オリゴ糖と腸内フローラについて

今回はオリゴ糖と腸内フローラとの関係について紹介します。オリゴ糖には腸内フローラを改善するという効果があり、それによって様々な健康効果がもたらされます。しかし、そのメカニズムについては、なかなかわかりにくいという風にと感じている方が多いのではないでしょうか。以下では、腸内フローラについて詳しく紹介するとともに、オリゴ糖が腸内フローラを整えるメカニズムについても詳しく紹介していきます。

腸内フローラとは?

初めに、腸内フローラについてご紹介します。

腸内フローラというのは、腸内に住んでいる細菌叢のかたまりのようなもののことです。かたまりがお花畑のように見えることからフローラ(植物、花)という言葉使われています。普段の生活で実感する機会は少ないですが、実は私たちの体には多くの細菌が住み着いています。その細菌の数はおよそ100兆個、重さにすると1-2kgにも相当します。それらの細菌は、手や顔などの皮膚の上や、口の中など実に様々な場所に存在しているのですが、特に小腸や大腸などの消化管に多く存在しています。それら腸内に存在している細菌叢のかたまり腸内細菌叢、別の言い方で「腸内フローラ」と呼んでいるのです。

細菌ときくと、腹痛の原因になったり、なんらかの病気の原因になったりなど、体にとって悪影響をもたらすような悪いイメージを想起しがちですが、そうではなくて体にとって有益な働きをする細菌も多くいます。たとえば乳酸菌はその代表です。体にとって必要なビタミンを合成する働きがあります。その中でも、血液凝固に関わっているビタミンKは、乳酸菌が生成する量だけで必要な量のほとんどをまかなっているほどです。このように、体にとって有益な働きをする細菌のことを善玉菌、逆に悪い働きをする菌のことを悪玉菌といいます。

善玉菌が多く、悪玉菌が少ない状態が理想であるといえます。しかし、加齢によっても善玉菌は減少していきますし、生活習慣が悪い、ストレスが多いような外的要因によっても影響を受けます。ですので、普段の生活においてできるだけ腸内フローラにおける善玉菌を増やし、悪玉菌を減らしていく必要があるのです。

腸内フローラを整えるメリットは?

善玉菌を増加させその結果として悪玉菌を減らす。このようにして細菌のバランスを取ること、これを腸内フローラを整えると表現します。では、腸内フローラを整えることには、どのようなメリットがあるのでしょうか。腸内フローラに関する系統的な研究を多数行っている光岡知足博士は、論文のなかで腸内フローラを整えるメリットについて「腸内フローラの構成は腸内代謝に反映し, その結果, 宿主の栄養, 薬効, 生理機能, 老化, 発癌, 免疫, 感染などにきわめて大きな影響を及ぼす」と説明されています[1]

腸内フローラにおける状態の指標というと、それは善玉菌や悪玉菌などのバランスのことを指します。つまり、腸内における善玉菌を増やし、悪玉菌を減らすことで多くのメリットが得られるということを指しています。そのメリットには、免疫機能を向上させて感染症などの病気にかかりにくくなる効果や、便通を良くする効果なども含まれます。たとえば、10人のボランティアを対象として乳酸菌の一種であるLCSを与えた研究は、それによりナチュラルキラー細胞(免疫機能に関わる細胞)の活性が高まったことを報告しています[2]。また、100人の成人女性を対象にビフィズス菌を投与した研究では、それにより便秘症状が改善したことを報告しています[3]

このように、腸内フローラを整えることは、多くのメリットをもたらします。では、どのような方法で腸内フローラを整えれば良いのでしょうか。様々な方法がありますが、そのうちの1つがオリゴ糖の摂取です。以下では、オリゴ糖に焦点を当てて、腸内フローラとの関連を説明していきます。

オリゴ糖を摂取すると腸内フローラはどう変化するか

オリゴ糖はプレバイオティクスとして作用する

オリゴ糖はプレバイオティクスとして作用します。これは、腸内において乳酸菌などの善玉菌のエサとなり、腸内フローラを整えることに寄与する成分を指す言葉で、オリゴ糖がこのプレバイオティクスに該当します。そのほか、食物繊維もプレバイオティクスとしての働きを持っています。

オリゴ糖が腸内フローラを整えるメカニズム

オリゴ糖は人間の消化酵素では分解されません。一般的な炭水化物、たとえばご飯やパンの主成分であるデンプンは、多数のグルコースが結合することで構成されています。このグルコースの間を構成している結合は2種類で、これらの結合は人間の持つ消化酵素で簡単に分解することができます。唾液や膵液に含まれるアミラーゼがその役割を担っています。しかし、オリゴ糖を構成している結合は、それらの酵素ではもちろん、人間の持つ他のいかなる酵素でも分解できません。つまり、オリゴ糖は人間では消化することのできない成分なのです。

そのため、オリゴ糖はそのままの形で大腸にまで達します。分解されずに胃や小腸を通り抜け、大腸にまで達した後、大腸内に存在する善玉菌によって利用されるのです。善玉菌はオリゴ糖を利用し、それをエサとして数を増やしていきます。

オリゴ糖の働きの1つに、悪玉菌の増殖を抑制するというものがあります。善玉菌の働きについては先でも少し説明しましたが、具体的には栄養素を合成したり、腸管免疫を担うといた働きがあります。その他にも、オリゴ糖を発酵し、乳酸菌などの有機酸を産生するといった働きもあります。この働きによって悪玉菌が増えるのを抑えることができるのです。

微生物には、それぞれ適した生育環境があります。栄養や温度、酸素の量など、微生物の成育は様々な要因によって影響を受けます。そして、その要因のうちの1つにpHがあります。たとえば、O157食中毒などの原因になる大腸菌は、pH 7.0-7.5で最も良く生育します。しかし、pHが4.5を下回るとき、つまり酸性側に傾いた状態では、生育することができません。ですので、善玉菌が発生させる有機酸によって大腸内のpHが下がると、大腸菌は生育できなくなるのです。このようなメカニズムによって、オリゴ糖は腸内フローラを整えていきます。

オリゴ糖を摂取することで腸内フローラが改善される

ここでは、オリゴ糖摂取の腸内フローラにおける効果を検証した研究を紹介したいと思います[4]。この研究は、腸内フローラ研究の第一人者であるギブソン博士らによって行われました。8人のボランティアを対象として、45日間にわたって調査されています。

オリゴ糖の影響を正確に調べるためには、オリゴ糖を摂取しない場合の通常時の腸内フローラを調べる必要があります。そうしないと、どの程度腸内フローラの状態が改善したかを測定することができないからです。そのために、45日間ある調査のうち、最初の1/3の期間(15日間)はオリゴ糖を摂取し、次の15日間は腸内環境を整える働きのない糖質であるスクロース(砂糖)を使用、その後の15日間はまたオリゴ糖を摂取しました。それによる、腸内フローラの変化が次のグラフに示されています。

図:腸内細菌の平均変化量(出典[5]

このグラフは、スクロースを摂取していたときの菌数をベースとし、それに対する変化量で示されています。オリゴ糖の摂取により増えている1番左の菌はbifidobacteriaで、ビフィズス菌と呼ばれる菌です。いうまでもなく善玉菌の代表です。その右はbacteroidesで、健康な状態の人では病気の原因にはなりませんが、何らかの原因で体が弱っている際には感染症の原因になります。その他、右の2つはclostridiafusobacteriaで、それぞれ病原性を持つ菌が存在している、悪玉菌と呼ばれる菌です。この結果から、オリゴ糖を摂取することで腸内における善玉菌が増加し、悪玉菌が減少していることが分かります。オリゴ糖には腸内フローラを整える働きがあると言えるでしょう

まとめ

今回は腸内フローラとオリゴ糖との関係についてご紹介しました。腸内フローラを整えることで、様々な健康上のメリットを得ることができます。そして、オリゴ糖は腸内フローラを整えることのできる物質で、その効果は研究によっても実証されています。参考にしてください。

参考文献

[1] 光岡知足. "腸内フローラの研究と機能性食品." 腸内細菌学雑誌 15.2 (2002): 57-89.

[2] Takeda, K., et al. "Interleukin‐12 is involved in the enhancement of human natural killer cell activity by Lactobacillus casei Shirota." Clinical & Experimental Immunology 146.1 (2006): 109-115.

[3] Waitzberg, Dan L., et al. "Effect of synbiotic in constipated adult women–a randomized, double-blind, placebo-controlled study of clinical response." Clinical nutrition 32.1 (2013): 27-33.

[4] Gibson, Glenn R., et al. "Selective stimulation of bifidobacteria in the human colon by oligofructose and inulin." Gastroenterology 108.4 (1995): 975-982.

[5] Glenn, G. R., and M. B. Roberfroid. "Dietary modulation of the human colonic microbiota: introducing the concept of prebiotics." J. nutr 125 (1995): 1401-1412.