体内のタンパク質は絶えず合成と分解を繰り返している（1）。 その回転数は1日あたり約210gと推定されています(2)。 タンパク質の分解によって生じたアミノ酸はリサイクル（合成に再利用）することができるが、これは不完全である。 したがって、除脂肪体重を維持するためには、食事性タンパク質が必要です。 また、皮膚、毛髪、爪、消化管の細胞、タンパク質を含む分泌物などが剥がれ落ちて失われるタンパク質を補うためにも、食事によるタンパク質が必要である。
タンパク質バランスを保つためには、1日あたり約32～46gの良質な食事タンパク質が必要であると報告されています(2)。 これは、アメリカの成人が消費するタンパク質の量（約65～100g/日）よりもかなり少ない量です（4）。
1915年、Janney (5) は、フロリジン化した犬の調製品を使用して、食事タンパク質に含まれる脱アミノ酸 (炭素骨格) を使用して、内因的にグルコースを生成できることを明確に証明しました。 一般的なタンパク質であれば、100gの摂取タンパク質から50〜80gのグルコースが生成される。
その後、1924年にMacLean (7) は、軽度の糖尿病を持つ被験者と持たない被験者に、50gの肉タンパク質を食べさせました。 理論的に生成できるブドウ糖の量は25gであったが、血糖値に変化はなかった。 その後、25gのブドウ糖を被験者に食べさせたところ、血糖値は明らかに上昇した。 1936年、コンとニューバーグ（8）は、肉として非常に大量のタンパク質（1.3ポンド、0.59kg）を摂取しても、血糖値が上がらないことを報告した
その後、それぞれのアミノ酸の分解経路が解明されるようになった。 タンパク質に含まれる 20 種類のアミノ酸のうち、ロイシンを除くすべてのアミノ酸は、少なくとも部分的にはグルコースに変換され、循環グルコース プールに寄与する可能性がありました。 しかし、我々の研究室を含む多くの研究室からのデータにより、摂取したタンパク質それ自体は循環グルコース濃度を上昇させないことが確認された(9,10)。
この問題に取り組むため、数年前(11)、私たちはグルコース同位体希釈法を用いて、循環グルコースプールに入る実際のグルコース量を測定しました。 尿素形成は、摂取されたタンパク質の脱アミノ化量の指標として決定され、グルコース合成に利用できる炭素骨格が決定された。 正常な若い被験者がカッテージチーズのタンパク質（カゼイン）50 gを摂取した。 8時間の試験で34 gが脱アミノ化された（68％）ことが計算された。 生成されて循環に入るグルコースの量はわずか9.7gであった(11)。 したがって、生成されたグルコースの量は、理論上の量（約25 g）よりもかなり少なかった。
その後、未治療の 2 型糖尿病患者において、50g の牛肉タンパク質を摂取した場合、8 時間の研究期間中に循環に追加されたグルコースはわずか 2.0g と計算されました (12)。
興味深いことに、現在多くの研究が、一般的に摂取される糖新生基質であるフルクトース、ガラクトース、グリセロール、およびアミノ酸のいずれかを注入または摂取しても、肝でのグルコースの生産および放出は増加しないか、わずかであり (16)、循環血糖値にはほとんど影響を及ぼさないことを実証しています。 これは、循環インスリンまたはグルカゴン濃度の変化とは無関係な、肝臓の自己調節プロセスによるものです (17、18)。
今号のDiabetesでは、Fromentinら (19) が、食物 (卵) のタンパク質から吸収されたアミノ酸の内因性分配の問題に、エレガントに対処しています。 彼らは特に、マルチトレーサー技術を使用して、全アミノ酸に由来する炭素骨格の処分、および8時間にわたって血漿プールに入るグルコースの出現速度と量に対処しています。
彼らの研究は、4つの点でユニークです。 まず、タンパク質源として全卵が使用され、つまり、タンパク質だけでなく適度な量の脂肪も摂取されました。 第二に、摂取されたタンパク質の量(23g)は、他の研究者が使用した量よりも少なく、一回の食事で摂取される可能性のある量の範囲内であることが挙げられます。 第三に、食事由来の炭素と窒素の安定同位体トレーサーを使用したことである。 このようにして、アミノ酸の炭素鎖だけでなく、アミノ部分の運命も追跡することができた。 この標識は、産卵鶏の餌に二重に標識されたアミノ酸を添加することで達成された。
著者らは、摂取した23gのタンパク質のうち、約18g (79%) が脱アミノ化され、これらの炭素骨格はグルコネシスおよび循環系への新しいグルコースの放出に利用可能であると計算しました。
すべての摂取源から循環に入るグルコースの総量は、8時間で 50 gと計算された。 しかし、摂取されたタンパク質に起因するのは、わずか4g（8%）でした。 これは理論上の最大値より少ないが、著者らが指摘するように、その割合変換は、我々が以前カゼイン摂取後に決定したものと同じであった(11)。 このことは、高度に制御されたプロセスであることを示唆している。
このデータは説得力がありますが、ランダム化、クロスオーバー、8時間絶食の対照群がないことを考慮して解釈する必要があります。 また、被験者は負の窒素バランスにありました(酸化されたタンパク質31g/摂取されたタンパク質23g)。
全体として、これらのデータは、食事タンパク質からの内因性産生および循環へのグルコース添加が比較的少ないことを明確に示しています。
食物由来のアミノ酸の運命が、新たなタンパク質合成、脱アミノ化、燃料としての直接酸化、グルコースへの変換、循環器へのグルコース放出に振り分けられることを制御する調節機構は、まだ解明されていない。