酪酸は、その独特の香り、噛み応えのある風味、そして最も重要な、幅広い健康上の利点で長く認識されてきた多機能の分子です。 酪酸の潜在的な健康効果を強調する研究結果が増えるにつれ、研究者と医療従事者の両方が、生物学的に利用可能な酪酸サプリメントを患者に勧め始めています。 また、酪酸の有用性に対する認識が高まり、患者さんやご家族が自ら酪酸のサプリメントを求めるようになりました。 酪酸は幅広い生化学的プロセスに関与しているため、胃腸障害、大腸がん、糖尿病/代謝障害、神経障害など、さまざまな健康状態の予防、管理、および/または治療に役立つ可能性があります。 酪酸は短鎖脂肪酸（SCFA）であり、炭素原子と水素原子の鎖につながった酸の「頭部」分子から構成されています。 人体にとって、酪酸の供給源は2つあります。 まず、動物性脂肪、植物性油、または栄養補助食品など、食事から摂取することができます。 また、難消化性食物繊維の発酵過程で、大腸のバクテリアによって酪酸が直接合成されます。

機能的に言えば、酪酸は非常に汎用性の高い分子であり、それゆえに幅広い効能を持っているのです。 体内では、酪酸は次のような能力で作用します：

• エピジェネティック・レギュレーター。 エピジェネティック・レギュレーターとは、特定の遺伝子がいつ、どこで発現するかを制御する分子のことです。 酪酸はヒストン脱アセチル化酵素（HDAC）阻害剤であり、DNAおよびDNA貯蔵分子に化学変化を与えるタンパク質の機能を阻止することができるエピジェネティックレギュレーターの一種であることを意味します。 エネルギー基質とは、細胞のエネルギー通貨であるアデノシン三リン酸（ATP）の形でエネルギーを生成する代謝プロセスの出発物質である。 酪酸は、腸内細菌とヒトの結腸細胞の両方において、この役割を担っています。 酪酸は、Gタンパク質共役型受容体（GCPR）ファミリーのいくつかの異なるタンパク質を活性化することが示されている。 このタンパク質ファミリーは、複数の細胞シグナル伝達およびコミュニケーションプロセスに関与しているので、酪酸の利点が非常に広範囲であることは驚くことではありません。

胃腸症状の緩和

酪酸の利点に関する科学研究のほとんどは、それが最も大きな効果を持つと思われるGI管に主に焦点を当てています。 酪酸は、主に食物や腸内細菌叢の発酵から得られるので、それは理にかなっています。 過敏性腸症候群（IBS）などの機能性腸疾患は、便秘、下痢、腹痛など、さまざまな症状によって特徴づけられます。 臨床試験は限られていますが、いくつかの試験で、酪酸の摂取によりIBS患者さんの腹痛が統計的に有意に減少し、便通が正常化することが示されています。 これらの効果を支える正確なメカニズムは完全には解明されていません。 しかし、腸内に酪酸が存在することで、機能に悪影響を与え、感染の原因となる「悪玉菌」の増殖を抑制することができ、これが症状の軽減を説明する可能性があります。

クローン病などの炎症性腸疾患の患者さんに対する酪酸の効果を探る臨床研究は不足していますが、逸話的な証拠を裏付けるin vitroの研究は存在します。 酪酸は、遺伝子発現への影響を通じて、細胞内の炎症性メディエータータンパク質（特にNF-KB）の活性や、T調節細胞の分化に間接的に影響を与えることが分かっています。 つまり、酪酸は、免疫反応の炎症性側面に重要な影響を与え、炎症を抑える可能性があるということだ。 さらに、研究者たちは、ヒトの結腸細胞を酪酸にさらすと、強力な抗酸化物質であるグルタチオン（GSH）のレベルが上昇し、活性酸素のレベルが低下することも発見しています。 現在、臨床的な証拠は主に逸話的なものですが、生化学的なことを言えば、酪酸が大腸がん細胞の成長と増殖を抑制することができるという結果は明らかなのです。 これは、酸素がある場合でも、がん細胞が発酵などの嫌気性プロセスによってほぼ完全にエネルギーを生成する傾向を示す、よく知られた「ワールブルグ効果」が主な原因である。 嫌気性代謝はエネルギー効率が悪いため、正常な細胞はこのようなことはしません。 発酵を主なエネルギー生成方法とすることで、異常に高いレベルの酪酸が生成されることになる。 同様に、酪酸が癌細胞のアポトーシスを誘導するGCPRの発現を促進することを示唆する証拠がある。 通常、大腸がん細胞ではGCPRは活性化しませんが、酪酸が導入されるとGCPRが活性化し、がん細胞にアポトーシスを起こさせることができることを示す証拠が得られています。 この細胞間情報伝達経路は、HDACが介在する経路とはまったく別のものであり、酪酸は複数の経路を通じて大腸がんと闘う可能性があるため、研究者にとって今後さらに興味深い治療の可能性がある。つまり、がんに対して複数の方向からアプローチすることでより効果的に治療できるのである。

減量と糖尿病管理の支援

減量努力に貢献する酪酸の可能性に関する研究はまだ初期段階ですが、動物実験から、糖尿病、メタボリックシンドローム、肥満の患者さんに酪酸が有益である可能性があることが示唆されています。 例えば、ある研究では、酪酸のサプリメントは、高脂肪食を与えたマウスの肥満とインスリン抵抗性を有意に減少させたという。 また、酪酸が食欲を抑制するホルモンの分泌を促進する可能性を示唆するエビデンスもあります。 強い結論を出すにはヒトでの研究が必要であることは明らかだが、酪酸の補給は、患者がエネルギー摂取と代謝に関する問題に直面するのを助ける革新的な方法を探している研究者と臨床医にとって、刺激的な道を示すものである。

The Potential Benefits of Butyric Acid for Neurological Health

これまでのところ、酪酸のエビデンスに基づくメリットのほとんどは、腸内マイクロバイオームや消化管と関連していますが、医学界における腸-脳軸に関する理解の高まりにより、研究者は脳の健康に対する酪酸の役割を検討するようになりました。 コーネル大学ワイルカレッジの研究者グループが2016年のレビューで指摘したように、酪酸はこれほど幅広い機能性を持つため、複雑な神経疾患の治療に理想的な候補となるかもしれません

さまざまな研究が、この仮説に対する予備的証拠を示しています。 たとえば、いくつかの研究は、酪酸のナトリウム塩形態が、ハンチントン病およびパーキンソン病の動物モデルにおいて細胞死からニューロンを保護することを示唆している。 また、多くの神経疾患は、脳内のグルコースの利用可能性の低下と関連しており、酪酸がエネルギー代謝関連遺伝子の発現に及ぼす影響や、エネルギー収支や代謝に関与するGPCRと化合物の相互作用が直接影響している可能性もある。 興味深いことに、コーネル大学の研究者たちは、酪酸が結腸細胞と同じように脳細胞のエネルギー基質としても機能し、神経疾患患者のエネルギー恒常性の回復に役立つ可能性があると提唱しています。

酪酸の利点に関する今後の探求

酪酸の利点に関する今後の探求は、おそらく多くの異なる方向に進むでしょうが、初期の実験および臨床証拠は、さまざまな症状を持つ患者に酪酸がプラスの影響を与えることが明らかに示されています。 胃腸障害、神経障害、代謝障害の予防と治療に対する酪酸の潜在的有効性に対する強力な生化学的裏付けがあることから、研究者も臨床医も同様に、高品質の酪酸サプリメントが患者にもたらす実際の効果に関する逸話的証拠の増加を裏付ける、より大規模な臨床研究を見据えている。 Foundational Medicine Reviewは、消化器疾患、神経疾患、代謝疾患に対する革新的な治療法を探求することを目的としています。 また、このような研究成果や最新情報を毎月お届けするため、メーリングリストに参加しています。