間違いではありませんが、少し誤解を招きやすい言い方でもあります。

実際には、糖新生は身体の状況によって利用する材料を柔軟に変えています。

普段の生活や通常のランニングでは、乳酸やグリセロール、食事から得たアミノ酸など、さまざまな材料を組み合わせてブドウ糖を作っています。

そのため、糖新生が起こるたびに筋肉が大量に分解されるわけではありません。

筋肉の分解が増えやすいのはどんなとき？

筋肉由来のアミノ酸が糖新生に多く利用されるのは、次のような状況です。

  • 何日も食事が摂れない飢餓状態
  • 極端なエネルギー不足
  • 糖質だけでなくタンパク質も不足している場合
  • 回復を無視した高強度トレーニングを繰り返している場合

身体に十分な栄養がないと、生命維持を優先するため、筋肉を分解してでもブドウ糖を作ろうとします。

これは非常時に備えた仕組みであり、普段から積極的に筋肉を減らしているわけではありません。

ランナーが筋肉を守るためにできること

糖新生そのものを止める必要はありません。

むしろ重要なのは、糖新生が筋肉に過度に依存しなくても済む環境を作ることです。

具体的には、次の3点が重要になります。

  • 十分な糖質を摂取する
  • 必要なタンパク質を摂取する
  • トレーニング後に早めに栄養補給を行う

特に長時間のランニング後は、筋肉の修復とグリコーゲンの回復が同時に始まります。

糖質とタンパク質を組み合わせて補給することで、身体は筋肉を維持しながら効率よく回復できます。

糖新生を怖がるよりも、「回復できる栄養状態を維持すること」のほうがはるかに重要なのです。

糖新生と脂肪燃焼の関係

ダイエットやランニングでは、「脂肪が糖に変わる」という説明を見かけることがあります。

しかし、この表現も正確には少し違います。

脂肪は分解されると、

  • 脂肪酸
  • グリセロール

の2つに分かれます。

このうち、筋肉が主なエネルギー源として利用するのは脂肪酸です。

一方、糖新生に利用されるのはグリセロールです。

つまり、「脂肪が糖になる」というよりは、「脂肪の一部が糖の材料になる」という理解が正確です。

また、脂肪酸そのものは大量のブドウ糖へ変換されるわけではありません。

そのため、どれだけ脂肪を燃やしていても、糖新生だけで大量のブドウ糖を供給できるわけではないのです。

糖新生があるなら糖質補給は不要なのか

ここまで読むと、「糖新生があるなら補給はいらないのでは？」と思う方もいるかもしれません。

しかし、答えは「いいえ」です。

糖新生は生命を維持するためには非常に優れた仕組みですが、激しい運動を支えるほど大量のブドウ糖を短時間で作れるわけではありません。

例えばフルマラソンでは、筋肉は1時間あたり数百キロカロリーもの糖質を利用します。

その需要を糖新生だけで補うことは困難です。

そのため、長時間のレースでは補給した糖質を利用しながら、不足分を糖新生や脂肪利用で補うという形になります。

これは、自動車で例えると分かりやすいでしょう。

糖新生は「非常用発電機」のような存在です。

停電時には非常に頼りになりますが、大型工場全体を動かすほどの発電能力はありません。

ランニングでも同じように、糖新生だけでは高いパフォーマンスを維持することは難しいのです。

糖新生はダイエットに有利なのか

糖新生はエネルギーを消費する反応でもあります。

そのため、「糖新生が増えれば痩せやすくなる」という説明を見かけることがあります。

確かに、糖新生にはATP（エネルギー）が必要です。

つまり、ブドウ糖を新しく作るには、それなりのコストがかかります。

しかし、その消費エネルギーだけで体脂肪が大きく減るわけではありません。

ダイエットで最も重要なのは、依然として摂取エネルギーと消費エネルギーのバランスです。

糖新生はその一部に関わる生理機能であり、「糖新生を増やせば痩せる」という単純な話ではありません。

むしろ、極端な糖質制限によって筋肉量が減少すると、基礎代謝やトレーニングの質が低下し、長期的にはダイエットが不利になる可能性もあります。

ランナーの場合は、脂肪を減らすことだけでなく、走るための筋肉とパフォーマンスを維持することも重要です。

糖新生を理解するとランニングがもっと面白くなる

ランニング中の身体では、エネルギー供給の仕組みが絶えず切り替わっています。

筋グリコーゲンを使い、肝グリコーゲンで血糖値を維持し、脂肪酸を燃やし、糖新生で新しいブドウ糖を作る。

これらはどれか一つだけが働いているのではなく、すべてが同時に連携しています。

だからこそ、人間は何時間にもわたって走り続けることができるのです。

糖新生は決して「非常時だけの特殊な反応」ではありません。

毎日の睡眠中も、朝食前も、そして長時間のランニング中も、私たちの身体を支え続けている重要な生命維持システムなのです。

まとめ

  • 糖新生とは、糖以外の材料から新しいブドウ糖を作る仕組みである。
  • 主な材料はアミノ酸・乳酸・グリセロールの3つである。
  • 糖新生は主に肝臓と腎臓で行われ、血糖値の維持に重要な役割を果たしている。
  • ランニングではグリコーゲン分解、脂肪利用、糖新生が同時に働いている。
  • 糖新生だけでは長時間運動を支えるだけの糖を供給できないため、適切な糖質補給も重要である。
  • 「糖新生＝筋肉が減る」「糖新生があるから糖質は不要」といった考え方は正確ではない。

糖新生を理解すると、なぜ身体が長時間走り続けられるのか、なぜ糖質補給が必要なのかがより深く理解できるようになります。

ランナーにとっては、トレーニングやレース戦略を考えるうえで知っておきたい重要な運動生理学の一つといえるでしょう。

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