インスリン
男と女で太り方がそれぞれ異なるのは、LPLの分布が異なり、それに付随して分泌されるホルモンの影響もそれぞれ異なるためである。
ATGL(Adipose Triglyceride Lipase, 脂肪組織中性脂肪リパーゼ)は、脂肪細胞における脂肪分解の律速酵素(Rate-Limiting Enzyme)である。脂肪分解過程の触媒となる別の酵素としてHSL(Hormone Sensitive Lipase, ホルモン感受性リパーゼ)の存在があり、インスリンはこれらの酵素も調節する。ATGLは、遊離脂肪酸(Free Fatty Acids)を除去してジアシルグリセロール(Diacylglycerol)を生成することで脂肪分解を開始し、HSLがそれを加水分解する(グリセロールと脂肪酸に分解する)。
インスリンは、LPLだけでなく、HSLにも影響を及ぼす。HSLは、脂肪細胞にて中性脂肪を脂肪酸に分解し、それが血液循環に流れ出るよう促す。この時、脂肪細胞内の脂肪が減少する。HSLの活性化が高ければ高いほど、脂肪細胞からより多くの脂肪酸が放出され、身体はそれを燃料にして消費し、貯蔵されている脂肪の量が減っていく。インスリンはこのHSLの働きを抑制し、脂肪細胞内の中性脂肪の分解を妨害し、脂肪細胞からの脂肪酸の流出を最小限に抑える。インスリンはほんのわずかな量でHSLの働きを抑制し、インスリンの濃度がわずかでも上昇すると、脂肪細胞内に脂肪が蓄積していく。
HSLは、脂肪細胞における脂肪分解だけでなく、ステロイドの産生や精子の形成にも関わる重要な酵素である。HSLが欠損すると、脂肪組織の萎縮、炎症が起こり、インスリン抵抗性が全身に惹き起こされ、脂肪肝の発症を促進する。
インスリンは細胞膜にあるインスリン受容体に結合する。
インスリン受容体は、インスリンが結合するとチロシンキナーゼとして活性化し、細胞質内のIRS-1 (Insulin Receptor Substrate-1) がリン酸化される。
IRS-1→PI3キナーゼ(ホスファチジルイノシトール3キナーゼ)→PKB(プロテインキナーゼB)と信号が伝達され、細胞質のGLUT-4(GLUcose Transporter-4)が細胞表面へ浮上する。
GLUT-4はグルコースをカリウムとともに血中から細胞内へ取り込む。例えばGLUT-4が多く存在する脂肪細胞に取り込まれたグルコースは細胞中で中性脂肪へ変換、蓄積される。
インスリンにより交感神経系が刺激され、Na/H交換輸送体機能が亢進し、尿細管でのNa再吸収が増加して、体内のNa量と水分量が増加して、高血圧や浮腫を来たす。 インスリンは腎の近位尿細管細胞にあるNa依存性モノカルボン酸トランスポーター(SMCT1)に作用し、Naの再吸収を亢進させる。
ハーヴァード大学の元医学部長ジョージ・F・ケイヒル・ジュニア(George F. Cahill Jr.)は、
「Carbohydrates is driving insulin is driving fat.」(「脂肪を操るインスリンを、炭水化物が操る」) との言葉を残している。
食事を終えたのち、脂肪細胞へのブドウ糖の取り込みは、「Glucose Transporter Type 4, GLUT4」(「ブドウ糖輸送体」)を介してインスリンが行う。インスリンはブドウ糖の取り込みを促進し、脂肪分解を抑制し、脂肪生成を促進し、それに伴って遊離脂肪酸(Free Fatty Acid)が血流に流入していく。インスリンの濃度が低いとき、脂肪酸の酸化によって細胞内にエネルギーが供給されるが、心臓や肝臓のような臓器が脂肪をエネルギー源として利用するため、遊離脂肪酸が血流に放出されて循環し、有利脂肪酸はケトン体(Ketone Bodies)に変換される。このケトン体は、空腹状態のときに、脳にエネルギーを供給する。
炭水化物が少なく、動物性食品の多い食事を続けると、インスリン抵抗性は緩和され、インスリン感受性は改善される。便秘と、それに関連する症状は、植物性食品および食物繊維の摂取を止めることによって緩和される。
「炭水化物が少なく、脂肪が多い食事」(低糖質・高脂肪食)と、「炭水化物が多く、脂肪が少ない食事」(高糖質・低脂肪食)とでは、血中のインスリン濃度が高いのは後者である。