研究によると、繊維摂取量が少ないと微生物が腸内壁を攻撃する可能性がある
2026年8月15日に発表された新しい研究では、食事中の繊維が不足すると、腸内に存在する微生物が臓器自体の保護層に栄養素を求めるようになる可能性があることが明らかになりました。このプロセスにより、消化器の健康のための食事の重要性についての意識が高まります。
微生物の食物の必要性は非常に重要です。十分な繊維が不足している場合、腸の保護に不可欠な粘膜内層のタンパク質に注意を向けます。しかし、最近の研究では、繊維にはこの作用を止める力があり、消化されにくい植物性タンパク質は微生物が体にとってより有益な物質を生成するのを助けることが示されています。
繊維が不足すると細菌が腸内壁を食い荒らす仕組み
植物由来の食品の摂取には、まだ十分に理解されていない方法で腸内細菌叢を変化させる能力があり、あまり注目されていない特定の種類の植物性タンパク質が、このプロセスにおいて繊維と同じくらい重要な役割を果たしている可能性があります。
野菜を豊富に含む食事療法は、腸の健康、免疫力、代謝、心血管系をカバーする複数の健康上の利点を提供することが知られています。これらのプラスの効果のかなりの部分は、胃腸管内の多種多様な細菌の促進によるものと考えられます。科学者たちは、微生物によって消化された食物繊維がこれらの結果に寄与していることを長い間認識していましたが、細菌が植物性食品のさまざまな成分を処理し、有益な影響を生み出す正確なメカニズムはまだ研究中です。
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プリンストン大学ルートヴィヒ研究所の研究者、ジェナ・アブサリム氏とジョシュア・ラビノウィッツ氏が主導する新たな調査により、この力学に関する前例のない情報が明らかになった。論文の 1 つは米国科学アカデミー年報に掲載され、もう 1 つは 6 月に雑誌 Nature Metabolism に掲載されました。最初の研究では、繊維と一部の植物性タンパク質の両方が微生物の代謝を変更し、有利な代謝産物の生産を増加させ、有害な代謝産物を減らすことができることを明らかにしました。 2番目の研究では、多くの場合腸内微生物叢のみに関連するさまざまな必須代謝産物が、人間の代謝によっても大量に生成される可能性があることが示されました。
ジョシュア・ラビノウィッツ氏は、医学のあらゆる分野でヒトのマイクロバイオームの操作とその代謝産物の治療への使用に対する注目が高まっていると述べた。同氏は、食品にはマイクロバイオームとその物質を調節する大きな期待があるが、真に効果的な治療法を開発するには、食事のどの要素が微生物の生産に影響を与えるかを理解する必要があると付け加えた。
植物ベースの栄養が腸の代謝をどのように変化させるかを理解する
米国科学アカデミー年報（PNAS）に報告された研究で、ラビノウィッツ氏、アブサリム氏らのチームは、植物由来の食品がフェノール代謝物にどのような影響を与えるかを調査した。これらの化合物はアミノ酸のチロシンとフェニルアラニンを消化する腸内細菌によって生成され、その健康への影響は大きく異なります。
フェニルプロピオン酸と馬尿酸は細菌によるフェニルアラニンの処理から生じ、腸の健康と体重のバランスに関係しています。対照的に、チロシンに由来するp-クレゾール硫酸塩とフェノール硫酸塩は、癌患者の予後があまり好ましくないことや、腎臓病患者の広範な毒性と相関している。
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ジェナ・アブサリム氏は、繊維と「繊維模倣タンパク質」（Prif）と呼ばれる未消化の植物タンパク質の両方がフェノール代謝物のバランスを調整することが研究で示されたと報告した。この変化は、チロシン由来の有害な化合物をフェニルアラニン由来の有益な化合物に置き換えることで構成されます。
繊維はバランスの取れた食事に不可欠であると長い間考えられてきましたが、非消化性の植物性タンパク質はほとんど研究されていませんでした。アブサリム、ラビノウィッツらのチームは、これらのタンパク質が腸内細菌によって処理され、マイクロバイオームの構成と宿主生物の代謝の両方に影響を与える可能性があることを発見した。繊維と組み合わせると、陽性フェノールの生成を刺激するために腸内細菌の代謝活動を変更できます。
腸内細菌と臓器内壁への攻撃
これらの化合物の起源を特定するために、科学者たちはタンパク質を安定同位体で標識し、マウスの腸内での消化を監視しました。この調査により、「悪玉」と考えられているフェノールは、腸の粘膜層に存在するタンパク質など、細菌が宿主自身のタンパク質を餌としたときに生成されることが明らかになりました。一方、「良い」フェノールは、ほぼ完全に食事中の非消化性タンパク質から生成されたと教授は述べた。
繊維の摂取は細菌による腸粘膜層の分解の減少と関連しており、その結果有害なフェノールの生成が減少します。次に、Prif は、腸内の微生物に到達する食事性タンパク質の量を増加させ、有益なフェノールを生成するためのより多くのリソースを微生物に提供しました。
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「プリフは、腸内マイクロバイオームの構成を形成し、代謝の健康に重大な影響を与える可能性のある、新しいカテゴリーの食事栄養素を表しています」とアブサリム氏は述べた。
ラビノウィッツ氏は、将来的には食品包装に繊維に関する情報のすぐ下にPrif表示が含まれる可能性があるとコメントした。
腸内代謝物の起源に関する新たな視点
Nature Metabolism に掲載された研究は、アミノ酸のトリプトファンに由来するフェノール代謝産物とインドール代謝産物の起源に焦点を当てています。フェノールと同様に、インドールも治療の可能性があるため研究中です。
インドール代謝物は、炎症性腸疾患、神経変性疾患、がんなどのいくつかの健康状態と相関していると考えられています。腫瘍学の研究では、それらが転移や腫瘍に対する免疫反応などのプロセスに影響を与える可能性があることが観察されています。
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以前は、フェノールとインドールはもっぱら腸内細菌によって生成されると科学者が考えるのが一般的でした。アブサリム氏、ラビノウィッツ氏、そしてチームはこの理論を検証することにしました。有益なインドール代謝物を増やすための食事療法およびプロバイオティクスの方法に注目が集まっています。ただし、微生物だけでなく哺乳類の代謝が体内のこれらの物質の循環に主に関与している場合、これらのアプローチは修正が必要になる可能性があります。
研究者らは、マウス、ラット、ヒトの細胞における同位体追跡を通じて、哺乳類の代謝自体が多数のインドールおよびフェノール代謝物を生成できることを検証しました。これらの中で、インドール-3-乳酸塩やインドール-3-酢酸塩などの関連物質が目立っています。
マウスを使った試験では、抗生物質がマイクロバイオームを不安定にした後でも、これらの代謝産物の循環レベルは高いままでした。同様の結果が、癌を含む抗生物質を使用している患者のサンプルでも観察されました。一方、インドール-3-プロピオネートやp-クレゾール硫酸など、微生物によってのみ生成される代謝産物は、抗生物質投与後に減少を示しました。
食事とマイクロバイオームに焦点を当てた治療に関する新しい情報
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つまり、この 2 つの研究は、フェノールとインドールの代謝産物の起源と生成方法について、より正確な理解を提供します。これらの発見は、体内の特定の代謝産物の濃度を増加または減少させる新しい治療法の開発に影響を与える可能性があります。
この調査はまた、食事とマイクロバイオームの相互作用に関する科学的知識に重要な情報を追加します。特定の微生物産物に影響を与える食品を特定することは、将来、研究者が食事療法、プロバイオティクス、または代謝介入をより正確に策定するのに役立つ可能性があります。
ラビノウィッツ教授は、「さまざまな食品がどのようにマイクロバイオームと相互作用し、細菌の代謝産物の生成を調節するのかをより深く理解することで、栄養士や医師が病気の予防と治療のために提供できる指導が改善されるだろう」と付け加えた。
この研究は、ルートヴィッヒ癌研究所、国立衛生研究所、国立糖尿病・消化器・腎臓病研究所、共同研究イノベーションのためのプリンストン・アライアンス、およびプリンストン大学から資金提供を受けた。
ジョシュア・ラビノウィッツ氏は、ルートヴィヒ癌研究所のプリンストンユニットの所長としての役割に加えて、化学部門およびルイス・シグラー統合ゲノミクス研究所の教授を務めており、ラトガース癌研究所の会員でもあります。
