断食中に体で起きること(時間ごとの変化)
かんたんな答え: 食べるのをやめると、体は決まった順序で代謝の状態を移っていきます。最初の4〜8時間は、最後の食事を消化し、ブドウ糖を燃やしています。12時間で、グリコーゲンの蓄えが減り始め、脂肪の燃焼が上がっていきます。14〜16時間では、脂肪の燃焼がはっきり加速します。18〜24時間になると、細胞の片づけであるオートファジーが本格的に進みます。36〜72時間の長時間断食は、ケトーシスとオートファジーをさらに深めますが、リスクも大きくなり、多くの方には必要のないものです。
断食はひとつの出来事ではありません。食べ物がないことによって次々と起こる、代謝の移り変わりの連なりです。それぞれの段階で何が起きているのかを知れば、断食の長さによって効果が変わる理由も、そして本当の結果を得るために何日も断食する必要がない理由も見えてきます。
ここでは、最後のひと口から72時間後まで、体の中で起きていることを時間ごとにたどります。同じ流れを実際の時計に沿って眺めたい場合は、断食フェーズの一覧が、以下のすべての段階を図にしています。
0時間:食後状態の始まり
食べ終わったところです。消化のはたらきが動き出します。
胃が食べ物を、物理的にも化学的にも分解します。炭水化物はブドウ糖に変わり、血液に流れ込みます。膵臓はインスリンを出して応じます。ブドウ糖をエネルギーとして細胞に運び込むホルモンです。
この食後状態では、体は主にブドウ糖で動いています。インスリンの値は高く、細胞には血糖を取り込めと、肝臓には余ったブドウ糖をグリコーゲンとしてためろと合図が出ています。脂肪の燃焼は実質的に止まっています。インスリンが高いとき、体には脂肪の蓄えに手をつける理由がありません。
これが代謝の出発点です。ここから先はすべて、そこからの離れ方の話です。
4時間:消化が落ち着く
体は食事のほとんどを処理し終えました。血糖値は基準値に向かって下がり始めます。インスリンの分泌もゆるやかになります。
最後の食事にタンパク質と脂質が多ければ、消化はまだ続いているかもしれません。大きなステーキは、シリアル1杯より処理に時間がかかります。ただ、ふつうの取り合わせの食事なら、主な吸収の段階は4時間でおおむね終わっています。
この時点では、おそらく何も違いを感じません。空腹もなく、エネルギーの変化もありません。それでも代謝の上では、移行はもう始まっています。
8時間:吸収後の状態
吸収後の状態に入りました。体は最後の食事を完全に処理し終え、血糖値は基準値に戻っています。インスリンの値は下がっているところです。
肝臓は、血糖値を一定に保つために、蓄えたブドウ糖であるグリコーゲンを分解し始めます。グリコーゲン分解と呼ばれるこのはたらきが、エネルギーの供給が減ることに対する体の第一の備えです。
夕食を20:00に終えたなら、この段階に入るのは4:00ごろです。多くの方にとって、これはすべて眠っている間に起きています。断食の最初の1週間が思ったより楽なのは、そのためでもあります。毎晩すでに8時間以上断食しているのです。
ここでは空腹はふつう問題になりません。空腹のホルモンであるグレリンはまだ山を迎えておらず、体には使えるグリコーゲンが十分にあります。
12時間:代謝の切り替わり
ここからおもしろくなります。
肝臓のグリコーゲンの蓄えが減り始めます(肝臓はおよそ80〜100 gのグリコーゲンをためていて、これは12〜16時間分にあたります)。グリコーゲンが少なくなるにつれて、体は燃料としての脂肪に頼る度合いを強めていきます。
蓄えた脂肪を脂肪酸に分解する脂肪分解が加速します。肝臓はその脂肪酸をケトン体に変え始めます。脳も筋肉も効率よく使える、代わりの燃料です。
インスリンの値は、脂肪細胞が蓄えたエネルギーを自由に放出できるほど下がっています。これが代謝の切り替わりの地点、つまりブドウ糖中心の代謝から脂肪中心の代謝への移行です。
このころ軽い空腹を感じるかもしれません。断食が初めてならとくにそうです。これは主に、習慣どおりの時刻にグレリンが合図を出しているものであって、本当にエネルギーが尽きたわけではありません。たいてい20〜30分で過ぎていきます。
14時間:脂肪の燃焼が加速する
脂肪の燃焼は、いまや明らかに高い水準で進んでいます。Cell Metabolismの2019年の研究では、断食14時間の時点で、より短い断食に比べて脂肪の燃焼が測れるほど増えていることが示されました。
体は、エネルギーとして脂肪を使うのが上手になっていきます。これはぱちんと切り替わるスイッチではなく、少しずつ立ち上がっていくものです。それでも14時間の時点では、代謝の研究者が意味のある断食の効果の始まりと見なすほど、はっきりした移行が起きています。
14:10のスケジュールがうまくいくのはこのためです。脂肪の燃焼が加速する境目に、毎日きちんと届いているのです。
血糖値は安定したままで、糖新生(肝臓がアミノ酸やグリセロールのような炭水化物以外のものからブドウ糖をつくること)によって保たれています。エネルギーが尽きかけているわけではありません。体は、それを別のところから調達しているだけです。
16時間:成長ホルモンが上がり、オートファジーが始まる
16時間の時点では、いくつかの強力なはたらきが重なってきます。
成長ホルモン。 断食中に成長ホルモンの分泌が増え、16〜24時間ではっきりした上昇が測れることが研究で示されています。成長ホルモンは除脂肪の筋肉を守り、脂肪の利用を進めます。Journal of Clinical Investigationに載った研究では、断食によって増えた成長ホルモンが、食べ物がない状態でも筋タンパク質の合成を保つのを助けたと報告されています。
初期のオートファジー。 細胞のリサイクルの仕組みであるオートファジーが立ち上がり始めます。オートファジーの間、細胞は傷んだタンパク質、うまく動かないミトコンドリア、細胞のごみを分解し、その部品を新しく使える形に作り直します。
ヒトでオートファジーが始まる正確な時刻を直接測るのは難しく(研究の多くは動物モデルか間接的な指標を使っています)、研究者の見方としては、意味のあるオートファジーの活動が始まるのは断食14〜18時間のどこかだとされています。オートファジー計算ツールは、その範囲を自分の年齢、活動量、最後の食事に合わせて絞り込みます。
ケトン体の産生。 血中のケトン体の値が上がってきます。ふだんはブドウ糖に大きく頼っている脳が、ケトン体を燃料として使い始めます。このころに頭がはっきりしてきたと語る方が多く、ケトン体が脳にとって非常に効率のよい燃料だという研究とも一致する主観です。
ここが16:8の心地よい地点です。脂肪の燃焼、成長ホルモンの上昇、初期のオートファジーに手が届くほど深く断食しながら、しっかりした食事を1日2回とれます。この比率に多くの方が落ち着く理由は、16:8の効果の記事で扱っています。
18時間:ケトーシスが深まる
18時間になると、ケトン体の値ははっきり上がってきます。主要なケトン体であるβ-ヒドロキシ酪酸(BHB)は、栄養性ケトーシスに相当する濃度(ふつう0.5 mmol/L以上、ただし個人差があります)に届き始めます。
いまや脂肪が主な燃料です。体は代謝の柔軟性、つまり燃料を効率よく切り替える力をかなり高めています。この代謝の柔軟性そのものが健康上の利点で、インスリン感受性の改善や、代謝の病気のリスクの低下と関連しています。
このころ、逆に空腹が減ることがよくあります。ケトン体には食欲を抑えるはたらきがありますし、グレリンの波も最初の山のあとは弱まる傾向があります。断食に慣れた方の多くは、18〜24時間のほうが10〜14時間より楽だと語ります。
炎症の指標も下がり始めます。Rejuvenation Researchに載った研究では、18時間以上の断食が炎症性サイトカインの低下と関連していたと報告されています。
24時間:まる1日の断食
まる24時間、食べていない状態です。これは代謝の上で大きな節目です。
オートファジーが十分に進む。 24時間を過ぎると、オートファジーの活動はしっかりしたものになります。細胞は傷んだ部品を積極的に片づけ、作り直しています。このはたらきは、神経変性疾患のリスクの低下、免疫のはたらきの改善、細胞の老化の遅れと結びつけられています。
グリコーゲンがほぼ尽きる。 肝臓のグリコーゲンの蓄えは非常に少なくなります。筋肉のグリコーゲンは部分的に残ります(激しい運動をしていないかぎり、体は筋肉のグリコーゲンを優先して守ります)。
インスリンが基準値にある。 24時間何も食べていなければ、インスリンの値は最も低いところにあります。これによって、次に食べたときのインスリン感受性が最大になり、脂肪を動かすうえで最も有利なホルモンの環境ができます。
消化管が休む。 消化管の全体が休んでいます。断食中に腸を掃くように進む電気的な活動のパターン、伝播性消化管収縮運動が、中断されずにはたらき続け、残った食べ物のかけら、細菌、ごみを片づけています。この「掃除の波」は断食中にしか動かず、腸の健康に欠かせません。
多くの方は、ときどきなら24時間の断食を安全に行えます。水分をとり、電解質を保つ(ひとつまみの塩を入れた水)以外に、特別な準備は必要ありません。
36時間:長時間断食の領域
36時間では、標準的な断食を越えて、長時間断食の領域に入っています。
オートファジーはさらに深まっていきます。最も大きなオートファジーの効果は24〜48時間の間に起こると考える研究者もいますが、ヒトのデータは限られています。
ケトン体の値は大きく上がっています。脳はいま、エネルギーの多くをブドウ糖ではなくケトン体から得ています。この状態で並外れた頭の冴えを語る方も多くいますが、疲れや頭のもやを感じる方もいます。反応の個人差はかなり大きくなります。
体は、血糖値を保つために糖新生への依存を強めていきます。肝臓は、アミノ酸(一部はオートファジーによる傷んだタンパク質の分解から来ます)、脂肪の分解から出るグリセロール、そして乳酸をブドウ糖に変え、赤血球のようにケトン体を使えない細胞の必要を満たします。
これは初心者向けの断食ではありません。長時間断食は、知識と準備をもって、できれば医療専門職の指導のもとで行うべきものです。
48時間:細胞の深いところでの入れ替え
2日間、食べていない状態です。この時点で、体の修復とリサイクルのはたらきは高い強度で動いています。
免疫への影響。 南カリフォルニア大学のValter Longoらのグループの研究では、長時間断食が免疫細胞の再生を引き起こしうると示唆されています。断食の間に古く傷んだ白血球が分解され、食事を再開すると幹細胞が動き出して新しい免疫細胞をつくる、という流れです。ただしこの研究は主に動物モデルと、断食を模した定期的な食事法によるもので、ヒトの48時間断食にそのまま当てはめるには慎重さが必要です。
成長ホルモン。 HGHの値は大きく上がることがあり、食後の基準値と比べて300〜500%の増加を示唆する研究もありますが、この数字は人によって大きく異なります。
電解質への注意が決定的に重要になる。 48時間では、ナトリウム、カリウム、マグネシウムの値を保つことが欠かせません。不足すると、頭痛、こむら返り、動悸、めまいが起こりえます。
72時間:外側の縁
3日間です。これは、多くの断食の研究者が調べ、すすめる範囲の上限です。
72時間では、ふつうの断食の長さの中で、オートファジーとケトーシスが頂点に達します。48時間で述べた免疫の再生の効果も、さらに深まっていきます。
一方で、リスクも増します。筋タンパク質の分解が、より大きな懸念になります。食事を再開したときに電解質が危険なほど動くリフィーディング症候群も、この長さの断食のあとには本当に起こりうるリスクです。
72時間を超える断食は、医療の管理のもとでのみ行うべきです。健康と体組成を目指す圧倒的多数の方にとって、定期的な16〜24時間の断食で、極端なやり方のリスクなしに効果は得られます。
最初の1週間が消耗する理由
上の見取り図は、1回の断食を描いたものです。断食を始めた最初の2週間には、その上にもうひとつの弧が重なっていて、そちらは逆向きに進みます。
数時間おきに食べる生活を何年も続けてきたのなら、体はブドウ糖で動くことに慣れていて、脂肪で動くことには不慣れです。酵素はあります。ただ遅いのです。そのため、序盤の数日には隙間ができます。グリコーゲンは予定どおりに減っていくのに、ケトン体の産生が追いついていません。たいてい3〜5日目がいちばんつらく、午後の力が抜け、集中できず、短気になり、頭痛が出ます。その頭痛は、断食そのものより、水分不足やカフェインの不足であることのほうが多いのです。
これはどれも損傷ではありません。機械が動き出しているところで、多くの方は1〜2週間かかります。乗り切らせてくれるのは地味なことです。必要だと感じる以上に飲んでください。以前は水分のかなりの部分を食べ物から得ていたはずです。ナトリウム、カリウム、マグネシウムを保ってください。断食の電解質計算ツールが1日の目標値を出します。そして、1週目でこのやり方を判断しないでください。
1か月たってもだるさが残るなら、それを適応と呼ぶのはやめてください。よくある原因は、水分が足りない、食事ウィンドウの中で食べる量が足りない、睡眠が足りない、の3つです。断食が自分に合わないと決める前に、この3つを確かめてください。
安定したエネルギーはどこから来るのか
しばらく断食してきた方に何に気づいたかを尋ねると、体重より先にエネルギーの話が出てきます。その理由はすでにこの見取り図の中にあり、1回の断食を縦にたどるのではなく、1日を横に読むと見えてきます。
食後の落ち込みがありません。食後というものがないからです。食べることは体を休息と消化のモードに引き込み、血糖値を上げてから下げます。食べる時間帯を短くすれば、その振れ幅は平らになりますし、血糖値が平らなことこそが、多くの方の言う「安定したエネルギー」です。断食の時間帯を通して上がるノルアドレナリンは、そわそわではなく覚醒を保ちます。朝のコルチゾールは、食べようが食べまいが起床の少しあとに山を迎え、その役目は燃料を動かすことです。すぐに食べればその山を鈍らせ、午前中を断食で過ごせばその波に乗れます。そして12〜14時間目から先は、ケトン体も加わります。脳はケトン体でよく動きます。
これらを守るものが3つあります。まず睡眠です。夜が短いとグレリンが上がり、コルチゾールの出るタイミングがずれ、断食は難しくなるうえに効果も薄れます。次にカフェインです。ブラックコーヒーは断食と両立しますし、起きてから1時間待てば、自分のコルチゾールの山が先に来て、その上に重ねずに済みます。3つ目は食事ウィンドウです。精製された炭水化物の夕食は翌朝を難しくし、タンパク質、脂質、ゆっくりした炭水化物はなめらかな朝をくれます。
体を動かすことは、害ではなく助けになります。断食ウィンドウの中でのウォーキングや軽いサイクリングは、エネルギーを上げます。断食の深いところでのきついトレーニングは人によりますし、そのあとすぐ食べられるよう、ウィンドウの終わり近くに置くほうが合います。空腹時トレーニング計算ツールが、その位置を決めてくれます。
実際に持ち帰ること
健康を変えるために72時間断食する必要はありません。代謝面の効果は12〜14時間から始まり、続けることで積み上がります。
毎日の16:8で、脂肪の燃焼、成長ホルモンの上昇、初期のオートファジー、インスリン感受性の改善に手が届きます。ときどきの24時間断食が、それをさらに深めます。その組み合わせを何か月、何年と続けることが、目を見張る結果を生みます。
大切なのは1回の断食の長さではありません。続けることのほうです。
Fastedにできること
Fastedは断食のタイマーをリアルタイムで動かし、この代謝の見取り図のどこにいるのかをそのまま表示します。脂肪燃焼の境目を越えた時点、オートファジーが立ち上がっていく時点、ケトーシスがどこまで深まったかが見えます。目に見えないはずのはたらきが、手ごたえのある、続けたくなるものになります。
よくある質問
断食中、脂肪の燃焼は何時間目から始まりますか
脂肪の燃焼は、グリコーゲンが減る12時間あたりから増え始め、14〜16時間ではっきり加速します。ただし、脂肪の燃焼はいつでも多少は起きています。断食は、主な燃料としての脂肪の割合を大きく引き上げるだけです。
オートファジーは断食の何時間目から始まりますか
オートファジーは14〜18時間あたりから立ち上がり始め、24時間でしっかりした状態になります。正確な時刻は、代謝の状態、活動量、断食前に何を食べたかといった要因によって人ごとに変わります。炭水化物の多い食事は、糖質の少ない食事に比べて開始を遅らせる可能性があります。
72時間の断食は安全ですか
短い断食の経験がある健康な成人が、水分と電解質をきちんと保って行うなら、ときどきの72時間断食はおおむね安全です。ただし、頻繁に行うべきではありませんし、持病のある方、薬を服用している方、妊娠中や授乳中の方は、医療の指導なしに長時間断食を行わないでください。
効果は断食の長さに比例して増えますか
増えません。関係は、収穫が逓減する曲線を描きます。代謝の最も大きな移行は12〜24時間の間に起こります。24時間を超えても効果は積み上がりますが、上乗せは小さくなり、その一方でリスクと難しさは増していきます。多くの方にとっては、毎日16〜18時間の断食を続けることが、いちばん割のよい選択です。
断食中の運動は、この時間の進み方を変えますか
変えます。運動はグリコーゲンの消費を早め、脂肪燃焼の時計を数時間進めることがあります。断食中の朝のトレーニングは、より深いケトーシスへ、そしておそらく早いオートファジーへ押し込みます。ただし、断食が深いところ(18時間以上)での激しい運動は、パフォーマンスを損ない、筋肉の分解のリスクを高める可能性があります。