腸内に潜む「隠れた臓器」…「腸」と「脳」をつなぐマイクロバイオータが「体」と「心」に及ぼす驚きの影響
「お腹の調子が悪くて気分が落ち込む」という経験がある人は多いのではないだろうか。これは「脳腸相関」と呼ばれるメカニズムによるものだ。腸と脳は情報のやりとりをしてお互いの機能を調整するしくみがあり、いま世界中の研究者が注目する研究対象となっている。
腸内環境が乱れると不眠、うつ、発達障害、認知症、糖尿病、肥満、高血圧、免疫疾患や感染症の重症化……と、全身のあらゆる不調に関わることがわかってきているという。いったいなぜか？ 脳腸相関の最新研究を解説した『「腸と脳」の科学』から、その一部を紹介していこう。
＊本記事は、『「腸と脳」の科学』（講談社ブルーバックス）を抜粋、編集したものです。
体内には40兆個の腸内細菌が棲んでいる
「○○菌の摂取により腸内環境の改善効果が期待できる」「ストレスによって腸内細菌叢(そう)（腸内フローラ）のバランスが変化する」ということを耳にすることがあります。この腸内細菌叢は、脳腸相関と深い関係があるのですが、体内でどのようなはたらきをしているのでしょうか？
腸内フローラと脳腸相関との関係を見ていきたいと思います。
「脳腸相関」とは、腸と脳が相互に情報をやり取りしながら、お互いに影響を及ぼし合っているという概念です。
簡単におさらいすると、ストレスを感じるとお腹が痛くなり、下痢や便秘などの便通異常が起こります。これは、自律神経を介して脳から腸へストレスの情報が伝達されるためです。このような脳から腸への情報伝達系のことを「脳腸軸」と呼びます。
一方で、空腹や満腹といった情報が腸から脳に伝達されることで、行動や食欲も変化します。このような腸から脳への情報伝達系も存在し、この情報伝達系を「腸脳軸」と呼びます。つまり、脳腸相関には、「脳→腸」と「腸→脳」の両方の情報伝達系が存在するのです。
脳から腸への情報伝達は、視床下部の神経内分泌細胞が分泌するホルモンや遠心性神経が関与します。一方で、腸から脳への情報伝達は、求心性迷走神経（内臓感覚神経）や消化管に存在する腸内分泌細胞が分泌する消化管ホルモンが関与します。
これに加え、近年になって、脳腸相関に新たな役者が登場しました。それは、腸内に存在する細菌、ウイルス、真菌です。
このような微生物の集団は、あたかも色々な種類の植物が群生しているように見えることから、「フローラ（細菌叢）」といい、腸内に棲みつく微生物の集団は一般的に「腸内フローラ」と呼ばれます。専門家の間では、この腸内フローラのことを腸内常在微生物叢（腸内マイクロバイオータ）と呼びます。以降、本書では「腸内マイクロバイオータ」とします。
なおヒトの大腸には、５００〜１０００種類、約40兆個もの腸内マイクロバイオータが存在すると考えられています(※参考文献2-1)。私たちの体の細胞数は約37兆個ともいわれていますので(※参考文献2-2)、ほぼ同じだけの数の腸内マイクロバイオータが消化管の中には存在しているのです。
腸内マイクロバイオータがもつ「驚異の能力」
私たちは毎日食べ物を摂取しますが、摂取したものをすべて消化し、吸収できるわけではありません。例えば、野菜に含まれている食物繊維は、消化・吸収できません。
一方で、腸内マイクロバイオータは、私たち自身が消化・吸収できないさまざまな物質を分解できます。これは、腸内マイクロバイオータが持つさまざまな遺伝子のはたらきを調べることで明らかになりました(※参考文献2-3)。
腸内に棲んでいるさまざまな腸内マイクロバイオータの遺伝子の数を合計すると、約２０００万個もあると見積もられています。私たちヒトの細胞の中に保存されている遺伝子の数は、約２万２０００個ですので、腸内マイクロバイオータがいかに多くの遺伝子を保有しているのかがわかるかと思います。
腸内マイクロバイオータは、私たちヒトが消化できない食べ物に含まれる食物繊維や油脂などを分解し、短鎖脂肪酸などを産生します。肉の脂やバター、オリーブオイルや大豆油などを合わせて油脂と呼びますが、これら油脂の主成分は、グリセリンに脂肪酸と呼ばれる炭素原子が鎖状に多数つながったものです。この炭素数が６個以下のものを短鎖脂肪酸と呼び、酢酸、プロピオン酸、酪酸などがあります。
腸内マイクロバイオータの中には、ビタミンＢ類やビタミンＫなどを産生するものが存在します。
例えば、私たちが普段食している納豆に含まれる納豆菌は、ビタミンＫを産生します。この納豆菌と同じはたらきをするマイクロバイオータが腸内に存在します。また、神経伝達物質であるセロトニンは、腸内マイクロバイオータがＬ−トリプトファンから産生する代謝物や、腸の粘膜細胞が産生する５−ヒドロキシトリプトファンを原料として産生されます。乳酸菌やビフィズス菌の中には、γ−アミノ酪酸（ＧＡＢＡ）を産生するものも存在します。
ちなみに、私たちは、腸内マイクロバイオータが産生した短鎖脂肪酸を体内のエネルギー源として利用し、ビタミンＫは血液を凝固させるために利用しています。セロトニンやＧＡＢＡといった神経伝達物質は、腸管神経系の活動を調節するために用いられています。
このように腸内マイクロバイオータは、私たちヒト自身が体内で産生できない物質を作り出せるので、「隠れた臓器」とも呼ばれています。
※参考文献
2-1 Sender R et al., Cell 164, 337-340, 2016.
2-2 Bianconi E et al., Annals of Human Biology 40, 463-471, 2013.
2-3 Tierney BT et al., Cell Host & Microbe 26, 283-295, 2019.
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