ポストさんてん日記

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第6の栄養素:食物繊維、腸内細菌が作り出す短鎖脂肪酸

[ 2020/10/12 (月) ]
タイトルを変更、4項,5項,6項を新設、他データ更新および追補。2020/10/12
初回公開日:2019/03/19



食物繊維についての勉強を進めたら、それをエサにして腸内細菌が作る短鎖脂肪酸の有用性のお話にたどり着きました。

目次

1.食物繊維は炭水化物の一部
2.不溶性食物繊維、水溶性食物繊維、食品中の含有量
3.摂取量は足りない
4.感染防御の最前線、腸管免疫 【追記】
5.食物繊維をエサにして腸内細菌が作る短鎖脂肪酸 【追記】
6.短鎖脂肪酸を経口摂取すれば良い?答えは“No” 【追記】
7.白米と玄米
8.関連エントリー、メモ

1.食物繊維は炭水化物の一部
ここは既エントリーから転記
炭水化物

食物繊維は『ヒトの消化酵素で消化されない食物中の難消化性成分の総体』と定義されている。

【古い説明】
ヒトの酵素で分解されず体に吸収されない、いわゆる“うんち系”。カロリーにはならないが、食べた満足感を与えるとともに大腸を運動させ、絞り出すものになってくれる。
うんちは、主に水分、粘液、胆汁色素(これが排泄物を茶色にする)、脂肪、死んだ細胞、ガス、大量の食物繊維、大腸内の役目を終えた大量の細菌、ウイルスから成る。嵩になるのはほとんど食物繊維。
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2.不溶性食物繊維、水溶性食物繊維、食品中の含有量

食物繊維は、これまで「便通を良くする」ことが一番の効果と言われてきた(便秘の予防をはじめとする整腸効果)。その後、血糖値上昇の抑制、血液中のコレステロール濃度の低下など、多くの生理機能が明らかになっており、第6の栄養素と称されるほど健康の維持増進に不可欠な成分と位置づけられ注目されている。
5大栄養素:炭水化物、脂質、たんぱく質、ミネラル、ビタミン。食物繊維は炭水化物に分類されるのでダブルカウントじゃないか、などとは申しません。

不溶性食物繊維水溶性食物繊維とでは生理作用に違いがあるといわれているが、どちらもビフィズス菌などの善玉腸内細菌のエサになるため腸内環境が改善される。
エサになリやすさ=発酵性は、水溶性食物繊維は広範囲で高く、不溶性食物繊維は限定的で低い。

不溶性食物繊維
主に植物の細胞壁で、これは野菜を取れば大丈夫。
水分を吸収して便の容積を増やす。便が増えると大腸が刺激され排便がスムーズになる。また、有害物質を吸着させて便と一緒に体の外に排出するため大腸がんのリスクを減らす。

水溶性食物繊維
食事1回で摂取できる量が不溶性食物繊維に比べてかなり少なく、意識しないとなかなか摂取しにくい。
水に溶けやすくゼリー状になる。小腸での栄養素の吸収の速度を緩やかにし、食後の血糖値の上昇を抑える効果がある。また、コレステロールを吸着し体外に排出することで血中のコレステロール値も低下させる。さらに、ナトリウムを排出する効果もあるので、高血圧を予防する効果もある。

食品の食物繊維の含有量
食物繊維は、魚介類や肉類などの動物性食品にはほとんど含まれず、植物性食品に多く含まれる。
豆類と代表的食品の食物繊維の含有量
g/可食部100g当たり
豆類と代表的食品の食物繊維の含有量
出典:豆の主な機能性成分(日本豆類協会)

食物繊維の多い食品

代表的な食物繊維の種類と成分

不溶性
食物繊維
セルロース植物の細胞壁を構成する不溶性の非デンプン性多糖類
ヘミセルロース同上のセルロース以外の成分
リグニン植物の細胞壁に含まれる高分子フェノール性化合物
キチンカニ等甲殻類の殻キノコ等真菌類の細胞壁を構成する多糖類
キトサンキチンに加工処理を施して作った多糖類
その他こんにゃく(市販)アルカリ処理を行うため不溶性食物繊維に変化
水溶性
食物繊維
ペクチン植物の細胞を接着している粘性のある複合多糖類(不溶性もあり)、果実に多く含まれる。
ガム質植物分泌液、グアーまめ等に含まれる粘性のある多糖類
β-グルカンキノコ類酵母類に含まれる粘性のある多糖類
イヌリンごぼうきくいも等のキク科植物の根に含まれる果糖の重合体
アガローステングサ等の紅藻類に含まれる多糖類で、寒天の主成分
カラギーナンコットニー等の紅藻類に含まれる硫酸基を持つ多糖類
アルギン酸ナトリウムコンブ等の褐藻類等に含まれる粘性のある多糖類
フコイダインコンブワカメモズク等の褐藻類の粘質物を構成する多糖類
グルコマンナンこんにゃく(原料)
レジスタントスターチレジスタント=(酵素)抵抗、スターチ=デンプン。
ヒトの酵素によって消化吸収されにくいデンプン
難消化性デキストリンデンプンを加水分解して低分子化し、難消化性の成分を分離して精製したもの
難消化性オリゴ糖フラクトオリゴ糖、ガラクトオリゴ糖、など
出典:豆の主な機能性成分(日本豆類協会)に追記。
これらは食物繊維に分類しないこともあるが似た働きをする。

【参考】食品に含まれる食物繊維量一覧(大塚製薬)
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3.摂取量は足りない

食物繊維の目標値
食物繊維の食事摂取基準 g/日
食物繊維の食事摂取基準2020
出典:PDF日本人の食事摂取基準(2020 年版)の炭水化物のP165(厚生労働省2019/12/24)

摂取量の現状
上記の目標値と合わせてグラフにした。

男性の摂取量と目標値
食物繊維摂取量男2018

女性の摂取量と目標値
食物繊維摂取量女2018
データ出典:PDF平成30年国民健康・栄養調査結果の概要のP30(厚労省2020/1/14)

10代半ばから50代まで、大きく不足している。特に、男性20代:目標値の61%、女性20代:目標値の66%しか摂取できていない。

日本人の食物繊維摂取量(平均値)の推移
日本人の食物繊維摂取量(平均値)の推移
出典:摂取量の推移と変化(大塚製薬)

1950年頃には一人あたり一日20gを超えていたが、1950年に比べ2015年は約7割弱にまで減っている。食生活の欧米化で肉や乳製品の摂取が増え、米の摂取量が減ったことと大麦などの雑穀を食べなくなったことが理由とされている。
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次項は既エントリー【基礎03】抗体とは~免疫の飛び道具から転記
4.感染防御の最前線、腸管免疫

“内なる外”
私たちの体の模式図です。外側の円が外界との境界となっている皮膚、内側の円は消化管や気管などの粘膜です。竹輪をイメージしていただくと分かりやすいのですが、細胞が存在するのは、あくまでも竹輪の身の部分だけで、そこが“自己”
消化管や気管は外界から取り入れた食物や空気が通るだけで、いわば“内なる外”です。
自己の定義
腸管免疫
消化管は口腔~咽頭~食道~胃~小腸(十二指腸~空腸~回腸)~大腸(盲腸~結腸~直腸)~肛門という数種類の器官からなる全長約9mの屈曲した1本の管で、 “内なる外”を形成しています。
腸には、約1000種類、何百兆個の腸内常在菌が住み着いています。私たちの全身の細胞数は約37兆個、すなわち、私たちの体の中には、私たちと異なる遺伝子を持つ生きた細胞が10倍は存在するということになります。
さらに、食物と一緒に外界から細菌などの異物がたくさん入ってきます。それらの細菌から体を守るため、腸には多くの免疫細胞が存在し、全体の60~70%になります。(腸管免疫)。
(1) 物理的バリア:粘液
“内なる外”の表面は粘膜細胞が分泌する粘液で被われ、粘液は異物が直に粘膜の細胞と接触するのを防ぐと共に、付着する異物を常に洗い流しています。
粘液層は外粘液層と内粘液層の2つの層に分けられ、ほとんどの腸内細菌は外粘液層に生息し、内粘液層はほぼ無菌状態に保たれ、腸内細菌と腸管上皮組織とは分けへだてられています。
(2) 化学的バリア:粘液中のムチン
粘膜層の主成分はムチンと呼ばれる糖タンパク質。ムチンは、粘液の水分を薄く均一に伸ばしてバリアに穴が聞かないようにする他、侵入の恐れがある外敵と結合して侵入・接着を防ぐ働きもしていると考えられています。
(3) 粘液中のIgA抗体
粘液中にはいくつかの殺菌物質やウイルス不活化物質が含まれていて体内侵入の防御に役立っています。 特に重要なのは腸内粘液中に分泌されるIgA抗体で、侵入しようとする細菌やウイルスに結合し、体内への侵入を水際で防いでいます。
IgAは、IgGなどと比較して抗原特異性が低く、様々な病原体に結合できるため、全身の粘膜面において細菌やウイルスなどの病原体の体内への侵入を防ぐ役割を担っています。
(4) さらに、粘膜上皮細胞を突破した病原体対しては、免疫細胞が対応
(以下、転記を略)
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5.食物繊維をエサにして腸内細菌が作る短鎖脂肪酸

食物繊維、腸内細菌01

ある種の腸内細菌は、ヒトが消化吸収しきれない多糖類や食物繊維を代謝(発酵・分解)することで活動エネルギーを得ており、最後にカスとして短鎖脂肪酸(主に酢酸、プロピオン酸、酪酸)などを残す。脂肪酸についての概説は、別エントリーにあります。
発酵性は、水溶性食物繊維は広範囲で高く、不溶性食物繊維は限定的で低い。

その短鎖脂肪酸を大腸粘膜の細胞が吸収し、全身に機能して良い影響を与える。
  • 大腸の粘膜細胞のエネルギー源。
    通常の細胞は血液中のブドウ糖を代謝するが、大腸の粘膜細胞は短鎖脂肪酸がないとエネルギー不足で機能不全を起こす。
  • 大腸の粘膜にあるセンサーを刺激して腸管の蠕動運動を促進。
  • 小腸や大腸の上皮細胞の増殖を促す。
  • 結腸の粘液分泌も促進。
  • 粘膜にあるリンパ濾胞という組織がIgAを分泌するのを促す。
    なお、腸管でIgAを産出するよう教育を受けた免疫細胞(B細胞)は全身の粘膜を移動し、あちこちでIgAを分泌する。よって腸内細菌に短鎖脂肪酸をたくさん作ってもらうと、全身で感染症にかかりにくくなる効果も期待できる。
【主な出典】
腸内細菌が作り出す短鎖脂肪酸のちから~注目される酪酸菌(武田薬報web)
「糖類」不足は健康に悪い(ロハス・メディカル2020年秋号)
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6.短鎖脂肪酸を経口摂取すれば良い?答えは“No”

短鎖脂肪酸を含む食用酢やチーズやバターなどの乳製品を積極的に摂取すれば同じことになると考えるかもしれないが、小腸で吸収されてしまい大腸にまで届かない。経口摂取では“短鎖脂肪酸の持つ健康への良い働き”は発揮できない。

では、食物繊維の供給が足りなかったらどうか。腸内細菌が減るだけと思いたいところだが、食物繊維(多糖類)を代謝できる細菌類は、ヒトの作る糖鎖も代謝できる。つまり粘膜を保護すべきムチンを腸内細菌に食べられてしまい、結果として腸内細菌と粘膜細胞の直接のコンタクトが頻発してしまう。炎症が起きても何の不思議もない。
腸活という言葉が盛んになり、意識して善玉菌を摂取しているという方も多い。しかし、食物繊維(多糖類)の摂取が足りないのに善玉菌を摂取しても、腸粘膜を守るはずのムチンを食べさせるだけになりかねない。
【主な出典】
「糖類」不足は健康に悪い(ロハス・メディカル2020年秋号)
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次項は既エントリー(メモ)松永和紀氏による佐々木敏・東京大学大学院医学系研究科教授へのインタビュー記事から転記
7.白米と玄米

ぼくは、お米については食物繊維による生活習慣病予防への大きなプラス面と、科学的根拠に基づいたカドミウムに対する厳しい管理体制、そして無機ヒ素によるわずかなマイナス面を足し引きして、少なくとも成人では玄米を食べる方がマイナス面よりプラス面が勝っている、と結論します。
穀物の食物繊維野菜の食物繊維性質が異なります。野菜から摂れば良い、というのは、疾患によっては成り立たない。糖尿病の発症率の疫学研究で、穀物からの食物繊維摂取量が多いと予防効果がありますが、野菜や果物からの食物繊維の摂取量が多くても予防効果は見られませんでした。ましてや、飲料で食物繊維を摂れるというものがありますが、あれが本当に生活習慣病の予防に効果があるのかどうか、エビデンスがありません。
栄養学は、多くの方が想像するよりも100倍、1000倍、1万倍も難しいものです。

  • 時には銀シャリ、もあってよい
    ぼくも、どれだけエビデンスを積まれてもおすしは絶対に銀シャリです。でも、カレーやチャーハンだったら、玄米にします。麦ご飯もいいですよ。
    数ある食べ物の中でおもな生活習慣病のほぼすべてに予防効果を示すのは全粒穀物以外にありません。欧米諸国の食事ガイドは全粒穀物の摂取を強く進めています。ところが、日本の行政が示す食事ガイドには取り入れられていないのです。白米好きの国民性で「知らんぷり」するのでなく、一人ひとりが自分の頭で考えてほしいですね。


【玄米と白米の違い】
玄米を精白して白米にすると、脂質やビタミン類、鉄やマグネシウムなどのミネラル、食物繊維などの栄養素が多く取りのぞかれる。一方で、発がん性が認められている無機ヒ素については、玄米は白米の2倍程度を含んでいる。国際的な食品規格基準を決めるコーデックス委員会は、玄米1kg中の無機ヒ素の国際基準値を350µg/日と定めている。
なぜ米に無機ヒ素が多いのか:小麦や大豆と比較して米は無機ヒ素を10~20倍多く含む。米は水田で栽培されるため、水を張ることで土に含まれるヒ素が米に吸収されやすくなる。水管理を工夫することで米に含まれるヒ素の量を減らす研究が行われている。


【参考】
健康のためには白米を玄米に変えるべき?(成田崇信  Yahoo個人 2019/1/17)
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8.関連エントリー、メモ

【関連エントリー】
『炭水化物』は、糖類、糖質、食物繊維。おまけで人工甘味料、お酒のカロリー
【基礎03】抗体とは~免疫の飛び道具
(メモ)松永和紀氏による佐々木敏・東京大学大学院医学系研究科教授へのインタビュー記事

【メモ】
食物繊維の必要性と健康(e-ヘルスネット 厚労省)
●PDF4.経腸栄養に用いられる製剤および食品 4.3食物繊維(斎藤恵子 2020/4/1)
便秘対策、食物繊維不足の「手っ取り早い解消法」とは?(佐藤達夫 WEDGE Infinity 2019/4/3)

[ 2020/10/12(月) ] カテゴリ: 生理学・栄養学の基礎 | CM(0)
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