Intestinal microbiota and barrier function of the gastrointestinal tract

教育講演

腸内フローラと消化管バリヤ機能
伊藤喜久治
東京大学大学院農学生命科学研究科（〒 113-8657 東京都文京区弥生１－１－１）௕‫؝ڭ‬Ⴏ৔ইট‫ش‬ছधে৬

ヒトを含めた動物は多くの共生細菌とともにႯ৔ইট‫ش‬ছभથ৷ਙ

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“腸内フローラ”は量的・質的に最も宿主との関係が深い共生細菌群である。糞便１g 当たりႯ৔ྂ૷೶෸‫ৣ؞‬በ೶෸ৣበ Ⴏ৔౮ଞ৅ᇪ

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方にもよるが 300 ～ 500 種といわれている。
ヒト腸管全体では約 1014 個の菌が生息する。
糞便の体積の約 1/3 が細菌で占められる。

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図１．腸内フローラと生体

腸内フローラは宿主に種々の影響を与える

腸内フローラは種々の要因によりコントローが、宿主にとって腸内フローラは有益にも有害ルされている。図 2 に示すように腸内フローにも働く“両刃の剣”的な存在である。有益なラの大きな枠組みはまず生物学的要因である動働きとしては図 1 にあるようにビタミン合成

物種、年齢、消化管各部位、遺伝などにより一や消化・吸収の補助、免疫賦活作用、外来病原定の構成が決められる。これは主に食性の違い菌の排除などがあげられる。有害な作用としてや腸内環境により規定される。さらに腸内フロは、腸内菌の代謝を通して腸内腐敗産物や発ガーラの外的要因、つまり腸内フローラと宿主のン物質、毒性物質の産生により消化管の異常や生理状態、特に腸管の生理状態で規定される。

長期・短期的に各臓器にダメージを与え、ヒトまた、腸内フローラを構成する細菌相互の関係

では老化や生活習慣病に結びつき家畜では体重により最終的に各動物の腸内フローラはきめら増加の抑制や肉質、卵質などの低下と結び付く。

れる。

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また、腸内フローラに含まれる日和見感染菌が⏕≀Ꮫⓗせᅉ

各種ストレスにより日和見感染を誘発することື≀✀ᖺ㱋㑇ఏᾘ໬⟶㒊఩になる。腸内フローラは宿主のために腸内に生息するのではなく、その環境が細菌の生息にとって都合がよいので生息しているだけであり、宿主の健康状態により、特に腸内環境の変化により変動する。健康な成熟動物の腸内フローラは安定した状態を保ち、いわゆる“正常細菌叢䝣䝻䞊䝷䛾እⓗせᅉ
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Journal of Japanese Society for Clinical Infectious Disease
in Farm Animals Vol.5 No.3 2010

腸内フローラと消化管バリヤ機能ᅗ䠐䠊

ヒトにおいては腸内フローラと病気との関係⭠ෆ䝣䝻䞊䝷

で研究が進められている。ヒトでは特に食品成⑓ཎ⣽⳦⭠ ⟶ ୖ ⓶分や医薬品・漢方薬が経口的に摂取されたときに腸内菌により代謝され栄養素ばかりでなく毒（図 3）。動物においては感染防御や生産性の向㻝㻚㻌እ᮶⑓ཎ⳦䛾⭠ෆᐃ╔㜼Ṇ㻞 እ᮶⑓ཎ⳦䛾⭠ෆᐃ╔ಁ㐍㻞㻚㻌እ᮶⑓ཎ⳦䛾⭠ෆᐃ╔ಁ㐍㻟㻚㻌ឤᰁṚ䛾㜼Ṇ㻠㻚㻌ឤᰁ䛾ቑᝏ㻡 ⑓ཎᛶ㛵㐃㑇ఏᏊ䛾Ⓨ⌧ไᚚ㻡㻚㻌⑓ཎᛶ㛵㐃㑇ఏᏊ䛾Ⓨ⌧ไᚚ

上の関係で研究が進められ、バリヤ機能としてᅗ䠑 ឤᰁ䛻ᑐ䛩䜛䝥䝻䝞䜲䜸䝔䜱䜽䝇䛾ྍ⬟ᛶᅗ䠑䠊ឤᰁ䛻ᑐ䛩䜛䝥䝻䝞䜲䜸䝔䜱䜽䝇䛾ྍ⬟ᛶ
図４．腸内フローラと腸管感染性物質や機能性物質が生成され、生体の各種機能に影響を与えて病気へと誘導することがあるの腸内フローラは重要なテーマとなっている。
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図５．感染に対するプロバイオティクスの可能性

プロバイオティクスにはその他図 6 に示すǹȈȬǹӒࣖような有効性が明らかにされている。今後腸内図３．腸内フローラの代謝とヒトの病気フローラによるバリヤー機能を増強するための

図 4 は腸内フローラ、病原細菌、腸管上皮一つの手段としてプロバイオティクス、プレバ細胞の相互関係で成立する現象をまとめた。一イオティクスの利用は進められると考えられ

つに外来病原菌の定着阻止、二つに逆に腸内菌る。図 7 には抗生物質とプロバイオティクスが病原菌の腸内定着をサポートする場合、三つの有効性の比較を示したが、発育促進としてのに感染は阻止しないが感染死を阻止、四つに腸抗生物質の飼料添加が規制される中、通常の健内フローラが感染を増悪する場合、五つに腸内康管理の上でも腸内フローラの有効利用するた環境や腸内菌の相互作用により病原菌の病原性めの手法としてのプロバイオティクス、プレバに関与する遺伝子の発現を抑制または増強すイオティクスや飼料改善が必要と考える。

る場合があげられる。もう一つ腸内菌には IgAᅗ䠒䠊の 産 生、Th1 と Th2 の バ ラ ン ス、Th17 や• ᰤ㣴• ⭠⟶䝞䝸䝲䞊䛸ಟ᚟• ⾑୰䝁䝺䝇䝔䝻䞊䝹䛾పୗ• ච␿㈿ά䛸ᨵၿ• ⭠⟶㐠ືᛶ䛾ஹ㐍⭠⟶ ືᛶ ஹ
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Treg の増殖の関与し免疫機能の抑制や増強による感染防御のシステムが働く。さらにプロバイオティクスの投与により感染防御や腸内に保菌状態でいる Salmonella 、Campylobacter 、EHEC などの排除機能が知られているが、これらは図 5 に示すような腸内フローラの改善と免疫賦活作用の両面から考える必要がある。

日本家畜臨床感染症研究会誌
５巻３号 2010ᵮᶐᶍᶀᶇᶍᶒᶇᶁᶑỉஊјࣱ

図６．Probiotics の有効性評価－ 76 －

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図７．抗生物質と Probiotics の有効性の比較

Intestinal microbiota and barrier function of the gastrointestinal tract
Kikuji ITOH
Graduate School of Agricultural and Life Sciences, The University of Tokyo（1-1-1 Yayoi, Bunkyo-ku, Tokyo 113-8657）－ 77 －

Journal of Japanese Society for Clinical Infectious Disease
in Farm Animals Vol.5 No.3 2010