共生細菌について知ろう

腸内微⽣物とメンタルヘルスとの関係が判明

The neuroactive potential of the human gut microbiota in quality of life and depression

Nat Microbiol. 2019 Apr;4(4):623-632

Valles-Colomer Mら ベルギー ルーヴェン大学

 

1054人の腸内細菌叢とうつ病(自己申告、診断)との関係を解析

 

結果

・うつ病患者では、コプロコッカス属(Coprococcus)とディアリスター属(Dialister)が少なかった

・別のコホート研究に参加した1064人で解析しても、同じ傾向が見られた

・参加者の糞便のDNA解析を行った結果、ドーパミン代謝物を合成する能力が高いほど、精神的QOL(生活の質)が良い傾向が見られた

 

菌移植が自閉症と腸内細菌に及ぼす長期的な改善

 

自閉症と腸内細菌の関係が、明らかになってきました

 

 

 

Long-term benefit of microbiota transfer therapy (MTT菌移植) on autism symptoms and gut microbiota

菌移植(経口、経腸)が自閉症と腸内細菌に及ぼす長期(2年後)的な改善

scientific reports 2019.4.9 アリゾナ州立大学アメリカ

 

たくさんの研究が、自閉症の人達に腸内細菌叢の異常を報告しており、腸内細菌と自閉症行動との関与が示唆されている。

私達は菌移植実験を以前行った。それは18人の自閉症の子供に抗生物質(バイコマイシン)投与で腸内の細菌数を減らした後、腸を洗浄し、胃酸を抑える薬を投与し(移植した菌の生存を助ける)た後、腸内細菌叢を経口(冷凍)もしくは、肛門から注入し(2.5兆個)、その後少しずつ菌を投与した(25億個/日)実験です。

この以前の実験によって、腸の症状が緩和され、自閉症の症状も改善された。

その2年後にも、腸も自閉症も改善が維持されている。

腸内細菌の種類(多様性)が増加し、とくに、ビフィズス菌が5倍と、プレボテラ菌が84倍と大幅に増加していた。

 

高脂肪食を食べさせた母ネズミから産まれた子ネズミの自閉症の様な社会的異常、それがロイテリ菌の投与で普通に近づいていく

自閉症は腸内細菌と関係する!

 

Microbial reconstitution reversers maternal diet-induced social and synaptic deficits in offspring

 

(高脂肪食を食べさせた母ネズミから産まれた)子ネズミが(自閉症)の様な社会的異常(同時に神経のシナプスにも異常がある)、それがロイテリ菌(Lacto bacillus reuteri)の投与で普通に近づいていく。

ベイラー医科大学 アメリカ Cell 165.1762-1775

 

要旨

妊娠中の母ネズミに高脂肪食(脂肪分60%)を与えると子ネズミに自閉症の様な神経発達異常が増加する。

高脂肪食は子ネズミの腸内細菌を変化させ、それが子ネズミの社会行動に悪く作用する。この様な異常は、普通のエサで育てられた子ネズミと同居させると(フンを食べ合うので)改善される。

 

普通のエサのマウスの子どもの社会的な行動は、脳のVTAという場所のシナプスを増強させるが、高脂肪食の子ネズミでは増強が起こらない。

更に高脂肪食の子ネズミの視床下部(脳の部分)にはオキシトシン(愛情や社会性に関係するホルモン)が少ない。

1つの腸内細菌(ロイテリ菌)がオキシトシンの量を正常化させ、シナプス増強や社会行動異常を直していく。

 

解説

母ネズミに高脂肪食を食べさせると

 


子ネズミの腸内細菌のロイテリ菌が9分の1に減少

 

 

迷走神経を通じて脳に作用

 

 

オキシトシン減少

 


 

行動異常が起きる

 

のでロイテリ菌の投与、もしくは鼻からオキシトシン投与で改善される。

自閉症は遺伝子異常でも起こるので、他の原因もあるのですが、1つの原因に腸内細菌がある!!

 

伊澤

女性ホルモンの不足によって骨の消失は起こり、腸内細菌が関与しているので、プロバイオティック(LGG乳酸菌)で防ぐことができる

 

 

女性ホルモン(エストロゲン)の不足によって骨の消失は起こり、腸内細菌が関与しているので、プロバイオティック(LGG乳酸菌)で防ぐことができる

エモリー大学 アメリカ

The journal of clinical investigation vol126.No6.June2016

 

エストロゲンの不足で生じる炎症が骨の消失につながっていく。ネズミではエストロゲンの不足は腸の透過性を上げ(腸もれ)、リンパ球の炎症性のTh17細胞を増やし、それが骨の破骨細胞の活性を上昇させる(骨の消失)。バクテリアなどを無くしたマウスでは骨の消失が起こらないので、骨の消失に腸内細菌が関与していることがわかる。

1週間に2回乳酸菌のLGG菌を投与すると、腸の透過性(もれ)が減り、完全に骨消失を防いでくれた。一方、大腸菌やLGGの変異株では防いでくれなかった。

私達のデータは閉経後の骨そしょう症にプロバイオティックが腸もれを改善し、治療効果がある可能性を示している。

腸内細菌が食品アレルギー(牛乳)とも関っている。

腸内細菌が牛乳アレルギーとも関っていることを示す論文です。

 

Lactobacillus rhamnosus GG-supplemented formula expands butyrate-producing bacterial strains in food allergic infants

 

食品アレルギー(牛乳アレルギー)の乳児にLGG乳酸菌を投与すると

酪酸を作る腸内細菌が増える(牛乳アレルギーが治った子が出てくる)

 

The ISME Journal(2016).10.742-750

Cathryn R Nagler シカゴ大学

 

1ヶ月〜12ヶ月の乳児でIgE(免疫グロブリンE)が関与している牛乳アレルギーの乳児19人の内、

5人が耐容に(牛乳アレルギーが治り)、12人がアレルギーのままだった。(6ヶ月後)

 

この実験以外に、シカゴ大学の研究者はAnaerostipes cacae という腸内細菌の一種(クロストリジウム目)が、

牛乳アレルギーを防いでくれる菌だという論文を出しています。

 

Nature medicine 14 January 2019

 

腸内細菌についての最新情報(2018)

腸内細菌が肥満や糖尿病、脳卒中に関係していることが明らかになりつつあります。

その腸内細菌を増やすにはやはり食物繊維を多く摂ること。

意識して食物繊維を摂って、生活習慣病を予防したいものです。

 

Dietary Fiber-induced improvement in glucose metabolism is associated with increased abundance of Prevotella

 

食物繊維を摂ることでブドウ糖代謝が改善されることは、腸内細菌プレボテラ(Prevotella)が増えることによって起きる

 

Petia Kovatcheva-Datchary Gothenburg大学.スウェーデン
Cell Metabolism .22.971-982 December 1.2015

 

始めに
腸内細菌が肥満、2型糖尿病、脳卒中に関係している証拠が増えています。ヒトの場合、腸内細菌は食事によって大きく変わります。脂肪とたんぱく質を多く摂るとバクテロイデスの仲間が増え、食物繊維を多く摂るとプレボテラ(Prevotella)が増えます。
私たちは、以前の研究で大麦ベースの夜の食事(デンプンではない多糖類と難消化性デンプンを多く含んでいる)が、正常なBMI値の健康な人の耐糖能(血糖値を下げる能力)を改善することを示した。しかし、食事に対する反応には個人差が大きく、食事によって改善される人はその人が持っている腸内細菌の種類によっている。

 

今回の研究では、大麦中心のパンを3日間食べた後にブドウ糖代謝が改善した人たちとしなかった人たちの腸内細菌を比較した。

 

結果
ブドウ糖代謝が改善した人たちは、そうでない人たちに比べてプレボテラ/バクテロイデスの割合が高かった。その中でもPrevotella copri株が多く、複雑な多糖類を分解する能力が高まっていた。
次に、ブドウ糖代謝が良くなった人たちの腸内細菌を、腸内細菌を無くしたマウスに移殖したところ、マウスのブドウ糖代謝が改善し、プレボテラが増加し、肝臓中のグリコーゲン量が増加した。

 

解説
デンプンを食べると血液中のブドウ糖濃度(血糖値)が上昇し、ホルモンのインスリンが分泌され、筋肉や肝臓など全身の細胞に取り込まれ、エネルギー源となったり、肝臓ではグリコーゲン(ブドウ糖から作られる)として貯められ血糖値は下がります。この能力のことを耐糖能といい、血糖値が上がりすぎないよう、またインスリンが出過ぎないようコントロールされています。が、高血糖が続きすぎると、このコントロールはうまくいかなくなり、高インスリン血症、糖尿病へつながっていきます。今までは、食物繊維の役割は血糖を急激に上昇させないためと考えられていました(グリセミックインデックス)。しかし、食物繊維を多く摂り続けることで、腸内細菌の内のプレボテラ・コプリ株が増えることが重要なことが示唆されました。
他の論文では、インスリン濃度が上がることそのものが、発ガンを増加させる可能性も示されており、糖尿病のみならず、発ガンにも食物繊維が効果がある可能性が高くなってきています。
 

腸内細菌についての最新情報(2017)

 

 

「腸内細菌叢を豊かにすることが健康につながる」ということは

メディアでも取り上げられて多くの人が耳にしていることだと思いますが

もう少し進んで

「腸内細菌叢が変化するとガンを促進する」

「腸内細菌を減らすものは何か」

「腸内細菌叢を豊かにするものは何か」

ということも理解できると、より生活に役立つのではないでしょうか?

 

Nurses’ Health Study (ハーバード大学の疫学研究)とジョージア州立大学の研究からご紹介します。

 

.抗生物質を使用すると腸内細菌叢(そう)が変化し大腸がんになる可能性がある

prolonged autibiotic use tied to precancerous growth

長期の(2週間)抗生物質使用が前ガン病変(ポリープ)につながる

 

抗生物質使用による腸内細菌そうの変化がポリープにつながり、大腸ガンになる可能性がある。

この研究はナースズヘルスステディー参加者16600人の60才以上女性を対象にしたものです。

20代か30代の時に2ヶ月間抗生物質を使用した女性は36%ポリープが多かった。

 

.食物繊維などをよく摂り腸内細菌叢が豊かだと、ガンに関与する菌のリスクを低くする

study tightens connection between intestinal micro organisms, diet, and colorectal cancer.

腸内細菌と食事、大腸がんの関係をよりはっきりさせる研究

 

腸内細菌の1種、Fusobacterium nucleatum(フソバクテリウム・ヌクレアタム口腔バクテリアでもあり、歯周病の原因菌)が大腸ガンに関与していると考えられている。

137000人を10年以上追跡して、1000件以上の大腸ガンと食事の関係を調べた。

全粒穀物と食物繊維に富む「かしこい」食事をしている人達は、この菌を持っている場合でも、大腸ガンのリスクは、この菌を持っていない人達と同じく低かった。

「この研究は1種類の菌についてのものですが、腸内細菌は食事に反応して、ある種の大腸ガンのリスクを上げたり下げたりする」

 

.腸内細菌叢が変化することでガンが発生し、ガンの成長を促す

common food additive promotes colon cancer in mice.

ありふれた食品添加物がねずみの実験では大腸ガンを促進する

 

この研究はジョージア州立大学の研究者によるもので、同じ研究者の以前の研究で、食品添加物の乳化剤の摂取が腸内に低い炎症をもたらす事を示しました。今回の研究で、食事中の乳化剤がガンの成長を悪化させる事を示しました。

今回の研究で乳化剤のポリソルベート80とカルボキシメチルセルロースを人が実際に摂取している濃度でねずみに投与したものです。

ねずみの腸内細菌の種類が投与によって劇的に変化した。その変化が炎症を生じ、ガンの発生と成長に好環境を作り出した。

乳化剤の摂取→バクテリアの種類が変わる→ベン毛とリポ多糖を持っているバクテリアが増える→免疫系による炎症反応を増加させる

 

腸内細菌叢の変化がアレルギーなどに関係している

Allergy associations with the adult fecal microbiota: Analysis of the American Gut Project
成人の便中微生物叢の(貧しさ)がアレルギーに関係している。アメリカ腸内細菌プロジェクトの分析から
Xing Hua 国立衛生研究所 アメリカ
E Bio Medicine 3(2016)172-179

要旨
腸内細菌叢の変化がアレルギーなどに関係しているかもしれない。
アメリカ腸内細菌プロジェクトの、便中、16S rRNA(微生物の種類が分かる)のデータを使った。便中微生物の豊富さ(種類)と割合をアレルギー(ピーナッツ、ナッツ、貝、薬、ハチ、喘息、花粉、湿疹)を持っている人と持っていない人で比べた。
微生物の種数で3分割し(多い人、中間、少ない人)、豊富な人に対して少ない人がどのくらいの割合でアレルギーを持っているかを計算した。

結果
アレルギーを持っている割合は(自己申告)81.5%、
ピーナッツ2.5%、花粉症40.5%
便中微生物の種類はアレルギーを持っている人全体では、かなり少なかった。(P=10-9
微生物の種数で3分割して比べると、多い人に比べ少ない人は

花粉症   1.7倍
薬     1.8倍         
ピーナッツ 7.8倍
多い人に比べ少ない人がこんなに高い割合でアレルギーを持っている。


そして、これらのアレルギーを持つ人たちは微生物の割合も異なっていた。
(ちがう種類になっている。7〜9種類異なっている。)
伊澤
 

世代を越して、食事によって腸内細菌が絶滅しつつある。

Diet-induced extinctions in the gut microbiota compound over generations
世代を越して、食事によって腸内細菌が絶滅しつつある。
 
Sonnenburg.ED. スタンフォード大学 アメリカ
Nature 2016 Jan 14,529
 
腸には、何兆個もの微生物が住み着き、免疫、代謝など人に影響を及ぼしている。伝統的な生活(狩猟採取民族)をしている人達に比べて、現代的な生活をしている人達の腸内細菌の多様性が減少していること(腸内細菌の種類が少ないこと)は、何が原因でこの変化をもたらしているかの疑問を投げかけている。
Microbiota-accessible carbohydrates(MAC)とは、人が消化できずに微生物のエサになる炭水化物で食物繊維として含まれている物で、腸内の微生物叢を形作るのに重要ですが、現代の高脂肪、単一な炭水化物、低食物繊維の食事ではかなり減少しています。
ヒト、腸内微生物を持ったマウスにこの低MAC食を与えた時、このマウスの腸内細菌は一世代では元に戻りうる変化に留まります。
しかし、数世代経つと、この低MAC食は腸内細菌の多様性が連続的に進行し、MAC食を導入しても元に戻らなくなります。元の多様性に戻すには、失われた種類の微生物の投与と、MAC食が必要になります。
伊澤

ヒトの腸内細菌も、良く使われる増粘多糖類「カラギーナン」を分解する。発がん性あり?

Bacteria of the human gut microbiome catabolize red seaweed glycans with carbohydrate-active enzyme upclates from extrinsic microbes
ヒトの腸内細菌は、紅藻類の多糖類グリカンを外来微生物由来の酵素で分解する
Jan-Hendrik Hehemann ビクトリア大学 カナダ PNAS November 27.2012 vol 109 no.48

始めに、ヒトや他の哺乳類の大腸にいる2大バクテリアにファーミキュート門とバクテロイデス門がある。
バクテロイデス門のバクテリアは、陸上植物や宿主のグリカンを分解できる様に適応している。デンプン、ペクチン、ヘミセルロースや他の植物由来の物質を分解する酵素を持っている。この炭水化物を分解できる一群の酵素を持っていることが、宿主とバクテリアの共生的な進化をもたらしている。
バクテロイデス中では、これらの一群の酵素は多糖類利用遺伝子座(PUL)と名づけられた。1まとまりになった遺伝子群を作っている。私達は、腸内細菌バクテロイデスプレベイウス(Bacteroides plebeius)のPUL遺伝子群を同定した。この遺伝子群は、炭水化物を分解するものだが、紅藻類の炭水化物を分解する海洋バクテリアから遺伝子伝達されて、獲得された遺伝子群だと思われる。アガラーゼ(寒天多糖類を分解する酵素)が日本人の腸内細菌から、ポルフィラナーゼ(のりの多糖類を分解する酵素)がスペイン人の腸内細菌から、アルギン酸リアーゼ(昆布などの多糖類を分解する酵素)がアメリカ人の腸内細菌からなど見つかり、現代の食事に含まれるこれらの新しい海藻由来の炭水化物に腸内細菌が適応(酵素を新しく獲得)した可能性がある。
今回の研究でこのバクテロイデスプレベイウスが海藻からの多糖類をエザに増殖することを示した。
さらに、以前の研究では否定されていた寒天上で生育できるバクテロイデス ユニフォーミスNPIと、カラギーナン上で生育できるバクテロイデス テタイオミクロンVPI3731株を見つけた。私達の研究は紅藻類のガラクタンを分解できる腸内細菌がもしかしたら健康に影響を与える可能性があり、ヒト、腸内細菌の進化の可塑性についての理解を修正する必要がある。
カラギーナンが分解されてできる低分子量カラギーナンには、動物には潰瘍性腸炎を起こすので、健康への懸念がある。
バクテロイデス テタイオミクロン VPI3731株は、カラギーナン上で強烈に増殖するので、カラギーナン分解酵素を持っているはずである。これらの分解酵素を調べることと、この株がヒト腸内にいるのかどうかと、実際に毒性のあるカラギーナン分解産物を作るのかが将来の研究課題である。
 
バクテロイデス テタイオミクロン VPI3731株について
ヒト腸内細菌から分離された、バクテロイデス292株の内の1株は、海藻由来のカッパーカラギーナンを単一炭素源とした培地上で育成できる。3株がみつかり、その中の1株。
 
解説
カラギーナンはIARC(国際ガン研究機関)で発がん性グループ2B(動物では発がん、ヒトでは不明)に分類されています。動物(マウス)の腸内細菌にはカラギーナンを分解する細菌がいて分解されて小さくなった低分子量カラギーナンに発がん性があるという想定です。しかし、「ヒトには、カラギーナンを分解できる腸内細菌がいない」とのことで、ヒト発がん性は不明とされてきました。今回のこの研究で、ヒト腸内細菌にカラギーナンを分解するバクテロイデス テタイオミクロン VPI3731株があることがわかりましたので、カラギーナンの発がん性はますます疑わしくなってきました
伊澤

以前に掲載した「日本人は、海藻を消化できる細菌を持っている!」もご覧ください。
2010年に発表された、欧米人は海藻を消化できませんが、日本人の3割が寒天を分解する事のできる細菌を持っているという論文を紹介しました。しかし、その2年後の2012年に、欧米人からも海藻を消化できる細菌が見つかったと報告されました。
外山


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