2025年 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情報】

〇大学院医学系研究科糖尿病代謝?内分泌内科学分野　
教授　片桐秀樹
研究室ウェブサイト

〇東北大学病院糖尿病代謝?内分泌内科　
講師　金子慶三
研究室ウェブサイト

【発表のポイント】

• 肝臓でブドウ糖を産生する糖新生^（注1）では、運動の強さごとに、ブドウ糖を作る材料（基質^（注2））を使い分けることで、運動中のエネルギー供給が維持されていることをマウスを用いた実験で明らかにしました。
• 肝臓の酸化還元反応^（注3）を促進させ糖新生の効率を上げると、運動の強さに関わらず持久力が上昇することが分かりました。
• この仕組みは、運動能の向上法や肥満を改善し、サルコペニア^（注4）を予防する手法につながることが期待されます。

【概要】

体の中には、空腹時や運動時にブドウ糖を作り出して低血糖を防ぐ糖新生と呼ばれる仕組みが備わっています。糖新生では、脂肪分解によりできるグリセロールや、筋肉で作られる乳酸などの材料（基質）をもとに、主に肝臓でブドウ糖が産生されます。

東北大学大学院医学系研究科糖尿病代謝?内分泌内科学分野および東北大学病院糖尿病代謝?内分泌内科の金子慶三講師、堀内嵩弘特任研究員、片桐秀樹教授らのグループは、運動の強さに応じて、肝臓での糖新生に使われる基質が異なることを明らかにしました。ゆっくり走る軽い運動ではグリセロール、速く走る激しい運動では乳酸を基質とした肝臓の糖新生が活発化することにより、運動が持続できていることを発見しました。さらに、肝臓の酸化還元反応を促進させると、糖新生が亢進（こうしん）し、運動持久力が向上することも確認されました。

本研究は運動能の向上法につながるとともに、肥満?サルコペニアへの対策の新たなアプローチにつながるものと期待されます。

本研究成果は、2025年9月18日（日本時間9月18日18時）に英国学術誌Nature Metabolism誌に掲載されました。

【用語解説】

注1.糖新生：ブドウ糖は、私たちの体にとって欠かせないエネルギー源で、食事に含まれる炭水化物から補われます。血糖値とは、血液中のブドウ糖の濃度を指します。食事がとれないときや、ブドウ糖を多く消費する運動中には、体は主に肝臓でブドウ糖を新たに作り出し、血糖値を保つ仕組みを持っています。この仕組みを「糖新生」と呼びます。

注2.基質：生物の体の中では、たくさんの物質がさまざまな化学反応を起こし、別の物質に変わることを繰り返しています。こうした生命活動の仕組みを「代謝」と呼びます。また、ひとつひとつの化学反応を「代謝反応」、これらの反応に関わる物質を「代謝物」と呼びます。代謝を行うことで、生物はエネルギーを使ったり、生み出したりしています。糖新生は新しくブドウ糖を作る代謝のひとつであり、ブドウ糖を作る材料となる代謝物のことを「基質」と呼びます。

注3.酸化還元反応：酸化還元反応は電子のやりとりを含む代謝反応の１つです。反応がすすむときに電子を渡すことを「酸化」、電子を受け取ることを「還元」と呼びます。この酸化還元反応は様々な代謝反応を調節しています。特に、NAD?（酸化型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド）とNADH（還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド）の反応はとても重要です。体の中では電子の受け渡しを介して、NAD?がNADHになり、今度はNADHがNAD?に戻るという酸化還元のサイクルが繰り返されています。多くの代謝反応がNAD?とNADHの反応を介して促進されます。糖新生における代謝においても、この酸化還元反応が存在しています。

注4.サルコペニア：サルコペニアとは、加齢により筋肉量や筋力が低下する状態のことです。高齢化が進む日本では、このサルコペニアを抱える高齢者が増えており、転倒や骨折、要介護のリスクを高めることから、重要な社会的課題となっています。

【論文情報】

タイトル：Redox-dependent liver gluconeogenesis impacts different-intensity exercise in mice
著者：Takahiro Horiuchi, Keizo Kaneko*, Shinichiro Hosaka, Kenji Uno, Seitaro Tomiyama, Kei Takahashi, Maya Yamato, Akira Endo, Hiroto Sugawara, Yohei Kawana, Yoichiro Asai, Shinjiro Kodama, Junta Imai, Seiya Mizuno, Satoru Takahashi, Atsushi Takasaki, Hiraku Ono, Koutaro Yokote, Rae Maeda, Yuki Sugiura, and Hideki Katagiri*
*責任著者：東北大学病院　糖尿病代謝?内分泌内科　講師　金子慶三（かねこ　けいぞう）
東北大学大学院医学系研究科　糖尿病代謝?内分泌内科学分野　教授　片桐秀樹（かたぎり　ひでき）
掲載誌：Nature Metabolism
DOI：10.1038/s42255-025-01373-z

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学病院糖尿病代謝?内分泌内科
講師　金子　慶三（かねこ　けいぞう）
TEL: 022-717-7611
Email: keizo.kaneko.e5*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（報道に関すること）
東北大学大学院医学系研究科?医学部広報室
東北大学病院広報室
TEL: 022-717-8032
Email: press.med*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）