ケトバイオティクス

ケトバイオティクス () は、プレバイオティクスの一種。腸内細菌の中で加水分解されてケトン体の産生を誘導し、その結果腸内細菌叢を酪酸菌優位にする食品素材をケトバイオティクスと呼ぶ。ケトバイオティクスは、腸内細菌内でケトン体の産生が増加することを起点として起こる、哺乳類の生理的な効果である。

 概要 
一般にケトバイオティクスは、消化管内でケトン体を放出する分子（ケトン供与体）の中でも、腸内細菌によってのみ加水分解されるポリヒドロキシ酪酸(PHB)によって可能になるDuan Y, Zhang Y, Dong H, Zheng X, Wang Y, Li H, Liu Q, Zhang J. Effect of dietary poly-β-hydroxybutyrate (PHB) on growth performance, intestinal health status and body composition of Pacific white shrimp Litopenaeus vannamei (Boone, 1931). Fish Shellfish Immunol. 2017 Jan;60:520-528. . Epub 2016 Nov 9. .Duan Y, Zhang Y, Dong H, Wang Y, Zhang J. Effects of dietary poly-β-hydroxybutyrate (PHB) on microbiota composition and the mTOR signaling pathway in the intestines of litopenaeus vannamei. J Microbiol. 2017 Dec;55(12):946-954. . Epub 2017 Dec 7. 。哺乳類がポリヒドロキシ酪酸を経口摂取すると、小腸での消化酵素では分解されず、大腸の腸内細菌のリパーゼにより加水分解されてケトン体が生産される。ケトン体は真核細胞においてエネルギー基質であるとともに、原核細胞である腸内細菌においても同様にエネルギー基質として働く。その結果腸内細菌の増殖が促進されて、酪酸菌優位な腸内細菌叢が誘導される佐藤拓己、特願2018-567965 特許第6571298 「血糖値スパイク抑制剤、食品及び血糖値スパイク抑制剤の製造方法」。。

 生理的効果 
ケトバイオティクスにより腸内細菌叢は酪酸菌優位になる。それにより低級脂肪酸Morrison DJ, Preston T. Formation of short chain fatty acids by the gut microbiota and their impact on human metabolism. Gut Microbes. 2016 May 3;7(3):189-200. . Epub 2016 Mar 10. ; .（酢酸、プロピオン酸、乳酸及び酪酸）が産生され、腸内環境は弱酸になり、大腸菌などの悪玉菌の増殖を抑制することができるという。この結果健全な腸内環境が保たれ、潰瘍性大腸炎や大腸ガンを抑制できる。また低級脂肪酸を産生する細菌はパイエル板においてマクロファージを活性化しJames AG, Austin CJ, Cox DS, Taylor D, Calvert R. Microbiological and biochemical origins of human axillary odour. FEMS Microbiol Ecol. 2013 Mar;83(3):527-40. . Epub 2012 Dec 31. .、調節性Ｔ細胞(Treg)を活性化Sun M, Wu W, Liu Z, Cong Y. Microbiota metabolite short chain fatty acids, GPCR, and inflammatory bowel diseases. J Gastroenterol. 2017 Jan;52(1):1-8. . Epub 2016 Jul 23. ; .する。これにより免疫機能を調節できるため、これによりリウマチなどの自己免疫を抑制するArpaia N, Campbell C, Fan X, Dikiy S, van der Veeken J, deRoos P, Liu H, Cross JR, Pfeffer K, Coffer PJ, Rudensky AY. Metabolites produced by commensal bacteria promote peripheral regulatory T-cell generation. Nature. 2013 Dec 19;504(7480):451-5. . Epub 2013 Nov 13. ; .。

 参考文献 

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