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生理学における奇妙な変化: 人体が飢餓モードになると何が起こるか?
飢餓モードは、食物が不足したり極端な体重減少が発生したときに、動物 (人間を含む) によって引き起こされる一連の適応的な生化学的および生理学的変化です。これらの変化は、代謝率を下げることでアロスタティックなエネルギー消費を減らし、生存期間を延長し、体脂肪と筋肉量を保護するように設計されています。人間の生理学的反応では、飢餓に直面すると、体は筋肉やその他の重要な組織を保存するために、貯蔵された脂肪をエネルギー源として利用しようとします。
人間の体は空腹になると、その日のうちに腸内の食物と肝臓や筋肉内のグリコーゲンを消費し、その後脂肪と筋タンパク質をエネルギー源として使用し始めます。
飢餓反応の能力と構成
飢餓反応 (代謝適応) の推定によると、バイオスフィア 2 に 2 年間住んだ 8 人は、過酷な環境で平均して体重の約 15% (範囲: 9 ～ 24%) を失ったことが示されています。彼らは隔離後に外に出て、152人のグループと比較したところ、これら8人の1日の総エネルギー消費量が750キロジュール（180キロカロリー）減少していることが判明した。このうち、除脂肪体重と脂肪量の減少により、合計 250 キロジュール (60 kcal) のエネルギーが失われます。
人体のエネルギー需要
人のエネルギー需要は通常、基礎代謝率 (BMR) と運動関連活動熱産生 (ERAT) で構成されます。このエネルギーは、タンパク質、脂肪、炭水化物などの供給源から得ることができます。食物摂取が不十分な場合、体はエネルギー供給のために肝臓のグリコーゲンを使用します。グリコーゲンが消費されると、体は脂肪をエステルと遊離脂肪酸に分解し、エネルギー生産のために脳に輸送し始めます。
研究によると、人間は飢餓状態に入った後、一連の生理学的適応プロセスを経て、長期的な飢餓に直面しても必要な生理学的機能を維持できることがわかっています。
血糖とケトン体の生成
持続的な飢餓の初期段階では、体は主にエネルギー源として脂肪酸に依存します。しかし、脂肪体を使用している間も脳はブドウ糖を必要とします。脂肪がケトン体に分解されると、これらのケトン体は脳によって代替燃料として使用され、ブドウ糖への依存度が減ります。たとえば、断食 3 日目には、脳はエネルギー源の約 30% をケトン体吸収にシフトすることができ、これにより体内のブドウ糖を効果的に保護して基本的な生理学的機能を維持できます。
空腹時系列
飢餓状態の 2 日目から 3 日目の間、脂肪酸が主なエネルギー源になりますが、脳機能を維持するにはグリコーゲンが依然として必要です。体が慢性的な飢餓状態になると、肝臓が新しいブドウ糖を合成するために筋肉が分解し始め、アミノ酸が放出されます。このプロセスにより筋肉量が減少し、体の機能に影響を与えます。最終的に、蓄えられた脂肪が使い果たされると、体はタンパク質でしか生きられなくなり、長期的には必然的に臓器不全に陥り、最終的には人体の死に至ることになります。
体内の栄養素が完全に枯渇すると、人体は既存の資源からどのように生き残るかという課題に直面します。これは生理的な闘争であるだけでなく、生存のための本能でもあります。
飢餓に対する細菌の反応
人間だけでなく、細菌も栄養素がない状況では強い適応力を示します。抗生物質に直面すると、慢性感染症の場合と同様に、飢えた細菌が耐性を獲得する可能性があり、バイオフィルムの形成がこれに関与していると考えられています。バイオフィルムでは、周囲の細胞によって消費される栄養素によってバイオフィルム内の細胞が生存できるようになり、細菌の生存と繁殖がさらに促進されます。
結論
生理学的観点から見ると、飢餓に対する人体の反応には、過酷な環境に適応するために、体内のさまざまな機能が複数のチャネルを通じて相互作用し合っています。飢餓に直面すると、体の生存本能は強い回復力と適応性を示します。再び食糧不足に直面したとき、私たちは考えたくなるかもしれません。「この体の適応力は、人生の他の課題にインスピレーションを与え、助けてくれるだろうか？」
