共生細菌について知ろう

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

乳酸菌に特有の抗炎症メカニズムを発見

Immunity. 2013 Jun 27;38(6):1187-97. doi: 10.1016/j.immuni.2013.02.024. Epub 2013 Jun 20.
 
(独)産業技術総合研究所の研究チームは、乳酸菌の持つ2重鎖RNAが、インターフェロン-β(ウイルスの増殖抑制や腫瘍細胞の増殖抑制、炎症の抑制などの作用を持つ)の産生を介して、抗炎症効果を発揮する事を発見しました。

RNAには、リボソーム-RNA(r-RNA)、メッセンジャー-RNA(m-RNA)、トランスファー-RNA(t-RNA)がある事が良く知られていますが、これらは全て1本のRNAで出来ています。一方、遺伝子の本体がDNAではなくRNAで出来ているウイルスは、遺伝子の本体が2重鎖のRNAであったり、増殖の過程で2重鎖のRNAが出来ます。この様な、長鎖の2重鎖のRNAは、通常人間には存在しないので、免疫を活性化させます。
インターフェロン-β:ウイルスの増殖抑制や腫瘍細胞の増殖抑制、炎症の抑制などの作用を持つ物質











乳酸菌はほかの細菌に比べて多量の二重鎖
RNAを含んでいる(左の図)。小腸から分離した乳酸菌、プロバイオティクス乳酸菌を調べたところ、菌株によって差異がみられるものの大多数(約
7割)の乳酸菌に共通する性質として、免疫細胞から多量のインターフェロンを誘導した(右の図)。

解説
乳酸菌には、健康に有用な効果がある事が知られています。これは、腸内に常在している乳酸菌、食品と一緒に摂取する乳酸菌ともに言える事です。この論文では、乳酸菌が持っている、長鎖の2重鎖のRNAが、抗炎症効果や免疫の活性化に関与している事を突き止めました。乳酸菌が死んでいても効果はあり、腸内の常在菌でも、食品から摂取したものでも、効果があるようですが、乳酸菌の種類によって、大きな差があります。
この他に、乳酸菌の細胞壁成分であるペプチドグリカン、リポテイコ酸、リポタンパク、特徴的な配列のDNA(CpGモチーフ、ATモチーフ)、熱ショックタンパク質が関与しているという報告があります(こんな物質名を覚える必要は有りません)。
乳酸菌が健康に有用である事は確かです。しかし、そのメカニズムは多様であり、完全に解明されているわけではありません。にもかかわらず、様々なメーカーから、多種多様な効果の内の一つを強調した商品が発売されており、継続して摂取する事を推奨しています。例えば、生きて腸に届くという性質は、少なくともこの2本鎖RNAによる「抗炎症作用」「免疫の活性化」には関係ありません。しかし、悪玉菌が増えすぎないようにする効果は期待できるかもしれません。
特定保健用食品(トクホ)を全て否定する気はありませんが、特定の効果が科学的に立証されている事が、トクホの表示の条件です。他の有用な効果が弱くなっていても、審査には関係ありません。しかし、普段の生活では、様々な効果に目を向ける事が重要です。
 

腸内細菌のバランスの乱れが、喘息を悪化させるメカニズムを解明

http://www.jst.go.jp/pr/announce/20140116/#ZU5
筑波大学の渋谷 彰 教授らの研究を紹介します。
           
<研究の背景と経緯>
ヒトの腸管内には、500種類以上、総計100兆個以上の腸内細菌が共生していて、腸管からの栄養吸収、腸の免疫、病原体の感染の予防などに働いています。一方、腸内細菌のバランスが乱れると、クローン病や潰瘍性大腸炎をはじめとする炎症性腸疾患などの原因となることがあります。しかし、近年、腸内細菌のバランスの乱れが、腸管以外の全身にも影響を及ぼし、肥満、糖尿病、アトピー、喘息などの疾患さえも生じることも知られるようになり、大きな注目を浴びています。しかし、どのようなメカニズムでこれらの腸管外の疾患が起きるかについては、ほとんど明らかにされていませんでした。
                                                                                                                                        <研究の内容>
マウスに5種類の抗生物質を、それぞれ2週間経口で投与
             ↓
アレルゲンであるパパインやダニ抗原の吸入により喘息を発症させる
             ↓
ある種の抗生物質を投与したマウスでは、それ以外の抗生物質を投与したマウスや抗生物質を投与しないマウスに比べ、気道内の炎症が有意に強く、喘息症状がより重篤になった。
             ↓
喘息症状が強く出たマウスでは、腸管内で真菌(カビ)の一種で、普段は病原性は無いカンジダが異常に増殖している一方、乳酸菌などの一部の細菌が減少していた。
             ↓
この喘息症状の変化には、プロスタグランジンE2と呼ばれる生理活性物質が関与していて、抗真菌剤で、カンジダを減らすと、喘息症状も軽減した。
 
【解説】
腸内細菌がたくさん住み着いていると、病原菌が入ってきた時に、腸内細菌と競合して、病原菌が増殖しにくいと言う事は、よく知られていました。この論文では、ある種の抗生物質(乳酸菌などのグラム陽性菌に効果があり、カンジダの様な真菌には効果の無いタイプ)で、腸内細菌を殺してしまうと、競合相手の居なくなったカンジダが異常に増えてしまい、喘息がひどくなる事を証明しました。カンジダは、通常は病原性が無く、誰もが持っているありきたりな真菌です。
しかし、腸内細菌の割合を崩してしまう事によって、この様な病原菌ではないものによる健康被害まで、引き起こしてしまう事が証明されたのです。
 
病原菌に感染し、体が弱ってしまうような大きなリスクを負ったときには、抗生物質の服用も必要です。しかし、たいした事は無いのに一応抗生物質を飲んでおくといった、抗生物質の乱用には、耐性菌の発生だけでなく、この様な健康へのリスクも生じさせます。
腸内細菌は、私たちの大切な友達です。わずかなリスクを避ける為に、病原菌と一緒に大切な友達をむやみに殺さないで下さい。この論文は、腸内細菌のバランスの乱れによって、健康への影響が出るメカニズムを証明した点で画期的なものですが、一つの例を示したに過ぎません。病原菌を殺せば健康でいられるわけではなく、様々な生物がバランス良く生きている事によって、健康な体が成り立っています。これは、人間に限った事ではありません。
 

日本人は、海藻を消化できる細菌を持っている!

人間は、食べ物を消化吸収するための全ての酵素を持っているわけではありません。腸内で、細菌によって人間が利用できる形に分解されたものを、人間の体内に吸収し、利用しています。この事一つを取っても、人間に様々な微生物が共生している事は、非常に重要な事で、抗生物質などでむやみに腸内細菌を殺してしまう事は慎むべきです。
 
それはさておき、先日テレビを見ていたら、2010年にイギリスの科学雑誌Natureに掲載された論文(Nature. 2010 Apr.8;464(7290):908-12)が紹介されていました。
この論文では、フランスの研究者が、海にいる微生物から紅藻類の作る多糖類(寒天みたいなもの)を分解する働きを持つ酵素を発見しました。そして、この酵素と似たものをデータベース(現在、世界中で発見された遺伝子やタンパク質は、共通のデータベースに蓄えられ、誰にでも利用できるようになっています)から検索したところ、日本人から分離された腸内細菌が、同じ酵素を持っている事がわかりました。この酵素を持つ細菌は、約40%の日本人の腸内に住んでいますが、北アメリカに住む人の腸内にはいない(同種の細菌はいるけど、この酵素を持っていない)という事もわかりました。 
 

人間は海藻の多糖類を分解できない

       

海藻と一緒に、海藻を分解できる細菌を、人間が食べる

       ↓

人間の腸内細菌に、海藻を分解する酵素の遺伝子が移る

       ↓
人間の腸内で海藻が分解されるようになる
他のものでも、同じ事が起こっている事は容易に想像できる!

さて、この酵素は、どこから来たのでしょうか?この論文の筆者は、日本人は、海藻を良く食べるので、海にいる細菌が、海藻と一緒に昔の日本人の誰かに食べられ、その遺伝子が元々人間の腸内にいた細菌に取り込まれたのだろうと言っています。この細菌がいるので、日本人は、海苔や寒天を消化できるかもしれません。
この論文では、日本人と北米人しか対象にしていないので、日本人だけなのかはわかりませんが、遺伝子が別の細菌に移るのは珍しい事ではありません。
ここで、私が感じたのは、「海藻はヘルシーじゃないかもしれない」ではなく、「カラギーナンは、どうなんだろう?」です。
 
カラギーナンは、紅藻類が作り出す多糖類で、食品添加物の増粘多糖類として、様々な食品に使用されています。工業製品としてのカラギーナンは、主にフィリピンで作られていますが、日本にもカラギーナンを作る海藻はいて、食用にもされています。
このカラギーナンは、マウスやラットの実験で、発がん率を高める事が知られています。これは、主に分解されたカラギーナンが原因であるとされていますが、マウスやラットなどげっ歯類は、カラギーナンを分解する腸内細菌を持っているが、人間は持っていないので分解されない」という理由で、人間には害は無いという事になっています。
最初に挙げた論文に出てきた酵素が、カラギーナンを分解できるかどうかはわかりません(おそらくほとんど分解できないでしょう)。しかし、人間は誰でも同じ腸内細菌を持っているわけではありません。食品添加物として利用されているカラギーナンに、これを分解する細菌が混在しているとは考えにくいのですが、日本の海にもカラギーナンを分解する事のできる細菌は、当然いるでしょう。同じように、その酵素が一部の人間の腸内細菌に移ってるかもしれない事を考えると、簡単にげっ歯類と人間は違うと片付けてしまう事はできません。
 
この論文を根拠としているわけではありませんが、名古屋生活クラブでは、カラギーナンを使用している商品を取り扱っていません。危険性が確認されているものを規制するのではなく、危険かも知れないものを規制しています。


続報
ヒトの腸内細菌は、紅藻類の多糖類グリカンを分解する

 
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