サプリメント

ケトンエステル

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ケトンエステルは、絶食やケトジェニックダイエットを行わなくても、数分以内に血中ケトン体濃度を上昇させる飲料です。最もよく研究されているのは、オックスフォード大学（University of Oxford）と米国国立衛生研究所（NIH）の研究者らが開発したケトンモノエステルである(R)-3-hydroxybutyl (R)-3-hydroxybutyrateです。体内で主要なケトン体であるD-β-ヒドロキシ酪酸（BHB）と、肝臓で同じくケトン体に変換される前駆体とに分解されます。ケトン塩（ナトリウム、カリウム、その他のミネラルと結合したBHB）は代替となる形態ですが、血中ケトン体の上昇ははるかに小さいものです。

スポーツ分野での関心は、エリート自転車選手を対象とした2016年の研究で、30分間のタイムトライアルにおける走行距離が2%延びたと報告されたことをきっかけに高まりました。しかし、その後の試験および三つのシステマティックレビューでは確実な競技パフォーマンス向上効果は確認されておらず、一部の試験ではパフォーマンスの低下がみられました。米国ではモノエステルはGRAS（「一般に安全と認められる」）届出の対象となる食品成分であり、世界アンチ・ドーピング機構（WADA）の禁止表国際基準（Prohibited List）には記載されていません。

このページでは、臨床試験、メタアナリシス、規制当局の報告内容をまとめています。教育目的の情報であり、医学的助言ではありません。

項目 詳細
分類 外因性ケトン；食品成分 / サプリメント（栄養補助食品）
主な形態 ケトンモノエステル、(R)-3-hydroxybutyl (R)-3-hydroxybutyrate（C₈H₁₆O₄、176.21 g/mol）
その他の形態 ケトンジエステル（1,3-butanediol acetoacetate）；ケトン塩（BHBのナトリウム塩、カリウム塩）
投与経路 経口飲料
試験での用量 モノエステルとして一回あたり≈ 140–714 mg/kg；25 mL（26.8 g）を一日三回、28日間
最高血中BHB濃度 モノエステルで≈ 1–5 mM；同等のBHB用量の塩では≈ 1 mM
BHBの半減期 モノエステル飲料の単回摂取後0.8–3.1時間
米国での位置づけ 食品成分；GRAS届出GRN 515に対するFDA（米国食品医薬品局）の「異議なし（no questions）」レター（2015年）
WADAでの位置づけ 2026年禁止表国際基準（Prohibited List）に明記なし

概要

ケトン体は、絶食中や極端な低炭水化物食の間に肝臓が脂肪から作る小さなエネルギー分子です。血液中の主な二つのケトン体はBHBとアセト酢酸です。健康なボランティアにおける安静時BHBは約0.1 mMでした（Soto-Mota et al., Regul Toxicol Pharmacol 2019）。栄養性ケトーシスは一般に血中ケトン体が0.5 mMを超える状態と定義され、ケトジェニックダイエットが目指す水準です（ISSN position stand, JISSN 2024）。

ケトンエステルはケトン体を直接供給します。モノエステルは一つのBHB分子をエステル結合によって(R)-1,3-butanediolと結合させたものです（PubChem CID 44631890）。腸、血液、肝臓の酵素がこのエステルを分解します。その後、肝臓がアルコール脱水素酵素およびアルデヒド脱水素酵素を使ってブタンジオール部分をさらにBHBとアセト酢酸へと変換します（Clarke et al., Regul Toxicol Pharmacol 2012）。オックスフォードの研究グループによると、モノエステル一モルからBHB換算で二モルが生じます（Stubbs et al., Front Physiol 2017）。

形態 含まれる成分 試験からの注記
ケトンモノエステル (R)-3-hydroxybutyl (R)-3-hydroxybutyrate D-BHBを最も大きく上昇させる；強い苦味；血液pHをわずかに低下させる
ケトンジエステル 1,3-butanediol acetoacetate 一部のスポーツ試験で使用；エリート自転車選手で消化器不快感と関連
ケトン塩 ナトリウム、カリウム（またはカルシウム）BHB D-BHBの最高値がはるかに低い；多くの場合D-BHBとL-BHBの50:50混合物；ミネラル負荷が大きい

スポーツに関して提唱されている作用機序はエネルギー基質のシフトです。血中ケトン体が高い状態では、筋肉がより多くのケトン体と脂肪を燃焼し、グリコーゲン（貯蔵炭水化物）への依存を減らす可能性があります。この考え方は、以下に述べる2016年のCoxらの研究から生まれたものです。

体内での作用

主要な動態データは、健康な成人を対象としたオックスフォードの試験から得られています。

研究 用量 結果
Clarke 2012、単回投与 140、357、または714 mg/kg 1–2時間以内にBHBがピークに到達；最高用量でBHB 3.30 mMおよびアセト酢酸1.19 mM；未変化体のエステルは血漿中で検出されず
Clarke 2012、半減期 同上 BHBの消失半減期は0.8–3.1時間；アセト酢酸は8–14時間
Stubbs 2017、エステル対塩 BHBとして≈ 12または24 g D-BHBの最高値は2.8 mM（エステル）対1.0 mM（塩）；3–4時間以内にベースラインへ戻る
Stubbs 2017、食事とともに摂取 395 mg/kg 食事によりD-BHBの最高値が33%低下（2.2対空腹時3.3 mM）
Holdsworth 2017 運動後にモノエステル飲料を摂取 D-BHBの最高値は5.3 mM対対照群0.7 mM
Soto-Mota 2019 25 mLを一日三回、28日間 各飲料の摂取後にBHBが0.1から4.1 mMへ上昇

出典：Clarke et al. 2012；Stubbs et al. 2017；Holdsworth et al., MSSE 2017；Soto-Mota et al., Regul Toxicol Pharmacol 2019。

Stubbsらの研究からのその他の知見は以下のとおりです。

  • ケトン塩には鏡像異性体であるL-BHBが50%含まれていました。 L-BHBは血液中に8時間超とどまり、エネルギー源としては利用されにくいとみられます。
  • 摂取されたBHBのうち尿中に失われたのは1.5%未満でした。
  • 酸塩基平衡の変化。 モノエステルは正常範囲内ながら血液pHを0.10低下させ、重炭酸イオンを23.6から17.0 mMに低下させました。一方、塩の飲料は尿pHを5.7から8.5に上昇させました。
  • グルコースと脂質。 すべてのケトン飲料が血糖値、遊離脂肪酸、トリグリセリドを低下させました。

血糖値の低下はメタアナリシスによって確認されています。参加者586名を含む43試験全体で、外因性ケトンはプラセボと比較して血中BHBを1.98 mM上昇させ、血糖値を0.47 mM（≈ 8.5 mg/dL）低下させました。モノエステルは塩よりも大きな作用を示しました（Falkenhain et al., Adv Nutr 2022）。

規制上の位置づけ

  • 米国の食品成分。 TdeltaS Ltd（オックスフォード大学発のスピンアウト企業）は2014年5月8日、「D-beta-hydroxybutyrate ester」について、バー、ジェル、飲料に一回あたり体重あたり最大0.36 g/kgまで使用するとしてGRAS届出GRN 515を提出しました。FDAは2015年3月5日に「異議なし（no questions）」レターを出して届出手続きを完了しました（FDA GRN 515）。「異議なし」レターは、同社のGRAS判断にFDAが異議を唱えなかったことを意味するものであり、医薬品としての承認ではなく、競技パフォーマンスについて何かを保証するものでもありません。
  • 関連成分。 遊離D-BHB（エステルではないもの）は2022年にGRN 1032として、スポーツドリンク、バー、ジェルに一回あたり最大6 gまで使用するとして別の「異議なし」レターを受けています（FDA GRN 1032）。
  • 医薬品ではない。 いかなる疾患の治療薬としても、FDAに承認されたケトンエステルはありません。
  • アンチ・ドーピング。 WADA 2026年禁止表国際基準（Prohibited List）には、ケトンエステル、ケトン塩、BHBの記載はありません。同リストが禁止している代謝調節薬（分類S4.4）は、AMPK活性化薬、PPARδ作動薬、Rev-erbα作動薬、インスリン類、メルドニウム、トリメタジジンです。

研究でわかっていること

持久系パフォーマンス：最初の肯定的な研究

オックスフォードのCoxらは、ハイパフォーマンスアスリート39名を対象に五つの研究を実施しました（Cox et al., Cell Metab 2016）。パフォーマンステストにはエリート自転車選手8名（男性6名、女性2名）が参加しました。選手らは30分間のタイムトライアルの前に、モノエステル約576 mg/kgと炭水化物、または同カロリーの炭水化物飲料を摂取しました。ケトン飲料を摂取した場合、走行距離が約2%延びました（Margolis & O’Fallon, Adv Nutr 2020）。

この研究では、筋肉での解糖系の抑制、血中乳酸値の低下、筋肉内に蓄えられた脂肪の燃焼増加も報告されました。これらの知見が、その後のケトン飲料に対する関心の多くを牽引しました。

その後の試験：ほとんどが効果なし、一部は悪化

試験 対象集団 ケトン用量 パフォーマンスの結果
Leckey et al., Front Physiol 2017 エリート男子自転車選手10名、クロスオーバー ジエステル、2 × 250 mg/kg ≈ 31 kmタイムトライアルが2%遅くなった；消化器不快感と主観的運動強度が増加
Evans et al., MSSE 2019 鍛錬されたランナー8名、クロスオーバー モノエステル573 mg/kg＋炭水化物 10 kmタイム：2402対2422秒、差なし（p = 0.483）
Whitfield et al., MSSE 2021 エリート競歩選手18名 モノエステル573 mg/kg BHBは3.2 mMでピークに達したが酸素コストは変化せず；5日間の低炭水化物食にエステルを追加しても、10 kmレースでの≈ 6%のタイム低下は防げなかった
Poffé et al., MSSE 2021 鍛錬された男子自転車選手9名、クロスオーバー モノエステル65 g、単独または炭酸水素ナトリウムと併用 エステル単独：15分間タイムトライアルで向上なし；エステル＋重炭酸塩：対照群と比べてパワーが5%向上
Engelbrecht et al., MSSE 2026 鍛錬された自転車選手18名、8日間の模擬レース 各ステージ後および就寝前にモノエステル25 g パフォーマンス、回復、睡眠、認知機能のいずれにも有益な効果なし

Pofféらの研究は、結果が分かれる理由の一つを示唆しています。その試験では、エステル単独により血液pHが7.43から7.36へ、重炭酸イオンが25.5から20.5 mMへと低下しました。この酸負荷を相殺するために炭酸水素ナトリウム（300 mg/kg）を追加した場合にのみ、パフォーマンスが向上しました。この組み合わせはごく少数のアスリートでしか検討されていません。

システマティックレビューとメタアナリシス

レビュー 対象研究 パフォーマンスに対する統合効果
Valenzuela et al., IJSPP 2020 13 RCT Hedges g −0.05（95% CI −0.30〜0.20）；エステルg −0.07；塩g −0.02；いずれも有意ではない
Margolis & O’Fallon, Adv Nutr 2020 10 RCT、112名（男性109名） 16の評価項目のうち：肯定3、効果なし10、否定3；異質性が非常に高い
Brooks et al., IJSNEM 2022 8 RCT、80名 Hedges g 0.136（95% CI −0.195〜0.467）、有意ではない

Hedges gは標準化効果量であり、0に近い値は効果がないことを意味します。三つのレビューはいずれも、ケトン飲料は確実に血中ケトン体を上昇させるものの、スプリントから約50分間までの種目においてパフォーマンスを確実には向上させないという点で一致しています。参加者のほぼ全員が男性でした。

回復とトレーニング

回復に関するエビデンスは小規模で結果も分かれています。

  • グリコーゲン再補充。 鍛錬された男性12名において、モノエステル飲料の摂取後に2時間のグルコースクランプ（血糖値を10 mMに保つようグルコースを持続注入）を行ったところ、対照と比べてインスリンが二倍になり、筋グリコーゲンが50%増加しました（Holdsworth et al., MSSE 2017）。クランプは実験室の条件であり、通常の食事ではありません。標準的なタンパク質・炭水化物リカバリー飲料を飲んだ男性8名の二つ目の研究では、エステルを追加してもグリコーゲン再合成は変化しませんでした。ただし、筋タンパク質合成に関わる経路であるmTORC1シグナル伝達は増加しました（Vandoorne et al., Front Physiol 2017）。
  • オーバーリーチング。 3週間の過負荷トレーニングにおいて、体力のある男性18名が各セッション後にモノエステル飲料または対照飲料を摂取しました。ケトン群は3週目に15%高いトレーニング負荷を維持しました。また夜間のストレスホルモンの上昇が小さく、負のエネルギーバランスに陥りませんでした（Poffé et al., J Physiol 2019）。
  • 複数日間のレース。 同じ研究グループが後に実施した8日間の模擬ステージレースでは、回復やパフォーマンスに対する有益な効果はみられませんでした（Engelbrecht et al. 2026）。

認知機能

ケトン体は脳のエネルギー源になり得るため、集中力向上をうたって販売されてきました。試験データは一貫していません。

  • 統合データ。 29の試験プロトコル（参加者1,117名）を対象とした2026年のメタアナリシスでは、プラセボと比較して認知機能検査に小さな有益な効果が認められました（SMD 0.29、95% CI 0.16–0.41）。SMDは標準化平均差であり、約0.2–0.3は通常小さい効果とみなされます。複数の著者がケトン製品を販売する企業の株式を保有しているか、またはそこに雇用されていました（Bonnechère et al., Front Nutr 2026）。
  • アスリート。 10 kmランニング試験では反応時間とマルチタスク能力は変化せず（Evans et al. 2019）、8日間の自転車レースでも認知機能は改善しませんでした（Engelbrecht et al. 2026）。

覚醒作用のある補助手段を探しているアスリートには、個別のページがありはるかに多くのエビデンスが蓄積されているカフェインもあります。

副作用とリスク

消化器症状

消化器の不調が最も一般的な問題であり、用量が増えるにつれて多くなります。

  • Clarke 2012（5日間の研究、各用量群12名）。 最高用量の2,142 mg/kg/日では、二名の参加者が脱落しました。一名は重度の嘔吐、もう一名は悪心、下痢、胸痛、腹痛によるものでした。同群の他の参加者は、軽度から中等度の鼓腸、悪心、下痢、便秘、嘔吐、腹部膨満感を報告しました。頭痛、めまい、傾眠も報告されました（Clarke et al. 2012）。
  • Soto-Mota 2019（28日間）。 26.8 gの一日三回摂取では、2,016回の飲用のうち6回の後に軽度の悪心が生じました（Soto-Mota et al. 2019）。
  • スポーツ。 エリート自転車選手においてジエステルでタイムトライアルが2%遅くなった際には、消化器不快感を伴っていました（Leckey et al. 2017）。

モノエステルは強い苦味があります。Stubbsらの研究では、エステル飲料は苦く塩飲料は塩辛かったため、盲検化することができませんでした。

より長期の安全性

最長の安全性研究は、18–70歳の健康な成人24名を対象に28日間実施されたものです。体重や体組成、空腹時血糖、コレステロール、トリグリセリド、電解質、血液ガス、腎機能に変化はみられませんでした（Soto-Mota et al. 2019）。長期（数か月から数年）の安全性試験はありません。主要な安全性研究は、モノエステルを開発し特許を取得した研究グループによって実施されました。

酸負荷と血糖値

  • 酸負荷。 モノエステル飲料は、血液pHと重炭酸イオンに小さく一過性の低下を引き起こします。健康なボランティアでは、これは正常範囲内にとどまりました（Stubbs et al. 2017）。
  • 血糖値の低下。 ケトン飲料は確実に血糖値を約0.5 mM低下させます（Falkenhain et al. 2022）。上記の試験は健康なボランティアを対象としたものであるため、ケトン飲料が糖尿病治療薬とどのように相互作用するかはデータからはわかりません。

ケトン塩：ミネラル負荷

ケトーシスに達するために、塩の製品は大量のミネラルを供給します。Stubbsらの研究では、塩の飲料にはナトリウムとカリウムがそれぞれ1.6–3.2 g含まれていましたが、それでもD-BHBは約1 mMにしか達しませんでした（Stubbs et al. 2017）。その製品に含まれるBHBの約半分は、利用されにくいL体でした。

要点

  • 血中ケトン体を確実に上昇させる。 モノエステル飲料は1–2時間以内に約1–5 mMのBHBに達し、ケトン塩（約1 mM）をはるかに上回りますが、濃度は3–4時間以内に元に戻ります。
  • 競技パフォーマンスへの有益な効果は確立されていない。 2016年の研究で2%の向上が報告された後、三つのシステマティックレビューでは全体として効果が認められず、いくつかの試験ではタイムが遅くなりました。
  • 酸負荷が有益な効果を打ち消す可能性がある。 エステルは血液pHと重炭酸イオンを低下させます。一つの小規模試験では、炭酸水素ナトリウムを追加した場合にのみ向上がみられました。
  • 回復と認知機能のデータは一様ではない。 いくつかの実験室研究では有益な効果が示されていますが、最近の実戦形式の試験では効果がみられず、認知機能のメタアナリシスでは企業との関係があるなかで小さな効果が示されています。
  • 用量とともに消化器症状が増える。 極めて高い用量では悪心、腹部膨満感、下痢がよくみられました。安全性研究は28日間のものしかありません。
  • 合法でありスポーツでも禁止されていない。 モノエステルはGRAS届出GRN 515のもとで米国の食品成分となっており、WADA 2026年リストにはケトン類の記載はありません。

出典

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