サプリメント

ロイシン | 効果や効用、摂取量、副作用や安全性は?

この記事は臨床専門医理学療法士Christopher Tackによって書かれた記事を翻訳してお届けします。


栄養とサプリメントの科学の分野では、どのような製品や理論にも、それぞれのエビデンスの考え方によって流行り廃りがあります。その中でもここ数年、ポジティブな研究結果が数多く発表されている成分があります。それがロイシンです。

ロイシンは単一のアミノ酸で、特別な力があると考えられています。権威ある整形外科医であり、『ロイシン・ファクター・ダイエット』を著したビクター・プリスク博士をはじめとするアメリカの支持者たちは、特にそう考えています。砂糖をスーパーマンの力の源「クリプトナイト」に例えるならば、プリスク博士はロイシンを「反クリプトナイト」と呼ぶでしょう (1)。

この記事ではロイシンを深堀りして、なぜこのアミノ酸に特別な力があるのか明らかにしていきます。

ロイシンとは何か?

ロイシンは分岐鎖アミノ酸 (BCAA) と呼ばれるものの一種で、筋肉の健康を支える重要な役割を果たします。 またホエイプロテインを形作る大切な部品で、これが筋肉の成長を促すパワーの源と考えられています(2)。

アミノ酸には、9種類の必須アミノ酸と、3種類の分岐鎖アミノ酸があります。その分岐鎖アミノ酸が、イソロイシン、バリン、そしてもちろん、ロイシンです。これら3種類のアミノ酸は特別で、肝臓の酵素で分解されません。また体の中の組織に、他の成分よりも自由に入り込みます。

分岐鎖アミノ酸 (BCAA)には、抵抗運動による筋肉のダメージを軽減する作用など、いくつかのメリットがあります。ですが、ロイシンにしかない特徴とは何でしょうか。この物質が身体づくりに欠かせない理由とは何でしょう。

ロイシンが特別なのは、さまざまな体の機能を引き出すからです。それもあって、イソロイシンやバリンよりもサプリメントとしての研究が進んでいます。

ロイシンが引き出す体の機能には以下のものがあります。

✓ 筋肉成長の刺激
✓インスリン感度の調節
✓ 脂肪の分解効果 – ロイシンは糖に分解されない2種類のアミノ酸のうちの1つです。

ロイシンはどのように働くのか?

除脂肪筋肉量の維持こそが、体重管理、パフォーマンス向上、健康とウェルネスの維持の秘訣です。筋肉のタンパク質合成をより促進できるようになれば、運動の後の回復力と身体のパフォーマンスが高まり、老化による影響も受けにくくなります。

ロイシンは、ホルモンのコントロール、血糖値の安定、筋肉タンパク質の分解防止、さらに筋肉タンパク質の合成(MPS)促進を含め、身体の様々な機能の中で重要な役割を担っています。

特に後半の2つがロイシンの主な機能です。つまり筋肉タンパク質の成長の基礎になるとともに、筋肉の成長を促すシグナルを発信するのです。タンパク質の合成が進むと、その分骨格筋が発達します。

ロイシンの裏の科学

筋肉タンパク質合成にロイシンがもたらす利益を理解するには、筋肉タンパク質成長の裏にある生物学をある程度わかっておくことが大切です。タンパク質合成で今ある筋肉が発達するわけではありません。そうではなく、新しいたんぱく質が作り上げられるのです。

基本がわかったら、いよいよロイシンの幅広いメリットをご紹介していきます。

ロイシンで引き締まった筋肉に

ロイシンのメリットは、筋肉タンパク質合成を強化するだけではありません。骨格筋の生成を支えるさまざまなプロテインの働きを調整するというロイシンの機能から、抗消耗剤としての研究も進められてきました。

筋肉タンパク質合成に必要な分よりもロイシンが濃い時、筋肉タンパク質合成率が頭打ちになったとしても濃度が十分でさえあれば、委縮した状態の筋肉が保存されるという効果が表れます (19)。

つまり筋肉が消耗 (委縮) するような状況でも、サプリメントとして一定量を摂取してロイシンの濃度を保っておけば、除脂肪筋肉量を保つことができるというわけです (20)。実のところ、これはガンや (21,22) 敗血症、やけどなどの深刻な怪我の時に表れる身体の機能です (23)。

ロイシンは筋肉の分解を防ぐのか?

似たような研究で、筋肉を使わないことによる委縮 (怪我の治療時や寝たきりのとき) (24-25) 、また老化による筋肉の減少 (サルコペニア) (26-29) も、ロイシンの摂取によってある程度防げることがわかっています。

ロイシンの濃度を保ってやると、正常な状態でも、筋肉細胞にロイシンが作用して、タンパク質量を減少させる働きを抑え、筋肉の消耗を遅らせると言われています (30-31)

ロイシンの運動パフォーマンス上のメリット

ある研究では、カヌーの選手に6週間にわたってロイシンを飲んでもらい、身体能力や競技のパフォーマンスに効果があるかどうかを調べました (クローらによる研究)

無作為化二重盲検試験と呼ばれる方法で行われたこの実験では、カヌー選手に体重1キロあたり45mgのロイシンを飲んでもらい、最大酸素摂取量や、上半身に70-75%の最大負荷をかけた時の無気的パワーと疲労までの時間を、同じく1キロあたり45mgの偽薬を飲んだ選手と比べました。また、この実験の参加者のトレーニングの内容や食事には違いが出ないようにしました。

その結果、ロイシンを飲んでいた人々は、偽薬を飲んでいた人々に比べて上半身のパワーが高まり、疲労感が低下し、疲労するまでの体力の持続時間も長くなりました。

研究チームは初め、この変化は (プラズマロイシンと分岐鎖アミノ酸の増加によって) 身体が疲労しにくくなったことで起きたと考えていました。 ですが、遊離トリプトファンのプラズマ比率がほとんど減っていなかったことから、違った原因が考えられました。パフォーマンスが良くなったのはむしろ、筋肉合成の改善 (33) や筋肉へのダメージの低下 (34) など、骨格筋に直接ロイシンが作用した効果によるものだと考えられています。

✓ ロイシン濃度の高いBCAAサプリメント(分岐鎖アミノ酸)の効果は、85% 1RM の抵抗トレーニングの直後の筋肉の疲労にあらわれます。さらに、サプリメントの服用後、筋肉のダメージを示す血液の中の物質が減ることも、この効果を裏付けるものになっています。

ロイシンの筋肉量に与える効果・効能

動物実験では、エサの中のロイシンの含有率を50%増やした場合と50%減らした場合とで、ラットの筋肉量を比較しました(36)。

この研究では、6週間にわたってカロリーを減らしたエサを与えた結果、ロイシンを多く摂取したラットのほうが、あきらかに筋肉の量が落ちていませんでした。

また、ラットに1週間カロリーを減らしたエサを与え、その後2週間好きなものを食べさせた場合でも、結果は同じでした (37)。

ですがどちらの実験でも、カロリーを制限している間に筋肉の量が増えたわけではありませんでした。なので人間の場合でも、ロイシンを摂ればダイエット中でも筋肉が増えると期待してはいけないわけです。むしろロイシンは、理論的には筋肉の維持に役立つのです。

ロイシンのダイエット効果・効能

ダイエット中にロイシンを摂取すると筋肉の減少が抑えられるという効果に加えて(39-40)、ロイシンは減量に役立つかもしれないと言われています。

この減量効果は、脳の中の視床下部と呼ばれる部分でmTORという物質の働きが活性化され、満腹感を増すホルモンが放出されることで現れます (41-42)。

脳の中のアミノ酸の最大飽和点は低いのですが (43)、その代わり神経伝達物質、ドーパミン、セロトニンの生成によって食欲を減らす効果が出ると言われています(44)。

このことから、ロイシンを利用すると食物の摂取自体が減り、これにより筋肉タンパク質合成がさらに促進され、筋肉委縮も減少するのだと考える研究者もいます。ですが、タンパク質の代謝を高めるには食事に含まれるロイシンの量を1.5倍程度に増やす必要があり、食物を通じてこの量を取るのは現実的ではありません (41)。

ロイシンはケガからの回復にも役立つ?

理学療法士の私としては、ケガをした後に筋肉の再生を促すというロイシンの働きが興味深いですね。研究によると、ケガをした人はあまりサプリメントを活用していないということですが、ロイシンは回復にとても役立つかもしれません (47)。

ラットを使った動物実験では、急性の筋肉の負傷の後、ロイシンは回復しつつある筋肉繊維を大きくさせるほどのタンパク質合成は行えませんでしたが、コラーゲンのかさぶたを減らすことはできていました。

ロイシンはまた、細胞外マトリックス成分の蓄積を最小限に抑えていました。これはケガからの回復が進んでいることを示すものです(48)。このように自然治癒能力が向上しただけではなく、なんと、回復した筋肉組織の強度もほとんど下がっていなかったのです。

<筋肉組織の治癒とロイシン>

同じ研究者によるさらに面白い研究は(49)、筋肉組織が再生している間の筋肉を成長させるというロイシンの効果を、より詳しく調べたものです。この研究では、ケガの後のコラーゲンのかさぶたの組織の縮小と、筋肉細胞のサイズの増大がともに見られました。またロイシンにはユビキチン化タンパク質 (劣化しやすいタンパク質です) の蓄積を減らす効果がありました。つまり、合成に使えるタンパク質がその分増えるということです。

こうした研究からは、ロイシンが健康な筋肉に良いだけではなく、リハビリの役にも立つという可能性が見えてきます。

ロイシンの摂取量や飲み方

筋肉タンパク質合成を最大限促進するには、1回の食事ごとに2.5gから4.0gのロイシンが必要とされます。これが良い基準になるでしょう。食事1回ごとに摂るロイシンが2gより少ないと、主にカロリーとして消費されてしまいます。

また、ロイシンのみのサプリメントであれ、高ロイシンプロテインであれ、一緒に何を摂取するかということも、よく検討したほうが良いでしょう。

カゼイン

2.5Gのロイシンを20gのカゼインプロテインと組み合わせると、インシュリンの感受性と筋肉タンパク質合成が大きく促進されます (53)。

ロイシン以外の必須アミノ酸
ロイシンと他の分岐鎖アミノ酸 、その他必須アミノ酸のサプリメントを組み合わせることで、ロイシンの筋肉増強・パフォーマンス向上の効率が上がります (54-55)。

シトルリン

ロイシンと特に組み合わせる価値のあるαアミノ酸、それがシトルリンです。この成分自体にもある程度、とくに老化が進む際に、筋肉タンパク質合成や筋肉の機能を助ける働きがあります (56-58)。ロイシンとシトルリンの組み合わせは相乗効果を生み、ロイシンの細胞シグナリングとmTORの放出を促進する可能性があります。ただしこれは理論にすぎず、まだアスリートによる実証は行われていません。

グルコース

グルコースと一緒に摂取すると、ロイシンは膵臓からのホルモンインスリンの放出を促進します (59-60)。ここでもやはり、ロイシンと他の成分 (この場合はグルコース) が相乗効果を発揮するようです。この場合は、2つの成分を一緒に摂取することで、筋肉タンパク質合成の促進に使うことのできるインスリンの量が増加します。

ロイシン の副作用と安全性

分岐鎖アミノ酸 (BCAA)の必要量は、推定平均必要量 (EAR) また推奨量 (EAR) といった基準では低く見積もられているといわれています (66-67)

ある研究では (67) この状況を打開しようと、ロイシンを含めた分岐鎖アミノ酸 (BCAA)のEARでの基準値を10%引き上げることが推奨されています。

ここでは、分岐鎖アミノ酸の推奨量は体重1㎏につき1日144mg、平均的な成人の安全な服用量の上限は1日体重1kgにつき210mgとされています。またこの値は、世界保健機関が見積もった分岐鎖アミノ酸の必要量 (体重1kgにつき1日34mg) よりもかなり多くなっています。

人間を対象にした複数の研究では、健康体の場合でも (61-62)、病気の場合でも (63-64) 分岐鎖アミノ酸の摂取による副作用は確認されていません。

ロイシンに限って言えば、体重1㎏あたり1250mgの摂取量で実験を行った例があります (推定平均必要量の25倍にもなります!)(65)。

この研究では、ロイシンを過剰摂取すると血中のアンモニア濃度が上がることがわかっています。これは深刻な合併症につながることがあります。中毒を避けるための摂取量上限は体重1㎏あたり500mgとされています。

まとめ

目指すのが筋肉量や除脂肪筋量の増加であれ、パフォーマンスの向上であれ、食事に取り入れるならロイシンがおすすめです。

今の自分のプロテイン摂取量から、ワークアウトの後の筋肉タンパク質合成を最適化するのに十分な量のロイシンを摂れているか、確認してみてください。もし足りないようでしたら、分岐鎖アミノ酸 (BCAA)ロイシンパウダーを、ぜひトレーニング後のドリンクに取り入れてください。

徹底的にやるなら、ここに炭水化物やシトルリンを組み合わせると、さらに強力な筋肉増強ドリンクになります。

クリス


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マイプロテイン編集部

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