呼気に含まれるアセトンは、血中のケトン体と同じ向きに動くため、体がケトーシスに入っているかを知る目安になります。ただし、同じ時点で比べたときの一致は中程度で、血中の変化から数時間遅れて動く人もいます。ケトン体は、糖が少ないときに肝臓が脂肪酸から作る物質です。ケトーシスは、ケトン体が血中や尿中で増えた状態を指します。
しかし、血液や尿の検査と違って、息だけの測定をどこまで信じてよいのか、疑問が残ります。
この記事は、ケトン体の種類と測り方、呼気と血中の値の関係、利点、活用の場面、デバイスの選び方を順に説明します。
ケトン体は3種類あり、呼気に出るのはアセトン
呼気で測るのは、3種類あるケトン体のうち、アセトンです。アセトンは、アセト酢酸が自然に分解されてできる、揮発性の高い物質です。
3種類のケトン体は、体の中にある場所が違うので、測り方も違います。
| ケトン体 | 特徴 | 主な測定方法 |
|---|---|---|
| β-ヒドロキシ酪酸 | 血中を巡る主なケトン体で、エネルギーとして使われます。 | 指先の血液を調べる血液検査 |
| アセト酢酸 | 血中を巡る主なケトン体のもう1つで、尿にも出ます。 | 尿試験紙 |
| アセトン | アセト酢酸が分解されてできます。小さく揮発しやすいため、肺から息に出ます。 | 呼気測定 |
呼気で測れるのは、アセト酢酸が分解されてできたアセトンです。血中のβ-ヒドロキシ酪酸とは別の物質を見ています。血中の値との関係は、次の章で見ます。
呼気アセトンの値は血中のケトン体の値と関係するが、二つの値に時間のずれがある
成人を対象にした研究では、呼気アセトンは血中のβ-ヒドロキシ酪酸と同じ向きに動きました。ただし、同じ時点どうしの相関は中程度でした。
2020年に PeerJ に載った研究では、低糖質やケトジェニックの食事をとる成人19人が、携帯型の呼気アセトン計と指先の血液で、呼気アセトンと血中のβ-ヒドロキシ酪酸を1日に5回前後測りました。同じ時点の1,214組で見ると、決定係数は0.57でした。1日ごとの合計で見ると0.80に上がりました。血中の値の山が、呼気アセトンの山より1〜5時間先に出た人は73%いました。
2018年に Sensors に載った研究では、健康な若い11人が36時間のケトジェニック食をとり、呼気アセトンと指先の血中β-ヒドロキシ酪酸の相関が調べられました。スピアマンの相関係数は0.83でした。どちらも人数が少なく、前者で使われた携帯型の計測器は、Readout 社が開発したものです。
呼気アセトンは、1回の値より、1日ごとの合計のほうが血中の値とよく合いました。
呼気測定の利点は、採血なしで1日に何度も測れること
呼気測定は、血液を採る負担と、尿検査の手間がありません。そのため、1日に何度も測ることができます。
血液採取には身体的、心理的な負担があり、尿検査には手間がかかります。息を吹き込むだけの測定なので、上の PeerJ の研究でも、参加者は1日に5回前後測っていました。
食事の内容による違いも、呼気アセトンに表れました。2015年に Nutrition Journal に載った研究では、健康な成人11人が、脂質の割合が違う3つの食事をとった翌日に21時間の絶食をしました。この絶食での呼気アセトンの増加は、脂質29%の食事の後で1 ppmV未満、79%と90%の食事の後で平均19.83 ppmVと12.58 ppmVでした。79%と90%の間に有意な差はありませんでした。
呼気測定の価値は、1回の精度より、採血なしで繰り返し測れて、食事による違いを追えることにあります。
Ketonix のように、Bluetooth で接続したアプリに測定結果を記録して、グラフで見られる機種があります。自分の取り組みが数値として積み上がると、続ける気持ちを保ちやすいと思います。
呼気ケトン体測定の活用法の候補
活用の場面は、ケトジェニックダイエット、ファスティング、代謝柔軟性の3つが考えられます。このうち、研究で測られているのは、食事と絶食による呼気アセトンの上昇までです。
ケトジェニックダイエット
ケトジェニック食を始めた後に、呼気アセトンが上がっていくかを見ることができます。健康な11人の36時間の研究では、呼気アセトンのセンサーが、ケトーシスの始まりと進み方を追えました。ただし、同じ食事でも上がり方は人によって大きく違いました。
食材や量を変えたときの呼気アセトンの変化は、糖質の許容量の目安を探す手がかりになると思います。
ファスティング（断食）
21時間の絶食の研究では、絶食中に9時間にわたって呼気アセトンが測られ、増え方が次第に急になりました。絶食中に呼気アセトンがいつ上がり始めるかは、体が脂肪を使う方へ切り替わる時期の目安になると思います。
代謝柔軟性
代謝柔軟性とは、運動の状況や使える燃料に合わせて、使う燃料を切り替える力です。燃料の中心は脂肪と糖です。呼吸商で数値にできます。
糖質をとったあとにケトン体の数値が下がる速さと、再び上がる速さを見て、この力の指標にするという考え方があります。
運動の効果、断食後の回復食の影響、代謝柔軟性の指標としての呼気アセトンの有効性は、呼吸商との比較も含めて、まだ確かめられていません。
デバイスを選ぶ4つの視点と今後の展望
デバイスは、測定精度と再現性、アプリの機能、コスト、第三者の評価の4つで選びます。36時間のケトジェニック食の研究では、センサーの値と質量分析計の値の差を、著者は他のガスと湿度の影響で説明しました。ケトーシスの濃度域では、この影響は小さいとされました。
- 測定精度と再現性：安定して信頼できる数値が得られるか。PeerJ の研究では、利用者ごとに較正したあとで、携帯型の計測器が正確で再現性もあると報告されました。
- アプリの機能：データの記録やグラフ化、分析の機能が充実しているか。
- コスト：本体の価格に加えて、交換用センサーなどの維持費も考える。
- 第三者の評価：科学的な検証データや、実際に使った人のレビューを参考にする。
今後は、デバイスがさらに小型化して精度が上がり、連続血糖測定（CGM）やスマートウォッチの心拍数などと組み合わさる可能性があります。そうなれば、代謝の状態をより多面的に、続けて見られるようになるかもしれません。
呼気の数値を日々の記録にどう使うか
呼気の数値は、1回の値より、1日に複数回測った推移で見ます。研究では、1回の測定は1日のケトン体の量を取りこぼすことが多く、複数回の測定が役立つとされました。
呼気ケトンの測定を、数日のあいだ決まった時間に何度か行い、食事の内容と並べて記録してみてはいかがでしょうか。体調に不安があるときや、持病で食事を変えるときは、医師や管理栄養士に相談してください。
