プレバイオティクス・スナックは肥満において健康的な腸内細菌を増やすことができるか?

  • 食物繊維は、腸内に生息する微生物群である腸内細菌叢(ちょうないさいきんそう)に影響を与えることで、心血管疾患、2型糖尿病、肥満の予防に役立つ可能性があります。
  • しかし、典型的な欧米の食生活では、これらの友好的な微生物が繁栄するために必要な食物繊維が不足しています。
  • マウスやヒトを使った実験によると、特定の種類の食物繊維を添加したスナック菓子は腸内細菌叢を変化させ、広範囲な生理的効果をもたらすことが示唆されています。
  • 今後、プレバイオティックス・スナックに使用する食物繊維は、食品メーカーが廃棄している皮や果肉、殻などの廃棄物から調達することができるでしょう。

クッキーやチップスなどの不健康なスナック菓子に食物繊維を補給するというアイデアは簡単に思えるかもしれませんが、食事と微生物叢と個人の健康との関係は非常に複雑です。

ミズーリ州セントルイスにあるワシントン大学医学部の腸内細菌叢と栄養研究センターの研究者たちは、プレバイオティクスを利用したスナック菓子の開発を視野に入れて、この関係を調査しています。

これまでの研究で、彼らは一般的に廃棄される皮や果肉、籾殻など、安価で入手しやすいだけでなく、肥満の成人に不足しがちな腸内細菌を増やすことができる食物繊維源を特定しました。

NatureTrusted Source誌に掲載された今回の研究では、これらの繊維の一部を添加したスナック菓子が、マウスとヒトの腸内細菌叢にどのような影響を与えるかを検証し、生理学的な影響の可能性を探りました。

ワシントン大学医学部エジソンファミリーセンター(Edison Family Center for Genome Sciences & Systems Biology)の責任者である上席著者のジェフリー・I・ゴードン教授(M.D.)は、

「スナック菓子は欧米の食生活でよく食べられているので、私たちは、人々が好んで食べ、健康のさまざまな側面に影響を与える健康な腸内細菌叢をサポートする新世代のスナック菓子の開発を支援するために取り組んでいます」

と述べています。

なお、この研究は、ベルビータ、キャドバリー、オレオなどのブランドを持つスナック菓子メーカーのモンデリーズ・インターナショナルが一部出資しています。

無菌マウス

研究の最初の段階では、無菌状態で飼育され、腸内細菌が存在しない「無菌マウス」を使用しました。
このマウスの腸内に、肥満の人から採取した微生物を植え付けた後、太りすぎや肥満の原因となる高脂肪・低繊維の食事を与えました。

次に、エンドウ豆・オレンジ・大麦のふすま等の食物繊維を添加したおやつを連続して与えました。
それぞれのおやつの間には、高脂肪・低繊維食のみを食べるウォッシュアウト期間を設けました。

この方法では、それぞれの食物繊維がマウスの腸内細菌叢の遺伝子プールに及ぼす影響を、糞便中の微生物のDNAを分析することで各繊維タイプごとに追跡することができました。

その結果、それぞれのおやつを食べると、その食物繊維を消化するための酵素をつくる遺伝子の数が増えることがわかりました。
これは、食物繊維が、適切な遺伝子を持つ細菌に競争力を与えたためだと考えられます。

第2段階では、太っている人や肥満の人を含む12人のボランティアを対象に、同様の実験を行いました。
食生活の違いによる変化を避けるため、ボランティアは飽和脂肪が多く、食物繊維が少ない食事を厳守して食べました。

そして、エンドウ豆の食物繊維を添加したスナック菓子を食べた2週間前、2週間後、3週間後に、ボランティアの微生物叢の遺伝子変化を観察しました。
その結果、ボランティアの腸内細菌叢には、マウスで見られたのと同様の変化が見られ、この食物繊維の消化に必要な遺伝子が増加していました。

最後に、複数の異なる種類の食物繊維を含むスナック菓子を食べた場合、エンドウ豆の食物繊維だけを食べた場合よりも、微生物叢に大きな変化が起きるかどうかを調べました。

14人のボランティアグループは、まず、エンドウ豆の繊維と、タマネギ、バナナ、アスパラガス、アーティチョーク、チコリの根などに含まれるイヌリンという2種類の繊維を組み合わせたスナックを食べました。

その後、ウォッシュアウト期間を経て、イヌリン、エンドウ豆繊維、オレンジ繊維、大麦ふすまの4種類の繊維を含むスナックを食べました。

この研究では、食物繊維の種類が多いほど、食物繊維の代謝に関与する細菌の遺伝子が豊富になることがわかりました。
これらの遺伝子の変化は、さまざまな重要な生理学的プロセスに貢献する血液中のタンパク質のレベルの変化と密接に関連していました。

例えば、グルコース代謝、免疫、血液凝固、血管機能、骨や神経細胞の生物学に関与するタンパク質のレベルに大きな変化が見られました。

チップス、バー、ビスケット

今回の実験により、食物繊維の少ない食事に慣れている人でも、食物繊維の変化に腸内細菌叢がいかに反応するかが明らかになりました。

ゴードン教授は、Medical News Todayの取材に対し、
「原理的には、チップス、バー、ビスケットなど、消費者になじみのあるさまざまな形態のスナックに、この繊維を取り入れることができます。」

と述べています。

この研究の限界の1つは、ボランティアが食物繊維を補ったスナック菓子に加えて、厳しく管理された食事をしていたことです。
現実の世界では、食生活はもっと複雑なのです。

しかし研究者たちは、今回の予備的な結果が、人々が好きなものを食べられるようになったときにも通用するかどうかをすでに調査しています。

ゴードン教授は、

「次の研究では、通常の食生活を送っている参加者にスナック菓子の試作品を投与します。
この方法は、より現実的な消費者の環境下で、腸内細菌叢と宿主の生理学に対する食物繊維スナックの効果の堅牢性と
用量依存性についての洞察を提供することができます。」

と付け加えました。

本研究では、参加者の血液中に生理的変化の可能性を示すタンパク質バイオマーカーを特定されました。

しかし、このような変化が健康効果を反映しているかどうかは、現時点では不明です。
例えば、このようなスナックが2型糖尿病や肥満の予防に役立つかどうかは、臨床試験によってのみ明らかになります。

イスラエル・レホボットにあるワイツマン科学研究所のAvner Leshem氏とEran Elinav氏は、
Trusted Sourceに掲載された論文で次のように結論付けています。

「今回の発見は、人間の食生活の反応に対する微生物の貢献について、貴重なメカニズム的洞察を与えるものです。
これにより、食品成分の違い、マイクロバイオームの調整、そしてヒトの健康関連の下流域との因果関係を調査する長期的でランダムな臨床試験が行われることになるでしょう。」


この記事は、MEDICAL NEWS TODAYに掲載された「Could prebiotic snacks boost healthy gut bacteria in obesity?」を翻訳した内容です。

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