2023/06/28

腸内細菌 - Wikipedia Gut 일어 microbiota

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장내 세균

출처 : 무료 백과 사전 "Wikipedia (Wikipedia)"

장내 세균 (조금의 사이킨)이란, 인간 이나 동물 의 장의 내부에 서식하고 있는 세균을 말한다. 인간에서는 종류는 500~1000 [1] [2] 모두 약 3만 [3] 이라고도 한다. 개수에 대해서도 대장 40조· 소장 1조 [1] , 100조 [4] [2] , 1000조 [3] 과 제설이 있다. 총중량은 1.5kg-2kg로 추정된다 [3] .

이들 박테리아는 전체적으로 장내 박테리아 총 (장내 플로라, 심비오시스)로 총칭된다 [1] [2] . 각 세균은 상호 및 숙주 인 인간과의 대사물의 교환 등을 통해 복잡한 생태계를 갖고, 인간의 생리나 질병의 발생에 깊이 관여하고 있다 [1] . 이 때문에, 장내에 있는 각 세균이 인간의 건강에 유해한가 어떤가를 기준으로 「선옥균」 「악옥균」이라고 그 이외[2](이른바 「히와미균」)로 불리기도 한다 . 장내 세균총은 개인차가 있는 것 외에, 국제적인 비교 연구에 의해 식생활이나 거주국에 의한 차이도 큰 것이 밝혀지고 있다[2][ 5 ] .

개요 [ 편집 ]

인간을 비롯한 포유동물 은 어머니의 태내 에 있는 동안은 기본적으로 다른 미생물 이 존재하지 않는 무균 상태에 있지만 출산 후 외부 환경에 있는 미생물과 접촉하여 일부는 상재 균 로 정착한다 [1] . 생후 3-4시간 후에는, 어떤 것은 식이를 통해, 어떤 것은 어머니 등의 근친자와의 접촉으로, 어떤 것은 출산시에 산도로 감염하는 것에 의해, 다양한 경로로 미생물 이 감염 해 , 그 미생물의 일부는 체표면, 구강 내, 장 을 포함한 소화 관내 , 비강 내, 비뇨 생식기계 등으로, 각각의 부위에 있어서의 상재성의 미생물이 된다. 일부 원생동물 이나 고세균을 제외하고, 그 대부분은 진정세균 이며, 일반적으로 상재세균 이라고 총칭되는 경우가 많다. 이 중 소화관의 하부에 해당하는 장관 내의 상재 세균이 장내 세균 이다. 장의 내면을 넓히면 테니스 코트 1면분에도 상당하면서 꽃밭처럼 세균류가 서식하고 있기 때문에 「장내 플로라」라고도 불린다. 플로라는 "꽃밭 "을 의미한다 [3] [ 신뢰성 요 검증 ] . 1960년경까지는 장내에는 대장균 밖에 인식되지 않았지만, 오늘은 이러한 생각이 일반화되었다.

장내 환경은 혐기성이며 , 장내 세균의 99% 이상이 혐기성 생물인 편성 혐기성균에 속하고 있다. 이러한 장내 박테리아의 대사 반응은 환원 반응이 주체이며 다양한 분해 반응이 특징이다 [6] . 혐기 호흡 의 종류에는, 혐기적 해당, 질산염 호흡, 황산염 호흡, 탄산염 호흡 등이 있어, 기질을 환원함으로써 대사에 필요한 전자를 얻고 있어, 예를 들면, 질산염 으로부터 아질산염 을 , 황산염 으로부터 황화수소를 탄산 으로부터 메탄 을 생성하는 예가 있다.

장내의 세균총을 구성하는 장내 세균은, 서로 공생하고 있을 뿐만 아니라, 숙주인 인간이나 동물과도 공생 관계에 있다. 숙주가 섭취한 식이에 포함된 영양분을 주된 영양원으로 발효함으로써 증식 하고, 동시에 다양한 대사물을 생산한다. 장내 세균이 발효에 의해 만들어낸 가스나 악취 성분이 방귀 의 일부가 된다. 장내 세균은 초식 동물 이나 인간과 같은 잡식 동물 에서 식이 섬유를 구성하는 난 분해성 다당류를 단쇄 지방산 으로 전환하여 숙주에 에너지 원을 공급하거나 외부에서 침입 한 병원 세균이 장 내에서 증식하는 것을 방지하는 감염 방어의 역할을 하는 등 숙주의 항상성 유지에 도움이 된다 . 그러나 장관 이외의 장소에 감염된 경우나 항생제 의 사용에 의해 장내 세균총의 밸런스가 무너진 경우에는 질병의 원인이 된다. 또, 후술하는 바와 같은 생리 작용이 있기 때문에, 장내 세균간의 밸런스를 무너뜨리면 인간의 뇌를 비롯해, 심장, 관절 등 일견장과는 관계가 없는 것처럼 보이는 모든 부위의 병 으로 발전 할 수 있습니다 성을 가지고 있으며 수명 에도 큰 영향을 미친다 [3] .

대변 ​​중 약 절반이 장내 박테리아 또는 그 시체라고 알려져 있습니다. 숙주인 인간이나 동물이 섭취한 영양분의 일부를 이용하여 활동하고, 다른 종류의 장내 세균과의 사이에 수의 밸런스를 유지하면서, 일종의 생태계(장내 세균총 , 장내 상재 미생물총, 장내 플로라)를 형성하고 있다. 장내 세균류가 「줄줄기」를 주장하고, 침입해 온 새로운 균에 대해서는 장내 플로라를 형성하고 있는 세균류가 공격을 가한다. 이 때문에 병원균 등은 통상 구축되어 병 이나 노화로부터 지키는 역할을 하고 있다 [3] . 장내 세균의 종류와 수는, 동물종이나 개체차, 소화관의 부위, 연령, 식사의 내용이나 컨디션에 의해 차이가 보이지만, 그 대부분은 편성 혐기성 균 이며 장구균 등 배양 가능 한 종류는 전체의 일부이며, VNC 의 종류도 다수 존재한다. 덧붙여 그 명칭으로부터 장내 세균의 대표와 같이 생각되고 있는 대장균 은 전체의 0.1%에도 못 미친다.

인간 장내 박테리아의 수 [ 편집 ]

메타게놈 해석 등 분석 기술의 진보에 따라 [1] 장내에서의 서식이 판명된 균의 종류는 증가하는 경향이 있지만, 장내 세균은 다수의 잡다한 균종으로 구성되어 한 사람의 장 안에는 100종에서 3000종의 세균이 100조개에서 1000조개의 장내 세균이 길이 약 10m의 장내에 서식하고 있어 중량으로 하면 약 1.5-2kg에 상당한다. 일반적으로 인간의 세포수는 60-70조개 정도로 알려져 있으며, 세포의 수에서는 그 16배에 필적할 만한 장내 세균이 존재하게 된다[3 ] . 단, 세균의 세포는 인간의 세포에 비해 훨씬 작기 때문에 개체 전체에 차지하는 중량비가 숙주를 웃도는 것은 없다. 장관 내용물을 보면 내용물 1g에 100억개에서 1,000억개(10 10 -10 11 개)의 장내 세균이 존재하고 있으며, 대변의 약 절반은 장내 세균이거나 그 시체에 의해 구성된다.

인간의 장내 세균총의 구성 [ 편집 ]

인간 대장에서 자주 발견되는 박테리아 [7]
균발견률 (%)
박테로이데스 문 Bacteroides fragilis100
박테로이데스 문 Bacteroides melaninogenicus100
박테로이데스 문 Bacteroides oralis100
필믹테스 문 Enterococcus faecalis100
프로테오박테리아 문 대장균100
프로테오박테리아 문 엔테로박터속 sp.40-80
프로테오박테리아 문 크렙시에라속 sp.40-80
방선균문 Bifidobacterium bifidum ( 비피더스균 )30-70
필믹테스 문 황색 포도상 구균30-50
필믹테스 문 락토 바실러스속 (유산균)20-60
필믹테스 문 웰시 균25-35
프로테오박테리아 문 Proteus mirabilis5-55
필믹테스 문 Clostridium tetani1-35
필믹테스 문 Clostridium septicum5-25
프로테오박테리아 문 녹농균3-11
프로테오박테리아 문 Salmonella enteritidis3-7
필믹테스 문 Faecalibacterium prausnitzii?공통(일반)
Filmictes 문 Peptostreptococcus sp.?공통(일반)
Filmictes 문 Peptococcus sp.?공통(일반)

인간과 동물의 장은 섭취한 식이를 분해하고 흡수하기 위한 기관이기 때문에, 생물이 생육하는데 필요한 영양분이 풍부한 환경이다. 이 때문에, 체표면이나 비뇨 생식기 등과 비교하여, 장내는 종류와 수의 양쪽으로, 가장 상재 세균이 많은 부위이다. 이 다양한 세균군은 소화관 내부에서 생존경쟁을 펼치고 서로 배제하거나 공생관계를 구축하면서 일정한 밸런스가 유지된 균형상태에 있는 생태계가 만들어진다. 이와 같이 하여 만들어진 생태계를 장내 세균총 이라고 한다. 또한, 이 계에는 세균뿐만 아니라 표피 상재균·환경 상재 균 으로서 존재하고 있는 광의 효모 등의 균류나, 세균에 감염하는 파지 등도 혼재하여 밸런스를 형성하고 있기 때문에 , 장 내상재 미생물총, 장내 플로라, 장내 마이크로플로라 등의 용어가 보다 엄밀하지만, 일반적으로는 이들 세균 이외의 미생물도 포함하여 장내 세균총이라고 불리는 경우가 많다.

인간이나 동물이 섭취한 식이는 입, 식도 , 위를 거쳐 십이지장 등의 소장 상부에 도달하고, 그 후 숙주에 영양분을 흡수되면서 대장, 직장으로 송출된다. 따라서 소화관의 위치에 따라 내용물에 포함 된 영양분에는 차이가 있습니다. 또한 소화관으로 보내지는 산소 농도가 원래 높지 않은 것 외에도 장관 상부에 서식하는 장내 세균이 호흡하여 산소를 소비하기 때문에 하부로 진행할수록 장관 내의 산소 농도는 저하 되어 대장 에 이르는 무렵에는 거의 완전히 혐기성의 환경이 된다. 이와 같이 동일한 숙주의 장내에서도 그 부위에 따라 영양이나 산소 환경이 다르기 때문에 장내 세균총을 구성하는 세균의 종류와 비율은 그 부위에 따라 다르다. 일반적으로 소장의 상부에서는 장내 세균의 수는 적고, 호흡과 발효를 모두 실시하는 통성 혐기성 균이 차지하는 비율이 높지만, 하부를 향함에 따라 세균수가 증가하고, 동시에 산소가 없는 환경에 특 화된 편성 혐기성균이 주류가 된다.

한편, 담즙산은 지질이나 지용성 비타민을 유화해 소화 흡수를 보조하지만 세균의 세포막을 용해하는 작용도 갖기 때문에 [ 8 ] 소장 내나 담관 에서 의 장내 세균총의 형성을 방해하고 있다. 매일 총 20-30g의 담즙산이 장내로 분비되고, 분비되는 담즙산의 약 95%가 회장에서 능동 수송되어 재흡수되어 재이용되며, 장관에서 간과 담낭으로 접합 담즙산 이 이동 하는 것을 장간 순환 이라고 부릅니다. 살균 작용이 있는 담즙산이 회장에서 거의 흡수되기 때문에, 장내 세균은 회장 이후의 대장을 주된 활동 장소로 하고 있다.

인간 배설물 균총의 나이에 따른 변화 : 배설물 1g에서 균의 조성을 나타냈다. 대변 ​​균총의 조성은 대장 하부의 장내 세균총의 조성을 반영한다. 「장내 세균과 외」에 포함되는 것의 일부를 제외하고, 그 대부분이 편성 혐기성균 이다. 대장균은 장내 세균과에 포함되며, 그 균수는 대변 1g 당 100만개 전후.

위장관 부위의 차이로 인한 인간 장내 박테리아의 수 (내용물 1g 당)는 대략 다음과 같습니다. 또한, 균수는 영양분, 산소 농도, 위산에 대한 내성, 담즙산에 대한 내성, 장의 면역 시스템에 의해 배제되지 않는 것, 장벽에의 부착력,의 요소가 생각된다 [9 ] . 대변으로 배출되는 균의 조성은 대장과 유사합니다.

  • 소장 상부: 내용물 1g당 약 1만(10 4 )개. 유산균 ( Lactobacillus 속), 렌사구균 ( Streptococcus 속), Veionella 속, 효모 [10] 등. 호기성, 통성 혐기성의 것도 많다.
  • 소장 하부: 1g 당 10만-1,000만(10 5 -10 7 )개. 소장 상부의 세균에 대장 유래의 편성 혐기성균이 혼재.
  • 대장: 1g 당 100억-1,000억(10 10 -10 11 )개. 대부분 박테로이데스속 ( Bacteroides ), 유박테리움 (Eubacterium) , 비피더스균 ( Bifidobacterium ), 클로스트리듐속 ( Clostridium ) 등의 편성혐기성균. 소장 상부 유래의 균은 10 5 -10 7 개 정도.
일반 성인의 장내 세균 구성의 예 [11]
박테로이데스50%
비피더스균15%
혐기성 구균15%
유우박테리움10%
크로스트리듐10%

이들 장내 세균의 조성에는 개인차가 크고, 인간은 각각 자신만의 세균총을 가지고 있다고 한다. 단, 그 조성은 불변이 아니고, 식이 내용이나 노화 등, 숙주인 인간의 다양한 변화에 의해 세균총의 조성도 또한 변화한다.

예를 들어 모유 로 자란 유아와 인공 우유로 자란 유아에서는 전자에서는 비피더스균 등의 Bifidobacterium속의 세균이 최우세로 다른 균이 지극히 적게 되어 있는 것에 비해 후자에서는 비피더스균 이외의 균도 많이 볼 수 있게 된다. 이것이 인공 영양아가 모유 영양아에 비해 세균 감염이나 소화 불량을 일으키기 쉬운 이유 중 하나라고 생각된다.

신생아에서는 락토바실러스속이 가장 많아진다. 유아의 장내 세균의 우점종은 락토바실러스속 과 필믹테스 문의 근연종이 된다. 생후 1개월이 지나면 태변이라는 검은 점질편이 나오고, 생후 3개월간은 필믹테스 문이 우세해진다 [12] .

유아가 성장하여 이유식을 취하게 되면, 박테로이데스속 ( Bacteroides ) 이나 유박테리움속 ( Eubacterium ) 등 성인에게도 나타나는 혐기성의 장내 세균군이 증가하고, 비피더스균 등은 감소한다.

야채를 포함한 식사를 취하게 되면 박테로이데스속이 전체의 30% 정도를 차지하게 된다 [12] .

나이가 들수록 노인이 되면 비피도박테 리움 속 ( Bifidobacterium )의 수는 점점 감소하고, 대신에 락토 바실러스 속 ( Lactobacillus )이나 장내세균 과의 세균, 웰시균 ( Clostridium perfringens ) 등이 증가한다 .

일본인을 포함한 12개국의 인간의 장내 세균 26종의 구성을 조사한 바, 일본인에게는 다른 국민에 비해 방선균문 비피더스균(Bifidobacterium), 필믹테스문 크로스트 리듐 밧줄 브라우 티아 ( Blautia ) , 방선균문 Collinsella , 필믹테스 문 바실러스 땀똥 구균 ( Streptococcus ), 미분류의 클로스트리듐 줄기의 균(Unclassified Clostridiales )이 가장 많이 존재하고 있었다. 또한 일본인의 장내 세균은 탄수화물 이나 해조류 의 식이섬유 의 대사능력이 높고, 생산되는 수소 를 메탄 생산보다 아세트산 생산에 이용하는 경향이 강했다 [13] [5] .

인체에서 장내 세균의 작용 [ 편집 ]

인간의 경우 장내 세균에는 주로 5 가지 기능이 있습니다 [3] .

선옥균과 악옥균 [ 편집 ]

장내 환경을 알기 쉽게 설명하는 예로서 「선옥균」 과 「악옥균」 으로 분류되는 경우가 있다. 「선옥균」은 숙주의 건강 유지에 공헌하고, 「악옥균」은 해를 끼친다고 한다.

이 생각은 19세기 말에 일리야 메티니코프가 발표한 '자가중독설'에 끝을 내고 있다. 소장내에서 독성을 발휘하는 화합물이 생산된 것이 발견되어, 그것이 장으로부터 체내로 흡수되는 것이 다양한 질환이나 노화의 원인이라고 생각 했다 . 장내 부패는 수명을 단축한다는 가설을 세우고 장내 부패를 예방하면 노화를 방지할 수 있다고 생각했다. 유럽 ​​각지를 유설 중에 장수국이었던 불가리아에서 요구르트가 섭식 되고 있는 것을 발견하고, 거기로부터 분리한 「선옥균」인 유산균(불가리아균)을 섭취함으로써, 장내의 부패 물질이 감소하는 것을 확인하였다.

그 후의 연구에 의해, 장내 세균과 숙주인 인간의 공생 관계가 서서히 밝혀지고, 또 장내 세균총의 밸런스의 변화가 감염증이나 설사증 등의 원인이 될 수 있는 것이 밝혀 졌다 그래서 장내 세균총의 균형을 변화시킴으로써 인간의 건강 개선으로 이어진다는 생각이 다시 지지되게 되었다. 그리고 암 , 심장병 , 알레르기 , 치매 와 같은 질병과의 관련성도 높다고 지적되고 있다 [14] .

장내 세균의 전체의 20%를 차지하고 있는 선옥균이라고 불리는 것에는 비피더스균으로 대표되는 비피도박테리움속(Bifidobacterium)이나, 유산 간균 이라고 불리는 락토 바실러스 속 ( Lactobacillus ) 의 세균 등 젖산 이나 부티르산 등 유기산을 만드는 것이 많다.

장내 세균의 전체의 10%를 차지하고 있는 악옥균에는 웰슈균으로 대표되는 클로스트리듐속(Clostridium)이나 대장균(병원성) 등, 악취의 근원이 되는 이른바 부패 물질 을 생산 하는 것을 가리킨다 종종. 악옥균은 2차 담즙산 이나 니트로소아민 과 같은 발암성이 있는 물질을 만든다. 위막성 대장염 의 원인이 되는 클로스트리듐속 디피실 이나 병원성을 나타내는 박테로이데스속 플라길리스 등도 들 수 있다 [15] . 악옥균은 유기산이 많은 환경에서는 생육하기 어려운 것도 많다.

선옥균이나 악옥균에 반드시 분류되지 않고, 다른 균의 영향을 받아 작용이 변화하는 것을 히화미균이라고 부르며 나머지 70%를 차지한다. 그러나 그 대부분은 미지의 부분이 많다. 히와미균은 전체의 7할을 차지하고, 프로테오박테리아 문장내 세균과 대장균(비병원성), 전체의 4할을 차지하는 박테로이데스 문 박테로이데스속 ( 비병원성), 필미크테스 문의 유박 테 리움속 , 루미노코커스 속 , 클로스트리듐속 (비병원성) 등을 들 수 있다 [15] .

톡호에 인가된 식품에는 연구에 의해 혈압 이나 혈청 콜레스테롤의 저하가 확인된 제품이 있다. 화분증 등의 알레르기 증상이 경감된다는 연구 보고도 있다 [16] . 암 의 예방 효과를 구한 건강 식품 까지 볼 수 있다(약기법 위반). 정장과 관련된 암이나 알레르기 등 다양한 질환을 억제하는 작용에 대한 연구가 진행되고 있다 [17] . 그 밖에 살아 있는 채로 장내에 도달 가능한 유산균( 프로바이오틱스 )이나, 장내의 선옥균이 영양원에 이용할 수 있지만 악옥균은 이용할 수 없는 물질(올리고당 등, 프리바이오틱스) 을 , 제 제나 기능성 식품으로서 이용하는 것이 고안되어, 많은 제품이 개발·실용화되고 있다.

선옥균은 인지능력 향상 등의 건강효과를 기대할 수 있다 .

선옥균 [ 편집 ]

악옥균 [ 편집 ]

히와미 균 [ 편집 ]

프로바이오틱과 프리바이오틱 [ 편집 ]

바람직한 장내 세균총 (선옥균 우위의 장내 환경)을 유도하는 수단으로서 선옥균을 직접 섭취하는 방법(프로바이오틱스)과, 선옥균의 증식을 촉진하는 식재료를 섭취하는 방법(프리 바이오 틱스 ) )가 있다.

숙주와의 관계 [ 편집 ]

숙주와의 공생 [ 편집 ]

모유 영양으로 인한 유아 사망률 감소 [ 편집 ]

사망한 유아(신생아 제외)를 대상으로 한 도쿄도 의 조사 결과(1957년)에 의하면, 모유 영양 , 혼합 영양, 인공 영양의 각 영양법에 의한 사망률비는, 성숙아에 대해서는, 거의 1 :2:3, 미숙아에 대해서는, 거의 1:2:4의 값을 나타내고 있었다 [19] . 특히 비피더스균은 모유영양의 대변 에 많이 존재한다. 정상적인 모유 영양아의 플로라는 비피더스균이 매우 우세하다. 장내의 비피더스균을 왕성하게 하기 위해 모유에 많이 포함되는 유당 이나 올리고당 등이 유효하다 [19] . 비피더스균 은 유당 이나 올리고당 등을 분해하여 젖산이나 아세트산을 생산 하여 장내의 pH 를 현저하게 저하시켜 [20] , 선옥균으로서 장내의 환경을 정돈하는 것 외에 화분증 등 알레르기 증상의 완화 에도 공헌하고 있는 것을 알았다 [21] . 영유아에게 많은 로타 바이러스 에 의한 감염성 장염의 억제를 할 가능성이 보고되어 있다 [22] . 락토페린 은 모유 _눈물 , 땀 , 타액 등 의 외분비액 중에 포함되는 철 결합성 당 단백질 이다. 락토페린은 강력한 항균 활성을 갖는 것으로 알려져 있다. 그람 양성 · 그람 음성 에 관계없이 많은 세균은, 성장에 철이 필요하다. 트랜스페린 과 마찬가지로 락토페린은 철분을 빼앗아 박테리아의 증식을 억제한다 [23] [24] [25] . 모유 중에서도 특히 출산 후 며칠 동안 분비되는 초유 에는 락토페린이 많이 포함되어 있다. 수유 에 의해 면역글로불린 이나 락토퍼옥시다아제 등과 함께 모체로부터 락토페린이 신생아 에 도입된다. 락토페린은 이들 요인과 공동으로 면역계가 미숙한 신생아 를 외적으로부터 방어하고 있다고 생각된다. 유산균이나 비피더스균 등의 장내 세균은, 생육의 철 요구성이 낮고, 락토페린은 항균 활성을 나타내지 않거나, 오히려 증식을 촉진한다[24][ 25 ] .

단쇄 지방산 합성 [ 편집 ]

인간의 소화관은 자력으로는 전분 이나 글리코겐 이외의 식이섬유 인 많은 다당류를 소화할 수 없지만, 대장내의 장내 세균이 혐기 발효함으로써, 일부 가 아세트산 , 부티르산이나 프로피온산 과 같은 단쇄 지방산 으로 변환되어 에너지원으로 흡수된다. 건강한 사람에서는 이들 3종류가 단쇄 지방산의 97%를 차지하고, 궤양성 대장염 이환 환자에서는 이환 부위가 퍼질 때마다 단쇄 지방산 중 젖산이 차지하는 비율 이 커진다 . 건강한 사람의 경우, 대장에서 젖산이 생성되면 장내 세균에 의해 신속하게 아세트산, 부티르산, 프로피온산, 탄산 가스, 수소, 메탄 등으로 대사된다 [26 ] . 식이섬유의 대부분이 셀룰로오스이며, 인간의 셀룰로오스 이용 능력은 의외로 높고, 분말로 한 셀룰로오스라면 장내 세균을 통해 거의 100% 분해 이용된다고도 알려져 있다. 전분은 약 4kcal / g의 에너지를 생산하지만 식이 섬유는 장내 박테리아에 의한 발효 분해에 의해 에너지를 생산하며 그 값은 일정하지 않지만 유효 에너지는 0-2kcal / g로 간주됩니다. . 또한 식이섬유의 바람직한 섭취량은 성인 남성에서 19g/일 이상, 성인 여성에서 17g/일 이상이다 [27]. 식이섬유는 대장내에서 장내 세균에 의해 인간이 흡수할 수 있는 분해물로 전환되기 때문에, 식후 장시간을 거쳐 체내에 에너지로서 흡수되는 특징을 가지고, 에너지 흡수의 평준화에 기여하고 있다.

소장에서는 영양소를 흡수해도 소장 조직의 대사에 유용하지 않고 즉시 문맥에 의해 운반되고, 소장 자체의 조직은 동맥혈에 의해 공급되는 영양소에 의해 양육된다. 그러나, 대장 조직의 대사에는 이 발효로 생성되어 흡수된 단쇄 지방산이 주요 에너지원으로서 직접 이용되고, 또한 잉여부분이 전신 조직의 에너지원으로서 이용된다.

말 등의 초식동물에서는 이 대장에서 생성된 단쇄지방산이 주요 에너지원이 되고 있지만, 인간에서도 저칼로리로 식이섬유의 풍부한 식생활을 보내고 있는 경우에는 이 대장에서 의 발효 에서 생성된 단쇄 지방산이 중요한 에너지원이 되고 있다.

인간의 결장 , 특히 결장 후반의 점막 은 부티르산을 생산하는 장내 세균이 만드는 부티르산을 주된 에너지원으로 이용하고 있다 [26] . 대장에서 생산 된 부티르산은 결장 세포에 우선적으로 에너지 원으로 사용됩니다 [28] . 부티르산은 대장 영양 에너지의 70-90%를 차지한다 [29] .

부티르산을 생성하는 대표적인 부티르산균 인 클로스트리듐 부틸리컴 은 편성 혐기성 모포 형성 그람 양성 간균 이다. 클로스트리듐속의 타입 종이 기도 하다. 아포의 형태로 환경에 널리 존재하지만, 특히 동물의 위장관 내 상재균으로 알려져 있습니다. 일본에서는 궁입균 이라고 불리는 균주가 부티르산균의 유용균주로서 유명하고, 아포를 제제화하여 정장제로서 이용되고 있다 [30] [31] . 클로스트리듐 속의 일부 균은 부티르산균으로 알려져 있으며, 절임 의 부티르산 냄새를 일으킨다 [32] .

부티르산은 장관 성장 인자로 작용하며 항 염증 효과를 가지며 상해 장관 수복에도 관여합니다 [33] . 장내 세균이 생산한 부티르산이, 히스톤 의 아세틸화를 촉진하고, p21 유전자를 자극해, 세포 사이클을 G1기로 두는 단백질인 p21이 대장암을 G1기에 두어 대장암 을 억제 하는 것 가 지적되고 있다 [34] [35] . 부티르산 생성능이 높은 Butyrivibrio fibrisolvens를 마우스에 투여한 바, 부티르산 생성량이 증가하고, 발암 물질로 유발한 대장전암 병변의 형성이 억제되어 대장암을 예방, 억제할 가능성이 지적되고 있다 [36] . 대장암 환자의 대변을 건강한 사람과 비교하면 유기산 농도가 낮고, 특히 n-부티르산의 농도가 특히 낮은 값인 것으로 보고되어 있다[37 ] .

비타민 합성 [ 편집 ]

비타민 K 는 음식으로부터의 섭취와 함께 여러 종류에 속하는 여러 장내 세균에 의해서도 공급된다. 비타민 K는 혈액응고작용(지혈)에도 관계하고, 이것이 부족하면 각종 내출혈과 같은 결핍증이 발생한다. 인간 성인에서는 보통 장내 세균에 의한 공급만으로도 충분한 필요량을 충분하지만, 갓 태어난 인간 신생아에서는 아직 충분히 장내 세균총이 형성되어 있지 않기 때문에 이것을 충분히 생산할 수 있습니다 . 없는 것으로부터, 장내 출혈( 혈변 ) 등의 이상이 발생하기 쉽다. 이에 더해 태아 나 신생아에서는 출산 시 뼈 를 부드럽게 하기 위해 P450 에 의해 뼈의 칼슘 정착에도 관련된 비타민 K를 체내에서 분해하고 있다는 설도 있다 [38] . 또한 성인에서도 항생제의 투여로 장내 세균총이 손상되었을 때에도 마찬가지로 결핍이 발생할 수 있습니다.

비오틴 (비타민 B7)의 하루의 기준량은 성인으로 45㎍. 장내 세균총에 의해 공급되기 때문에 통상의 식생활에서는 결핍증이 발생하지 않는다 [39] . 피리독신 ( 비타민 B6 )도 장내 박테리아에 의해 공급됩니다 [40] .

식이 섬유를 많이 섭취하면 장내 세균에 의한 비타민 B1 의 합성이 활발해진다 [41] .

생체 내에서, 니아신 (비타민 B3)은 트립토판 으로부터 생합성된다. 인간의 경우, 장내 세균은 트립토판으로부터 니아신 합성을 수행한다.

프로피온산 생산균은 비타민 B12 를 생산하는 주요균이다 [42] . 비타민 B12 는 특정 진정 세균 및 고세균 에 의한 원핵 생물 에 의해서만 자연적으로 생산되고 다세포 또는 단세포 진핵 생물에 의해 생산되지 않았다 [ 43] [44] . 인간 과 다른 동물의 일부 장내 박테리아에 의해 합성되지만 비타민 B12가 흡수되는 소장에서 더 원위 대장에서 비타민 B12가 생산되기 때문에 인간은 대장 으로 만들어 졌습니다 . 비타민 B12 를 흡수 할 수 없지만 [45] , 소 와 양과 같은 반추 동물 은 공생 세균이 위에서 증식하여 생산 된 비타민 B12를 장내에서 흡수 한다 [ 45 ] .

장내 세균은 판토텐산 (비타민 B5), 엽산 (비타민 B9), 리보플라빈, 니아신 (비타민 B3), 비오틴 (비타민 B7), 비타민 B6, 비타민 B12, 비타민 K도 생성한다 [46 ] . 또한 효모 는 비타민 B1을 합성 할 수 있습니다 [47] .

비피더스 균은 비타민 B1, 비타민 B2, 비타민 K, 기타 비타민 B 군을 생성한다 [19] . 비피더스균( B. infantis , B. breve , B. bifidum , B. longum 및 B. adolescentis 의 전부)으로 균체 내에 비타민 B1, B2, B6, B12, C, 니코틴산(B3), 엽산(B9) 및 비오틴 (B7)을 축적하고, 균체 외에는 비타민 B6, B12 및 엽산을 생산했다. 인간 (성인)의 장내 평균량의 비피더스균의 추정 비타민 생산량은 비타민 B2, B6, B12, C 및 엽산에서 소요량의 14-38%를 차지하고 무시할 수 없는 비율로 생각된다[48 ] .

유산균도 비타민 C를 미량으로 생성한다. 야채나 과일을 많이 섭취할 수 없는 유목민 은 젖산 발효된 말유주 를 하루 최소 1-3리터 정도 마시고 있다 [49] [50] . 말유주에는 비타민 C가 100ml당 8-11mg 포함되어 있다 [51] .

헴의 분해물인 빌리루빈의 대사 [ 편집 ]

간에서 글루쿠론산 전이 효소 에 의해 헴 의 분해물인 빌리루빈 은 글루쿠론산 접합을 받아 물에 녹는다. 접합 빌리루빈은 대부분 담즙 의 일부가되어 십이지장 으로 분비됩니다. 접합 된 ​​빌리루빈의 일부는 대장에 도달하고 장내 박테리아의 작용에 의해 환원되어 우로 빌리노겐으로 대사되고 장에서 재 흡수되어 신장을 통해 소변으로 배설 됩니다 . 이 순환을 장간 우로 빌리 노겐 사이클이라고합니다. 우로 빌리 노겐은 항산화 작용을 가지며, DPPH 라디칼 제거 작용은 다른 항산화 물질 ( 비타민 E , 빌리루빈 및 β- 카로틴 )보다 높은 값을 나타낸다 [52] [53] . 재흡수된 우로빌리노겐이 체내에서 산화되면 황색의 우로빌린이 되어 소변 으로부터 배설된다. 장내에 남아 있는 우로빌리노겐은 추가로 환원되어 스텔코빌리노겐이 되고, 또 다른 부위가 산화되어 결국 스텔코빌린이 된다 . 이 스텔코비린은 대변의 갈색의 원래이다. 빌리루빈이 담즙으로 분비되지 않고 체내에 축적되면 황달이 발생합니다.

수소 가스의 생산과 항산화 작용 [ 편집 ]

난소화성인 식이섬유나 유당의 섭취 와 장내 세균에 의해 호기나 방귀에의 가스 의 생산과 배출이 높아진다. 생산되는 가스는 수소 와 메탄이 많지만 메탄은 개인차가 있고 메탄생산균을 가지고 있지 않으면 메탄은 생산되지 않는다. 방귀와 호기의 수소량의 상관은 0.44로 높다 [54] .

α글루코시다아제 저해제 인 당뇨병 치료약의 아카르보스를 복용 하면 탄수화물 의 흡수가 억제되어 대장의 장내 세균에 의해 수소 등이 생산되지만, 아카르보스의 복용이 심혈관 사고를 억제할 가능성이 있으며, 원인으로서 고혈당 의 억제에 더하여, 호기 중에 수소 가스의 증가가 인정되고, 이 증가한 수소의 항산화 작용에 의해 심혈관 사고를 억제하는 메카니즘이 상정되고 있다[55 ] .

수소에 의한 항산화 작용이 각종 연구에서 보고되고 있는 곳이며, 또한 장내 세균은 수소를 생산하고 있다. 콘카나발린 A를 이용하여 간염을 유도한 마우스 의 실험에서는 항생제를 사용하여 장내 세균에 의한 수소 발생을 억제한 마우스와 비교하여 통상의 장내 세균이 발생시킨 수소는 마우스 간 염증을 억제하는 것으로 인정되었다 [56] .

장내 환경 유지 [ 편집 ]

유산균 등의 장내 세균은 장내에서 담체 로서 증가함으로써 균체가 장관 노폐물을 흡착하여 배출시키고 있을 가능성이 있다 [50] . 건강한 인간의 장내에는 많은 종류의 미생물이 서식하고 있으며, 거의 모든 사람의 장내에서는 락토바실러스속이나 비피도박테리움속의 유산균이 검출된다. 인간 배설물 중 1g 당 균수는 비피더스균이 100억개, 비피더스균 이외의 유산균이 10-100만개라고 한다[57 ] . 이러한 유산균은 흔히 말하는 「장내의 선옥균」의 일종으로서 파악되는 경우가 많고, 장내 상재 세균총(장내 플로라)에 있어서, 이러한 세균의 비율을 늘리는 것이 건강 증진의 도움이 된다 라는 가설이 세워지고 있다. 다만, 그 유효성에 대해서는, 의의가 있다고 하는 실험 결과와 관련이 인정되지 않는다고 하는 결과가 각각 복수 얻어지고 있어 결론이 나오지 않는 것이 현상이다. 위의 " #선옥균과 악옥균 "도 참조.

꿀 중에는 모포 를 형성하고 활동을 휴지시킨 보툴리눔균 이 포함되어 있는 경우가 있다. 통상은 섭취해도 그대로 체외로 배출되지만, 유아가 가열하고 있지 않은 꿀을 섭취하면 체내에서 발아해 독소를 내, 중독 증상(유아 보툴리눔증)을 일으켜, 경우에 따라 사망하는 경우 가 있다 주의를 요한다. 장내 박테리아가 잘 발달 된 인간에서는 원시 꿀을 섭식해도 장내 박테리아가 모포에서 보툴리눔 균의 성장을 방해합니다 [58 ] .

" 꿀 # 유아 보툴리눔증 "참조

장내 세균인 일부 프로바이오틱스 균주가 과민성 장 증후군 이나 만성 변비 의 증상의 감소에 효과가 있다고 되어 있다. 증상의 감소를 일으킬 가능성이 가장 높은 장내 세균은, 이하와 같은 것이 내거져 있다.

혈청 요산 수치 감소에 기여 [ 편집 ]

통풍 및 고요 산혈증 참조

인간의 체내에서 하루에 생산되는 요산 은 약 700mg이며, 약 1⁄3 은 식사 유래이다 [62] . 요산 배설의 약 2⁄3 은 신장 을 거쳐 소변에 약 1⁄3 이 장관 에서 배설된다 [63] . 신장은 요산의 90 %를 재 흡수하고 약 10 %를 소변으로 배설한다 [64] . 장내의 푸린체는 장내 세균에 도입되어 DNA 합성에 이용되어 장관 내의 푸린체가 감소할 가능성이 지적되고 있다. 인간에게 락토바실러스 가세리 PA-3를 포함하는 요구르트를 연일 섭취시켰을 때 혈청 요산치의 저하가 인정되었다. 이것은 균체가 퓨린체를 흡수함으로써 인간의 체내로의 흡수 억제에 의한 것으로 추측되었다 [ 62] .

클로스트리듐 디피실 장염의 예방 가능성 [ 편집 ]

클로스트리듐 디피실 장염 은 항생제의 투여 등으로 정상적인 장내 세균총이 교란되어 균교대증이 생기기 때문에 발생한다고 생각되고 있다[65 ] . 정상 장내 세균총을 긁는 것은 C. difficile 에 증식의 기회를 주고 있을 것이다 [66] . 즉,이 질병은 항생제 관련 설사 ( 영어판 ) 중 하나입니다 [67] . C. difficile 장염의 발생은 항생제 인 뉴 퀴놀론 , 세팔로스포린 및 클린다 마이신 의 사용과 강하게 관련되어있다 [68] . 클로스트리듐 부틸리 컴의 효능은 고병원성 균의 증식과 길항함으로써 클로스트리듐 디피실 장염의 원인균인 고병원성 클로스트리듐 디피실의 증식을 방해하는 능력에 주로 있다 [69] .

자폐증 예방 가능성 [ 편집 ]

자폐증 아와 건강아의 장내 세균을 비교하면 클로스트리듐속의 세균이 평균 10배 정도 많은 상황이 보고되고 있다. 영유아시에 다종 다량의 항생제 를 투여하여 장내 세균의 조성이 파괴되어, 클로스트리듐속의 증식과 함께 자폐증에 이르는 예가 소개되고 있다. 어린 뇌에 데미지를 주는 클로스트리듐속의 신경독소가 원인이라고 지적하고 있다 [70] .

병원성 클로스트리듐속균은, ( Shaw 2010 )에 의해, 자폐증을 가지는 소아의 소변보다 본속이 만들어내는 물질 3-(3-히드록시페닐)-3-히드록시프로판산(약칭:HPHPA)이 고농도로 검출 된보고가 이루어지고 곰팡이 독의 향신경 작용이 주목되었다 [71] .

핀란드 의 조사에서 장내 플로라가 자폐증을 예방하는 효과가 있을 가능성이 시사되고 있다 [72] [73] .

면역 기능 [ 편집 ]

en:Gut flora#Immunity 를 참조하십시오.

알레르기 예방 [ 편집 ]

en:Gut flora#Preventing allergy를 참조하십시오.

철분 흡수 [ 편집 ]

철분 은 3가의 철 이온이 자연계에 존재하고, 그것이 2가의 철 이온으로 환원되고 나서 흡수된다고 생각되고 있다. 도쿄 공과대학 응용 생물학부 등의 그룹은 장내와 같은 환경 하에서 장내 세균인 대장균, 부티르산균, 유산균, 비피더스균의 모두가, 3가의 철 이온을 2가의 철 이온 에 환원하여 미생물의 증식을 촉진한 것으로부터, 장내 세균이 철분의 흡수에 공헌하고 있다고 보고했다 [74] .

장내 세균에 의한 질병 [ 편집 ]

리토콜산의 생산 [ 편집 ]

리토콜 산 (Lithocholic acid)은 지질 을 가용성으로 하여 흡수를 높이는 계면 활성제 의 역할을 하는 담즙산 의 일종이다. 결장 내에서 미생물의 활동에 의해 1차 담즙산 인 케노데옥시콜산 으로부터 2차 담즙산 으로서 생합성된다. 이 반응은 일부 장내 세균이 갖는 담즙산-7α-데하이드록실라제 에 의해 리토콜산이 생성된다. 장내 세균의 총균수의 1 - 10% 정도의 많은 균주가 낮은 담즙산-7α-데히드록실라제 생산능을 갖는 것이 확인되어 [75] [ 신뢰성 요 검증 ] . 리토콜산은 사람이나 실험 동물에게 발암을 일으키는 것으로 알려져 있다 [76] . 발암성을 가지는 리토콜산 등의 2차 담즙산을 만들어내는 장내 세균은 모두 크로스트리듐속에 속하는 것으로 신덴스균, 하이레몬아에균, 히라노니스균 등 6종류가 우선 발견되고 있다 [ 77 ] .

질산태 질소에서 아질산으로의 환원 [ 편집 ]

질산태 질소를 포함하는 비료가 대량으로 시비된 결과, 지하수가 질산태 질소에 오염되거나, 잎 야채 중에 대량의 질산태 질소가 잔류하거나 하는 일이 일어나고 있다. 인간을 포함한 동물이 질산태질소를 대량으로 섭취하면, 장내 세균에 의해 아질산태질소로 환원되어, 이것이 체내에 흡수되어 혈액 중의 헤모글로빈과 결합하여 메토헤모글로빈을 생성 하여 메토 헤모글로빈 혈증 등의 산소 결핍증을 일으킬 가능성이 있는 데다, 2급 아민 과 결합하여 발암성 물질 의 니트로 소아민을 발생시키는 문제가 지적되고 있다 [78] [79] . 야채류에는 주로 비료 유래의 질산염 , 아질산염이 많이 포함되는 경우가 있다. 시판 절임 중에는 질산염, 아질산염이 많고, 그 중에서도 엽채류 가 가장 높고, 이어서 근채류, 과채류 순으로 많았다는 취지의 보고가 있다 [80] . IARC 발암성 위험 목록'아시아식 야채의 절임(Pickled vegetables (traditional in Asia))'이 Group2B(인간에 대한 발암성이 의심되는(Possibly Carcinogenic) 화학물질, 혼합물, 환경)로 꼽히고 있다. 아시아식 야채의 절임이란 중국 , 한국 , 일본의 전통적인 절임을 의미하며, 저농도의 니트로소아민 등이 검출되고 있다 [81] .

황화수소 생산 박테리아와 궤양성 대장염 [ 편집 ]

황화수소생산균이 생산하는 황화수소가 궤양 성 대장염 의 원인이 아닐까라는 지적이 있다 . 대장의 점막에 황화수소를 대사하는 효소가 존재하지만, 그 처리량 이상의 황화수소에 대장이 노출되는 것이 궤양성 대장염의 원인이 되는 것인지의 지적이 되고 있다[82 ] . 황화수소는 미토콘드리아 에 위치한 시토크롬 c 옥시다아제를 억제함으로써 독성을 발현한다. 고농도의 황화수소에 노출됨으로써 아폽토시스 관련 단백질인 카스파 제 3 의 활성화, 미토콘드리아로부터의 시토크롬 c의 유리가 보이고, 미토콘드리아를 통한 아폽토시스가 유도될 가능성이 있다[ 83 ] 신뢰성 요 검증 ] . 대장 점막을 손상시킬 우려가 있는 유해 물질의 발생을 제어하기 위해 시소과를 중심으로 한 여러 식물의 추출물을 동물에게 주는 것으로 황화수소나 메탄티올의 발생을 억제 하는 것이 분명히 되었다 [84] . 영국에서 실시한 조사에서는 약 1/3의 사람이 메탄균을 보유한 메탄 생산자이다. 메탄 가스를 만들지 않는 인간에서는 수소를 이용하는 메탄균 대신에 황산 환원균이 수소나 젖산를 이용하여 황산 이온을 환원하여 황화수소를 만든다 [85] .

아노이 리나아제 생산 [ 편집 ]

아노이리나제(= 티아미나제 )는 비타민 B1 을 분해하는 효소이다. 아노이리나아제는 일부 산채 ( 고사리 와 참깨 ), 민물 고기 ( 잉어 와 붕어 )의 내장, 참치 등에 포함된다. 또한, 가열하면 통상 이 효소는 실활한다. 아노이리나아제를 생산하는 아노이리나제균을 장내 세균으로서 보유하고 있는 인간도 수퍼센트 존재하고 있다고 한다. 단, 이 균을 보균하고 있었다고 해도, 비타민 B1 결핍증인 각기 의 자각 증상, 타각 증상을 나타내는 것은 거의 없다 [86] .

비만과의 관계 [ 편집 ]

비만의 유무 에 웰 코미크로븀문 에 속하는 아커만시아 무시니필라 ( Akermansia muciniphila )라는 장내 세균이 관여하고 있다는 지적이 있다. 이 세균이 적은 사람일수록 BMI 값이 높다. 마른 사람에서는 이 세균이 장내 세균의 4%를 차지하고, 살찐 사람에서는 거의 제로이다. 이 박테리아는 장벽을 덮는 점액 층의 표면에 숨어 있습니다. 이 세균이 적으면 점액층이 얇아져 리포 다당류가 혈액 중에 들어가기 쉽다고 한다. 또한, 리포폴리사카라이드는 지방세포의 염증을 유발하여 새로운 지방세포의 형성 을 방해하고 기존 세포에 지방의 과도한 축적을 일으킨다. 보통 마우스의 주요 2종류의 장내 세균에 비해 비만 마우스의 장내 세균에서는 박테로이데스 문이 적고, 필믹테스 문 이 많았다 . 인간도 비슷한 결과였다. 무균 마우스에 보통·비만 마우스의 장내 세균을 옮겼는데 각각 같은 현상이 일어났다. 비만 마우스에서는 마른 마우스에 비해 필믹테스 문에 속하는 크로스트리듐 속이 날아가 많이 존재하고 있었다 [87] . 인간의 예에서는, 이탈리아 도시부의 저 식이 섬유 ·고에너지식의 아이의 편에서는 필믹테스 문이 많아, 아프리카의 고식이 섬유·저에너지식의 아이의 편에서는 박테로이데스 문이 많았다 [88] . 필믹테스 문은 지질과 단백질을 선호하고, 박테로이데스 문은 식이섬유를 선호한다. 반대로 말하면 고식물섬유·저에너지식을 계속하면 필믹테스문의 균이 줄어 살찌기 어렵게 된다 [89] . 한편, 과거의 연구를 다시 분석한 2014년의 연구에서는, 필믹테스 문과 박테로이데스 문과의 비율은 인간의 비만과 일관된 관련성이 없는 것으로 지적되고 있다[90 ] .

1950년대부터 미국 의 농가에서 약용에 못 미치는 저용량의 항생제를 가축에 투여하면 가축의 체중 증가를 대폭 빨리 하는 것이 인정되어 이를 사육에 이용되어 왔다. 또한, 실험 동물의 마우스에 항생제를 저용량 투여해도 체중 증가를 나타냈다. 생후 6 개월의 인간 유아에서도 항생제의 투여와 체중 증가가 관련을 보였다 [91] .

무균 동물 [ 편집 ]

무균 동물이란 , 체내 및 체표에 미생물( 바이러스 나 기생충을 포함한다)이 존재하지 않는 동물(현실적으로는 검출 가능한 모든 미생물이 존재하지 않는 동물)을 말한다. 멸균 동물은 바이러스, 박테리아, 기생충과 같은 요인을 제어하기 위해 멸균 아이솔레이터 에서 사육됩니다 [92] . 멸균 동물은 맹장 의 부피가 크고 [93] , 수명이 길다는 특징이 있습니다. 자유 섭식 환경 하에서 무균 마우스와 통상 마우스를 비교한 결과, 무균 마우스의 수명이 긴 결과가 얻어졌다[ 94] .

장내 세균에는 대형 동물에게 이익을 가져오는 면도 해를 끼치는 면도 있지만, 어느 것이 큰지에 대해서는 불명하다. 무균동물의 경우 수명이 보통 개체보다 길기 때문에 총계하면 해 가 많다는 가능성도 있다. 그러나 현실사회에서는 인간이 무균 상태로 생활할 수는 없다.

연구사 [ 편집 ]

네덜란드 안토니 팬 레웬훅 이 17세기 현미경 으로 대변을 관찰 하여 다수의 "작은 생물"을 발견한 것이 장내 세균 의 관찰·연구의 시작이 되었다[1 ] . 그는 " 미생물학 의 아버지"라고 불리며, 미생물 자체의 발견과 같은 시기에, 1674년부터 자작의 현미경을 사용해 환경중의 다양한 것을 관찰해, 인간이나 동물의 대변에 포함 된다 나중에 장내 박테리아라고 불리는 미생물을 스케치했다.

연표 [ 편집 ]

  • 1876년 로베르트 코흐가 탄저균 의 순수 배양에 성공한 것을 계기로 다양한 세균이 단리되게 되었다 . 당시의 유럽에서는 콜레라 나 장티푸스 등의 소화기 감염증이 유행하고 있어, 그 환자로부터 병원균을 분리할 때 동시에 분리되어 오는, 건강한 사람에게도 존재하는 상재균으로서, 대장균(1885 년 ) 등, 여러 장내 세균 과의 세균이 분리 동정되었다. 그러나 이 당시는 아직 산소를 만지면 죽어버리는 편성혐기성균의 존재에 대해서 별로 알려지지 않았기 때문에 실제로 배양할 수 있었던 것은 장내 세균의 10%에도 못 미쳤다. 남아 있는 대부분의 배양할 수 없는 편성 혐기성균에 대해서는 죽은 균의 잔해인 것으로 여겨졌다.
  • 1880 년대 소화되지 않은 단백질의 부패로 인한 독성을 나타내는 화합물이 소장에서 발견되었습니다 [96] . 일리야 메티니 코프가 자가중독설로서 발전시켜, 독소가 장으로부터 흡수되어 수명을 줄인다고 가정하고, 19세기 말쯤에는 대중에게 널리 알려지게 되었다[97 ] .
  • 1899년 파스퇴르 연구소 의 연구원인 티시에는 모유 영양아의 대변으로부터 편성혐기성균인 비피더스균을 분리했다. 이 당시 모유와 인공유의 어느 것이 주어지는지에 따라 신생아의 발육이나 사망률 등에 차이가 있어 모유영양아가 건강상태가 좋다는 것이 알려져 있었다. 티시에는 이 차이를 밝히기 위해 대변 중에 분리되는 장내 세균에 주목하고, 당시는 아직 기술적으로 미숙했던 혐기 배양법에 의해 비피더스균의 분리에 성공하여 모유 영양 아 에게 이 균이 많이 보인다는 것을 밝혔다. 이 발견은 장내 세균이 숙주의 건강에 관여하고 있음을 주목하게 되었고, 또 20세기 초에 걸쳐 많은 편성혐기성균의 분리가 이루어지게 되었다.
  • 1904년 일리야 메티니코프는 파스퇴르 연구소의 부소장으로 취임했다. 1907년에 『불로장수론』이라는 저서를 출판했다. 이것은 불가리아 에 장수자가 많기 때문에 끝을 발하는 설으로, 유산균을 섭취시켰을 때 부패 물질이 감소했기 때문에, 독소가 발생하는(자가 중독이 되는) 것을 방지하기 위해 유산균을 섭취 한다 장수가 된다는 것이다. 불가리아 유산균 외에도 케피아 와 식초 절임, 소금 절임 식품에 의해 사람들은 모르는 사이에 유산균을 섭취하고 있다고 지적하고 있다 [98 ] . 메티니코프는 1908년에 세포성 면역 을 발견하고 식세포설을 제창한 업적으로 노벨 생리학· 의학상을 수상했기 때문에 불로장 수설은 수상과는 무관한 연구였지만 각광을 받게 되었다. [ 출처 ] . _ 그러나, 나중에 메티니코프가 제시한 유산균(불가리아균)은 그 대부분이 위에서 살균되어 버려, 장에는 도달하지 않는 것이 밝혀지고, 또한 동시에, 장내의 부패 물질만으로는 노화나 다양한 질환 발생을 설명할 수 없는 것도 밝혀졌기 때문에, 이 설은 하화가 되었다 [ 요출전 ] .
  • 1918년 존 하베이 켈로그는 '자가 중독' [99] 이라는 저서를 출판하고, 자가 중독설을 바탕으로 미소화된 고기에는 독을 만들어내는 세균이 번식하고, 독에 의해 몸의 부조를 초래한다고 한다 이유로 채식을 추천했다. 또한 켈로그는 시리얼 식품을 개발하고 식이 섬유 는 장을 자극하여 독을 발생시키는 시간을 짧게함으로써 건강에 중요하다고 홍보했기 때문에 대중에게 식이 섬유의 중요성이 인지되어있다. [97 ] .
  • 1950년대~ 장내 세균의 역할에 대해 숙주와의 공생이라는 관점에서의 연구가 다시 활발해지고, 혐기 배양 기술이 크게 발전한 것도 도와, 세균총 조사법이 발전해, 그 실태 해명이 진행 되었다 . 장내 상재 미생물총이 숙주의 건강에 관여하고 있는 것도 점차 밝혀졌다. 장내 세균 밸런스에 개입함으로써 건강 유지를 도모하려는 제제, 혹은 건강 식품의 개발이 이루어지게 되었다. 이 시기에 연구를 시작한 일본의 미츠오카 지족 은 장내 세균학에 큰 공적을 남겼다 [1] .
  • 1965년 릴리 등에 의해 프로바이오틱스 로서 제창되어 [100] , 이후 유산균을 이용한 발효식품을 장내에 도달시키는 연구가 진행되어 갔다.
  • 1995년 유용한 장내 세균을 증식시키는 물질로서 프리바이오틱스 라는 개념이 제창된다 [101] . 프리바이오틱스의 대표적인 것에는 식이섬유나 올리고당이 있다. 프로바이오틱스와 프리바이오틱스 모두의 기능을 겸비한 식품은 신바이오틱스 라고 불린다.

비인간 동물의 장내 세균 [ 편집 ]

장내 박테리아는 인간뿐만 아니라 위장관을 가진 다양한 동물에도 존재하며, 그 조성은 동물 종에 따라 다릅니다. 기본적으로는 모두 박테로이데스속(Bacteroides 속 ) 등의 편성혐기성균이 우세하지만, 인간, 원숭이 , 기니피그 등에서는 유산균 으로서 비피더스균의 동료가 많은 반면, 돼지 , 마우스 , 개 , 말 등에서는 락토바실러스( Lactobacillus )가 많다. 말, 토끼 등의 초식동물은 혐기성 세균을 저장하는 비대한 맹장과 결장 을 가지고 있다 . 반추동물 소의 제 1위에서는 셀룰로오스를 분해하여 아세트산이나 부티르산 등을 생성하는 루미노코커스 속이 많고, 50-100만의 섬모충 류도 살고 있어, 아마 동거하고 있는 세균을 식용으로 해 있다 [102] , 고양이, 토끼, 소 등에서는 어느 유산균도 적다.

조류에서 닭 에는 박테로이데스와 락토바실러스가 있다. 어류에서는 연어 , 시마스즈키 등에서 해수성 비브리오가 발견되고 있다 [102] .

흰개미 등의 하등 흰개미 류에서는 소화관 내에 사는 공생 원생 동물 의 효소 로 식물 섬유의 셀룰로오스를 분해하여 소화 흡수한다. 공생하고 있는 것은 초편모충 류나 다 편모충 류가 중심이며, 그 대부분은 흰개미의 장내에만 서식하고 있다 [103] .

자세한 내용은 " 흰개미 "를 참조하십시오.

출처 [ 편집 ]

[ 각주 사용법 ]
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관련 사항 [ 편집 ]

외부 링크 [ 편집 ]





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腸内細菌

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』

腸内細菌（ちょうないさいきん）とは、ヒトや動物の腸の内部に生息している細菌のこと。ヒトでは、種類は500～1000[1][2]とも約3万[3]とも言われる。概数についても大腸40兆・小腸1兆[1]、100兆[4][2]、1000兆[3]と諸説ある。総重量は1.5kg-2kgと推計される[3]。

これらの細菌を全体として腸内細菌叢（腸内フローラ、symbiosis）と総称する[1][2]。各細菌は相互および宿主であるヒトとの間の代謝物のやり取りなどを通じて複雑な生態系をなし、ヒトの生理や病気の発生に深く関わっている[1]。このため、腸内にいる各細菌がヒトの健康に有害かどうかを基準に「善玉菌」「悪玉菌」とそれ以外[2]（いわゆる「日和見菌」）で呼び分けることもある。腸内細菌叢は個人差があるほか、国際的な比較研究により食生活や居住国による違いも大きいことが明らかになっている[2][5]。

概要[編集]

ヒトをはじめ哺乳動物は、母親の胎内にいる間は、基本的に他の微生物が存在しない無菌の状態にあるが、出産後は外部環境にいる微生物と接触して、一部は常在菌として定着する[1]。生後3-4時間後には、あるものは食餌を介して、あるものは母親などの近親者との接触で、あるものは出産時に産道で感染することによって、様々な経路で微生物が感染し、その微生物の一部は体表面、口腔内、腸を含む消化管内、鼻腔内、泌尿生殖器系などで、それぞれの部位における常在性の微生物になる。一部の原生動物や古細菌を除き、その多くは真正細菌であり、一般には常在細菌と総称されることが多い。このうち消化管の下部にあたる、腸管内の常在細菌が腸内細菌である。腸の内面を広げるとテニスコート1面分にも相当しさながら花畑のように細菌類が生息していることから「腸内フローラ」とも呼ばれる。フローラは「花畑」を意味する[3][信頼性要検証]。1960年頃までは腸内には大腸菌しか認識されていなかったが、今日ではこうした考えが一般化した。

腸内環境は嫌気性であり、腸内細菌の99%以上が嫌気性生物である偏性嫌気性菌に属している。これらの腸内細菌の代謝反応は還元反応が主体であり、また種々の分解反応が特徴的となっている[6]。嫌気呼吸の種類には、嫌気的解糖、硝酸塩呼吸、硫酸塩呼吸、炭酸塩呼吸などがあり、基質を還元することによって代謝に必要な電子を得ており、例えば、硝酸塩から亜硝酸塩を、硫酸塩から硫化水素を、炭酸からメタンを生成するような例がある。

腸内の細菌叢を構成している腸内細菌は、互いに共生しているだけでなく、宿主であるヒトや動物とも共生関係にある。宿主が摂取した食餌に含まれる栄養分を主な栄養源として発酵することで増殖し、同時に様々な代謝物を産生する。腸内細菌が発酵によって作り出したガスや悪臭成分がおならの一部になる。腸内細菌は、草食動物やヒトのような雑食動物において食物繊維を構成する難分解性多糖類を短鎖脂肪酸に転換して宿主にエネルギー源を供給したり、外部から侵入した病原細菌が腸内で増殖するのを防止する感染防御の役割を果たりするなど、宿主の恒常性維持に役立っている。しかし、腸管以外の場所に感染した場合や、抗生物質の使用によって腸内細菌叢のバランスが崩れた場合には病気の原因にもなる。また、後述に示すような生理作用があるため、腸内細菌間のバランスを崩すとヒトの脳をはじめ、心臓、関節など一見腸とは関わりがなさそうに見えるあらゆる部位の病気に発展する可能性を持っており、寿命にも大きな影響を及ぼす[3]。

糞便のうち、約半分が腸内細菌またはその死骸であると言われている。宿主であるヒトや動物が摂取した栄養分の一部を利用して活動し、他の種類の腸内細菌との間で数のバランスを保ちながら、一種の生態系（腸内細菌叢、腸内常在微生物叢、腸内フローラ）を形成している。腸内細菌類が「縄張り」を主張し、侵入してきた新しい菌に対しては腸内フローラを形成している細菌類が攻撃を加える。このため病原菌などは通常駆逐され、病気や老化から守る役割を果たしている[3]。腸内細菌の種類と数は、動物種や個体差、消化管の部位、年齢、食事の内容や体調によって違いが見られるが、その大部分は偏性嫌気性菌であり腸球菌など培養可能な種類は全体の一部であり、VNCの種類も多数存在する。なお、その名称から腸内細菌の代表のように考えられている大腸菌は全体の0.1%にも満たない。

ヒトの腸内細菌の数[編集]

メタゲノム解析など分析技術の進歩に伴い[1]腸内での生息が判明した菌の種類は増加する傾向があるが、腸内細菌は多数の雑多な菌種によって構成され、一人のヒトの腸内には100種から3000種類の細菌が100兆個から1000兆個の腸内細菌が長さ約10mの腸内に生息しており、重量にすると約1.5-2kgに相当する。一般にヒトの細胞数は60-70兆個程度と言われており、細胞の数ではその16倍に匹敵するだけの腸内細菌が存在することになる[3]。ただし細菌の細胞は、ヒトの細胞に比べてはるかに小さいため、個体全体に占める重量比が宿主を上回ることはない。腸管内容物を見ると、内容物1gに100億個から1,000億個（1010-1011個）の腸内細菌が存在しており、糞便の約半分は腸内細菌か、またはその死骸によって構成されている。

ヒトの腸内細菌叢の構成[編集]

ヒトの大腸でよく見られる細菌[7]
菌発見率 (%)
バクテロイデス門Bacteroides fragilis100
バクテロイデス門Bacteroides melaninogenicus100
バクテロイデス門Bacteroides oralis100
フィルミクテス門Enterococcus faecalis100
プロテオバクテリア門大腸菌100
プロテオバクテリア門エンテロバクター属 sp.40-80
プロテオバクテリア門クレブシエラ属 sp.40-80
放線菌門Bifidobacterium bifidum （ビフィズス菌）30-70
フィルミクテス門黄色ブドウ球菌30-50
フィルミクテス門ラクトバシラス属 （乳酸菌）20-60
フィルミクテス門ウェルシュ菌25-35
プロテオバクテリア門Proteus mirabilis5-55
フィルミクテス門Clostridium tetani1-35
フィルミクテス門Clostridium septicum5-25
プロテオバクテリア門緑膿菌3-11
プロテオバクテリア門Salmonella enteritidis3-7
フィルミクテス門Faecalibacterium prausnitzii?common（一般的）
フィルミクテス門Peptostreptococcus sp.?common（一般的）
フィルミクテス門Peptococcus sp.?common（一般的）

ヒトや動物の腸は、摂取した食餌を分解し吸収するための器官であるため、生物が生育するのに必要な栄養分が豊富な環境である。このため、体表面や泌尿生殖器などと比較して、腸内は種類と数の両方で、最も常在細菌が多い部位である。この多様な細菌群は、消化管内部で生存競争を繰り広げ、互いに排除したり共生関係を築きながら、一定のバランスが保たれた均衡状態にある生態系が作られる。このようにして作られた生態系を腸内細菌叢（ちょうないさいきんそう）と呼ぶ。なお、この系には細菌だけでなく表皮常在菌・環境常在菌として存在している広義酵母などの菌類や、細菌に感染するファージなども混在してバランスを形成しているため、腸内常在微生物叢、腸内フローラ、腸内ミクロフローラなどという用語がより厳密ではあるが、一般にはこれらの細菌以外の微生物も含めて腸内細菌叢と呼ばれることが多い。

ヒトや動物が摂取した食餌は、口、食道、胃を経て、十二指腸などの小腸上部に到達し、その後、宿主に栄養分を吸収されながら、大腸、直腸へと送り出される。このため、消化管の場所によって、その内容物に含まれる栄養分には違いが生じる。また消化管に送り込まれる酸素濃度が元々高くないのに加えて、腸管上部に生息する腸内細菌が呼吸することで酸素を消費するため、下部に進むほど腸管内の酸素濃度は低下し、大腸に至るころにはほとんど完全に嫌気性の環境になる。このように同じ宿主の腸管内でも、その部位によって栄養や酸素環境が異なるため、腸内細菌叢を構成する細菌の種類と比率は、その部位によって異なる。一般に小腸の上部では腸内細菌の数は少なく、呼吸と発酵の両方を行う通性嫌気性菌の占める割合が高いが、下部に向かうにつれて細菌数が増加し、また同時に酸素のない環境に特化した偏性嫌気性菌が主流になる。

一方、胆汁酸は脂質や脂溶性ビタミンを乳化し消化吸収を補助するが細菌の細胞膜を溶解する作用も有するため[8]小腸内や胆管での腸内細菌叢の形成を妨げている。毎日、合計で20-30gの胆汁酸が腸内に分泌され、分泌される胆汁酸の約95%は回腸で能動輸送され再吸収され再利用され、腸管から肝臓や胆嚢に抱合胆汁酸が移動することを、腸肝循環と呼んでいる。殺菌作用のある胆汁酸が回腸でほとんど吸収されるため、腸内細菌は回腸以降の大腸を主な活動場所としている。

ヒト糞便菌叢の年齢による変化：糞便1g中における菌の組成を示した。糞便菌叢の組成は大腸下部の腸内細菌叢の組成を反映している。「腸内細菌科ほか」に含まれるものの一部を除き、そのほとんどが偏性嫌気性菌である。大腸菌は腸内細菌科に含まれ、その菌数は糞便1gあたり100万個前後。

消化管の部位の違いによるヒト腸内細菌の数（内容物1gあたり）はおよそ以下の通りである。また、菌数は、栄養分、酸素濃度、胃酸に対する耐性、胆汁酸に対する耐性、腸の免疫システムにより排除されないこと、腸壁への付着力、の要素が考えられる[9]。糞便に排出される菌の組成は、大腸のものに類似している。

  • 小腸上部: 内容物1gあたり約1万(104)個。乳酸菌（Lactobacillus属）、レンサ球菌（Streptococcus属）、Veionella属、酵母[10] など。好気性、通性嫌気性のものも多い。
  • 小腸下部: 1gあたり10万-1,000万(105-107)個。小腸上部の細菌に大腸由来の偏性嫌気性菌が混在。
  • 大腸: 1gあたり100億-1,000億(1010-1011)個。ほとんどがバクテロイデス属(Bacteroides)、ユーバクテリウム（Eubacterium）、ビフィズス菌（Bifidobacterium）、クロストリジウム属（Clostridium）などの偏性嫌気性菌。小腸上部由来の菌は105-107個程度。
一般成人の腸内細菌構成の例[11]
バクテロイデス50%
ビフィズス菌15%
嫌気性球菌15%
ユウバクテリウム10%
クロストリジウム10%

これらの腸内細菌の組成には個人差が大きく、ヒトはそれぞれ自分だけの細菌叢を持っていると言われる。ただしその組成は不変ではなく、食餌内容や加齢など、宿主であるヒトの様々な変化によって細菌叢の組成もまた変化する。

例えば、母乳で育てられている乳児と人工のミルクで育てられている乳児では、前者では、ビフィズス菌などのBifidobacterium属の細菌が最優勢で他の菌が極めて少なくなっているのに対して、後者ではビフィズス菌以外の菌も多く見られるようになる。このことが人工栄養児が母乳栄養児に比べて、細菌感染症や消化不良を起こしやすい理由の一つだと考えられている。

新生児ではラクトバシラス属が最も多くなる。乳児の腸内細菌の優占種は、ラクトバシラス属とフィルミクテス門の近縁種となる。生後1か月経つと胎便という黒い粘質便が出て、生後3か月間はフィルミクテス門が優勢となる[12]。

乳児が成長して離乳食をとるようになると、バクテロイデス属 （Bacteroides） やユーバクテリウム属 （Eubacterium） など、成人にも見られる嫌気性の腸内細菌群が増加し、ビフィズス菌などは減少する。

野菜を含む食事をとるようになるとバクテロイデス属が全体の30%程度を占めるようになる[12]。

さらに加齢が進み、老人になるとビフィドバクテリウム属 （Bifidobacterium）の数はますます減少し、かわりにラクトバシラス属 （Lactobacillus） や腸内細菌科の細菌、ウェルシュ菌(Clostridium perfringens)などが増加する。

日本人を含めた12カ国のヒトの腸内細菌26種の構成を調べたところ、日本人には他の国民に比べて放線菌門ビフィズス菌（Bifidobacterium）、フィルミクテス門クロストリジウム綱ブラウチア（Blautia）、放線菌門Collinsella、フィルミクテス門バシラス綱レンサ球菌（Streptococcus）、未分類のクロストリジウム綱の菌（Unclassified Clostridiales）が最も多く存在していた。また、日本人の腸内細菌は、炭水化物や海藻類の食物繊維の代謝能力が高く、産生される水素をメタン産生よりも酢酸産生に利用する傾向が強かった[13][5]。

人体における腸内細菌の働き[編集]

ヒトの場合、腸内細菌には主に5つの働きがある[3]。

善玉菌と悪玉菌[編集]

腸内環境をわかりやすく説明する例として、「善玉菌」と「悪玉菌」に分類されることがある。「善玉菌」は宿主の健康維持に貢献し、「悪玉菌」は害を及ぼすとされる。

この考えは19世紀終わりにイリヤ・メチニコフが発表した「自家中毒説」に端を発している。小腸内で毒性を発揮する化合物が産生されたことが発見され、それが腸から体内に吸収されることが様々な疾患や老化の原因だと考えた。腸内の腐敗は寿命を短くするという仮説を立て、腸内腐敗を予防すれば老化を防止できると考えた。ヨーロッパ各地を遊説中に、長寿国であったブルガリアでヨーグルトが摂食されていることを見出し、そこから分離した「善玉菌」である乳酸菌（ブルガリア菌）を摂取することによって、腸内の腐敗物質が減少することを確認した。

その後の研究によって、腸内細菌と宿主であるヒトの共生関係が徐々に明らかになり、また腸内細菌叢のバランスの変化が感染症や下痢症などの原因になりうることが明らかになったことから、腸内細菌叢のバランスを変化させることによってヒトの健康改善につながるという考えが改めて支持されるようになった。そして、がん、心臓病、アレルギー、認知症のような病気との関連性も高いと指摘されている[14]。

腸内細菌の全体の2割を占めている善玉菌と呼ばれるものにはビフィズス菌に代表されるビフィドバクテリウム属 (Bifidobacterium) や、乳酸桿菌と呼ばれるラクトバシラス属 (Lactobacillus) の細菌など乳酸や酪酸など有機酸を作るものが多い。

腸内細菌の全体の1割を占めている悪玉菌にはウェルシュ菌に代表されるクロストリジウム属 (Clostridium) や大腸菌（病原性）など、悪臭のもととなるいわゆる腐敗物質を産生するものを指すことが多い。悪玉菌は二次胆汁酸やニトロソアミンといった発がん性のある物質を作る。偽膜性大腸炎の原因となるクロストリジウム属ディフィシルや病原性を示すバクテロイデス属フラギリスなどもあげられる[15]。悪玉菌は有機酸の多い環境では生育しにくいものも多い。

善玉菌や悪玉菌に必ずしも分類されず、他の菌の影響を受けて作用が変化するものを日和見菌と呼び残りの7割を占める。しかし、その大半は未知なる部分が多い。日和見菌は全体の7割を占め、プロテオバクテリア門腸内細菌科大腸菌（非病原性）、全体の4割を占めるバクテロイデス門バクテロイデス属（非病原性）、フィルミクテス門のユーバクテリウム属、ルミノコッカス属、クロストリジウム属（非病原性）などがあげられる[15]。

トクホに認可された食品には、研究によって血圧や血清コレステロールの低下が確認された製品がある。花粉症などのアレルギー症状が軽減されるという研究報告もある[16]。がんの予防効果を謳った健康食品まで見受けられる（薬機法違反）。整腸と関連したがんやアレルギーなど、様々な疾患を抑制する作用の研究が行われている[17]。ほかに生きたまま腸内に到達可能な乳酸菌（プロバイオティクス）や、腸内の善玉菌が栄養源に利用できるが悪玉菌は利用できない物質（オリゴ糖など、プレバイオティクス）を、製剤や機能性食品として用いることが考案され、多くの製品が開発・実用化されている。

善玉菌は、認知能力の向上などの健康効果が期待できるとして、現在、医学界では発酵食品をなるべく食べることが推奨されている[18]。

善玉菌[編集]

悪玉菌[編集]

日和見菌[編集]

プロバイオティクとプレバイオティクス[編集]

望ましい腸内細菌叢（善玉菌優位な腸内環境）を誘導する手段として、善玉菌を直接摂取する方法（プロバイオティクス）と、善玉菌の増殖を促進する食材を摂取する方法（プレバイオティクス）がある。

宿主との関わり[編集]

宿主との共生[編集]

母乳栄養による乳児の死亡率の低下[編集]

死亡した乳児（新生児を除く）を対象とした東京都における調査結果（1957年）によれば、母乳栄養、混合栄養、人工栄養の各栄養法による死亡率比は、成熟児については、ほぼ1:2:3、未熟児については、ほぼ1:2:4の値を示していた[19]。特にビフィズス菌は母乳栄養の糞便に多く存在する。正常な母乳栄養児のフローラはビフィズス菌が極めて優勢である。腸内のビフィズス菌を旺盛にするために母乳に多く含まれる乳糖やオリゴ糖などが有効である[19]。ビフィズス菌は乳糖やオリゴ糖などを分解して乳酸や酢酸を産生して腸内のpHを顕著に低下させ[20]、善玉菌として腸内の環境を整えるほか、花粉症などアレルギー症状の緩和にも貢献していることがわかってきた[21]。乳幼児に多いロタウイルスによる感染性腸炎の抑制をする可能性が報告されている[22]。ラクトフェリンは、母乳・涙・汗・唾液などの外分泌液中に含まれる鉄結合性の糖タンパク質である。ラクトフェリンは、強力な抗菌活性を持つことが知られている。グラム陽性・グラム陰性に関係なく多くの細菌は、生育に鉄が必要である。トランスフェリンと同様、ラクトフェリンは鉄を奪い去ることで、細菌の増殖を抑制する[23][24][25]。母乳の中でも、とりわけ出産後数日間に分泌される初乳にはラクトフェリンが多く含まれている。授乳により免疫グロブリンやラクトペルオキシダーゼなどと共に、母体からラクトフェリンが新生児に取り込まれる。ラクトフェリンはこれらの因子と共同で、免疫系が未熟な新生児を外敵から防御していると考えられる。乳酸菌やビフィズス菌などの腸内細菌は、生育の鉄要求性が低く、ラクトフェリンは抗菌活性を示さないあるいは、むしろ増殖を促進する[24][25]。

短鎖脂肪酸の合成[編集]

ヒトの消化管は自力ではデンプンやグリコーゲン以外の食物繊維である多くの多糖類を消化できないが、大腸内の腸内細菌が嫌気発酵することによって、一部が酢酸、酪酸やプロピオン酸のような短鎖脂肪酸に変換されてエネルギー源として吸収される。健常者ではこれらの3種類が短鎖脂肪酸の97%を占め、潰瘍性大腸炎罹患者では罹患部位が広がるごとに短鎖脂肪酸のうち乳酸が占める割合が大きくなってくる。健常者の場合、大腸内で乳酸が生成されると腸内細菌により速やかに酢酸、酪酸、プロピオン酸、炭酸ガス、水素、メタンなどに代謝される[26]。食物繊維の多くがセルロースであり、人間のセルロース利用能力は意外に高く、粉末にしたセルロースであれば腸内細菌を介してほぼ100%分解利用されるとも言われている。デンプンは約4kcal/g のエネルギーを産生するが、食物繊維は腸内細菌による醗酵分解によってエネルギーを産生し、その値は一定でないが、有効エネルギーは0 - 2kcal/gであると考えられている。また、食物繊維の望ましい摂取量は、成人男性で19g/日以上、成人女性で17g/日以上である[27]。食物繊維は、大腸内で腸内細菌によりヒトが吸収できる分解物に転換されることから、食後長時間を経てから体内にエネルギーとして吸収される特徴を持ち、エネルギー吸収の平準化に寄与している。

小腸では栄養素を吸収しても、小腸組織の代謝には流用されずに即座に門脈によって運び去られ、小腸自体の組織は動脈血によって供給される栄養素によって養われる。しかし、大腸の組織の代謝にはこの発酵で生成されて吸収された短鎖脂肪酸が主要なエネルギー源として直接利用され、さらに余剰部分が全身の組織のエネルギー源として利用される。

ウマなどの草食動物ではこの大腸で生成された短鎖脂肪酸が主要なエネルギー源になっているが、ヒトでも低カロリーで食物繊維の豊富な食生活を送っている場合にはこの大腸での発酵で生成された短鎖脂肪酸が重要なエネルギー源となっている。

ヒトの結腸、特に結腸後半の粘膜は、酪酸を産生する腸内細菌が作る酪酸を主たるエネルギー源として利用している[26]。大腸内で産生された酪酸は結腸細胞に優先的にエネルギー源として利用される[28]。酪酸は、大腸の栄養エネルギーの70-90%を占めている[29]。

酪酸を生成する代表的な酪酸菌であるクロストリジウム・ブチリカムは、偏性嫌気性芽胞形成グラム陽性桿菌である。クロストリジウム属のタイプ種でもある。芽胞の形で環境中に広く存在しているが、特に動物の消化管内常在菌として知られている。日本では宮入菌と呼ばれる株が酪酸菌の有用菌株として著名であり、芽胞を製剤化して整腸剤として用いられている[30][31]。クロストリジウム属の一部の菌は酪酸菌として知られ、漬物の酪酸臭の原因となる[32]。

酪酸は、腸管増殖因子として作用し、抗炎症作用を有し、傷害腸管の修復にも関与している[33]。腸内細菌が産生した酪酸が、ヒストンのアセチル化を促進し、p21遺伝子を刺激し、細胞サイクルをG1期で留めるタンパク質であるp21が大腸がんをG1期に留め置き大腸がんを抑制することが指摘されている[34][35]。酪酸生成能が高いButyrivibrio fibrisolvensをマウスに投与したところ、酪酸生成量が増加し、発癌物質で誘発した大腸前癌病変の形成が抑制され、大腸がんを予防、抑制する可能性が指摘されている[36]。大腸癌患者の糞便を健常者のものと比較すると有機酸濃度が低く、特にn-酪酸の濃度がとりわけ低値であったことが報告されている[37]。

ビタミンの合成[編集]

ビタミンKは食物からの摂取と並んで、幾つかの種類に属する複数腸内細菌によっても供給される。ビタミンKは血液凝固作用（止血）にも関係し、これが不足すると各種内出血といった欠乏症が発生する。ヒト成人に於いては通常、腸内細菌による供給だけでも充分必要量を賄えるが、生まれたばかりのヒト新生児では、まだ充分に腸内細菌叢が形成されて居ないため、これを充分に生産出来ない事から、腸内出血（血便）などの異常が発生しやすい。これに加え、胎児や新生児では出産に際して骨を柔らかくするためP450により骨のカルシウム定着にも関係しているビタミンKを体内で分解しているとの説もある[38]。また成人でも抗生物質の投与により腸内細菌叢が損なわれた際には、同様に欠乏症が発生し得る。

ビオチン（ビタミンB7）の一日の目安量は、成人で45μg。腸内細菌叢により供給されるため、通常の食生活において欠乏症は発生しない[39]。ピリドキシン（ビタミンB6）も腸内細菌により供給されている[40]。

食物繊維を多く摂ると腸内細菌によるビタミンB1の合成が盛んになる[41]。

生体内においては、ナイアシン（ビタミンB3）はトリプトファンから生合成される。ヒトの場合は、さらに腸内細菌がトリプトファンからナイアシン合成を行っている。

プロピオン酸生産菌はビタミンB12を生産する主要な菌である[42]。ビタミンB12は、特定の真正細菌及び古細菌による原核生物によってのみ天然に産生され、多細胞または単細胞の真核生物によって産生されたものではない[43][44]。ヒトや他の動物のいくつかの腸内細菌によって合成されるが、ビタミンB12が吸収される小腸からさらに遠位の大腸でビタミンB12が産生されているので、ヒトは大腸で作られたビタミンB12を吸収することができないが[45]、牛や羊のような反芻動物は共生細菌が胃で増殖し産生されたビタミンB12を腸内で吸収する[45]。

腸内細菌は、パントテン酸（ビタミンB5）、葉酸（ビタミンB9）、リボフラビン、ナイアシン（ビタミンB3）、ビオチン（ビタミンB7）、ビタミンB6、ビタミンB12、ビタミンKも生成する[46]。また、酵母は、ビタミンB1を合成することができる[47]。

ビフィズス菌は、ビタミンB1、ビタミンB2、ビタミンK、その他ビタミンB群を生成する[19]。ビフィズス菌（B. infantis、B. breve、B. bifidum、B. longum及びB. adolescentisのすべて）で菌体内にビタミンB1、B2、B6、B12、C、ニコチン酸(B3)、葉酸(B9)及びビオチン(B7)を蓄積し、菌体外にはビタミンB6、B12及び葉酸を産生した。ヒト（成人）の腸内の平均量のビフィズス菌の推定ビタミン産生量はビタミンB2、B6、B12、Cおよび葉酸で所要量の14-38%を占め無視できない割合と考えられる[48]。

乳酸菌もビタミンCを微量ながら生成する。野菜や果物をあまり摂れない遊牧民は、乳酸発酵された馬乳酒を1日最低1-3リットル程度飲んでいる[49][50]。馬乳酒にはビタミンCが100mlあたり8-11mg含まれている[51]。

ヘムの分解物であるビリルビンの代謝[編集]

肝臓においてグルクロン酸転移酵素によりヘムの分解物であるビリルビンはグルクロン酸抱合を受け、水に溶けるようになる。抱合型ビリルビンはほとんどが胆汁の一部となって十二指腸に分泌される。抱合型ビリルビンの一部は大腸に達し、腸内細菌の働きにより還元されてウロビリノーゲンに代謝され、腸から再吸収され、腎臓を経て、尿として排泄される。この循環を腸肝ウロビリノーゲンサイクルと呼ぶ。ウロビリノーゲンは、抗酸化作用を有し、DPPHラジカル除去作用は他の抗酸化物質（ビタミンE、ビリルビン及びβ-カロチン）よりも高い値を示す[52][53]。再吸収されたウロビリノーゲンが体内で酸化されると黄色のウロビリンとなり尿から排泄される。腸内に残るウロビリノーゲンはさらに還元されてステルコビリノーゲンになり、別の部位が酸化されて最終的にはステルコビリンになる。このステルコビリンは大便の茶色の元である。なお、ビリルビンが胆汁として分泌されずに体内に蓄積されると黄疸を発症する。

水素ガスの産生と抗酸化作用[編集]

難消化性である食物繊維や乳糖の摂取と腸内細菌により呼気やおならへのガスの産生と排出が高まる。産生されるガスは水素とメタンが多いが、メタンは個人差がありメタン産生菌を有していないとメタンは産生されない。おならと呼気の水素量の相関は0.44と高い[54]。

αグルコシダーゼ阻害剤である糖尿病治療薬のアカルボースを服用すると炭水化物の吸収が抑制され大腸の腸内細菌により水素などが産生されるが、アカルボースの服用が心血管事故を抑制する可能性があり、この原因として高血糖の抑制に加えて、呼気中に水素ガスの増加が認められ、この増加した水素の抗酸化作用により心血管事故を抑制するメカニズムが想定されている[55]。

水素による抗酸化作用が各種研究で報告されているところであり、また、腸内細菌は水素を産生している。コンカナバリンAを用いて肝炎を誘導したマウスの実験では、抗生物質を使用して腸内細菌による水素発生を抑制させたマウスと比較して、通常の腸内細菌が発生させた水素はマウスの肝臓の炎症を抑制することが認められた[56]。

腸内環境の維持[編集]

乳酸菌等の腸内細菌は、腸内で担体として増加することにより菌体が腸管老廃物を吸着して排出させている可能性がある[50]。健康なヒトの腸内にはたくさんの種類の微生物が生息しており、ほぼ全ての人の腸内からは、ラクトバシラス属やビフィドバクテリウム属の乳酸菌が検出される。ヒトの糞便中1gあたりの菌数は、ビフィズス菌が100億個、ビフィズス菌以外の乳酸菌が10-100万個であるといわれている[57]。これらの乳酸菌は、俗に言う「腸内の善玉菌」の一種として捉えられる場合が多く、腸内常在細菌叢（腸内フローラ）において、これらの細菌の割合を増やすことが健康増進の役に立つという仮説が立てられている。ただしその有効性については、意義があるとする実験結果と関連が認められないとする結果がそれぞれ複数得られており、結論が出ていないのが現状である。前述の「#善玉菌と悪玉菌」も参照。

蜂蜜の中には芽胞を形成し活動を休止したボツリヌス菌が含まれている場合がある。通常は摂取してもそのまま体外に排出されるが、乳児が加熱していない蜂蜜を摂取すると体内で発芽して毒素を出し、中毒症状（乳児ボツリヌス症）を引き起こし、場合により死亡することがあるため、注意を要する。十分に腸内細菌の発達したヒトでは生の蜂蜜を摂食しても、腸内細菌が芽胞からのボツリヌス菌の増殖を妨げる[58]。

「蜂蜜#乳児ボツリヌス症」も参照

腸内細菌であるいくつかのプロバイオティクス株が過敏性腸症候群や慢性便秘の症状の減少に効果があるとされている。症状の減少をもたらす可能性が最も高い腸内細菌は、以下のようなものが掲げられている。

血清尿酸値の低下への寄与[編集]

「痛風」および「高尿酸血症」も参照

ヒトの体内で1日に産生される尿酸は約700mgで、その約1⁄3は食事由来である[62]。尿酸の排泄の約2⁄3は腎臓を経て尿に約1⁄3が腸管から排泄される[63]。腎臓は尿酸の90%を再吸収し、約10%を尿に排泄する[64]。腸内のプリン体は腸内細菌に取り込まれDNA合成に利用され腸管内のプリン体が減少する可能性が指摘されている。ヒトにラクトバチルスガセリPA-3を含むヨーグルトを連日摂取させたところ血清尿酸値の低下が認められた。これは菌体がプリン体を取り込むことによるヒトの体内への吸収抑制によるものであることが推察された[62]。

クロストリジウム・ディフィシル腸炎の予防の可能性[編集]

クロストリジウム・ディフィシル腸炎は、抗生物質の投与等で正常な腸内細菌叢が撹乱されて菌交代症が生ずる事で発生すると考えられている[65]。正常腸内細菌叢を掻き乱す事は、C. difficile に増殖の機会を与えていることになる[66]。つまり、この疾患は抗生物質関連下痢（英語版）の一つである[67]。 C. difficile 腸炎の発生は、抗生物質であるニューキノロン、セファロスポリン、クリンダマイシンの使用と強く相関している[68]。クロストリジウム・ブチリカム（宮入菌）の有用性は、高病原性菌の増殖と拮抗することによってクロストリジウム・ディフィシル腸炎の原因菌である高病原性クロストリジウム・ディフィシルの増殖を妨害するその能力に主として起因している[69]。

自閉症の予防の可能性[編集]

自閉症児と健康児の腸内細菌を比較するとクロストリジウム属の細菌が平均して10倍程度多い状況が報告されている。乳幼児時に多種多量の抗生物質を投与され腸内細菌の組成が破壊され、クロストリジウム属の増殖とともに自閉症に至った例が紹介されている。幼い脳にダメージを与えるクロストリジウム属の神経毒素が原因であると指摘している[70]。

病原性クロストリジウム属菌は、(Shaw 2010)によって、自閉症をもつ小児の尿より本属が作り出す物質3-(3-ヒドロキシフェニル)-3-ヒドロキシプロパン酸(略称：HPHPA) が高濃度で検出される報告がなされ、カビ毒の向神経作用が注目された[71]。

フィンランドの調査で、腸内フローラが自閉症を予防する効果がある可能性が示唆されている[72][73]。

免疫機能[編集]

en:Gut flora#Immunityを参照のこと。

アレルギー予防[編集]

en:Gut flora#Preventing allergyを参照のこと。

鉄分の吸収[編集]

鉄分は3価の鉄イオンが自然界に存在しており、それが2価の鉄イオンに還元されてから吸収されると考えられている。東京工科大学応用生物学部らのグループは、腸内と同様の環境下で、腸内細菌である大腸菌、酪酸菌、乳酸菌、ビフィズス菌のどれもが、3価の鉄イオンを2価の鉄イオンに還元し微生物の増殖を促したことから、腸内細菌が鉄分の吸収に貢献していると報告した[74]。

腸内細菌による病気[編集]

リトコール酸の産生[編集]

リトコール酸（Lithocholic acid）は、脂質を可溶性にして吸収を高める界面活性剤の役割をする胆汁酸の一種である。結腸内において微生物の活動により一次胆汁酸であるケノデオキシコール酸から二次胆汁酸として生合成される。この反応は一部の腸内細菌が有する胆汁酸-7α-デヒドロキシラーゼによってリトコール酸が生成される。腸内細菌の総菌数の 1 - 10パーセント程度の多くの菌株が低い胆汁酸-7α-デヒドロキシラーゼ生産能を有することが確認されている[75][信頼性要検証]。リトコール酸は、人や実験動物に発癌をもたらすとされている[76]。発がん性を有するリトコール酸などの二次胆汁酸を作り出す腸内細菌は、いずれもクロストリジウム属に属するものでシンデンス菌、ハイレモンアエ菌、ヒラノーニス菌など6種類のものがとりあえず発見されている[77]。

硝酸態窒素から亜硝酸への還元[編集]

硝酸態窒素を含む肥料が大量に施肥された結果、地下水が硝酸態窒素に汚染されたり、葉物野菜の中に大量の硝酸態窒素が残留したりといったことが起こっている。人間を含む動物が硝酸態窒素を大量に摂取すると、腸内細菌により亜硝酸態窒素に還元され、これが体内に吸収されて血液中のヘモグロビンと結合してメトヘモグロビンを生成してメトヘモグロビン血症などの酸素欠乏症を引き起こす可能性がある上、2級アミンと結合して発ガン性物質のニトロソアミンを生じる問題が指摘されている[78][79]。野菜類に主に肥料由来の硝酸塩、亜硝酸塩が多く含まれることがある。市販漬物中には硝酸塩、亜硝酸塩が多く、なかでも葉菜類が最も高く、次いで根菜類、果菜類の順に多かった旨の報告がある[80]。IARC発がん性リスク一覧では、「アジア式野菜の漬物 (Pickled vegetables (traditional in Asia))」が、Group2B（ヒトに対する発癌性が疑われる（Possibly Carcinogenic）化学物質、混合物、環境）としてとりあげられている。アジア式野菜の漬物とは、中国、韓国、日本の伝統的な漬物を意味しており、低い濃度のニトロソアミン等が検出されている[81]。

硫化水素産生菌と潰瘍性大腸炎[編集]

硫化水素産生菌が産生する硫化水素が潰瘍性大腸炎の原因ではないかとの指摘がある。大腸の粘膜に硫化水素を代謝する酵素が存在するが、その処理量以上の硫化水素に大腸がさらされることが潰瘍性大腸炎の原因となるのではないかとの指摘がされている[82]。硫化水素はミトコンドリアに所在するシトクロムcオキシダーゼを阻害することにより毒性を発現する。高濃度の硫化水素に曝露されることでアポトーシス関連蛋白質であるカスパーゼ3の活性化、ミトコンドリアからのシトクロムcの遊離が見られ、ミトコンドリアを介したアポトーシスが誘導される可能性がある[83][信頼性要検証]。大腸粘膜を傷害するおそれのある有害な物質の発生を制御するためシソ科を中心としたいくつかの植物の抽出物を動物にあたえることで硫化水素やメタンチオールの発生を抑制することが明らかになった[84]。イギリスで行われた調査では約3分の1のヒトがメタン菌を保有するメタン生産者である。メタンガスを作らないヒトでは、水素を利用するメタン菌の代わりに硫酸還元菌が水素や乳酸を利用して硫酸イオンを還元し、硫化水素をつくる[85]。

アノイリナーゼの産生[編集]

アノイリナーゼ（=チアミナーゼ）は、ビタミンB1を分解する酵素である。アノイリナーゼは、一部の山菜（ワラビやぜんまい）、淡水魚（コイやフナ）の内臓、ハマグリなどに含まれる。また、加熱すれば通常この酵素は失活する。アノイリナーゼを産生するアノイリナーゼ菌を腸内細菌として保有しているヒトも数パーセント存在しているといわれている。ただし、この菌を保菌していたとしても、ビタミンB1欠乏症である脚気の自覚症状、他覚症状を呈することはほとんどない[86]。

肥満との関係[編集]

肥満の有無にウェルコミクロビウム門に属するアッカーマンシア・ムシニフィラ（Akkermansia muciniphila）という腸内細菌が関わっているとの指摘がある。この細菌が少ない人ほどBMI値が高い。痩せた人ではこの細菌が腸内細菌の4%を占め、太った人ではほとんどゼロである。この細菌は腸壁を覆う粘液層の表面に潜んでいる。この細菌が少ないと粘液層が薄くなりリポ多糖が血液中に入りやすいとされる。なお、リポ多糖は脂肪細胞の炎症を引き起こし新しい脂肪細胞の形成を妨げ、既存の細胞に脂肪の過剰な蓄積を起こす。普通マウスの主要な2種類の腸内細菌と比較して肥満マウスの腸内細菌ではバクテロイデス門が少なく、フィルミクテス門が多かった。ヒトでも同様の結果だった。無菌マウスに普通・肥満マウスの腸内細菌を移したところそれぞれ同様の現象が起きた。肥満マウスでは痩せたマウスに比べてフィルミクテス門に属するクロストリジウム属が飛びぬけて多く存在していた[87]。ヒトの例では、イタリア都市部の低食物繊維・高エネルギー食の子供の便ではフィルミクテス門が多く、アフリカの高食物繊維・低エネルギー食の子供の便ではバクテロイデス門が多かった[88]。フィルミクテス門は脂質やたんぱく質を好み、バクテロイデス門は食物繊維を好む。逆に言えば高食物繊維・低エネルギー食を続ければフィルミクテス門の菌が減り、太りにくくなる[89]。一方、過去の研究を分析しなおした2014年の研究では、フィルミクテス門とバクテロイデス門との比率は、人間の肥満と一貫した関連性がないことが指摘されている[90]。

1950年代からアメリカ合衆国の農家で薬用に満たない低用量の抗生物質の家畜への投与が家畜の体重増加を大幅に早めることが認められ、これを飼育に利用されてきた。なお、実験動物のマウスへの抗生物質の低用量投与でも体重増加を示した。生後6か月のヒトの幼児でも抗生物質の投与と体重増加が関連を示していた[91]。

無菌動物[編集]

無菌動物とは、体内および体表に微生物（ウイルスや寄生虫を含む）が存在しない動物（現実的には検出可能な全ての微生物が存在しない動物）のことである。無菌動物はウイルス、細菌、寄生虫などの要因を制御するために無菌のアイソレータ内で飼育される[92]。無菌動物は、盲腸の容積が大きく[93]、寿命が長いなどの特徴を有する。自由摂食環境下で無菌マウスと通常マウスを比較したところ、無菌マウスの寿命が長かった結果が得られた[94]。

腸内細菌には大型動物に利益をもたらす面も害をなす面もあるが、どちらが大きいのかについては不明である。無菌動物の場合、寿命が普通個体よりも長い[95]ので、総計すれば害の方が大きい、との可能性もある。しかし、現実社会ではヒトが無菌状態で生活することはできない。

研究史[編集]

オランダのアントニ・ファン・レーウェンフックが17世紀、顕微鏡で糞便を観察して多数の「小さな生き物」を見出したことが、腸内細菌の観察・研究の始まりとなった[1]。彼は「微生物学の父」と呼ばれており、微生物そのものの発見と同時期に、1674年から自作の顕微鏡を使って環境中の様々なものを観察し、ヒトや動物の糞便に含まれる、後に腸内細菌と呼ばれるようになった微生物をスケッチしている。

年表[編集]

  • 1876年 ロベルト・コッホが炭疽菌の純粋培養に成功したのをきっかけに様々な細菌が単離されるようになった。当時のヨーロッパではコレラや腸チフスなどの消化器感染症が流行しており、その患者から病原菌を分離するときに同時に分離されてくる、健常者にも存在する常在菌として、大腸菌（1885年）など、いくつかの腸内細菌科の細菌が分離同定された。しかしこの当時はまだ、酸素に触れると死んでしまう偏性嫌気性菌の存在についてあまり知られていなかったため、実際に培養できたのは腸内細菌の10%にも満たなかった。残りの大部分である、培養できない偏性嫌気性菌については、死んだ菌の残骸であると考えられていた。
  • 1880年代 未消化タンパク質の腐敗によって発生した毒性を示す化合物が小腸から発見された[96]。イリヤ・メチニコフが自家中毒説として発展させ、毒素が腸から吸収され寿命を縮めると仮定し、19世紀終わりごろには大衆に広く知られるようになった[97]。
  • 1899年 パスツール研究所の研究員であったティシエは、母乳栄養児の糞便から偏性嫌気性菌であるビフィズス菌を分離した。この当時、母乳と人工乳のどちらが与えられるかによって新生児の発育や死亡率などに違いがあり、母乳栄養児の方が健康状態がよいということが知られていた。ティシエはこの違いを明らかにするために糞便中に分離される腸内細菌に着目し、当時はまだ技術的に未熟であった嫌気培養法によってビフィズス菌の分離に成功して、母乳栄養児にこの菌が多く見られることを明らかにした。この発見によって、腸内細菌が宿主の健康に関与していることが注目されるようになり、また20世紀初頭にかけて、多くの偏性嫌気性菌の分離が行われるようになった。
  • 1904年 イリヤ・メチニコフはパスツール研究所の副所長に就任した。1907年に『不老長寿論』という著書を出版した。これは、ブルガリアに長寿者が多いことから端を発する説で、乳酸菌を摂取させたところ腐敗物質が減少したので、毒素が発生する（自家中毒になる）のを防止するために乳酸菌を摂取すれば長寿になる、というものである。ブルガリアの乳酸菌の他に、ケフィアや酢漬け、塩漬けの食品によって人々は知らずのうちに乳酸菌を摂取していることを指摘している[98]。メチニコフは1908年に、細胞性免疫を発見し、食細胞説を提唱した功績でノーベル生理学・医学賞を受賞したため、不老長寿説は受賞とは無関係な研究であったものの脚光を浴びることになった[要出典]。しかし、後にメチニコフが提示した乳酸菌（ブルガリア菌）はその大部分が胃で殺菌されてしまい、腸には到達しないことが明らかになり、また同時に、腸内の腐敗物質だけでは老化や様々な疾患発生が説明できないことも明らかになったため、この説は下火になった[要出典]。
  • 1918年 ジョン・ハーヴェイ・ケロッグは『自家中毒』[99] という著書を出版し、自家中毒説をもとに未消化の肉には毒を作り出す細菌が繁殖し、毒によって体の不調を招くという理由で菜食を勧めていった。またケロッグはシリアル食品を開発し、食物繊維は腸を刺激して毒を発生させる時間を短くすることにより健康にとって重要であるという宣伝を行なったため、大衆に食物繊維の重要性が認知されていった[97]。
  • 1950年代～ 腸内細菌の役割について宿主との共生という観点からの研究が再び盛んになり、嫌気培養技術が大きく発展したことも手伝って、細菌叢調査法が発展し、その実態解明が進んだ。腸内常在微生物叢が宿主の健康に関与していることも次第に明らかになった。腸内細菌バランスに介入することで健康維持を図ろうとする製剤、あるいは健康食品の開発が行われるようになった。この時期に研究を始めた日本の光岡知足は腸内細菌学に大きな功績を残した[1]。
  • 1965年 リリーらによってプロバイオティクスとして提唱され[100]、以降、乳酸菌を用いた醗酵食品を腸内に到達させる研究が進んでいった。
  • 1995年 有用な腸内細菌を増殖させる物質としてプレバイオティクスという概念が提唱される[101]。プレバイオティクスの代表的なものには食物繊維やオリゴ糖がある。プロバイオティクスとプレバイオティクスの両方の機能を併せ持った食品はシンバイオティクスと呼ばれる。

ヒト以外の動物の腸内細菌[編集]

腸内細菌はヒトだけでなく、消化管を有する様々な動物にも存在しており、その組成は動物種によって異なる。基本的にはいずれもバクテロイデス属（Bacteroides属）などの偏性嫌気性菌が優勢であるが、ヒト、サル、モルモットなどでは乳酸菌としてビフィズス菌の仲間が多いのに対して、ブタ、マウス、イヌ、ウマなどではラクトバチルス（Lactobacillus）が多い。ウマ、ウサギなどの草食動物は嫌気性細菌を蓄える肥大した盲腸や結腸を有している。反芻動物のウシの第一胃では、セルロースを分解し酢酸や酪酸などを生成するルミノコッカス属が多く、50-100万の繊毛虫類も住んでおり、おそらく同居している細菌を食用にしている[102]、ネコ、ウサギ、ウシなどではどちらの乳酸菌も少ない。

鳥類では、ニワトリにはバクテロイデスとラクトバチルスがいる。魚類では、サケ、シマスズキなどで海水性ビブリオが見出されている[102]。

イエシロアリなどの下等シロアリ類では消化管内に住む共生原生動物の酵素で植物繊維のセルロースを分解して消化吸収する。共生しているのは超鞭毛虫類や多鞭毛虫類が中心で、そのほとんどはシロアリの腸内のみに生息している[103]。

詳細は「シロアリ」を参照

出典[編集]

[脚注の使い方]
  1. ^ a b c d e f g h 大野博司「腸内細菌叢研究の現状と展望」『ファルマシア』第53巻第11号、日本薬学会、2017年、1059-1063頁、doi:10.14894/faruawpsj.53.11_1059、ISSN 0014-8601、2023年6月2日閲覧。
  2. ^ a b c d e 腸内細菌と健康 厚生労働省e-ヘルスネット（2022年5月8日閲覧）
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関連事項[編集]

外部リンク[編集]

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