サイアミディン

草食動物に適した腸内細菌

糖質制限を否定する医学論文の中に、

「マウスに高脂肪食を与え続けると肥満・糖尿病を発症する」という現象を根拠にしているものがあります。

ここにおける高脂肪食とは低糖質食(糖質制限)とほぼ同義と捉えてよい設定です。

確かに動物実験において、マウス系統の動物に高脂肪食を与える事は、最も頻用されている2型糖尿病の誘発方法です。

これに対しては「草の種子(穀物)を主食とするマウスに本来の主食ではない高脂肪食を食べさせ続けたら代謝が破たんするのは当然」だという反論があります。

しかし、代謝が破たんするというのは漠然とした表現であり、本来の主食と違うものを食べたら具体的に何がどうなって糖尿病へ発展するのかという生化学メカニズムはよくわかっていません。

しかも高脂肪食はヒトに対しては糖尿病を改善するという真逆の方向へ働きかけるにも関わらず、です。

はたして高脂肪食を摂取した時の生態反応は、ヒトとマウスでは一体何が違うというのでしょうか。

今日は「マウスに高脂肪食を与えるとなぜ肥満・糖尿病を発症するのか」という事について私なりに考えてみたいと思います。
それを考えるためにまずはマウスの生化学的なシステムはヒトとどのように違うのかという事について以下の本で調べてみました。



獣医生化学 単行本 – 2005/10
斉藤 昌之 (編集), 横田 博 (編集), 鈴木 嘉彦 (編集)


もしかしたらヒトとは全く違う代謝経路があって、例えば脂肪を摂取するとグルコースが上昇するといった回路が働いている可能性もあるかもしれないと思ったからです。

ところが、実際に読んでみると、マウスの代謝というよりは、章は動物全般に共通するシステムとしてまとめられており、

解糖系、クエン酸回路、酸化的リン酸化、糖新生など、私が医学部の生化学の講義で学んだ事とほぼ同じ内容が書かれているのです。

つまりヒトとマウスとで生化学的なバックグラウンドには大きな違いはないという事です。


一方マウスと同じ草食動物であるウシにおいて次のような記載がありました。

(p102より引用)

【乳牛のケトーシス】

(前略)

ケトーシスは、分娩1週間前から分娩後1か月以内に、泌乳能力の高いウシや分娩時肥満状態のウシに多発する。

ウシはルーメン(※第1胃)における発酵産物である揮発性脂肪酸(酢酸、プロピオン酸、酪酸)を主たるエネルギー源として利用する

肝臓がほとんどのケトン体産生をまかなう単胃動物とは対照的に、反芻動物では酪酸を消化管でβ-ヒドロキシ酪酸に変換するため、もともと血中のケトン体濃度は高い傾向にある。

それに対して、血糖の供給はプロピオン酸からの糖新生に依存するために、単胃動物よりも低い(50mg/dL程度)。

(引用、ここまで)



この文章からヒトと草食動物のメカニズムの違いを読み解く事ができます。

つまりヒトが肝臓でケトン体を産生しているのに対し、草食動物においてはケトン体の主たる産生の場は消化管であり、そこには「発酵」という現象が関わっているという事です。

発酵を行うのは微生物、消化管に住む微生物と言えば腸内細菌です。

つまりヒトとマウスの高脂肪食を摂取した後の反応は、生化学的なメカニズムの違いではなく、消化管に介在する発酵に関わる腸内細菌の違いによってもたらされている可能性があります。

発酵という現象は「無酸素下でグルコース(血糖)を利用してエネルギーを取り出し何らかの副産物を産生する」という点で「解糖」と共通する所があります。

解糖という現象はほとんどすべての生物に共通する原始的代謝系であり、ミトコンドリアを持たない腸内細菌にとっては唯一のエネルギー産生系です。

解糖と発酵の違いは、産生される副産物が乳酸であれば解糖、二酸化炭素とエタノールであれば発酵、というだけで基本的な原理は同じです。

ただウシの反芻でみられるように、ある種の細菌は発酵によってエネルギー源である脂肪酸を副産物として作り出す事ができます。

腸内細菌にとっては消化管の持ち主であるウシが死んでしまっては生きていく事ができませんので、

発酵によって生み出した脂肪酸のエネルギーをウシに提供することで自らの住処である消化管を安息の地とする事ができます。

そしてウシにしてみれば消化管に住みつく腸内細菌からエネルギーをもらうべく発酵をせっせと行ってもらうためには、

発酵に必要なグルコースという材料が必要になってくるという話になってきます。

だからウシにとっては高脂肪食のような糖の少ない食事ではエネルギーを確保する事が難しいのではないかと思うのです。

この構造は草食を基本とするマウスにおいても同じような事が言えるのではないかと私は考えます。


では糖さえ入っていればどんな食事でもいいのかと言われるとそれは違うと思います。

同じ糖が入っている食事でも、草食(穀物)でなければならない理由があるはずです。

ここで資化菌と配糖体の話を思い出します。

配糖体は植物が生命活動を営むのに必要な生理活性物質に糖をくっつけて無効化したという所に起源があるという話をしました。

そしてその配糖体を有効化するためには配糖体から糖を外す専用の酵素を持っているのが資化菌と呼ばれる細菌群でした。

ウシとの共生関係と一緒で、植物に定着する細菌も植物との共生関係が結べないと生命活動を営む事ができません。

植物が排泄物として生み出す配糖体を、自身の酵素によって有効に利用できる資化菌のような細菌でないと植物との共生関係は結べないと思います。

配糖体から糖を取り出せなければ細菌は死あるのみ、だから植物に住みつく事ができる細菌はおのずと選別されていく事になります。

また配糖体をうまく使えば、ある種の薬がそうであるように全身の代謝を高め、宿主にとって有利に働かせる事もできるようになります。

つまり草食動物は草や穀物を食べる事で、糖と一緒に配糖体を有効利用できる腸内細菌まで取り込めるので、より代謝を高める形にもっていく事ができるわけです。

そして同じことを肉食動物がしたとしても発酵で脂肪酸を生み出す腸内細菌や配糖体を利用できる腸内細菌がいなければ、草を食べてもエネルギーにはなりません。

このように、草食動物には草食動物用の腸内細菌が、肉食動物には肉食動物用の腸内細菌がいるという違いがヒトとマウスの違いを生み出すのではないかと私は考える次第です。


以上を踏まえて「マウスに高脂肪食を与えるとなぜ肥満・糖尿病を発症するのか」について考えてみます。

マウスが穀物ベースの高糖質食を食べれば、その糖は腸内細菌が発酵によって消費し、しかも脂肪酸や配糖体からのエネルギーや生理活性物質を生み出してくれるのでマウスは元気満タンで代謝もよくなって肥満や糖尿病にはなりません。

一方で糖質の少ない高脂肪食をマウスが食べれば、確かにその食事そのものによる血糖上昇はないかもしれませんが、

腸内細菌には糖の栄養が行かず、エネルギーや生理活性物質が生み出されず結果的にマウスの代謝が落ちます。運動不足にもなって肥満になりやすくなります。

そうなれば肥満に伴うインスリン抵抗性にもつながり慢性的な高血糖状態となります。これがマウスが高脂肪食を食べると糖尿病になる、の本質ではないかと思うのです。

もっと言えば、肉食動物であっても腸内環境が草食動物用の腸内細菌に入れ替われば、マウスと同じような状況になりうるのではないかと思うのです。

それを現実に成し遂げたのが青汁1日1杯で長年生活されている森美智代さんだと思いますし、

世の中には炭水化物ばっかり食べててもスリムで健康な人や、いわゆるやせの大食い体質の方もいますが、

もしかしたらそういう方々の腸内細菌は草食動物寄りになっているのではないかと私は想像しています。

もしもこの仮説が正しければ、万人に共通する健康原理だとする糖質制限の考え方は、

必ずしも万人によいとは限らないと、少し軌道修正していく必要があるかもしれません。


たがしゅう
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えーっつ!

たがしゅうさん、おはようございます。

昨夜寝る前に今回の記事を3回読んで寝たので、どうしても気になって早起きして、このコメントを書いています。

今回の結論は、私たち糖質セイゲニストにとっては衝撃的ですね。特に私の家内のように、糖質を摂取していても全く太ら(れ)なかった人は、糖質制限をすると逆に糖尿病になる可能性があるということですよね。
家内はスーパー糖質制限を始めて2年以上が経過しており、現在のところ糖尿病の兆候はないのですが、今月の人間ドックの結果を注視したいと思います。

たがしゅうさんの仮説にはいつも納得する点が多いのですが、今回だけはどこかに盲点があってほしい、とつい思ってしまいました。(スミマセン)

Re: えーっつ!

あきにゃん さん

 コメント頂き有難うございます。

> 糖質を摂取していても全く太ら(れ)なかった人は、糖質制限をすると逆に糖尿病になる可能性があるということですよね。

 少し補足させて頂きますと、
 「やせ体質の人」≠「草食動物用の腸内細菌を持つ人」であり、両者はイコールではありません。

 やせ体質の人でも肉食動物用の腸内細菌を持っている人はいて、そういう方が太れないのは「インスリン分泌能が低い」もしくは「消化管機能が低下している」という事が背景にあると私は考えています。

 将来的に検便で腸内細菌パターンがわかるようになればいいと思いますが、現時点ではそれはできませんので、見た目では腸内細菌のパターンを推定する事は困難です。

 ただとりあえず糖質制限をやってみて何らか体調が良くなるという人は、たとえやせている人であっても、多分草食動物用の腸内細菌パターンではないと思います。やはり「体調が最良のバロメータ」です。

 あくまでも私の仮説です。御参考までに。

たがしゅう先生、こんにちは。

先日はお会いできて光栄でした。

糖質制限は基本的にはヒト一般に適した食事なのでしょうが、他方で生物には適応性・柔軟性があるし、同じ種でも個体差があることも考えると、森美智代さんのようなケースも宜なるかなと思います。

もし森美智代さんが糖質制限を始めたら、エネルギー不足になるのでしょうか、或いは続けることで腸内細菌叢が肉食動物のそれに変化してくるのでしょうか。
パンダは数百万年竹のみを食べていますが、消化管の構造も腸内細菌叢もほとんど肉食動物と変わらないことからすると、腸内細菌叢はそう簡単には変わらないのでしょうか。

腸内細菌叢が人によって違い、しかも簡単には変わらないとして、草食動物のような腸内細菌叢を持つ人の場合でも、穀類はあくまで摂らない方がいいように思います。
草が主食の牛に穀物飼料を与えると肥満になることや、穀類が主食のネズミは必要なアミノ酸を摂ることと引き換えに摂り過ぎた糖質を消費する為1日に6〜10㎞も走らなくてはならないことを思うと、糖質が多すぎる穀類はやはり制限すべきではないでしょうか。
百歩譲って穀類を摂るとしても、その場合はネズミのように或いは昔の人のようにたくさん運動する必要があると思います。

草食動物のような腸内細菌叢を持つ人は、セルロース分解酵素を持つバクテリアの為に糖質少なめで食物繊維たっぷりのものを食べつつ脂肪やタンパク質は控え、そうでない人は一般的な糖質制限、というのが、先生の推測から導かれる食事法のアレンジになるのでしょうか。

Re: タイトルなし

マルセル さん

 コメント頂き有難うございます。

> もし森美智代さんが糖質制限を始めたら、エネルギー不足になるのでしょうか、或いは続けることで腸内細菌叢が肉食動物のそれに変化してくるのでしょうか。
> パンダは数百万年竹のみを食べていますが、消化管の構造も腸内細菌叢もほとんど肉食動物と変わらないことからすると、腸内細菌叢はそう簡単には変わらないのでしょうか。


 草食動物寄りの腸内細菌を持っている肉食動物は、肉を食べても栄養は吸収できると思います。
 なぜならば肉食動物はもともと動物性食品を消化できる自前の酵素を持っているからです。従って、森美智代さんが糖質制限をしてもエネルギー不足にはならないと思います。その点は草食動物で草食動物用の腸内細菌叢を持つマウスにはできない芸当です。

 御指摘のように、「だからといって糖質をどんどん摂ってもよいという話にはならない」と私も思います。
 あくまで草食動物寄りの腸内細菌があれば糖質の影響をワンクッションおいて受ける事ができるという事にすぎません。
 腸内細菌が処理しきれない過剰の糖質が舞い込めば、やはり糖質の害が出てくるに違いないでしょう。

糖尿病・肥満

たがしゅう先生

それが全てとはとうてい考えられませんが、糖尿病や肥満に関して、遺伝的要素を考察してみました。
この世界(糖質制限)で時々話題になる倹約遺伝子について考えてみました。
糖尿病になりやすい倹約遺伝子によるたんぱく質にPPARγ(ペルオキシソーム増殖活性化受容体ガンマ)と言うたんぱく質があり、脂肪細胞の分化に重要な役目を果たしています。
このPPARγの量を人工的に減らしたマウスに脂肪の多い食事を与えても体脂肪はそれほど増えず、インスリン抵抗性もそれほど生じないという結果が報告されています。
ヒトにおいて、このPPARγは糖尿病になりやすく、インスリン抵抗性を生じやすいことが知られています。まさに糖を使わず倹約しているといえます。
しかしこのPPARγをコードしている塩基配列にいくつかのSNP(スニップ)があり、例えばこのたんぱく質の12番目のアミノ酸プロリンがアラニンに置き換わったスニップがあり、これが糖尿病になりにくいことが知られています。
スニップとは直接病気に関わる遺伝的塩基配列の異常ではなくヒトそれぞれの個性に関わるものとして認識されております。DNA鑑定はこのSNPを調べているということです。
代表的な例で、アルコールに強い人・弱い人・まるっきし下戸というような場合、このスニップで説明されており、アセトアルデヒド分解酵素たんぱく質をコードしているALDH遺伝子の正常型かスニップなのかで違ってきます。(正常型・・アミノ酸残基がグルタミン酸 SNP・・アミノ酸残基がリジン・・酒に弱い)
倹約遺伝子として他にも、β3アドレナリン受容体(β3AR)と呼ばれるたんぱく質があり、このスニップがインスリン抵抗性に関与しており、肥満になりやすく脂肪を倹約しているようです。
インスリン抵抗性や糖尿病体質は健康長寿の指標(糖質制限が前提)と唱える人がこの世に数名いますが(私もその一人・笑・)、倹約遺伝子の観点からなんとなく納得できます。まさに逆転の発想です。
冒頭申し上げましたが、いろいろな要素の相互作用を考慮すると、これらが全てと考えないほうがいいでしょうね。

参考図書
1「.たんぱく質入門」  講談社BLUBACKS 武村政春著
2.「そうだったんだ脂肪酸」  伊藤浩編集

Re: 糖尿病・肥満

Yamamoto_ma さん

 コメント頂き有難うございます。
 流石、鋭い御高察、大変参考になります。

 個性と称される多様性をSNPが説明している部分はあるでしょうね。
 ただ御指摘のように、それはある断面での切り口で個性を捉えた時の説明であって、それが全てではないという視点も忘れないでおくべきでしょうね。

 PPARγはインスリン抵抗性改善薬のピオグリタゾン(商品名:アクトス)の作用点としても知られています。PPARγの作用を強めればインスリン抵抗性が改善し糖尿病にとって良い事ばかりかと言えば、一方でこの薬には膀胱がんのリスクを上げる事がよく知られています。

 いずれにしても科学的な視点で事象を捉えるのは大事ですが、必ず全体の中での一事象として捉えること、すなわち「木も見て森も見る」という姿勢が重要なのではないかと私は考える次第です。

 2014年8月27日(水)の本ブログ記事
 「木も見て森も見る」
 http://tagashuu.blog.fc2.com/blog-entry-401.html
 も御参照下さい。
プロフィール

たがしゅう

Author:たがしゅう
漢方好きの神経内科医です。
糖質制限で10か月で30㎏の減量に成功しました。
糖質制限を通じて世界の見え方が変わりました。
今「自分で考える力」が強く求められています。
私にできることを少しずつでも進めていきたいと思います。

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