ホルモンが伝える体の指令

細胞に働きかけて代謝を調節するリガンド（細胞に情報を伝える“鍵”の役割を果たす物質）の代表がホルモンです。ホルモンは脳やさまざまな臓器から分泌されて、別の器官に情報を伝達し、たとえごく微量でも大きな影響力を持つ主要な命令系統となっています。

サイトカインとは何か

これとは別に局所的に働く命令系統があります。その代表が、細胞間で情報を伝達する物質の一つである「サイトカイン」です。ホルモンが全身に情報を伝える仕組みだとすれば、サイトカインは細胞同士が局所的に情報をやり取りする仕組みで、多くはタンパク質からできています。まだ解明されていないことも多いですが、現段階で確認されているサイトカインは数百種類にも上ります。

注目される成長因子とサイトカイン

その数ある中でも、細胞の成長や増殖に関わる成長因子（グロースファクター）や増殖因子は重要な役割を担っています（主な成長因子・増殖因子は図1）。免疫や炎症に関わるインターロイキンやインターフェロンも重要視されています。ヒト幹細胞培養液には、さまざまな成長因子や増殖因子を含むサイトカインが含まれていることが報告されています。

■ ヒト幹細胞培養液に含まれるおもな成長因子と増殖因子（図1）

EGF　上皮成長因子
FGF　線維芽細胞成長因子
NGF　神経成長因子
KGF/FGF-7　ケラチノサイト成長因子
VEGF　血管内皮増殖因子
TGF-β　トランスフォーミング成長因子
IGF-1　インスリン様成長因子
PDGF　血小板由来成長因子
HGF　肝細胞増殖因子

サイトカインが伝える細胞へのメッセージ

たとえば、組織でコラーゲン量の変化などが生じると、幹細胞は周囲からの情報を受け取り、成長因子や増殖因子などの分泌に関わることが知られています。サイトカインは、細胞の表面でレセプター（鍵穴）に結合し、リガンド（鍵）として細胞内へ情報を伝達します。その情報に応じて、コラーゲンの産生やSODなどの抗酸化酵素の発現に関わることが報告されています。こうした細胞内の情報伝達が、細胞のさまざまな働きを調節しています。
ヒト幹細胞培養液は、その成分組成から、スキンケア分野で研究・開発が進められています。

■情報伝達の流れ

成長因子や増殖因子は、細胞表面のレセプター（受容体）に結合し、その情報が細胞内へ伝達されることで、必要なタンパク質の産生に関わると考えられています。ヒト幹細胞培養液には、こうした成長因子や増殖因子が含まれていることが報告されています。

栄養書庫発行 : 『Nutrient Library-25 ヒト幹細胞培養液の美容力』より

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身体に大切な3つの要素

私たちの身体は「タンパク質・アミノ酸・核酸」という3つの要素によって支えられています。筋肉、臓器、酵素、ホルモンをつくるタンパク質、その材料であるアミノ酸、そしてそれらを設計し、再生や合成を指示する核酸（DNA・RNA）。この３つのどれが欠けても身体はうまく働きません（図1）。

■タンパク質・アミノ酸・核酸の再合成（図1）

私たちの身体では、タンパク質・アミノ酸・核酸が絶えずリサイクルしながら循環しています。タンパク質はアミノ酸に分解されて体内を巡り、必要に応じて新しいタンパク質として再合成されます。この合成を指示する設計図が核酸です。古くなったタンパク質や細胞は、再びアミノ酸やヌクレオチドに分解され、体内の材料として再利用されています。

栄養書庫発行 : 『よくわかる健康サイエンス-11 タンパク質とアミノ酸と核酸』より

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代謝のカギをにぎる短鎖脂肪酸

「最近太りやすくなった」「血糖値が気になる」――そんな声の背景には、代謝の乱れがあります。短鎖脂肪酸はこの代謝のカギをにぎる存在として注目されています。

満腹ホルモンに働きかける

まず大きなポイントは、短鎖脂肪酸が腸内で分泌されるホルモンに働きかけることです。代表的なのがGLP-1やPYYといった“満腹ホルモン”。これらは食欲を自然に抑え、食べ過ぎを防ぎ、血糖値の急上昇をやわらげる役割を果たします。腸からのシグナルが脳や膵臓に届き、インスリンの分泌もスムーズになるため、糖のコントロールがしやすくなるのです。

太りにくい体質づくりを後押し

さらに、プロピオン酸は肝臓や脂肪組織に直接作用し、脂肪の合成を抑えます（DOI: 10.1136/gutjnl-2014-307913）。
その結果、内臓脂肪がたまりにくくなり、太りにくい体質づくりを後押ししてくれるのです。酢酸は全身のエネルギー利用を高め、代謝全体を効率良く回す働きがあります。

短鎖脂肪酸は多機能サポーター

こうした効果の積み重ねは、生活習慣病の予防に直結します。血糖値の乱高下が減ることで糖尿病のリスクが下がり、脂肪肝や高脂血症の改善にもつながる可能性があります。つまり短鎖脂肪酸は、体重管理から血糖コントロールまで、多方面に作用する“多機能サポーター”なのです。
「食べて腸を喜ばせる」ことが、最終的にあなた自身の代謝を助ける。これこそが短鎖脂肪酸の醍醐味なのです。

栄養書庫発行 : 『よくわかる健康サイエンス-13 腸内細菌がみんな元気に！短鎖脂肪酸を育てよう』より

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脳と腸は深くつながっている

私たちの「こころの健康」は、免疫と深くつながっています。近年の研究で、腸と脳が神経とホルモン、さらには免疫を通じて情報をやりとりしていることが明らかになり、これを「脳腸相関」と呼びます（図1）。

■ 腸と脳は相互に影響しあう関係（図1）

腸の内側には神経細胞が約1億個もあり、脳と独立して働く「第二の脳」ともいわれています。腸と脳は自律神経や内分泌、免疫などを介して互いに影響しあっています。脳から腸への情報伝達と腸から脳への情報伝達は、互いに一方通行でなく双方向的に影響を与えているのです。

LPSとこころの健康

腸でLPSが働くと、腸内環境や免疫バランスが整い、その結果としてセロトニンやドーパミンといった神経伝達物質の分泌や働きが安定し、気分の安定やストレス軽減につながる可能性が報告されています。

参考文献
Neuropharmacology. 2022 Apr 1:207:108950. doi: 10.1016/j.neuropharm.2022.108950.

栄養書庫発行 : 『よくわかる健康サイエンス-14 自然治癒力と腸』より

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自然治癒力は誰もが備える名医

古代ギリシャの医師ヒポクラテスは「医学の父」と称され、多くの医療に関する名言を残しています。その中の一つに「人は百人の名医を持つ。その名医とは自然治癒力である」という言葉があります。

私たちの身体には自らを治す力＝自然治癒力が備わっている

これは、人間の身体が不調を感じると自然治癒力が修復を促し、健康な状態を保とうとすることを示しています。風邪をひいて発熱したときに、薬を飲まなくても頭を冷やし水分補給と休養をとることで、熱が下がり症状が改善するのは、自身が持つ免疫力、すなわち自然治癒力のおかげなのです。

免疫・自律神経・ホルモン

この自然治癒力は、「免疫」「自律神経」「ホルモン」の三つのシステムがバランスよく働くことで成り立っています。免疫は外敵と戦う防御のしくみ、自律神経は身体のすみずみに指令を送る通信ネットワーク、そしてホルモンは全身の調整役です。これらが支え合いながら、私たちの健康を保っています。しかし、このバランスはとても繊細です。加齢やストレス、睡眠不足などによって免疫力が落ち、自律神経やホルモンの働きが乱れると、自然治癒力がうまく働かなくなってしまいます（図1）。

■ 自然治癒力を支える3 本の柱（図1）

私たちの生命を維持するのに不可欠な「自然治癒力」は、ケガや病気などでバランスが崩れた身体を元に戻そうとする（調和）働きのこと。つまり、病気になるのは、どこか平衡が崩れていることへの警鐘ともいえます。「免疫」「自律神経」「ホルモン」がお互いに調和してバランスをとっていることが健康な状態といえます。

栄養書庫発行 : 『よくわかる健康サイエンス-14 自然治癒力と腸』より

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受容体（レセプター）というタンパク質

私たちの身体が外からの刺激を感じたり、脳からの指令を受け取ったりする仕組みにも、タンパク質が深く関わっています。たとえば、目で光を感じるのは「ロドプシン」というタンパク質が働いているから。皮膚が温度を感じるのも、神経が痛みを伝えるのも、そこには情報をキャッチする「受容体（レセプター）」というタンパク質があります。

情報伝達物質をキャッチする

受容体は、細胞の表面（細胞膜）や内部にあるアンテナのようなもので、情報を受け取ってはじめて相手とつながることができます（図1）。体内では「ホルモン」などの情報伝達物質が血液にのって流れますが、それをキャッチするのも受容体です。ホルモンが鍵、受容体が鍵穴のようにぴたりとはまることで、細胞が反応するわけです。

■受容体と情報物質の関係（図1）

私たちの体内には、受容体が各所に存在しています。この受容体はスマホのアンテナのように、外部や体内から届くさまざまな「情報」をキャッチするために働いています。受容体と情報の関係は「鍵と鍵穴」のようなもので、情報物質（リガンド）の“鍵”が、受容体の“鍵穴”に、ぴったり合うことで細胞に合図が伝わり、身体が反応します。

受容体（レセプター）の例

●においを感じる受容体（嗅覚受容体）…鼻の奥にあるこの受容体は、空気中のにおい分子をとらえ、「これは花の香りだ」「これは焦げたにおいだ」と脳に伝えます。
●ホルモンをキャッチする受容体（インスリン受容体など）…インスリン受容体は血糖値を下げるホルモン「インスリン」をとらえて、細胞に「ブドウ糖を取り込もう」という指示を送ります。
●神経伝達物質に反応する受容体（アセチルコリン受容体など）…脳や神経が出す「動け！」「感じろ！」といった信号を受け取るのが、これらの受容体。体を動かしたり、感覚を働かせたりするために必要です。

栄養書庫発行 : 『よくわかる健康サイエンス-11 タンパク質とアミノ酸と核酸』より

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短鎖脂肪酸を育てる

腸で短鎖脂肪酸がつくられなくなると、体は静かに弱っていきます。
子どもではアレルギーや肥満、大人では糖尿病や高血圧、更年期には動脈硬化や肌の老化、高齢者では認知症の危険が高まります。
お腹の不調から始まり、全身に炎症が広がり、気づいた時には大きな病気につながることも。
短鎖脂肪酸を育てることは、家族みんなの命と未来を守る大切なカギなのです。

世代別 短鎖脂肪酸が不足すると

【子供】

健康リスクについて

アレルギーやぜんそくの発症リスクが高まり、免疫バランスが崩れやすい。

研究によれば

乳児期の短鎖脂肪酸不足は喘息リスクを高める

（DOI:10.1126/scitranslmed.aab2271）

【成人期】

健康リスクについて

肥満や糖尿病、高血圧など生活習慣病の発症リスクを押し上げる。

研究によれば

短鎖脂肪酸低下は肥満・糖尿病等のリスクを高める

（DOI: 10.1136/gutjnl-2014-307913）

【更年期】

健康リスクについて

ホルモン変化と重なり、便秘・肥満・肌荒れ・動脈硬化の進行を助長。

研究によれば

短鎖脂肪酸減少は腸管バリア破綻を促進

（DOI: 10.3945/jn.109.104638）

【高齢期】

健康リスクについて

認知症や免疫力低下のリスクが高まり、全身の老化炎症が進行する。

研究によれば

酪酸不足は神経炎症の悪化やシナプス機能低下につながる

（DOI:10.1016/j.cbi.2021.109452）

栄養書庫発行 : 『よくわかる健康サイエンス-13 腸内細菌がみんな元気に！短鎖脂肪酸を育てよう』より

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代謝とは

人が生きていくうえで欠かせないエネルギー。私たちは食事で摂り入れた食物を消化によって分解・吸収し、呼吸で得た酸素を使って活動エネルギーに変えています。分かりやすく表現すると、身体の中で栄養素が“燃焼”することで、エネルギーが生まれるイメージです。これらは体内の細胞の中で行われる化学反応によるもので、この過程を「代謝」と呼びます。

代謝の元となる三大栄養素

この代謝の元となるのが三大栄養素※と呼ばれる「炭水化物（糖質）」、「脂質」、「タンパク質」です。食事から摂ったタンパク質は、そのまま身体の栄養素として機能するわけではありません。アミノ酸によって分解されて、核酸によって体内で必要なタンパク質に再合成されます。三大栄養素の中でも再合成されたタンパク質は生命活動の基本に関わる多彩な機能を持っています（図1）。

■ 三大栄養素の役割と特徴

炭水化物（糖質）
炭水化物は体内で消化酵素により、糖質と食物繊維に分解されます。糖質は消化吸収されてブドウ糖になり、生命活動を生み出すエネルギーとして利用されます。
脂質
炭水化物よりもエネルギー効率が高く、細胞膜やホルモンの構成成分になります。脂肪に変換されてエネルギーを貯蔵するほか、外部からのショックや寒暖差から身体を守る役割も。
タンパク質
筋肉や臓器、皮膚、髪などの身体の構成成分。体内でアミノ酸に分解され、様々な組織の材料となるだけでなく、酵素、ホルモン、神経伝達物質の元となります。

※三大栄養素に加えて健康維持に重要なビタミン、ミネラルで五栄養素になります。近年は、食物繊維を第6の栄養素、核酸を第7の栄養素と呼ぶこともあります。

■ タンパク質の割合と働き（図1）

◉各部位のタンパク質の割合

身体を構成する物質は、全身の水分を除いた半分（約20％）をタンパク質が占めていて、脂質が約15％、糖質その他で約5％になります。肌や筋肉、骨、内臓、髪など、身体のほとんどがタンパク質で作られているといっても過言ではありません。

◉タンパク質の主な働き

タンパク質は、生命活動を支える様々な役割を担っています。身体の各部位をつくるだけでなく、五感や情報伝達、記憶・学習など情報を感知・処理する働き、そして酵素、ホルモン、抗体（免疫）、輸送、貯蔵、運動と身体を維持する働きがあります。

栄養書庫発行 : 『よくわかる健康サイエンス-11 タンパク質とアミノ酸と核酸』より

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腸内細菌と脳のコミュニケーション

腸内細菌と脳のコミュニケーションについて、その主な経路は以下の通りです。
まず、最も重要なのが「迷走神経」と呼ばれる、脳と腸を直接つなぐ太い神経です。迷走神経は、腸の状態を感知し、その情報を脳に伝えます。例えば、腸内細菌が作り出す物質や、腸の炎症の度合いなどを、迷走神経がキャッチし、脳に伝えるのです。

重要な役割の自律神経

次に、「自律神経系」も重要な役割を果たします。自律神経系は、私たちの意思とは無関係に、心臓の拍動や呼吸、消化管の運動などを調節しています。ストレスを感じると、自律神経系のうちの交感神経が活発になり、心拍数が上がり、呼吸が速くなります。同時に、腸の動きは抑制され、便秘や下痢を引き起こすことがあります。

ホルモンは腸で作られる

さらに、腸内細菌は、様々な「ホルモン」を介して脳に影響を与えます。例えば、幸せホルモンとして知られるセロトニンは、その大部分が腸で作られています。腸で作られたセロトニンは、脳に直接運ばれるわけではありませんが、腸の動きを調節したり、血液を介して脳に間接的な影響を与えたりする可能性があります。また、腸内細菌は、リラックス効果をもたらすGABA という物質も作り出します。

腸内環境が脳の機能に影響する

免疫システムも、脳と腸をつなぐ重要な経路です。腸は、体の中で最も大きな免疫器官であり、たくさんの免疫細胞が存在しています。腸内細菌は、これらの免疫細胞と相互作用し、免疫系のバランスを整えています。しかし、腸内環境が悪化すると、免疫系のバランスが崩れ、全身に炎症が広がることがあります。この炎症が、血液脳関門と呼ばれる脳のバリアを通過し、脳の機能に悪影響を与える可能性も指摘されています。

腸内細菌が作る代謝産物

そして、忘れてはならないのが、腸内細菌が作り出す様々な「代謝産物」です。短鎖脂肪酸もその一つですが、他にも、トリプトファンというアミノ酸から作られるキヌレニンやインドールといった物質も、脳の機能や精神状態に影響を与えることがわかってきました。

多くの病気に、脳腸相関の異常が関わっている

このように、脳と腸は、神経、ホルモン、免疫、そして腸内細菌の代謝産物といった、様々な経路を通じて、複雑な情報のやり取りを行っているのです。そして、この脳腸相関のバランスが崩れると、様々な心身の不調や病気を引き起こす可能性があります。
例えば、うつ病や不安障害、自閉スペクトラム症、統合失調症といった精神疾患、アルツハイマー病やパーキンソン病といった神経変性疾患、過敏性腸症候群や炎症性腸疾患といった消化器疾患、さらには肥満や糖尿病、自己免疫疾患など、実に多くの病気に、脳腸相関の異常が関わっていると考えられています。

栄養書庫発行 : 『最高の健康生活 5つの新常識』より

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余分なグルコースはグリコーゲンへ

私たちが食事から摂った糖質（グルコース）は、インスリンというホルモンによって全身の細胞に届けられ、エネルギー源になります。その際、余分なグルコースはグリコーゲンへ変換され血糖値を下げ、肝臓や筋肉に蓄えられます。

インスリンの働きが低下するインスリン抵抗性

しかし食べ過ぎや運動不足、ストレス等によって、インスリンの働きが低下する「インスリン抵抗性」になると、細胞がグルコースを受け取れずに血糖値が高いままとなり、血管が損傷されてⅡ型糖尿病などを発症します。このインスリンの働きにテストステロンが深く関わっています。

インスリン抵抗性が高まると

たとえば、前立腺がんを治療する「内分泌療法」はテストステロンなどの男性ホルモンの産生を抑制します。その結果、インスリン抵抗性が高まり、さらに肥満、脂質異常などによる糖尿病のリスクを引き寄せる可能性があります。

テストステロン補充療法による改善

一方、このインスリン抵抗性は、テストステロン補充療法によって改善することが分かりました。ドイツのHEUFELDER博士らの試験によると、メタボリックシンドロームを有するⅡ型糖尿病患者の皮膚に、52週間テストステロンを補充した結果、糖尿病の指標が改善したと報告しています（図1、図2、図3）。

インスリン抵抗性とテストステロンの関係

また、フィレンツェ大学のCorona教授らのメタ研究※1によれば、59もの研究におけるテストステロン補充療法患者において体重、腹囲、BMI、体脂肪量の減少、血糖値、インスリン抵抗性の改善が確認されており、テストステロン・レベルの向上が糖尿病の改善につながることが示されています※2。

※1 複数の研究結果を統合し、より高い見地から分析する手法や統計解析のこと
※2 Giovanni Corona, et al.　European Journal of Endocrinology (2016) 174, R99–R116

■テストステロン補充によるⅡ型糖尿病の改善（図1、図2、図3）

メタボリックシンドロームでⅡ型糖尿病を有する男性32人を2グループに分け、16 人は食事療法と運動療法のみを実施。残りはそれに加え1日1回皮膚にテストステロンジェル50mgを塗布する補充療法を行った。52週後、糖尿病の指標として血清テストステロン、糖化ヘモグロビン（HbA1c）、空腹時血漿グルコース、高密度リポタンパク質コレステロール、トリグリセリド濃度、および胴囲の値を比較した結果、テストステロン投与グループで大幅な改善が見られた。

糖化ヘモグロビン（HbA1c）値の推移（図1）

糖化ヘモグロビン（HbA1c）とテストステロンの変化（図2、図3）

7.0％未満（左）および6.5％未満（右）のHbA1c値を達成している患者の割合。
ピンク色＝食事療法と運動療法のみ
紫色＝食事療法と運動療法および経皮テストステロン投与

52 週間治療後の血清総テストステロンとフリーテストステロンの変化。
ピンク色＝食事療法と運動療法のみ
紫色＝食事療法と運動療法および経皮テストステロン投与

栄養書庫発行 : 『よくわかる健康サイエンス-4 テストステロンの健康力』より

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