中鎖トリグリセリドを含むケト原性食と持久力トレーニングがラット骨格筋の代謝酵素適応に及ぼす影響

Effects of a Ketogenic Diet Containing Medium-Chain Triglycerides and Endurance Training on Metabolic Enzyme Adaptations in Rat Skeletal Muscle.

• Ayumi Fukazawa
• Atsuko Koike
• Takuya Karasawa
• Momoko Tsutsui
• Saki Kondo
• Shin Terada

抄録

ケト原性食の長期摂取は、運動時に特にエネルギー効率の高い基質であるケトン体の利用率を高める。しかし、極低炭水化物食への生理的適応は、骨格筋におけるピルビン酸脱水素酵素キナーゼ4（PDK4、解糖フラックスの負の調節因子）含量をアップレギュレートし、結果として高強度運動能力の低下をもたらすことが示されている。本研究では、ラット骨格筋の解糖・解糖酵素の持久力トレーニング誘発適応に中鎖トリグリセリド（MCT）を含む長期ケト原性食の効果を調べることを目的とした。雄のSprague-Dawleyラットは、標準的な食事（CON）、長鎖トリグリセリドを含むケト原性食（LKD）、またはMCTを含むケト原性食（MKD）のいずれかに配置されました。各群のラットの半数を対象に、週5日、2時間の水泳運動を8週間行った。持久力トレーニングは上皮筋組織の3-オキソ酸CoAトランスフェラーゼ（OXCT、ケト分解酵素）タンパク質含量を有意に増加させ、MKD摂取は持久力トレーニング誘発性OXCTタンパク質含量の増加を相加的に促進した。LKDの摂取は筋PDK4タンパク質レベルを実質的に増加させた。しかし、このようなPDK4の増加はMKDを摂取したラットでは観察されなかった。結論として、MCTを含むケト原性食の長期摂取は、付加的に炭水化物代謝に抑制的な効果を発揮することなく、骨格筋における持久力トレーニング誘発性の解糖能の増加を高める可能性があります。

Long-term intake of a ketogenic diet enhances utilization of ketone bodies, a particularly energy-efficient substrate, during exercise. However, physiological adaptation to an extremely low-carbohydrate diet has been shown to upregulate pyruvate dehydrogenase kinase 4 (PDK4, a negative regulator of glycolytic flux) content in skeletal muscle, resulting in impaired high-intensity exercise capacity. This study aimed to examine the effects of a long-term ketogenic diet containing medium-chain triglycerides (MCTs) on endurance training-induced adaptations in ketolytic and glycolytic enzymes of rat skeletal muscle. Male Sprague-Dawley rats were placed on either a standard diet (CON), a long-chain triglyceride-containing ketogenic diet (LKD), or an MCT-containing ketogenic diet (MKD). Half the rats in each group performed a 2-h swimming exercise, 5 days a week, for 8 weeks. Endurance training significantly increased 3-oxoacid CoA transferase (OXCT, a ketolytic enzyme) protein content in epitrochlearis muscle tissue, and MKD intake additively enhanced endurance training-induced increases in OXCT protein content. LKD consumption substantially increased muscle PDK4 protein level. However, such PDK4 increases were not observed in the MKD-fed rats. In conclusion, long-term intake of ketogenic diets containing MCTs may additively enhance endurance training-induced increases in ketolytic capacity in skeletal muscle without exerting inhibitory effects on carbohydrate metabolism.