1. おなかの 細菌は、なにを して くらして いるの?
1. 100兆個の細菌は、腸の中で何をして暮らしているのか
1. 腸内細菌は、ヒトが消化できないものを何に変えているのか
おなかの 中の 細菌は、1000しゅるい ほど いると いわれます。かずは、100ちょうこ いじょう。ためしに、せかいの 人を 80おく人と して わり算を して みると、1万2千倍ほどに なります。
たくさん いるのは、そこが 食べものの とおる ばしょだからです。いもや ごはんの でんぷんの 中には、人の 体だけでは こなせない ものが あります。大腸に すむ 細菌が、それを こなして、えいようを とりだす てつだいを して います[5]。
では、こなした あとに、なにが できるのでしょう。じつは そこから、体を まもる ちからに つながる ものが うまれます。
腸の中にいる細菌の種類は、およそ500〜1,000種類。数は100兆個以上と報告されています[1]。世界の人口を約80億人として割ると約12,500倍です。一人の腸にいる細菌の数は、地球の人口の1万倍をこえる計算になります(人口を仮定した筆者の計算で、資料の数字ではありません)。
この細菌たちは、なぜ腸にすみついているのでしょうか。理由の一つは、食べ物が通る場所だからです。米やいもに含まれるデンプンのなかには、人間の消化液だけでは分解しきれない種類があります。大腸にすむ特定の細菌が、そうした植物のデンプンを分解し、栄養を取り出すのを助けていると、アメリカの国立一般医科学研究所は説明しています[5]。
ここまでは、「消化の手伝い」という、よく知られた話です。問題は、分解したあとに何ができるのか。その産物が免疫に届くところに、この記事の中心があります。
ヒトの腸管の細菌は500〜1,000種類、100兆個以上と報告される[1]。世界人口を約80億人と仮定して割ると約12,500倍になる(筆者の概算で、資料の値ではない)。これだけの細菌が腸にいる理由の一つは、食べ物が通る場所であり、細菌にとって材料が届く場所でもあることだろう。
米国国立一般医科学研究所の解説は、大腸にすむ特定の細菌が、ヒトの消化酵素だけでは分解できない植物のデンプンを分解し、栄養を取り出す助けになると述べている[5]。つまり、ヒトの側にない分解能力を、細菌が補っている構図である。
ただし重要なのは、栄養の取り出しではなく、分解の途中で細菌が作る物質のほうだ。この代謝物が免疫細胞に届くことが、理化学研究所の研究で示された[1]。次の章で、その一つ、酪酸を見る。
2. しょくもつせんいは、炎症を おさえる ちからに かわるの?
2. 食物繊維を食べた細菌は、炎症を抑える細胞をどう増やすのか
2. 酪酸は制御性T細胞を増やし、細菌側は炎症を抑える分子も出す
さいきんは、食物繊維を つかって、酪酸と いう ものを つくります。理化学研究所の 研究では、この 酪酸が 体の 中に とりこまれて、めんえきの はたらきに とどくと わかりました[1]。
めんえきとは、体に はいった ばいきんと たたかう しくみです。でも めんえきが つよく なりすぎると、炎症や アレルギーが おきる ことが あります。そこで、おさえる やくの 細胞が いて、酪酸は その ふえるのを たすけると ほうこくされました。
この 細胞は、「せいぎょせいティーさいぼう」と よばれます。ゲームで いえば、あばれすぎを 止める ブレーキ役です。ただし 本当の 体には、ブレーキだけでなく アクセルも たくさん あります。
マウスの けんきゅうでは、食物繊維が おおい ごはんで、酪酸が ふえる ことも わかりました[1]。
免疫は、体に入ったウイルスや細菌とたたかう仕組みです。ところが、強く働きすぎると、自分の体まで傷つけて炎症やアレルギーを起こします。そのため、免疫にはブレーキ役が必要です。
理化学研究所が2013年に発表した研究では、腸内細菌が作る酪酸が体内に取り込まれて免疫系に作用し、「制御性T細胞」という、炎症やアレルギーなどを抑える免疫細胞を増やすと報告されました[1]。しかも、食物繊維が多い食事をとると酪酸が増えることも、同じ発表で示されています。
アメリカの研究機関の解説は、腸内細菌が炎症を抑える分子を作り、局所の免疫反応の強さを調整することで、細菌と体が同じ場所で共存できるようにしていると説明しています[5]。
ただし「食べれば免疫が高まる」とは言えない
ここで注意したいのは、働いているのが「免疫を強くする」仕組みではなく、「免疫の働きを整える」仕組みだという点です。酪酸が増えると、免疫が強くなる、と受け取らないようにしましょう。
免疫は、過剰に働けば炎症やアレルギーを起こす。そのため、働きを抑える制御の仕組みが要る。理化学研究所の2013年の発表は、腸内細菌が作る酪酸が体内に取り込まれて免疫系に作用し、炎症やアレルギーを抑える制御性T細胞を増やすことを報告した[1]。同じ発表で、食物繊維の多い食事で酪酸が増えることも示された。原料が食事、産物が免疫細胞の増加、という因果の鎖が、一つの研究の中でつながって見えたわけである。
NIGMSの解説も、腸内細菌が抗炎症分子を産生し、局所の免疫応答を弱めて、共生関係を保つと述べる[5]。細菌と免疫が同じ場所で共存するための調整の一部として読める。
限界もある。理化学研究所の発表は酪酸と制御性T細胞の関係を示したものであり、食物繊維を増やせばどんな炎症やアレルギーも抑えられる、とは言っていない。腸内細菌が免疫を制御する仕組みの一部は解明されたが、すべての疾患への影響はまだ説明されていない。
3. 酢酸は、病気の もとの 菌を どう ふせぐの?
3. 酢酸は、病原菌が腸の壁に入りこむのをどう防ぐのか
3. 酢酸は、上皮の抵抗力を高め、IgAを病原性細菌に結びつける
もう ひとつ、細菌が つくる ものに 酢酸が あります。マウスの けんきゅうでは、ビフィズス菌が つくる 酢酸が、O157 と いう ひどい はらいたを おこす 菌に たいして、腸の かべの ちからを つよくした、と ほうこくされて います[4]。
ビフィズス菌は、ヨーグルトの 中に 入って いる ことも ある 菌です。菌が じぶんで たたかうのではなく、腸の かべを じょうぶに する ものを わたして いる、と 考えると わかりやすいです。
酢酸には もう ひとつ はたらきが あります。「IgA」と いう 体の まもり役が、大腸菌などの 菌に くっつきやすく なります。すると、菌が 腸の ねばねばした そうに はいるのを ふせげます[3]。
ビフィズス菌が作る酢酸が、O157という病原性の大腸菌の感染を抑えることを、理化学研究所が2011年に発表しました。発表によると、酢酸は腸の上皮細胞がO157に対して持つ抵抗力を強めます[4]。菌が直接戦うのではなく、菌が作った物質が、腸の壁の細胞を丈夫にするのです。
2021年の理化学研究所の発表では、腸内細菌の主要な代謝物である酢酸が、免疫グロブリンA(IgA)という抗体の「細菌への反応性」を変えることが報告されました。酢酸によって誘導されたIgAは、大腸菌などの細菌に結合し、大腸の表面を覆う粘液層に入りこむのを防ぎます[3]。
IgAの働きは、ただ細菌を追い返すことではありません。腸内にもともといる細菌と共生できる環境を整えながら、病原体の侵入は防ぐ、という二つの役を持つと説明されています[8]。
門番を、顔ぶれに合わせて調整する
腸のIgAは、全部の細菌を一律に追い出す門番ではなく、細菌の種類によって対応を変える門番のようです。そのため、酢酸のような細菌側の物質が、門番の対応を変える合図になっているという見方が出てきました。
酢酸は、ビフィズス菌が作る代表的な代謝物である。理化学研究所の2011年の発表によれば、ビフィズス菌の産生する酢酸が腸上皮細胞のO157に対する抵抗力を増強し、感染を予防した[4]。つまり防御の主役は、菌そのものではなく、菌が作った物質を受け取った腸の細胞である。
では、免疫の側ではどうか。2021年の理化学研究所の発表は、腸内細菌の主要な代謝物である酢酸がIgAの細菌反応性を変えることで、腸内細菌の制御に関与すると報告した。酢酸で誘導されたIgAは、大腸菌などの病原性片利共生細菌に結合し、大腸表面の粘液層への侵入を阻止する[3]。
IgAは二つの顔を持つ。総説は、IgAが常在細菌と共生する環境を作る一方で、腸管病原体の侵入を防ぐ、と整理している[8]。排除一辺倒ではなく、害の少ない相手とは共存するという選別である。酢酸のような細菌由来の物質が、この選別の入力になっていると考えられる。
注意点は、酢酸が万能の防御物質だと受け取らないことだ。これらは、特定の菌、特定の条件で得られた結果であり、すべての病原体、すべての人に同じように当てはまるとは資料は述べていない。
4. めんえきも、細菌を ととのえて いるの?
4. 守られるだけではない:免疫は細菌の顔ぶれをどう整えるのか
4. 制御性T細胞はIgAを介して細菌叢を制御し、双方向の関係をつくる
ここまでは、細菌が めんえきを たすける はなしでした。じつは、はんたいの はたらきも あります。
さっき でてきた、おさえる やくの 細胞は、IgAを つくる ことを つうじて、腸の 細菌の バランスを ととのえて いると、理化学研究所は ほうこくして います[2]。
つまり、細菌が めんえきに はたらきかけ、めんえきも 細菌に はたらきかけて います。おたがいに ととのえ あう なかです。バランスの よい 細菌の なかまが いると、腸の めんえきが きちんと できあがるのに よい、とも ほうこくされました[2]。
ここまでの話は、細菌から免疫への一方向の流れに見えます。ところが、2014年の理化学研究所の発表は、流れが逆向きにもあることを報告しました。制御性T細胞が、IgA抗体の産生を通じて、腸内細菌叢(さいきんそう)のバランスを制御している、というものです[2]。
つまり、細菌は免疫を整え、整えられた免疫は、細菌の顔ぶれを整える。お互いに影響しあう「双方向」の関係です。発表は、バランスのとれた腸内細菌叢が、腸での制御性T細胞の誘導やIgA抗体の産生といった、健全な腸の免疫システムをつくるのに有効だとまとめています[2]。
この関係は、庭の手入れにたとえられるかもしれません。草花(細菌)が土を肥やし、手入れする人(免疫)が草を選んで、庭ができあがります。ただし実際の腸は、手入れする人も、草花も、どちらも生きた細胞でできていて、庭よりずっと複雑です。
ここまでを見ると、因果は細菌から免疫への一方向に見える。だが2014年の理化学研究所の発表は、マウスの研究で、制御性T細胞がIgA抗体の産生を介して腸内細菌叢のバランスを制御していると報告し、逆向きの経路もあることを示した[2]。
そのため、腸内細菌と免疫は一方的な原因と結果ではなく、互いに影響し合う経路があることが、この研究から示された。発表は、バランスのとれた腸内細菌叢が、制御性T細胞の誘導やIgA産生を含む健全な腸管免疫系の形成に有効だと結論づけている[2]。
この双方向性には、解釈上の注意が要る。「細菌叢が乱れた結果として免疫が変わった」のか、「免疫が変わった結果として細菌叢が乱れた」のかは、観察された相関だけからは決まらない。1つの研究の結果を、原因を決める証拠とみなさず、仕組みの一部が見えたものとして読むのが妥当だろう。
5. バランスが くずれたら、もとに もどせるの?
5. 抗生物質や生まれ方でバランスは変わるのか、プロバイオティクスで戻せるのか
5. 細菌叢の乱れと乳児期、プロバイオティクスの効果は菌株と病気ごとに異なる
この バランスは、かわる ことが あります。病気を なおす くすり、こうせいぶっしつは、わるい 菌だけでなく、よい 菌も ころして しまう ことが あり、バランスが くずれる ことが あります[5]。くすりは、おいしゃさんの いう とおりに のむ ものです。
あかちゃんの うまれて 3年かんは、腸の 細菌が そだつ たいせつな じきと いわれます[6]。うまれかたで、細菌の しゅるいの おおさが ちがう ことも ある、と ほうこくされて います。それは いい わるいでは ありません。
バランスを もどす ために、菌を のむ 「プロバイオティクス」も 研究されて います。でも、菌の しゅるいごと、病気ごとに、きく ときと きかない ときが あります[9]。まだ わかって いない ことも おおいのです。
細菌叢のバランスは、さまざまな理由で変わります。たとえば抗生物質は、病原菌だけでなく腸の有益な細菌も減らすことがあり、バランスが崩れた状態(ディスバイオーシス)を起こすことがあると、アメリカの研究機関は説明しています[5]。ただし抗生物質は必要な薬なので、医師や薬剤師の指示どおりに使うことが前提です。
赤ちゃんのころも節目です。生後最初の3年間は、腸内細菌叢が成熟していく大切な時期とされています[6]。アメリカの研究では、帝王切開で生まれた乳児は、経腟分娩で生まれた乳児より、腸内細菌の多様性が低い傾向が報告されました。これは平均的な傾向の話で、どちらが良い、悪いという意味ではありません。
では、乱れたバランスをもどせるのでしょうか。プロバイオティクス(生きた菌を含む食品やサプリメント)は、抗生物質に伴う下痢のなりやすさを約半分に減らす可能性が報告されています[7]。一方で、228件の試験を調べた系統的レビューは、効果が菌株ごと、病気ごとに異なることを強い証拠で示しました[9]。
誰にでも同じように効くわけではない理由は、詳しくは分かっていません。完全に回復させる方法も、研究の途中です。
細菌叢は固定されたものではなく、薬や成長段階で変わる。NIGMSの解説によれば、抗生物質は善玉菌と悪玉菌を区別できず、腸内の有益な細菌も殺してdysbiosis(細菌叢の不均衡)を引き起こしうる[5]。もちろん抗生物質は必要な治療薬であり、使用の可否は医療者が判断する。
成長段階では、NIDDKの記事が、生後最初の3年間を腸内細菌叢の成熟にとって重要な時期と位置づけ、集団を比べた平均的な傾向として、帝王切開で生まれた乳児は経腟分娩の乳児より腸内細菌叢の多様性が低く、成熟も遅いと報告している[6]。個人の健康の優劣を示すものではない。
乱れた細菌叢を戻す手段として、プロバイオティクスが研究されている。NCCIHは、抗生物質と同時にプロバイオティクスを投与すると、抗生物質関連下痢の可能性が約半分に減ったと報告する研究を紹介している[7]。ただし、McFarlandらの228件の試験の系統的レビューは、効果が菌株特異的かつ疾患特異的であることを強い証拠で支持した[9]。ある菌株である病気に効いた結果を、別の菌株や別の病気に当てはめることはできない。
まだ答えの出ていない問いも残る。細菌叢が乱れる具体的な原因、完全な回復法、プロバイオティクスの効果に個人差が出る詳しい理由は、いずれも研究の途中である。腸内細菌が免疫を制御する仕組みの一部は解明されたが、すべての疾患への影響はまだ説明されていない。
6. しょくもつせんいを、ごはんで さがして みよう
6. 家の食べ物で、食物繊維の数字を比べてみる
6. 食物繊維の量を食品表示で比べ、原典の発表に当たる
やってみよう:おうちの 人と、パンや おかしの ふくろの 「えいようせいぶんひょうじ」を 見て みましょう。「しょくもつせんい」と いう ことばが のって いる ものを さがして、かずを くらべます。のって いない ものも あります。
この かずが おおい ものが、おなかの 細菌の ごはんに なる ものの ひとつです。ただし、食べれば びょうきが ふせげる、と いう わけでは ありません。
やってみよう:家にあるパンやシリアル、豆の缶詰などの栄養成分表示を見て、「食物繊維」の量を1食分あたりで比べてみましょう。書いていない食品もあります。数字をノートに写し、100gあたりで並べ直すと、どの食品が多いかがつかみやすくなります。
食物繊維が腸内細菌を通じて酪酸になる、という道すじは、理化学研究所の日本語の発表で読めます[1]。発表の文章と、この記事の言い換えとを見比べて、言い方の強さが同じかどうか確かめられます。
この記事に書いた内容は、病気の治療法の話ではありません。体調が気になるときは、医師に相談してください。
家庭でできる確認として、食品表示の食物繊維の量を、100gあたりに換算して比べてみるとよい。記載のない食品もあるため、記載のあるものだけを並べる。これは酪酸の原料になる量を知る入口にすぎず、実際の酪酸の生成量は、細菌叢の構成や食事の全体で変わると考えられる。
原典に当たるなら、まず理化学研究所の日本語の発表(2013年の酪酸と制御性T細胞、2014年の双方向制御、2021年の酢酸とIgA、2011年のO157)を並べ、何が示され、何が示されていないかを自分で線引きしてみたい。英語の資料としては、NIGMSの解説、NIDDKの記事、NCCIHのプロバイオティクスの解説、McFarlandらのレビューが出典欄に挙げてある。
この記事は医療の助言ではない。体調に関わることは医師に相談してほしい。
しらべた もとの じょうほう
参考にした情報源
参考にした情報源と、その使い方
資料は、日本語のものを先に、英語のものを後に並べています。年や数字は資料にあるものを書き、概算は本文にそうと断っています。
- 理化学研究所「腸内細菌が作る酪酸が制御性T細胞への分化誘導のカギ」(2013). https://www.riken.jp/press/2013/20131114_1/ (細菌の数と種類/酪酸と制御性T細胞/食物繊維と酪酸)
- 理化学研究所「腸内細菌叢と免疫系との間に新たな双方向制御機構を発見」(2014). https://www.riken.jp/press/2014/20140711_1/ (制御性T細胞とIgAによる細菌叢の制御)
- 理化学研究所「酢酸による免疫グロブリンAの機能制御」(2021). https://www.riken.jp/press/2021/20210715_1/index.html (酢酸とIgA/粘液層への侵入阻止)
- 理化学研究所「ビフィズス菌の作る酢酸がO157感染を抑止することを発見」(2011). https://www.riken.jp/press/2011/20110127_2/ (酢酸と上皮細胞の抵抗力)
- NIGMS "What Is the Microbiome?" (2024). https://www.nigms.nih.gov/biobeat/2024/03/what-is-the-microbiome (デンプンの分解/抗炎症分子/抗生物質とディスバイオーシス)
- NIDDK "Early-life exposures affect infant health" (2017). https://www.niddk.nih.gov/news/archive/2017/early-life-exposures-affect-infant-health (生後3年間/生まれ方と多様性)
- NCCIH "Probiotics: Usefulness and Safety". https://www.nccih.nih.gov/health/probiotics-usefulness-and-safety (抗生物質関連の下痢)
- "Immunoglobulin A, an Active Liaison for Host-Microbiota Homeostasis" Microorganisms (2021). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8539215/ (IgAの二つの役)
- McFarland, L.V. et al. "Strain-Specificity and Disease-Specificity of Probiotic Efficacy" Front Med (2018). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5949321/ (効果は菌株ごと・病気ごと)
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