脂肪の出口は本当に「吐く息」なのか

次のような投稿を見かけた。

脂肪の出口知ってる？たぶん９割が便と答えるはず。私もそう思ってた。否！！！便は食べかす。脂肪の本当の出口はほとんどが吐く息。まさかのC・O・2ー！他は汗・尿など。エグっ！腹圧意識した深呼吸の重要性がよーくわかる原理だ。心拍数エグイHIITも納得。

結論から書くと、前半の「脂肪の出口はほとんどが吐く息」は本当だ。燃えた脂肪の重さのうち84%は二酸化炭素（CO2）として肺から出ていき、残りの16%は水として尿や汗などから出ていく。

一方で、後半の「だから深呼吸が大事」は原理から導けない。呼吸は脂肪を燃やした結果の「排気口」であって、排気口を大きく開けても燃える量は増えない。HIITに納得するのは筋が通っているが、理由は「息が上がるから」ではなく「エネルギーを多く使うから」である。

主張ごとの判定

投稿の主張を一つずつ分けると、判定は次のようになる。

以下、根拠を順に見ていく。

出典はBMJの2014年の論文

この話の出どころは、オーストラリアのニューサウスウェールズ大学（UNSW）の物理学者ルーベン・ミアマン氏と生化学者アンドリュー・ブラウン氏が、2014年12月に英国の医学誌BMJに書いた論文だ。

• Meerman R, Brown AJ. "When somebody loses weight, where does the fat go?" BMJ 2014;349:g7257（BMJ掲載ページ、PubMed）

論文の要点は次の3つである。

• 10kgの脂肪を燃やすと、8.4kgがCO2として肺から出ていき、1.6kgが水になる
• 10kgの脂肪を燃やすには29kgの酸素を吸う必要があり、その結果28kgのCO2と11kgの水ができる
• 医師・栄養士・パーソナルトレーナー150人に聞いたところ、半数以上が「脂肪はエネルギーか熱に変わる」と答えた

3つ目が面白い。投稿者は「9割が便と答えるはず」と書いたが、専門家の間で多かった誤答は便ではなく「エネルギーや熱に変わる」だった。「9割」という数字に裏付けはない。

なぜCO2になるのか

体脂肪の主成分は中性脂肪（トリグリセリド）である。論文は代表的な中性脂肪の分子を C₅₅H₁₀₄O₆ として、燃焼（酸化）の反応式を次のように置いた。

C₅₅H₁₀₄O₆ + 78 O₂ → 55 CO₂ + 52 H₂O + エネルギー

炭素・水素・酸素の3種類の原子しか登場しない。燃えた脂肪の原子は、最終的にCO2か水のどちらかになるしかない。

10kgの脂肪で重さの出入りを計算すると、次のように左右が一致する。

ここで注意したいのは、28kgのCO2の大半は吸い込んだ酸素の重さだという点だ。「脂肪そのもの」がどこへ行ったかを知るには、脂肪の原子だけを追う必要がある。

• 脂肪の炭素（重さの約77%）は、すべてCO2になる
• 脂肪の水素（約12%）は、すべて水になる
• 脂肪の酸素（約11%）は、生成物の酸素の比率に合わせて、約3分の2がCO2に、約3分の1が水に割り振られる

足し合わせると、脂肪10kgのうち約8.4kgがCO2に、約1.6kgが水に入る。これが「84%対16%」の出どころである。CO2は肺から吐く息として出ていく。水は尿・汗・吐く息の湿り気・便・涙など、体の水分として出ていく。

「エネルギーに変わる」はなぜ誤りか

脂肪を燃やすとエネルギーが出るのは事実だ。ただし、そのエネルギーは化学結合の組み替えで生まれるもので、物質の重さはほぼ変わらない。反応の前後で失われる質量は測れないほど小さく、10kgの脂肪が「エネルギーになって消える」ことはない。消えたように見える重さは、目に見えないCO2と水になって体の外へ出ていっている。

便は脂肪の出口ではない

投稿の「便は食べかす」はおおむね正しい。便の中身は、消化しきれなかった食べ物のかす、腸内細菌、はがれ落ちた腸の細胞、水分などだ。食事の脂肪のうち吸収されなかった分は便に出るが、それは「体脂肪が減った」こととは別の話である。

燃えた体脂肪のうち便から出ていく分は、生じた水のごく一部が便の水分に混ざる程度にすぎない。

深呼吸で脂肪が減らない理由

ここが投稿のいちばん危うい部分だ。「出口が吐く息なら、たくさん吐けば脂肪が出ていく」と考えたくなるが、順番が逆である。

• 体は、細胞が脂肪や糖を燃やしてできたCO2を、血液に乗せて肺まで運ぶ
• 呼吸の量は、血液中のCO2の量に合わせて自動で調整される
• 必要以上に深く速く呼吸しても、吐き出されるのは血液中にもともとあったCO2で、脂肪は1gも余分に燃えない

論文の著者も、代謝に見合う以上に呼吸すると過換気になり、めまい・動悸・意識を失うことがあると注意している（UNSWのニュースリリース）。

腹圧を意識した呼吸に、姿勢や体幹の安定といった別の効果があるかどうかは、この記事の範囲外だ。ただ、少なくとも「脂肪の出口が吐く息だから深呼吸が大事」という理屈は成り立たない。

HIITが効くのは「息が上がるから」ではない

心拍数が大きく上がるHIITに「納得」するのは、結論としては妥当だ。ただし理由の向きに気をつけたい。

運動で筋肉がエネルギーを多く使うと、脂肪や糖を燃やす量が増え、できるCO2も増える。その結果、息が上がる。息が上がるのは燃やした結果であって、原因ではない。 HIITでも、ジョギングでも、階段の上り下りでも、消費するエネルギーが増えれば吐き出す炭素は増える。

もう一つ、運動中にできるCO2は脂肪だけでなく糖（グリコーゲン）からも出ている。吐く息の量がそのまま脂肪の減った量を示すわけではない。

1日にどれくらい出ていくのか

論文の試算では、体重70kgの人が睡眠・安静・軽い活動（代謝が安静時の約2倍）を8時間ずつ過ごすと、1日に約0.74kgのCO2を吐き出し、体から約203gの炭素が出ていく。安静時の呼吸は1分に12回ほどで、1回ごとに約33mgのCO2（うち炭素は約8.9mg）を吐き出す。この値で計算すると、8時間の睡眠中だけでも約50gの炭素が出ていく。

この1日のうち、安静の1時間を、代謝を安静時の約7倍に上げる運動（ジョギングなど）に置き換えると、出ていく炭素は約40g増え、その日の合計は約20%増しの約240gになる（ScienceDailyの紹介記事）。

ただし、100gのマフィン1個で1日に必要なエネルギーの約20%をまかなえてしまう、と論文は付け加えている。運動で増やした排出は、少し食べるだけで簡単に取り戻せる。

まとめ

• 燃えた脂肪の重さの84%はCO2として吐く息から、16%は水として尿・汗などから出ていく。投稿の前半は正しい
• 便は体脂肪の出口ではない。「9割が便と答える」には根拠がなく、専門家の間で多い誤解は「エネルギーや熱に変わる」だった
• 呼吸の量は代謝が決める。深呼吸を増やしても脂肪は燃えず、やりすぎれば過換気になる
• 脂肪を減らすには、食べる量より使う量を多くすることが前提になる。吐く息は、その結果として脂肪が出ていく通り道である

参考資料

• Meerman R, Brown AJ. When somebody loses weight, where does the fat go? BMJ 2014;349:g7257
• UNSW Newsroom: When we lose weight, where does the fat go?（2014年12月）
• ScienceDaily: Shed post-Christmas pounds just by breathing: Lungs are primary excretory organ for weight loss（2014年12月）