その効果をめぐる科学的論争

機能性食品は、今日では私たちの食生活に非常によく浸透しています。 中にはヨーグルトのように昔から使われているものもあり、多くの栄養を含んでいることから、今でも私たちの食生活に深くかかわっているのです。 しかし、最近では、商業的な利害関係から、消費者を混乱させるような試みがなされている。 7363>

腸は、栄養素を循環させる入口として、また、外因性および内因性のさまざまな毒素（細菌残基、食物抗原、代謝分解産物）に対するバリアとして機能します。 腸の完全性が損なわれると、腸の透過性が変化し、抗原や病原性微生物に対するこのバリア能力が失われる可能性があります。 腸内環境に最も影響を与える要因は、腸内細菌と腸粘膜であり、いずれも食生活の影響を強く受けます。

腸内生態系

腸内細菌叢は、約400種、100兆個の細菌で構成され、腸内細菌叢は、腸内細菌と腸粘膜をつなぐ役割を担っています。 特に大腸には、体内の95％の細菌が生息しています。 腸内細菌叢は生後から形成され始めます。 消化管に最初に定着する細菌は好気性細菌で、主に大腸菌やラクトバチルス属の細菌が多い。 その後、嫌気性菌が定着し、特にバクテロイデス属、クロストリジウム属、ユーバクテリウム属、ビフィドバクテリウム属の菌が定着する。 2歳以降、確立された微生物叢はほぼ確定的であり、生涯を通じて非常に安定した状態を保つ。 7363>

最適に機能している腸内では、表1に示すように、有益菌（ビフィズス菌、乳酸菌、非病原性大腸菌）と病原性菌（溶血性大腸菌、クロストリジウム・パーフリンゲン、カンピロバクター、リステリア）がバランスを保ちながら共存しています。 この微生物叢のバランスが崩れると、がんなどの一部の病気の原因や発症を促進することが分かってきた（表2）。 一部の食品に含まれる潜在的な発がん性物質（色素、アフラトキシン、農薬、亜硝酸塩）などは、腸内細菌の酵素系によって生物活性化されることが観察されています。 この生物活性化は、腸内細菌叢のバランスが崩れたときに高まります。 そのため、好ましい腸内細菌を栄養的にサポートすることが非常に重要です。そのためには、プレバイオティクスとプロバイオティクスという2種類の食品を摂取することが有効です。 プレバイオティクスとは、大腸にすでに存在する共生菌の増殖を促す難消化性の食品です。 一方、プロバイオティクスとは、生きた微生物を含む食品やサプリメントのことで、腸内細菌のバランスを修正・改善し、宿主の健康をサポートするために使用されます。

腸管粘膜の栄養補給

腸管粘膜は、腸球と結腸球で構成されています。 であり、その主な機能の一つは、バリアとして働き、病原性微生物や抗原が循環器系に通過するのを防ぐことである。 粘膜が破壊されると、腸壁の透過性が変化し、細菌、毒素、未消化の食物残渣が通過できるようになる。 偏った食事や腸内細菌の変化により、透過性が変化することは、これまでにも何度も指摘されてきた。 例えば、食物繊維の少ない食事は、腸の蠕動運動を低下させ、食物の通過を遅らせ、その結果、細菌のバランスも変化させることになります。 また、食物繊維、特に水溶性食物繊維は、腸内細菌叢によって代謝されると、腸内細胞の好ましい燃料である短鎖脂肪酸（主に酪酸、酢酸、プロピオン酸）になります。 具体的には、酪酸または酪酸は大腸細胞の好ましい燃料であり、ビフィズス菌を中心とする善玉菌による食物繊維の発酵によってのみ生産される。 一方、プロピオン酸や酢酸は主に肝臓で利用されます。 腸管細胞（小腸の細胞）は、この代謝の副産物であるグルタミン、グルタミン酸、アセト酢酸などを好みます。

広域抗生物質の使用は、病原性と有益性の両方の細菌を排除するため、腸の健全性にマイナスの影響を及ぼします。 7363>

GALT

腸の非常に重要な役割は、免疫系の細胞による解毒です。 前述したように、消化管は腸内フローラのバリア機能により、内因性・外因性の毒素が全身循環に入るのを防ぐという非常に重要な役割を担っています。 また、毒素がこの壁を通り抜けたとしても、腸のリンパ組織が血流への移行を防いでくれる。 腸は体内で最大のリンパ系臓器であり、体内の抗体の約70%を生成するリンパ球が多く存在します。 腸管リンパ組織（GALT）由来の免疫グロブリンは、細菌やウイルスなどの異物に付着して、循環器系に通過するのを防ぐ。 このうち分泌型免疫グロブリンA（IgA）は、一般の免疫系とは別に活動し、主に細菌の酵素や毒素を不活性化する役割を担っている。

消化管は、腸内フローラのバリア機能により内因性、外因性の毒素が一般循環に入るのを防ぐ重要な役割を果たす

Bifidobacteriaなどの有益菌はIgA合成促進剤であり、IgAは、この有益菌の増殖を促進する。 したがって、これらの菌株を含む特定のプレバイオティクス食品の摂取は、防御の刺激に関連している。

プレバイオティクス

宿主に有益な腸内細菌叢を養う基質を含む食品。 例えば、食物繊維、特に現在流行しているフラクトオリゴ糖（FOS）は、短鎖の単糖（3〜10糖単位）からなり、そのうちの少なくとも2糖はフルクトースである。 果糖の単位数によって3つに分類される。 これらの糖の結合は小腸の酵素では加水分解できないため、小腸で吸収されずに大腸に入り、ビフィズス菌や乳酸菌などの善玉菌の増殖を選択的に促し、結果としてサルモネラ菌やクロストリジウムなどの病原性細菌を減少させることができるのです。 FOSを多く摂取すると、発がん性物質を発がん物質に変換する腸内酵素であるβ-グルクロニダーゼ活性が低下するという研究結果もある。 FOSは、蜂蜜、ビール、タマネギ、アスパラガス、ライ麦、オート麦、アーティチョーク、バナナ、チコリに含まれています。 食物繊維の他の成分であるペクチン、ヘミセルロース、イヌリンもプレバイオティクスとして機能し、短鎖脂肪酸の産生を促進する。 FOSの含有量は変動が激しく、小麦の1〜4％からチコリの20％にまで及びます。 FOSの種類による違いは、重合度の違いにあります。 いずれも技術的、栄養的な特性から、さまざまな製品に使用することができる。 技術的には、繊維強化剤、水結合剤、そして何よりも脂肪と糖の代替物（甘味料と一緒に）として使用され、様々な「低カロリー製品」に一貫性を与える役割を担っています。 乳製品、ベーカリー製品、アイスクリーム、ライトソースなどによく含まれています。

プレバイオティクスまたはプロバイオティクス食品の摂取は、多様でバランスのとれた食事の一部であるべきです

栄養の観点から、ここ数年、インスリンやその他のFOSを豊富に含むサプリメントまたは食品は、プレバイオティクス特性を促進されています。 胃での加水分解や小腸での消化に抵抗するため、そのまま大腸に到達する。 そこで大腸菌叢によって発酵され、短鎖脂肪酸を生成し、吸収されても1.5kcal/gしかない（そのため低カロリーである）。 このように、FOSの摂取は、腸内フローラを有益に調節するため、低カロリーであることに加え、プレバイオティクスとしての効果も期待できます。 この効果は、大腸と全身に他の生理学的な影響を及ぼす（表3）。 そのひとつが、カルシウムやマグネシウムの吸収を高めるなど、ミネラル吸収への効果で、骨や歯の健康などに良い影響を与える。 しかし、これらの効果は非常に議論のあるところであり、十分にデザインされた臨床試験で実証される必要があります。 一般に、これらのFOSはプレバイオティクス効果を発揮するために1日2g以上摂取する必要があると言われており、通常の食事では摂取することが困難です。 はっきりしていることは、強化製品を使うことは、果物や野菜に “自然に “含まれる食物繊維の消費に取って代わるものではないということです。

Probiotics

腸の健全性をサポートするもう一つの方法は、乳酸菌やビフィズス菌などの生きた有益な微生物、すなわちプロバイオティクスを直接摂取して腸の集団を復元しようとする方法である。 プロバイオティクスは、消化管を通過しても生存し、消費者の健康に有益な効果をもたらす生きた微生物であり、特に腸内細菌バランスの改善に貢献することが一般的に認められています。 栄養分や接着部位を奪い合い、病原性微生物の増殖を抑制する。 また、腸のpHを下げる有機酸を合成し、pHに敏感な病原菌の繁殖を遅らせることもできる。 ヨーグルト、ケフィアなどの発酵乳製品、プロバイオティクス製剤、食品、サプリメントには、乳酸菌、ビフィズス菌、その他の有益な菌体が含まれています。 その他、ザワークラウトなどの発酵食品も乳酸菌で培養されています。 しかし、市販のプロバイオティクス製品に含まれる生存微生物の数は大きく異なります。

健康維持や、おそらく病気の予防・治療の目的で、生きた微生物を含む発酵乳の摂取に関心が高まっています。 このような消費に至った背景には、いくつかの理由がある。 一つは「健康食品」への関心、もう一つは臨床の現場で、抗生物質に代わる治療法を試すときです。 欧米の大衆文化では、ヨーグルトはそのような健康食品のひとつとされています。 近年、発酵乳への応用を視野に入れ、酸や胆汁の消化に耐えられる非病原性細菌の種類や菌株がいくつか研究されている。 最も一般的に使用されている微生物は乳酸菌とビフィズス菌で、乳糖不耐症、下痢症、食物アレルギー、免疫調節など、さまざまな胃腸や全身の状況に対する予防や治療の代替物として評価されています（表4）。

プロバイオティクスが身体にもたらす有益な効果について、以下に説明します。

乳糖消化率

ヨーグルトやプロバイオティクス発酵乳は、一般的に乳糖不耐性の人が牛乳より耐えられることが分かっています。 成人人口の多くが乳糖不耐症であり、これは腸管粘膜のラクターゼという酵素の活性が低下しているためである。 未消化の乳糖は腸管内腔で浸透圧効果を発揮し、大腸に到達すると在来生物によって発酵され、短鎖脂肪酸（酢酸、乳酸、酪酸）とガス（CO2、メタン、水素）が合成される。 7363>

ほとんどのプロバイオティクスは、乳糖を加水分解するβ-ガラクトシダーゼを合成するため、これらの症状を緩和することができます。

腸管通過障害

ビフィズス菌入りの発酵乳の中には、摂取量に応じて腸管通過時間を10～22％短縮できるものがあり、便秘がちな人に効果的です。 一方、下痢をしやすい人には、通過性を調節する効果もあります。 乳児下痢症、旅行者下痢症、抗生物質使用に伴う下痢症、乳糖の誤飲による下痢症など、プロバイオティクスを摂取している人は発症率が低く、発症期間も短いことが多くの研究で明らかにされています。 最近の9つの研究のメタアナリシスでは、抗生物質関連下痢のリスクが61-65%減少することが示されています。

免疫反応の向上

腸にプロバイオティクスを持続的に投与すると、腸関連リンパ組織が病原体に対する反応能力を高めることが動物で示されています。 プロバイオティクスは、病原菌の発生を遅らせるだけでなく、腸のバリアとしての働きを強化し、有害な微生物が血液中に流れ込むのを防ぐ。 また、リンパ球やマクロファージの活性を高め、インターフェロン（抗ウイルス作用、予防作用、NK細胞活性化作用）の産生を増やすことで体液性免疫反応を刺激し、炎症で変化した腸の透過性を改善します

がん

最近の疫学研究で、さまざまな種類のがんの発症リスクとプロバイオティクス食品を含む食事の摂取の間に逆の関係があることが分かっています。 プロバイオティクスは、発がん性物質を発がん物質に変える酵素を減らし、悪性腫瘍の発生を抑制する可能性があります。

ヨーグルト、ケフィア、プロバイオティクス製剤、食品またはサプリメントなどの発酵乳製品は、ラクトバチルスを含んでいます。 ビフィズス菌などの善玉菌＜7363＞＜5587＞血中コレステロール濃度＜7363＞＜5587＞短鎖脂肪酸がコレステロールの合成を変化させるためと思われます。 また、細菌は胆汁脂肪酸を抱合し、糞便からの排泄を促進することができます。 胆汁酸の腸肝枯渇により、肝臓はより多くの胆汁酸塩を合成するために、循環からコレステロールを除去することが不可欠となる。

しかしながら、こうしたコレステロール低下効果を実証した研究では、「非現実的」量のヨーグルト（> 1日に2リットル）を使用している。

アトピー性疾患

プロバイオティクスを生後早期に使用することで、アレルギー発症リスクのある乳児のアトピー性疾患の症状を改善できる可能性があることが示されました。 一方、プロバイオティクスは腸の炎症反応を調節し、潰瘍性大腸炎や局所性腸炎などのいくつかの病態に臨床効果を示す可能性があるようです。

プロバイオティクスに好ましい効果を認めない研究、あるプロバイオティクスでは認め、別のプロバイオティクスでは認めないという研究もあり、この分野ではさらなる研究が必要とされています。 問題は、こうした研究の裏には、常に消費者の誤解を招くような経済的利害関係が存在することである。 これが、最近のヨーグルト戦争の説明である。 スペインの法律では、ヨーグルトは2種類の菌（Streptococcus thermophilusとLactobacillus bulgaricus）で発酵させた牛乳であるとされています。 その後に低温殺菌を行うと、これらの微生物が除去され、発酵後の低温殺菌ヨーグルトが得られ、冷蔵庫の外でも保存でき、賞味期限が長くなる。 スペインでは、昨年6月から低温殺菌ヨーグルトが、ヨーグルトの特徴である生きた微生物を含まないものの、ヨーグルトの一種として認められています。 アメリカ、カナダ、オーストラリア、ドイツ、イギリスでは「低温殺菌ヨーグルト」という言葉が受け入れられていますが、フランス、スイス、イタリアではそうではありません。

ヨーグルトやその他の発酵乳に含まれる微生物が、消化管の悪条件に耐え、生存して大腸に到達し、そこでコロニー形成に十分な競争力を持ち、活動を維持して、それらに起因する有益な効果を発揮できる程度については、現在、一致した見解は得られていない。 専門家の中には、1週間に8個のヨーグルトを摂取することで、すでにいくつかの健康効果が得られると主張する人もいます。 いずれにせよ、これらの有益な効果が現れるためには、定期的かつ長期的な摂取が必要であることは、完全に一致しているようだ。 また、これらの製品の摂取による副作用が知られていないことから、少なくとも消費者は、明確に証明された他の栄養価を得ることができます。 にもかかわらず、業界では、消化管に耐性があり、プロバイオティクス効果を発揮できることを実証する他の菌株を探し続けているのです。 例えば、このような栄養補助食品は米国で幅広く販売されており、現在、1010コロニー形成単位（CFU）の用量で有益な効果が実証されているラクトバチルスGGや、同じく1010CFUの用量で市販されているラクトバチルス・ロイテリを含むものがあります。

まとめると、プレバイオティクスとプロバイオティクスの分野は非常に有望であり、そのさまざまな応用は、アレルギーや癌など、先進国社会で非常に多く見られる症状の予防を指し示しているのである。 これまでのところ、これらの製品の定期的な摂取が有益であるとする厳密な科学的研究の数は非常に多く、この分野のさらなる研究への関心が高まっている。 しかし、これらの食品が含まれているからといって、食事が適切であることを否定するものではありません。 いずれにせよ、プレバイオティクスやプロバイオティクス食品の摂取は、多様でバランスの取れた食生活の一部であるべきです。 このようにして初めて、これらの製品は個人の適切な栄養摂取と生活の質の向上を実現することができるのです。

一般文献

Hertzler S. Probiotics and Prebiotics and Human Health. In: Wardlaw GM, Hampl JS, DiSilvestro RA (ed.). 栄養学の視点 New York: McGraw-Hill; p. 98-100.

Kimberly M. Nutrition in adulthood. In: Mahan LK, Escott-Stump S (ed.). クラウスの栄養と食事療法。 Madrid: McGraw-Hill Interamericana, 2001; p. 302-5.

Mateos JA. 細菌と健康 機能性食品に関する会議（2002年5月23-24日）。 センター・イノヴァシオ ボッシュ・イ・ギンペラ財団。 バルセロナ大学

マテオスJA.