夜明け前の血糖を守るのは誰か―空腹時に働く「肝臓の蛇口」

問われていること

夕食後から翌朝までの一晩（おおむね10時間以上）の絶食状態で、血糖値を一定範囲（おおよそ70〜110 mg/dL程度）に保っている主な仕組みは何か、という問題である。

考え方

血糖値は「血中に入ってくるブドウ糖」と「組織に取り込まれて消費されるブドウ糖」のバランスで決まる。食後は腸管から吸収されたブドウ糖が流入源となり、インスリンの作用で骨格筋・脂肪組織・肝臓に取り込まれて血糖が下がる。一方、早朝空腹時には腸管からの流入がないため、血中へのブドウ糖供給源はほぼ肝臓（と一部の腎臓）からの内因性ブドウ糖産生だけになる。 脳や赤血球はブドウ糖を常に消費し続けるので、もし肝臓がブドウ糖を放出しなければ血糖は低下し続ける。肝臓は、貯蔵グリコーゲンの分解（グリコーゲン分解）と、乳酸・アラニンなどのアミノ酸・グリセロールからブドウ糖を新たに作る糖新生によってブドウ糖を作り、肝臓に特有の酵素グルコース-6-ホスファターゼでリン酸を外して血中へ放出する。この肝糖放出の量を、門脈血中のインスリンとグルカゴンのバランスが微調整している。 したがって、早朝空腹時血糖値を決める主因は「肝臓でのブドウ糖放出（肝糖放出）」である。

食後と空腹時の血糖調節の違い

・食後：腸管から吸収されたブドウ糖が門脈を経て流入する。インスリン分泌が増え、肝臓での糖放出が抑制されるとともに、骨格筋（GLUT4）・脂肪組織への取り込みと肝臓でのグリコーゲン合成が促進されて血糖が下がる。食後血糖を主に規定するのは末梢（骨格筋）での取り込みと肝糖放出の抑制である。 ・空腹時：インスリンが低下しグルカゴンが相対的に優位となり、肝臓でのグリコーゲン分解と糖新生が進んでブドウ糖が放出される。空腹時血糖を主に規定するのは肝糖放出である。

絶食時間による供給源の変化

・絶食初期（数時間）：主に肝グリコーゲン分解。 ・一晩絶食後：グリコーゲン分解と糖新生がほぼ同程度に寄与する。 ・絶食が1日以上続く：肝グリコーゲンはほぼ枯渇し、糖新生が主体となる。腎臓の糖新生の比率も増える。さらに長期化すると脂肪酸由来のケトン体を脳もエネルギー源として利用するようになり、糖の消費を節約する。

糖新生の材料

乳酸（筋や赤血球の嫌気的解糖由来、コリ回路）、アミノ酸（主にアラニン、グルコース-アラニン回路）、グリセロール（脂肪分解由来）。脂肪酸そのものからはブドウ糖を作れない。

血糖を上げるホルモン

グルカゴン、アドレナリン（カテコラミン）、コルチゾール、成長ホルモン。低血糖時にはグルカゴンとアドレナリンが即効性の防御を担い、コルチゾールと成長ホルモンは遅れて作用する。血糖を下げるホルモンはインスリンのみである。

糖尿病との関係

2型糖尿病では肝臓のインスリン抵抗性とグルカゴン分泌の不適切な亢進により、夜間から早朝にかけて肝糖放出が過剰となり空腹時血糖が上昇する。早朝に成長ホルモンやコルチゾールの分泌が高まって血糖が上がる現象は暁現象と呼ばれる。