「反栄養素」なんてものは存在するのか?問題視されている植物性化合物についての考察

強調オフ

リスク食品

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Is There Such a Thing as “Anti-Nutrients”? A Narrative Review of Perceived Problematic Plant Compounds

www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7600777/

要旨

植物をベースとした食事は、生活習慣に起因する慢性疾患のリスクの低下と関連している。植物に含まれる数千種類ものフィトケミカルは、抗酸化防御を促進し、炎症を抑える細胞ベースのメカニズムに関与している。野菜や果物の摂取が推奨されているが、ほとんどの人は1日の目標摂取量に達していない。

植物性食品の摂取量を増やす必要があるにもかかわらず、植物性食品には様々な「抗栄養素」化合物が含まれているため、それらが有益であるかどうかについていくつかの懸念が提起されている。

疑問視されている抗栄養素としては、レクチン、シュウ酸塩、ゴイトロゲン、植物エストロゲン、フィチン酸塩、タンニンなどが挙げられる。その結果、潜在的な利点があるにもかかわらず、植物食品の摂取量を減らすことを選択する特定の健康状態の人がいるかもしれない。

このナラティブレビューの目的は、これらの「抗栄養素」の科学を検証し、これらの化合物が実際の健康への脅威となるかどうかのエビデンスを検証することである。

キーワード:抗栄養素、ゴイトロゲン、シュウ酸塩、フィチン酸塩、植物エストロゲン、植物ベースの食事、植物栄養素、タンニン

1. はじめに

長年の証拠は、植物ベースの食品を豊富に含む食事を消費することが、心血管疾患、癌、脳卒中、認知症、糖尿病、白内障などの慢性疾患の予防と軽減に重要な役割を果たすことを示唆している[1,2]。よく研究された食事パターンには、地中海式、高血圧を止めるための食事療法(DASH)菜食主義者および菜食主義者、ならびに狩猟採集者(旧石器時代)の食事療法などがあり、すべて、果物、野菜、ナッツ類、豆類、および/または全粒穀物を含む、何らかの容量で十分な量の全食を提供している。これらの食事パターンの具体的な側面は異なるかもしれないが、これらの食事パターンはいずれも、様々な栄養密度の高い、加工されていない植物性食品を推奨し、加工された穀物、添加された糖分および塩分の消費量を減らしている [3,4,5,6,7]。

同様に 2015-2020年のアメリカ人のための食事療法ガイドラインでは、様々な栄養価の高い食品、特に濃い緑色の野菜、赤やオレンジ色の野菜、および豆類を食べることが推奨されている[8]。米国農務省による継続的な教育努力にもかかわらず、果物と野菜の総摂取量は依然として非常に低く、野菜と果物の推奨ガイドラインである1日2.5食分と1日2食分をそれぞれ満たしているアメリカ人は10%未満である[9]。一方、エネルギー密度の高い精製穀物の1日の摂取量は、推奨値を大幅に上回っている。幅広い種類の植物性食品を摂取することで、推奨されるエネルギー必要量の範囲内で栄養ニーズを満たしつつ、個人が確実に栄養ニーズを満たすことができる。

植物性食品には、微量栄養素や多量栄養素だけでなく、生理活性の高い植物性化合物が多く含まれている。慢性疾患リスクの低減は、ポリフェノール、アルカロイド、カロテノイド、有機硫黄化合物、テルペノイド、フィトステロールなど、数え切れないほどの抗炎症性植物化学物質の相乗効果に起因する可能性があることが研究で明らかになっている[1,2]。単一の食品に含まれるビタミン、ミネラル、植物化学物質の多様で複雑な相互作用のため、食品全体または食品の組み合わせによる健康効果は、単離された化合物の健康効果とは大きく異なる可能性が高い[10]。腸内環境におけるフィトケミカルと微生物相の相互作用は、バイオアベイラビリティと生物学的効果の両方を変化させる可能性は、研究をさらに複雑にする。[10,11]。これらの理由から、何千もの異なる化合物で構成された食事源から得られる個々の植物成分の生理学的効果を解明することは、現実的ではない課題である。

最近では、「抗栄養素」と呼ばれる特定の化合物の存在により、植物食品の健康性が疑問視されるようになってきた。レクチン、シュウ酸塩、フィチン酸塩、フィトエストロゲン、タンニンなどの抗栄養素は、主要な栄養素のバイオアベイラビリティを制限すると考えられているが、健康増進効果があると結論づけている研究もある[12,13](表1)。この叙述的レビュー記事の目的は、抗栄養素化合物が有意な健康リスクをもたらすかどうか、さらに、それらが臨床的に意味を持つかどうかを評価するために、抗栄養素化合物の客観的、科学的な文献レビューを提供することである。

表1 植物性化合物、食品源、およびその示唆される臨床への影響

「反栄養素」 食料源 提案された臨床的意義
レクチン マメ科植物、穀物、種子、ナッツ、果物、野菜 腸機能の変化; 炎症
シュウ酸塩 ほうれん草、スイスビート、スイバ、ビートグリーン、ビートの根、ルバーブ、ナッツ、マメ科植物、穀物、サツマイモ、ジャガイモ カルシウム吸収を阻害する可能性がある。カルシウム腎結石の形成を増加させる可能性がある
フィチン酸塩(IP6) マメ科植物、穀物、疑似穀物(アマランサス、キノア、キビ)、ナッツ、種子 鉄、亜鉛、カルシウムの吸収を阻害する可能性がある。抗酸化剤として機能する。抗腫瘍効果
ゴイトロゲン アブラナ属の野菜(ケール、芽キャベツ、キャベツ、カブの緑、白菜、ブロッコリー)、キビ、カッサバ 甲状腺機能低下症および/または甲状腺腫; ヨウ素の摂取を阻害する
フィトエストロゲン 大豆および大豆製品、亜麻仁、ナッツ(ごくわずかな量)、果物および野菜(ごくわずかな量) 内分泌かく乱; エストロゲン感受性の癌のリスクの増加
タンニン お茶、ココア、ブドウ、ベリー、リンゴ、核果、ナッツ、豆、全粒穀物 鉄の吸収を阻害します。鉄の店に悪影響を与える

2. レクチン

2.1. 定義

レクチン(ヘマグルチニン)は、植物、動物、微生物を含むほぼすべての生物に見られる炭水化物結合タンパク質の多様なファミリーである[14]。これらのタンパク質/糖タンパク質は、細胞上の特定の炭水化物部位に可逆的に結合し、結果として赤血球凝集を引き起こすというユニークな能力を持っている。レクチンの炭水化物特異性により、植物や動物の両方において、細胞認識、組織の発達、宿主防御、腫瘍の転移などに機能することができる[15,16]。500 以上のレクチンが植物から単離・同定されており、主に昆虫、カビ、真菌、病気に対する防御機構として産生している[14]。

2.2. 背景

植物レクチンは植物界全体に広く分布しており、豆類、種子、ナッツ類、果物、野菜など多くの食事源から摂取可能である [17]。加工されていない果物や野菜からのレクチンの消費量はごくわずかであるが、生の豆類や全粒穀物の方がはるかに高濃度の食餌性レクチンの供給源である。世界中で高い料理用途と毒性の可能性があることから、Phaseolus vulgaris(一般豆)レクチン(PHA)と小麦由来の小麦胚芽アグルチニン(WGA)が研究者の間で最も注目されている[16,18]。一般的な豆類には、濃い赤インゲン豆、薄い赤インゲン豆、ピント豆、黒インゲン豆、白インゲン豆などがある。生のカナダ産マメ科植物の分析では、ラット赤血球に対するヘマグルチン化活性を測定し、大豆が最も高い活性(692.8 HU/mg)を示し、コモンビーンズ(Phaseolus vulgaris)(87.69-88.59 HU/mg)が続いていることがわかった。 69-88.59 HU/mg)レンズ豆(10.91-11.07 HU/mg)エンドウ豆(5.53-5.68 HU/mg)空豆(5.52-5.55 HU/mg)ひよこ豆(2.73-2.74 HU/mg)がそれぞれ続いた[19]。

レクチン含有量は、品種、栽培地域、病害感受性によって異なる可能性がある。スペイン産のヒヨコマメと空豆の栽培品種は、カナダ産の豆類に比べてレクチン含有量が多いが、大豆とインゲン豆の含有量は少ない [19]。Sun らは、新鮮なインゲンマメの栽培品種間で PHA レベルに有意な差があり、200 ug/g 未満から 51,200 ug/g 以上までの範囲であることを発見した。PHA の濃度は、保護のための成長期に最も高くなるため、豆の成熟度に応じて低下するようであった [20]。病気の感受性や遺伝的抵抗性もレクチン含量に関与している可能性がある[21,22]。

2.3. 調理・加工の影響

レクチンは消化管内での酵素消化にはかなり抵抗性があるが、様々なプロセスによって食品から除去することができる(表2)。例えば、浸漬、オートクレーブ滅菌、煮沸は不可逆的なレクチンの変性を引き起こす。マメ科植物を95℃で1時間茹でると、ヘマグルチン化活性が93.77~99.81%減少した[19]。Adeparusi らは、リマメをオートクレーブで 20 分間煮ると、タンニンを除くすべての抗栄養素が除去されることを発見した [23]。フィトヘモグルチニン(PHA)を豊富に含むことで知られる赤インゲン豆と白インゲン豆を茹でてもレクチンは完全に除去された [24]。一方,電子レンジはレクチンの不活性化には有効な方法ではない。電子レンジはほとんどのマメ科の種子のヘマグルチニンを破壊したが,一般的な豆類のレクチンには有意な影響を与えなかった[25]。さらに,レンズ豆(Lens culinaris)では,72 時間以上発酵させてもほぼすべてのレクチンが破壊されることが実証されている [26]。

表 2 「抗栄養素」を減らす料理の下ごしらえのコツ

「反栄養素」 削減する食品の準備 増加する食品の準備
レクチン 浸漬、煮沸、オートクレーブ、発芽、発酵 焼き、焼き
シュウ酸塩 浸漬、沸騰、蒸し、高カルシウム食品とのペアリング 焙煎、グリル、ベーキング、低カルシウム食
フィチン酸 浸漬、煮沸、発芽、発酵 n / a
タンニン 果物やナッツの皮を調理し、皮をむく n / a
植物エストロゲン 該当なし 茹で、蒸し、発酵(アグリコン含有量を増やす)
ゴイトロゲン 蒸し、沸騰

2.4. 安全性

食餌性レクチンの安全性と全体的な健康への影響は、研究者の間で長い間懸念されてきたテーマであり、中には健康に有害であることを示唆するものもあり、「抗栄養素」という言葉が使われるようになった[27]。生の豆類や不適切に調理された豆類が関与する食中毒の事例は、十分に記録されている[28]。例えば、1976年と1989年の間に英国では、食中毒の50例は、不適切に準備されたインゲン豆[28]によって引き起こされると疑われた。新鮮なインゲン豆の消費によって引き起こされるPHAの毒性は、中国でも一般的であり 2004年から 2013年の間に7000人以上の個人に影響を与えた[20]。すべてのケースで、豆は生で消費されたか、浸漬されたか、PHAを破壊するのに不十分な温度で調理されたかのいずれかであった。それにもかかわらず、PHA 毒素は 10 分間の沸騰で除去されるようである[29]。メカニズム的には、レクチンとヘマグルチニンは、宿主酵素と細菌の両方による消化に抵抗性であり、したがって、機能的にも免疫学的にも無傷のまま消化管を通過する。小腸に到着すると、レクチンは腸球の腔内表面の糖鎖受容体と糖質複合体に結合することができる [30,31]。

動物モデルでは、単離されたマメ科植物のレクチンと生のマメ科植物の粉を高用量に摂取すると、腸管過形成を誘導し、村の構造を変化させ、二糖化酵素活性を低下させ、腸管透過性を高め、免疫系を活性化させることで、腸管粘膜の完全性を損なうことが示されている(表 1)[32,33]。このような腸管の完全性の変化は、栄養吸収(タンパク質、脂質、ビタミンB12)を低下させ、実験動物の成長を低下させる結果となった [34,35,36,37]。Nciriらは、生のベルディア豆(白インゲン豆)粉300mgを10日間投与すると、マウスの腸の変化、微小絨毛の空腸形態の歪み、酵素活性の低下を引き起こしたことを実証した[29,38]。PHAの毒性のもう一つのメカニズムは、PHAによる腸の損傷に伴う腸内環境異常であると提案されている[37,39]。一方、全豆(調理済み)を用いたヒト臨床試験では、単離されたレクチンや生の豆粉を用いた試験管内試験や生体内試験の動物モデルと同様の効果は得られていない[24]。

2.5. ヒトを用いた試験

レクチン投与の臨床試験は限られている。生のマメ科小麦粉から抽出したレクチンを動物モデルで単離して投与した場合には副作用が認められたが、豆類の調理・オートクレーブ処理により、ヒトではPHAとそれに伴う赤血球凝集が完全に改善された[24]。動物モデル、細胞培養、単離されたレクチンを用いた研究により、相反する知見が得られている可能性がある。これは、レクチンが他の食品や生理活性成分と組み合わせて比較的少量で消費される現実のシナリオをシミュレートしたものではない[40]。

多くの研究者が当初提案したレクチンの抗栄養特性とは対照的に、いくつかの証拠は、レクチンが治療上の利点を持ち、機能性食品や栄養補助食品として使用できる可能性を示唆している。レクチンは糖鎖との強い親和性と特異性があるため、癌の診断および治療ツールとしての可能性に関心が集まっている [41]。現在のがん治療のアプローチは、標的特異性の低さから有害な副作用を伴うことが多いが、レクチンは特異的な糖鎖構造を分泌することでがん細胞を識別することができる。そのため、レクチンは従来の化学療法剤と並んでアジュバントとして研究されている[42,43,44]。レンズ豆、ヒヨコ豆、ジャックビーンズ、エンドウ豆、コモンビーンズから単離されたマメ科のレクチンは、いずれも様々な癌細胞株に対して抗増殖活性を示すが、結論が出るまでにはヒト臨床試験が必要である[14]。

2.6. 結論

全体的な研究では、レクチンを多く含む食品は、適切に調理しないと食中毒を引き起こす可能性があることが実証されている。しかし、浸漬、発芽、発酵、茹で、オートクレーブ処理などの伝統的な方法は、いずれもレクチン含有量を大幅に減少させることができる。大豆やインゲン豆のような特にレクチン含有量の多い豆類の場合、調理温度を下げてもレクチン含有量に大きな影響を与えないため、レクチンを除去するには煮沸またはオートクレーブ処理が必要となる。レクチンを多く含む食品が一般の人たちに炎症、腸管透過性、または栄養吸収の問題を一貫して引き起こすという主張を裏付ける強力な証拠は、現在のところヒトを対象とした試験からは得られていない。Vojdaniらは500人を対象に抗レクチン抗体の試験を行い、さまざまなレクチンに対する免疫反応性が7.8%から18%の範囲であることを明らかにしているため、未消化のレクチンに反応する人もいるかもしれない[45]。マメ科植物やその他のレクチンを豊富に含む植物性食品は、必須アミノ酸、プレバイオティクス繊維、ビタミン、ミネラル、強力な抗酸化物質や抗炎症性化合物の優れた供給源である[46]。マメ科植物や全粒穀物を豊富に含む食事は、動物試験とヒト試験の両方で炎症性バイオマーカーの減少と関連している [47,48,49,50]。さらなるヒト臨床試験でそうでないことが証明されるまでは、レクチン含有食品の健康増進効果は、レクチンの潜在的な悪影響をはるかに凌駕すると思われる。

3. シュウ酸塩

3.1. 定義

シュウ酸(シュウ酸)は、ナトリウム、カリウム、カルシウム、鉄、マグネシウムなどのミネラルと不溶性の塩を形成することができる物質である。これらの化合物は植物でも哺乳類でも少量生産されている。光合成生物の主要なグループはすべてシュウ酸塩を産生している。植物は、カルシウムの調節、植物の保護、重金属の解毒を含む様々な機能のためにシュウ酸塩を製造していることが示唆されている[51]。

哺乳類では、内因性シュウ酸塩は、アスコルビン酸、グリオキシル酸、ヒドロキシプロリン、グリシンの代謝物である。尿中シュウ酸塩は、外因性の食事性シュウ酸塩とは対照的に、ほとんどが内因性シュウ酸塩からなる。

植物由来のシュウ酸塩は、水溶性シュウ酸塩(シュウ酸、カリウム、ナトリウム、およびシュウ酸アンモニウム)または不溶性シュウ酸塩(主にシュウ酸カルシウムとして)のいずれかとして、いくつかの異なる形態で利用可能である[52]。

可溶性(結合していない)シュウ酸塩は、ミネラルをキレートして吸収を低下させたり、腸や大腸を通って吸収されたりする。吸収された食事性シュウ酸塩は、シュウ酸カルシウム腎結石形成に寄与すると考えられている[53]。

一方、不溶性シュウ酸塩は糞便中に排泄される[54]。シュウ酸塩は栄養吸収に影響を与え、腎臓結石形成に関与する可能性があることから、一部では「反栄養素」と考えられている。シュウ酸塩を多く含む植物を主に放牧している家畜では毒性の事象が発生しているが [51]、バランスのとれた人間の食事に含まれるシュウ酸塩の量は一般的に少量である [53]。

3.2. 背景

シュウ酸塩は、一般的に消費される多くの植物性食品に含まれている。シュウ酸塩含有量が最も多い植物性食品には、ほうれん草、スイス チャード、アマランス、サトイモ、サツマイモ、ビーツ、ルバーブ、 ソレルなどがある。生の豆類、全粒粉、ナッツ類、ベーキングココア、紅茶にも、少量ではあるがシュウ酸塩が含まれている。

植物内のシュウ酸塩の分布は様々である。葉(ほうれん草、ビートグリーン)は、茎(ルバーブ)や根(ビーツ、ニンジン)よりもシュウ酸塩の含有量がはるかに多いと報告されている。過剰な水溶性シュウ酸はバイオアベイラビリティと腎臓結石形成に影響を与えるため、総シュウ酸、可溶性シュウ酸、不溶性シュウ酸の区別を行う必要がある[54]。

Chai と Liebman は、新鮮なほうれん草の総シュウ酸塩含有量が平均 1145 mg/100 g 新鮮重量(FW)で、可溶性シュウ酸塩が 803 mg、不溶性シュウ酸塩が 343 mg であったと報告している[54]。別のグループは、ほうれん草の総シュウ酸塩の含有量が978 mg/100 g新鮮重量(FW)で、そのうち543 mgが可溶性シュウ酸塩であることを発見した[55]。

ナッツ類にもシュウ酸塩が豊富に含まれていることが報告されており、生のマカダミアナッツでは42mg/100g、ローストしたピーナッツ、カシューナッツ、アーモンドではそれぞれ140,262,469mg/100gとなっている。ピーナッツとアーモンドの可溶性含量は 108 mg と 153 mg/100 g であった [56]。

小麦ふすまの可溶性シュウ酸塩含有量はやや多い(乾燥重量(DW)113 mg/100 g)が、全粒穀物製品の含有量はかなり少ない(オーツ麦では13.8 mg、全粒小麦粉では44 mg/100 g)[57]。

 

生の豆類はシュウ酸塩含有量が大きく異なる。大豆の含有量が最も多く(370 mg/100 g DW)次いでレンズ豆およびエンドウ豆(168-293 mg/100 g DW)ひよこ豆(192 mg/100 g DW)および一般豆(98-117 mg/100 g DW)が続く [19]。生のひよこ豆およびレンズ豆に含まれる可溶性シュウ酸塩は、総シュウ酸塩のほんの一部である[58]。

シュウ酸塩含有量で知られる別の野菜であるビートルートは、シュウ酸塩の平均65 mg/100 g FWで、47 mgは可溶性シュウ酸塩である[54,55]。

総シュウ酸塩含有量の差は、品種、季節、生育条件によって異なる。例えば、ホウレンソウの 310 の異なる品種では、シュウ酸塩濃度は 647.2 から 1286.9 mg/100 g の範囲であり、平均は 984 mg/100 g であった [59]。一方、Savageらは、ニュージーランド産のホウレンソウでは266.2 mg/100 gのシュウ酸塩しか検出していない[53]。

Horner らは、116 の大豆品種間でシュウ酸塩値に 2 倍以上の差があり、乾燥重量は 82 から 285 mg/100 g であった [60]。収穫時期はシュウ酸塩濃度にさらに影響を与える可能性がある [61]。研究では、有機栽培と慣行栽培の間のシュウ酸塩の違いは示されていない [62]。豆類や青菜類などの品目は一般的に消費前に調理されるため、生の食品品目のシュウ酸塩値は実際に消費された含有量を代表するものではない。伝統的な調理法は、シュウ酸塩含有量を大幅に減少させる有効性を実証している。

3.3. 調理/加工の効果

レクチンと同様に、食品の調理、準備、加工はシュウ酸塩含有量に影響を与え、その結果、食品のミネラルの利用可能性に影響を与える可能性がある(表2)。シュウ酸塩は水への溶解性があるため、シュウ酸塩含有量を減少させるには、煮沸や蒸しなどの湿式処理方法が最も効率的な解決策であると考えられている。ChaiとLiebmanは、野菜の可溶性シュウ酸塩を12分間煮ることで、30から87%の範囲で有意に減少させたことを報告している[54]。ほうれん草とスイスチャードが最大の損失を経験した(それぞれ87%と85%)

蒸すことによる影響は少ないが、それでも緑のスイスチャードでは46%、ほうれん草では42%の損失をもたらした[54]。ビーツ、ニンジン、芽キャベツなど、表面積が少なくシュウ酸塩の量が比較的少ない野菜では、可溶性シュウ酸塩の同様の減少は見られなかった[54]。これらの結果は、ニュージーランドの野菜に関する以前の分析[53]と一致している。

 

一晩浸したり、茹でたり、オートクレーブにかけるなどの伝統的な調理法や工業的な調理法は、豆類の総シュウ酸塩含有量と可溶性シュウ酸塩含有量を大幅に減少させる。レンズ豆をホットプレートでわずか15分間調理すると、水溶性シュウ酸塩含有量が42.6%減少し、ひよこ豆(60分)では19.5%減少した [58]。

一般的な豆類(45分間調理)では、シュウ酸塩の59.61%の損失を経験した。さらに85.7-92.9%の更なる減少が、マメ科植物の缶詰(オートクレーブ処理)と電子レンジ処理で観察された[58]。また、一晩浸漬した後、2 時間煮沸すると、小豆の可溶性シュウ酸塩が 40.5%減少することも判明している [58]。対照的に、白豆では 76.9%の可溶性シュウ酸塩の減少が見られた [55]。これらの違いは、遺伝学、栽培条件、調理時間、正確な調理温度の違いによるものと思われる。

ピーナッツ、カシューナッツ、アーモンドの焙煎はシュウ酸塩含有量に有意な影響を与えなかった[56]。ほとんどの場合、調理技術は可溶性シュウ酸塩を有意に減少させるため、ミネラルの利用可能性を高めるべきである。調理法とは別に、高シュウ酸塩食品とカルシウムを豊富に含む食品を組み合わせることで、可溶性シュウ酸塩の吸収を相殺できる可能性がある。通常のカルシウム食(800~1,000mg/日)は、食事性シュウ酸塩による潜在的な抑制効果を相殺できるはずである [63]。

3.4. 安全性

ほとんどの「問題のある食品」に含まれる水溶性シュウ酸塩濃度が比較的低いという証拠があるにもかかわらず、食餌性シュウ酸塩は、シュウ酸カルシウム腎結石形成の危険因子である高オキザ尿に関与していると考えられている(表1)。

食事性シュウ酸塩の総摂取量は50~200mgの範囲にとどまっているが、一部の個人では1000mgに達することもある [64]。食事性シュウ酸塩は総尿中シュウ酸塩排泄量の50%まで寄与する可能性があり、結石者の3分の1は総シュウ酸塩消費量の10%以上の割合でシュウ酸塩を過剰に吸収することが示唆されている[65]。

3.5. 人間の研究

健康な男女20人を対象とした研究では、シュウ酸塩を多く含む食事(ルバーブジュース600mg/日)を摂ると、尿中排泄物が0.354mmol/24時間から0.542mmol/24時間へと有意に増加することが明らかになった[64]。しかし、シュウ酸塩は一般的にルバーブジュースのような濃縮された形で毎日消費されるわけではなく、その代わりに、食事因子の複雑な網の中の小さな断片である。食事のパターンを観察していると、Nurses’ Health Study(NHS(英国保健医療局))のプロスペクティブ分析では、多変量調整後の食事性シュウ酸塩と腎臓結石形成との間にはわずかな関連しか認められなかった [66]。

食事性シュウ酸塩の最高5分位の参加者と最低5分位の参加者の相対リスクは、男性では1.22,高齢女性では1.21であった。さらに重要なことに、カルシウム摂取量が少ない男性(755mg/日未満)では、食事性シュウ酸塩の最高5分位のリスクは1.46に跳ね上がった。逆に、カルシウム摂取量が中央値以上の男性では、多変量リスクは0.83に低下した。全体として、著者らは、食事性シュウ酸塩は結石形成の主要な危険因子ではないと結論づけている [66]。より最近のNHS(英国保健医療局) IおよびNHS(英国保健医療局) IIの解析では、食事性シュウ酸塩は腎臓結石形成にほとんど影響を及ぼさないが、食事性カルシウムの摂取は腎臓結石形成と逆に関連していると著者らは再び結論づけている [67]。

 

さらに、食事性カリウム、マグネシウム、フィチン酸塩はすべて、さまざまな機序で腎臓結石形成を減少させる [68]。食事中のシュウ酸塩(254mg/日)やナッツ類、野菜、全粒穀物などのシュウ酸塩含有食品の摂取量が有意に多いにもかかわらず、DASHスコアが高い参加者では腎臓結石のリスクが40~50%減少している [68]。これはおそらく、フィチン酸、カリウム、カルシウム、その他の植物化学物質がDASHの食事パターンに豊富に含まれていることによる保護効果と相乗効果に起因していると考えられる。尿石症リスクに対する野菜の保護的役割については、Zhuoら[69]も同様の知見を報告している。

動物性タンパク質の摂取は腎臓結石リスクの増加と関連していたが、野菜とお茶の摂取は結石形成リスクの減少と関連していた。お茶はシュウ酸塩の豊富な供給源であるが、ポリフェノールやその他の抗酸化植物化学物質が結石形成の予防に寄与する可能性があると考えられている[69]。シュウ酸カルシウムの排泄、外因性(食事性)シュウ酸塩、および結石リスクとの間には関連性があるが、この関連性はかつて信じられていたよりも複雑である可能性がある。

 

消化管の健康もまた、シュウ酸塩の吸収および関連する健康リスクに役割を果たしている可能性がある。炎症性腸疾患(IBD)などの消化器疾患を有する患者は、部分的にシュウ酸塩の高吸収によって引き起こされると想定されるカルシウム-シュウ酸塩腎結石のリスクが高いことが示されている [70]。腸疾患の患者はしばしば、腸管透過性の亢進によって特徴づけられる腸管バリア機能の異常を経験することが多い[70]。上皮の損傷に続発する脂肪の吸収不良もまた、過剰なカルシウム-脂肪酸塩に寄与し、その結果、可溶性シュウ酸塩の利用可能性を増加させる可能性がある [71]。これらの因子の組み合わせがシュウ酸塩吸収を増加させると理論化されているが、腸管透過性とシュウ酸塩高吸収との関連はまだ証明されていない。

興味深いことに、自閉症の小児では、血漿中および尿中シュウ酸塩濃度が上昇しているが、腎臓結石形成のリスクは上昇していないことが示されている[72]。この結果は、まだ完全には解明されていないが、自閉症スペクトラム障害を持つ患者に見られる腸管透過性の増加および追加的な腸内環境異常によって部分的に説明される可能性がある [73,74]。

オキサロバクター・フォルミゲネスのような細菌種はシュウ酸分解遺伝子を持っているため、腸内マイクロバイオーム(オキサロバイオーム)もまた、食事中のシュウ酸塩の減少に役割を果たしている可能性がある[75]。それにもかかわらず、シュウ酸分解性プロバイオティクスを使用したヒト試験は、混合しており、ほとんどの場合、成功していない [76,77]。

3.6. 結論

シュウ酸塩の悪評が払拭され、腎臓結石患者における低シュウ酸塩食が推奨されているにもかかわらず、最近の食事パターンの観察研究により、現在のガイドラインの再評価が促される可能性がある。シュウ酸塩の排泄が増加するリスクが高い人たちがいるようであり、シュウ酸塩を多く含む食品を摂取することが腎臓結石形成に一役買っている可能性があるが、その他の要因として、食品の調理技術、カルシウム摂取量、内因性シュウ酸塩産生、腸の健康などが考えられていた以上に大きな役割を果たしている可能性がある。シュウ酸塩を多く含む食品を調理し、十分な量のカルシウムとカリウムを摂取することは、食事源からの可溶性シュウ酸塩の利用を大幅に減少させるのに効果的であることを示している。さらに、シュウ酸塩を含む食品は、シュウ酸塩の潜在的な負の影響を凌駕する可能性のある、保護のための有益な化合物の配列を持っている。

4. ゴイトロゲン

4.1. 定義

植物由来のゴイトロゲンは、栄養学の研究者や健康専門家の間で注目されている化合物のもう一つのセットである。ゴイトロゲン」という用語は、広く甲状腺機能を妨害し、甲状腺腫や他の甲状腺疾患のリスクを増加させる薬剤を指す[78]。これらの化合物の発生源には、医薬品、環境毒素、特定の食品などがある[79,80]。グルコシノレートは、120種類以上の化合物の多様なクラスであり、主にアブラナ科や他の植物性食品に含まれる食餌性甲状腺ホルモンである[81]。咀嚼および摂取により、酵素ミロシナーゼ(損傷を受けた植物組織で活性化され、ヒトの微生物叢によって産生される)がグルコシノレートをチオシアネート、ニトリル、イソチオシアネートおよびスルフォラファンを含む様々な他の化合物に変換する [80,81]。グルコシノレートおよび関連する類似体を取り巻く多くの研究は、癌の予防、第II相解毒酵素の誘導、アポトーシスの誘導、酸化還元反応の調節、および第I相解毒酵素の阻害の可能性に焦点を当ててきた [81,82,83,84,85,86,87]。グルコシノレートの潜在的な有益な効果にもかかわらず、グルコシノレート前駆体であるプロゴイトリンとチオシアネート(インドールグルコシノレート分解産物)から産生されるゴイトリンが甲状腺に悪影響を及ぼす可能性があることを示唆する証拠もある(表1)。初期の動物および細胞モデルでは、ゴイトリンとチオシアン酸イオンが甲状腺のヨウ素の利用と取り込みを阻害することが実証されている [80,88,89]。

4.2. 背景

アブラナ科の野菜は、最もよく知られている甲状腺ホルモン含有食品であるが、これらの化合物には種間、さらには品種間でも大きなばらつきがある[80]。ケール(Brassica oleracea acephalaおよびB. napus)およびブラッセルスプラウト(B. oleracea gemmifera)の品種は、インドールグルコシノレートおよびプロゴイトリンを最も多く含むことが示されており、それぞれ840μmol/100g FWの合計で840μmol/100g、400.33μmol/100g FWの合計で400.33μmol/100gとなっている[80]。しかしながら、他の研究では、ケールはインドールグルコシノレートおよびプロゴイトリンの濃度が非常に低いことが判明している[80]。レッドロシアンケール(B. napus)およびシベリアケール(B. napus ssp pabularia)は、それぞれプロゴイトリンを365.9μmol/100 g、148.1μmol/100 gのFWを含むことが報告されている。ケール(B. oleracea acephala)もまた、ロシア種やシベリア種(B. napus ssp)よりも高濃度のグルコラファニン(スルフォラファニン前駆体)を含有していた [80]。

グルコラファニンはスルフォラファンに代謝され、第 II 相酵素の強力な誘導剤であることがわかっている [82,83,84,85,86,90]。ブロッコリーはゴイトロゲンを多く含むとしばしば非難されるが、実際には有益なグルコラファニンを豊富に含む一方で、低レベルのプロゴイトリンとインドールグルコシノレートを含むと報告されている[80]。ブロッコリースプラウトは、成熟した植物よりもさらに豊富なグルコラファニンの供給源である可能性があるが、それでもプロゴイトリンはごくわずかしか含まれていない[91]。グルコシノレートに加えて、レスベラトロール、イソフラボン、フラボノイドも甲状腺ホルモンの効果を持つ可能性があるが、研究の多くは試験管内試験または生体内試験の動物モデルに基づいている[92,93,94]。イソフラボン(ゲニステインおよびダイゼイン)は、ほぼ独占的に大豆に含まれているが、レスベラトロールおよびその他のフラボノイドは植物界全体に広く分布している[95,96]。キビはまた、C-グリコシルフラボンと呼ばれる甲状腺ホルモン化合物を含み、これはin-vitroモデルで甲状腺ペルオキシダーゼ(TPO)を阻害することが示されている[97,98]。

4.3. 調理・加工の効果

土壌条件、天候、栽培場所、植物成長調整剤や農薬の使用、病原体の問題、植物のストレス要因、収穫日や保存期間などの要因はすべて、グルコシノレート含有量に影響を与える可能性がある [81,99]。調理や発酵などの食品の加工は、総グルコシノレート濃度を低下させる可能性がある(表2)。しかし、調理は有益なグルコシノレートも除去する。ある研究では、ブロッコリーをわずか5分間蒸しただけで、グルコラファニンと総グルコシノレートの含有量がそれぞれ57%、51%減少したことが明らかになった[100]。したがって、食事から植物栄養素を豊富に含む植物性食品を排除したり、変更したりする前に、甲状腺およびヒトの健康に対する食事性ゴイトロゲンの現在の証拠を評価することが重要である。

4.4. 安全性について

これまでに発表された食餌性ゴイトロゲンの影響を調査した証拠は様々であり、当初考えられていたよりも複雑なものである可能性がある。”キャベツ甲状腺腫 “は、ほとんどキャベツだけで構成された食事を与えられたウサギで最初に観察された [101]。その後、研究者たちはまた、高グルコシノレート菜種ミールと精製菜種プロゴイトリンを30日間与えたラットで「抗栄養」効果を観察した[102]。ヒトにおける初期の研究では、ゴイトリン投与後の放射性ヨウ素の取り込みを評価し、再結晶化ゴイトリン25mg(194μmol)はヨウ素の取り込みを減少させたが、10mg(70μmol)では阻害はなかったことがわかった[80]。しかし、これらの結果は、バランスのとれたヒトの食事を代表するものではないので、ヒトの健康のために外挿することはできない。

ヨウ素の取り込みに対するゴイトロゲンの潜在的な阻害効果のために、大量のゴイトロゲン性食品を摂取している基礎的なヨウ素欠乏症を持つ集団は、健康な人よりもリスクが高いかもしれない。純粋なチオシアン酸塩を含むヨウ素欠乏食を摂取したラットでは、チロキシン(T4)レベルの有意な低下、特定のタンパク質や核酸の低下が見られた。ヨウ素を食事に戻すとサイロキシンのレベルが回復し、チオシアン酸塩の効果が逆転した [103]。対照的に、プロゴイトリンが豊富なルタバガの新芽は、健康なラットの甲状腺機能に影響を与えなかった。ヨウ素欠乏の悪影響は、甲状腺機能低下症の既往があるラットでのみ顕著であった[104]。

4.5. ヒトの研究

健康な人における食事性ゴイトロゲンの影響を調査したヒトの研究は比較的まばらである。いくつかの疫学的証拠は、ゴイトロゲン含有食品と甲状腺機能障害との関連を支持しているが、ほとんどはヨウ素の摂取量が少ない場合のみである。小児を対象とした研究では、ゲニステインレベルとサイログロブリン自己抗体の増加および甲状腺容積の減少との間のわずかな関連性しか見いだされていない[105]。ヨウ素欠乏症のエチオピアの小児では、甲状腺機能食品(サトイモ根、キャベツ、アビシニアンキャベツ、バナナなど)の消費、食事中のヨウ素の低レベル、および尿中ヨウ素濃度の低下との間に正の関連があった [106]。タイの妊婦を対象とした研究では、甲状腺刺激ホルモン(TSH)の高レベルはチオシアン酸塩曝露と関連していたが、尿中のヨウ素濃度が低い人のみであった [107]。軽度のヨウ素欠乏症の妊婦では、チオシアン酸塩曝露と甲状腺機能との間に関連は見られなかった[108]。さらに、低ヨウ素摂取量のアブラナ科野菜の消費は、ニューカレドニアの女性の甲状腺がんリスクの増加と関連していた[109]。アブラナ科の野菜を頻繁に摂取しているポーランド人サンプルでは、甲状腺がんのリスクが1.5倍高くなっていることが観察された[110]。米国の他の疫学研究では、アブラナ科野菜の摂取量と甲状腺がんのリスクとの間に逆の関係があることが実証されている[110]。

少数の疫学研究では、低ヨウ素と組み合わせた食事性ゴイトロゲンに関する潜在的な懸念が示されているが、他のヒト研究では相関関係は示されていない。イソフラボンのゴイトロゲンと考えられるゲニステインの3年間の試験では、甲状腺機能または健康への影響は観察されなかった [111]。大豆イソフラボンに関するレビューでは、同様の結論に達したが、それでも大豆を摂取している人が甲状腺の薬を服用している場合は、薬剤の吸収が低下する可能性があるため、甲状腺の薬の投与量を増やすように勧めている[94]。菜食主義者は菜食主義者に比べて尿中のチオシアン酸塩濃度がわずかに高く、ヨウ素濃度が低いことがわかっているが、TSHとT4レベルに基づく甲状腺機能との関連性は認められなかった[112]。

食品は複合的な化合物のマトリックスとして存在しており、それらはしばしば相乗効果を持つが、まだ発見されていない。この点で、「甲状腺機能亢進症」と考えられる食品には、甲状腺がんに対する保護作用を持つ可能性のある他の何千もの生理活性化合物も含まれている。フランス領ポリネシアの症例対照研究によると、キャッサバとキャベツが豊富なポリネシアの伝統的な食事は、西洋式の食事と比較して甲状腺がんのリスクの低下と有意に関連していた[113]。Zhangらは、尿中チオシアン酸と甲状腺がんとの間に同様の負の関連を見いだした[114]。同時に、いくつかのケースコントロール研究やメタアナリシスでは、アブラナ科の野菜の消費と甲状腺がんリスクとの間には関係がないことが明らかになっている[115,116,117]。

4.6. 結論

全体的には、甲状腺の健康に対するゴイトロゲン食品の影響を調査しているほとんどのヒトの研究では、いくつかの矛盾した結果がまだ存在するものの、中立的な効果が示されている。その証拠に、最適ではないヨードの状態が、甲状腺の健康に対する食餌性ゴイトロゲンの悪影響を強めている可能性があることを示唆しているようである。さらに、アブラナ科の植物の中でもプロゴイトリンの含有量には大きな差がある。ブロッコリー、白菜、青梗菜、ブロッコリースプラウト、ケールなどの一部の品種には、一般的に、生理的影響を引き起こす可能性のある濃度よりもはるかに低い濃度で、プロゴイトリンとチオシアネート生成グルコシノレートが含まれている。実際、変化に富み、色鮮やかな植物性の食事の一部としてこれらの食品を摂取しても、健康な人に大きなリスクをもたらすことはなく、逆に大きな利益をもたらす可能性がある。アブラナ科の野菜には、有益なグルコシノレートのほかに、健康を促進する植物化学物質、食物繊維、必須ビタミンやミネラルなどが豊富に含まれている。甲状腺疾患をお持ちの方、または甲状腺疾患のリスクが高い方は、ロシアンケール、ブロッコリーラブ、コラードグリーンなどのプロゴイトリンを豊富に含むものを毎日長期的に摂取すると、ヨウ素の取り込みが減少する可能性があるので、ヨウ素の取り込みが減少しないようにヨウ素添加塩で調理する必要がある。

5. 植物エストロゲン

5.1. 定義

植物エストロゲンは、女性の主要な性ホルモンである17-β-エストラジオール(E2)と構造的に類似している植物由来のポリフェノール性食物化合物である[118]。17-β-エストラジオールとの類似性により、これらの生理活性化合物はエストロゲン受容体(ER)に結合し、エストロゲン活性を調節することができる。多くは、ER-αよりもER-βに対して高い親和性を持ち、E2よりも弱い結合を持つ傾向がある[119]。植物エストロゲンは、イソフラボン、リグナン、スチルベン、およびクメストロールの4つのフェノール化合物に分類される[120]。イソフラボンとリグナンは、ヒトの食事に最も関連するものであるため、多くの注目を集めている。イソフラボンは主に大豆に含まれるフラボノイドであり、ゲニステイン、ダイゼイン、グリシテイン、ビオカニンAから構成されている。腸内微生物叢は、「哺乳類リグナン」であるエンテロジオールおよびエンテロラクトンへの変換を担当している[121]。同様に、腸内細菌叢はイソフラボン配糖体を加水分解し、生理的に活性なアグリコン代謝物に変換する。

5.2. 背景

20種類以上のイソフラボン代謝物が同定されており、その中で最もよく研究されているのがエクオールである[122]。エクオールの生産量は個体群によって異なる。欧米の集団では、イソフラボンをエクオールに変換できるのは約25~30%であるのに対し、アジアの集団や菜食主義者では50~60%であることがわかっている[123]。イソフラボンを多く含む食品を定期的に摂取することで、エクオール産生細菌が増殖する基質が得られるという仮説が立てられている[123]。更年期症状の軽減、心血管疾患、肥満、メタボリックシンドローム、2型糖尿病、認知障害、様々な形態の癌のリスクの減少など、植物エストロゲンの健康上の利点が多く示唆されている[124,125,126,127,128]。それにもかかわらず、大豆イソフラボンや他の植物性エストロゲンが内分泌撹乱物質として作用し、エストロゲン感受性のがんの増殖を刺激するのではないかという懸念が頻繁に提起されている[129,130,131,132]。このように、乳がんの既往歴または家族歴のある人に植物エストロゲンを豊富に含む食品を含めるべきかどうかについては、消費者および臨床医の間で多くの議論が存在する。

植物エストロゲンは植物界全体に広く分布しており、消費量は文化的な食の嗜好によって大きく異なる。例えば、伝統的なアジアの食生活では、イソフラボンが15~50mg/日含まれていると推定されているが、欧米諸国での消費量は約2.5mg/日と推定されている[133]。この違いは、アジア料理における大豆製品の長い歴史に起因すると考えられる。大豆製品は、食物イソフラボンの最も豊富な供給源の一つである。全粒大豆には103.6mg/100gのイソフラボンが含まれ、次いで大豆ナッツ(68.6mg/100g)豆腐(27.2mg/100g)テンパイ(18.3mg/100g)豆乳(2.9mg/100g)および味噌汁(1.5mg/100g)が続く[134]。果物、野菜、ナッツ類、およびその他の豆類にも、量はかなり少ないがイソフラボンが含まれている [135,136]。リグナンは、食用植物エストロゲンの第二の主要な供給源であり、一般的には少量ではあるが、植物全体に遍在している。亜麻仁とゴマは、リグナンの含有量が最も多いと報告されており、それぞれ379.4mgと8.00mg/100gである[134]。ナッツ類は0.025 mgから0.198 mg/100 gの間で含まれていることがわかった [137]。リグナンは一般的に、豆類、果物、野菜、穀類では無視できる程度であった(0.01 mg/100 g未満)。例外は、ニンニク、オリーブオイル、冬のカボチャ、乾燥アプリコット、乾燥デーツ、乾燥プルーン、多穀パンであると指摘された [134]。

5.3. 調理・加工の影響

以前に述べたように、食事性植物エストロゲングリコシドは、それらがヒトによって利用され得る前に、グルコシダーゼによって最初にアグリコンに変換されなければならない[122,123,138]。グリコシドは、腸内グルコシダーゼ、腸内細菌グルコシダーゼを介してだけでなく、様々な処理方法[123,139,140,141]を介して加水分解することができる。煮沸および蒸煮は、β-グルコシドおよびアグリコンの有意な増加をもたらしたが、圧力蒸煮は最大量をもたらした(表1)[139]。ラクトバチルス菌およびビフィズス菌による発酵もまた、アグリコン含量の増加をもたらした[141]。Bauらは、豆乳をケフィア培養して30時間発酵させると、グリシチンとダイジンが完全にアグリコンに加水分解され、89%のゲニチンがバイオコンバートされることを発見した[140]。韓国の清国ジャン、日本の納豆、タイのトゥアなどの伝統的な発酵大豆製品を消費することで、イソフラボンのバイオアベイラビリティをさらに高めることができるが、より多くのヒト試験が必要とされている[122]。

5.4. 安全性

フィトエストロゲンは、過去数十年の間に、特にエストロゲンに潜在的な影響を及ぼす可能性があることから、多くの注目を集めてきた(表1)。このため、多くの研究では、植物エストロゲンが更年期障害の症状にどのような効果をもたらすかが検討されてきたが、結果はまちまちであった [137]。最近のシステマティックレビューとメタアナリシスでは、植物エストロゲンの補給は、プラセボに比べてほてりの減少が有意に大きいが、クッパーマン指数(更年期障害の11の症状を含む指数)には有意な影響を与えなかったと結論づけている[142]。別のメタアナリシスでは、大豆イソフラボンのほてりの改善能力と膣乾燥スコアにも同様の効果があることが示されている[143]。Chenらは最近の文献レビューで、イソフラボンがほてりを軽減し、腰椎の骨密度(BMD)の低下を減少させ、血圧と血糖コントロールに潜在的な効果がある可能性があると結論づけている[144]。

それにもかかわらず、最近のコクランレビューでは、研究の不均一性、およびイソフラボンの代謝および吸収における個人差のため、植物エストロゲンが更年期症状の軽減に有効であるとの結論を出すことができなかった [145]。例外として、ゲニステインの30-60mg/日のサプリメントに注目したところ、ホットフラッシュの頻度に対する有益性が確実に示された [145]。結果の不均一性は、エクオールによって部分的に説明できるかもしれない。閉経前後の女性365人を対象とした観察研究では、ダイゼインの摂取量が最も多い4分の1のエクオール生産者は、最も少ない4分の1のエクオール生産者に比べて、血管運動症状を報告する可能性が76%低いことがわかった。エクオール非生産者では、ダイゼイン摂取量と血管運動症状との間に関連は見られなかった[146]。エクオールの補給は非生産者にとっても有益であるかもしれない。12週間の二重盲検RCTでは、生産者以外の人でもエクオール補給(10mg/日)が気分関連症状を改善したことが明らかになった。10mgを1日3回投与された人は、すべての指標において有意に良好な転帰を示した [147]。エクオールサプリメントのメタ分析では、エクオールの生産者と非生産者の両方でホットフラッシュの重症度が有意に改善したことも明らかにされている。

植物エストロゲンに関するもう一つの主要な懸念は、内分泌かく乱作用の可能性があることである[129]。大豆ベースの乳児用ミルクの使用率が上昇しているため、発育途上の乳児と乳児が最も危険にさらされている可能性がある。血清中ゲニステイン濃度は、大豆配合飼料を与えられた乳児ではアジアの成人よりも10~50倍高く、米国の成人よりも100~700倍高い[149]。それにもかかわらず、乳児における植物性エストロゲン曝露の増加の生物学的意義はまだ明らかにされていない [150,151]。成人における共同研究では、大豆食品やイソフラボンが甲状腺機能に悪影響を及ぼすという決定的な証拠は確認されていない。

大豆と植物性エストロゲンの摂取を取り巻く他の一般的な懸念は、エストロゲン感受性の乳がんと子宮がんのリスクの増加である[132]。これまでのところ、植物性エストロゲンが豊富な食事とエストロゲン感受性の悪性腫瘍の成長との間の関連を示す証拠は示されていない。対照的に、大豆の消費は、実際には乳がんの発生、再発および死亡率のリスク低下と関連している可能性がある[132,152]。

5.5. ヒトの研究

女性のリプロダクティブヘルスへの具体的な潜在的影響を調査している研究は様々である。システマティックレビューとメタアナリシスでは、イソフラボンは子宮内膜の厚さまたは乳房密度に影響を与えないと結論づけられている[153]。閉経前と閉経後の女性を対象とした別のメタアナリシスでは、イソフラボンは視床下部-下垂体-性腺軸には弱い影響しかないことが明らかになった[154]。閉経前女性では、大豆イソフラボンの摂取は、循環中のエストラジオール、エストロン、または性ホルモン結合グロブリン(SHBG)に影響を与えなかった。卵胞刺激ホルモン(FSH)および黄体化ホルモン(LH)濃度は有意に低下し、月経長は1.05日増加した。しかし、バイアスを考慮すると、変化はもはや有意ではなかった[154]。閉経後の女性では、大豆は総循環エストラジオールを有意に増加させなかったが、総循環エストラジオール、エストロン、SHBG、FSH、LH、TSHには統計的に有意な影響は認められなかった[154]。乳児期に大豆配合飼料を与えられた女性は、牛乳を与えられた乳児よりも月経出血時間がわずかに長く(0.37日)月経中の不快感が大きいことが報告されている[155]。中枢性思春期早発症(CPP)の韓国の女児を対象に実施された別の研究では、血清イソフラボンの上昇とCPPのリスクとの間に正の関連があることが明らかになった [156]。大豆ベースの配合物は農薬やグリホサートの残留物を含むことも知られているため、大豆の効果は植物性エストロゲンだけに帰することはできない [157]。

エストロゲンの内分泌かく乱作用に対する懸念にもかかわらず、エストロゲン(E2)は心血管疾患(心血管疾患)に対する保護の役割を果たすことが提案されており、E2レベルが低下すると閉経後の心血管疾患のリスクが増加することが指摘されている[158,159]。E2と構造的に類似していることから、植物エストロゲンも心血管系への有益性が調査されている。疫学的証拠は、特に大豆製品からのイソフラボンの摂取量が多いアジアの人々において、植物エストロゲンの潜在的な保護効果を示唆している[160]。イソフラボンの摂取量と内皮機能、および頸動脈の動脈硬化性負荷の低下との間には正の関係が見出されている[161]。また、Ferreiraらは、イソフラボンの摂取量の増加は、更年期女性における不顕性心血管疾患のリスク低下と独立して関連していることを明らかにした[162]。心血管疾患の予防および治療に植物エストロゲンを使用した実験的研究の結果はまちまちであるが、概ね肯定的であった。ある研究では、大豆イソフラボンをプロバイオティクス耐性デンプンまたはプロバイオティクス(L. acidophilus、B. bifidus、LGG)と組み合わせた場合、イソフラボンのバイオアベイラビリティーとは無関係に、総コレステロールおよびLDLコレステロールを有意に減少させることが示された[163]。大豆タンパク質15gと66mgのイソフラボンを毎日6ヶ月間摂取した別の研究では、収縮期血圧(SBP)の有意な低下が認められた。SBPの低下は、10年間の冠動脈性心疾患リスクを27%低下させ、心筋梗塞リスクを37%低下させ、心血管疾患を24%低下させ、心血管疾患死亡リスクを42%低下させることにつながった[164]。17のRCTのメタアナリシスでは、イソフラボンを含む大豆製品は、フローメディエーション拡張(FMD)によって測定される内皮機能をわずかながらも有意に改善することが示唆されている[165]。最後に、いくつかの研究では、ゲニステインがFMDを有意に改善し、エンドセリン-1レベルを低下させ、エストロゲンと同程度に一酸化窒素依存性血管拡張を誘導することが示唆されている[166,167,168]。

大豆ベースの植物性エストロゲンに富んだ製品は、乳がん、前立腺がん、子宮内膜がん、および大腸がんを含む特定のがんの予防のためにも提案されている[119,169,170,171,172]。しかしながら、いくつかの研究では、大豆イソフラボンの摂取は、アジアの集団においてのみ乳がんリスクの有意な減少と関連しているが、欧米の集団では関連していないことが示唆されている[173,174,175]。また、植物エストロゲンおよび大豆の摂取は、前立腺がんに対する有意な保護を提供する可能性がある。イリノイ大学による最近のメタアナリシスでは、総大豆食品、ゲニステイン、ダイゼイン、未発酵大豆食品が、進行した前立腺がんリスクの低下と有意に関連していることが明らかになった[176]。別のメタアナリシスでは、大豆イソフラボンの補充は、同定されたリスクを持つ人の前立腺がん診断の有意な減少につながった[177]。PSA値またはステロイドのエンドポイントの減少は観察されなかった。

植物エストロゲンの利点は、その抗炎症性および抗酸化性によるものと考えられる [178]。1999-2010年のNHANESのデータでは、尿中のフィトエストロゲンと炎症のマーカーである血清C反応性蛋白(CRP)との間に逆相関があることが明らかになった[176]。西洋文化における植物エストロゲンの摂取量の増加は、CRPレベルを低下させる他の様々な栄養素や生理活性化合物を豊富に含む、全体的に健康的な食生活を送っている証拠である可能性があるため、これらの結果は注意して解釈されるべきである[179]。

5.6. 結論

全体的に、現在発表されている文献の中の植物エストロゲンを取り巻くエビデンスは、研究間の不均一性が大きく、まだ混在している。腸内の微生物メイクアップ、生物学的個性、および植物エストロゲン源はすべて、植物エストロゲンが豊富な食品を食事に含めるかどうかの決定に重要な役割を果たす。分離されたイソフラボンを使用したサプリメントは、一部の集団にとっては有益であるかもしれないが、他の集団にとってはリスクが高まる可能性がある。赤ちゃんや乳児は、その小ささと消化管が未発達であるため、内分泌撹乱の可能性が高いリスクがある。そうは言っても、疫学的および観察データは、植物エストロゲンを豊富に含む食品を変化に富んだ植物ベースの食事の一部として含めることは懸念すべきではないが、有益である可能性があることを示唆している。さらに、豆類、穀物、種子、ナッツ、果物、野菜などの植物性エストロゲンを含む食品は、必須ビタミン、ミネラル、食物繊維、その他の健康を促進する植物化学物質を豊富に含んでいる。

6. 植物酸塩

6.1. 定義

フィチン酸(フィチン酸またはミオイノシトール六リン酸(IP6)としても知られている)は、植物界の中で広く分布しているもう一つの一般的に考えられている「抗栄養素」である。フィチン酸は主に、エネルギー源として、また発芽種子の酸化防止剤として、植物リン酸塩の貯蔵庫として機能する[180]。フィテートは種子の発育中に生成され、穀類、ナッツ類、種子、マメ科植物の総リン含有量の60-90%を占めることがある[181]。構造的には、フィチン酸(IP6)は、イノシトール環に結合した6つのリン酸基で構成されており、合計で最大12個のプロトンを結合する能力を持っている。これらのリン酸基は強力なキレート剤として作用し、鉱物性陽イオン、特にCu2+、Ca2+、Zn2+、Fe3+と容易に結合する[182]。これらの複合体は中性pH値(6-7)では不溶性であり、ヒトの酵素では消化できないため、高明礬酸塩の均質な食事ではミネラルのバイオアベイラビリティを低下させる可能性がある[12]。主食を穀物や豆類に頼っている低所得の発展途上国では、亜鉛欠乏症や亜鉛不足が特に懸念されている[183]。フィチン酸塩のキレート特性は、抗酸化物質としても作用し、保護特性を発揮する可能性がある[180]。適切なフィチン酸塩とミネラルの比率を確保することで、フィチン酸塩が脆弱な人々のミネラル吸収に及ぼす負の影響を最小限に抑えることができる。

6.2. 背景

フィチン酸塩は多種多様な植物食品に含まれており、最も高い濃度では穀類、豆類、ナッツ類、種子、擬似穀類に含まれている [182]。穀類では、フィチン酸塩は主に最外層に存在し、マメ科植物では胚乳と子葉に存在する[180]。発展途上国の菜食主義者やその他の農村住民のフィチン酸塩の1日の摂取量は2000~2600mgと報告されているが、混合食ではフィチン酸塩の含有量が650mgと低い場合もある [184]。栽培方法、季節、および品種はフィチン酸塩含有量に大きな影響を与える可能性がある [185,186,187]。Shi らは、カナダで栽培されたエンドウ豆、レンズ豆、空豆、ひよこ豆、コモンビーンズのフィテート含 有量をそれぞれ 9.93-12.40 mg/g、8.56-17.1 mg/g、19.65-22.85 mg/g、11.33-14 mg/g、15.64-18.82 mg/g と報告している。大豆が最も多く含まれており、22.91 mg/gであった[19]。しかし、Wang らは、カナダのレンズ豆、ひよこ豆、豆類の栽培品種の値は、それぞれ 7.2-11 mg/g、9.6-10.6 mg/g、9.9-13.8 mg/g と、はるかに少ないと報告している [188,189]。レンズ豆とエンドウ豆の分割品種は、加工中に外皮の多くが失われるため、より多くのフィチン酸塩を含んでいる[19]。未加工の穀類は一般的に豆類と同程度のフィテート値を持つが、加工穀類のフィテート含有量はかなり少ない。例えば、野生の米は 12.7~21.6 mg/g を含むが、精白米は 1.2~3.7 mg/g しか含まれていない[184]。加工されると、多くの穀物、種子、豆類においてフィチン酸塩の含有量が大幅に減少する可能性がある。

6.3. 調理・加工の影響

浸漬、発酵、発芽、発芽、調理などの加工技術は、穀物や豆類のフィチン酸含量を大幅に変化させ、ミネラルの利用可能性を高め ることができる(表 2)。豆類を 95℃で 1 時間加熱調理すると、黄割豆では最大 23%、レンズ豆では 20~80%、ひよこ豆では 11%の減少が見られた。黒豆では 0.29%のわずかな減少しか認められなかった [19]。穀類や豆類に存在する天然のフィターゼを利用することは、フィチン酸を減らす上で貴重なツールであることが証明されている。フィターゼはフィチン酸を加水分解する酵素である。伝統的な調製方法である真水に種子を浸すことで、キビ、トウモロコシ、コメ、ダイズのフィチン酸値がそれぞれ 28%、21%、17%、23%減少した [190]。浸漬水には IP6 は見られず、フィチン酸塩は内因性の穀物フィターゼによって加水分解されたことを示唆している。浸漬によってフィチン酸は減少したが、浸漬水中の鉄と亜鉛の損失も大きかった。このため、浸漬はフィテート/鉄比を低下させず、フィテート/亜鉛比にはわずかな影響しか及ぼさなかった [190]。ミネラルの損失は、種子が溶出したミネラルを「回収」するので、浸漬水で米を炊くことで部分的に緩和される可能性がある。食品の発芽は、内因性フィターゼが活性化されてフィチン酸塩からリン酸塩を遊離させてエネルギーに利用するため、フィチン酸塩をさらに減少させることができる。ひよこまめとハトマメを発芽させると、ミネラル含有量を維持しながらフィチン酸塩濃度が60%以上減少した[191,192]。

パンの自然な澱引きなどの発酵もまた、フィチン酸塩を有意に減少させることが判明している。細菌性フィターゼの活性とともに、乳酸菌が生地のpHを〜4〜5に下げることで、内因性の穀物フィテートを活性化することが解明されている。乳酸によるわずかな酸性化でも同様の結果が得られる[193]。Castro-Albaらによる追加研究では、キヌア、アマランサス、カニフアにL. plantarum 299vを接種すると、フィチン酸塩濃度がそれぞれ47-51%、12-14%、25-27%減少することが実証された。また、鉄、亜鉛およびカルシウムのアクセシビリティも発酵粉中で増加した[194]。さらに、サプリメント(L. plantarum 299v)からのL. plantarum種、または発酵野菜(L. plantarum spp.)からのL. plantarum種は、高フィチン酸塩の食事からの鉄のバイオアベイラビリティを改善することが見出されている[195,196]。Scheersらによって実施された研究では、発酵野菜と一緒に食べた場合、鉄の吸収は、低フィチン酸ミールでは13.6から23.6%、高フィチン酸ミールでは5.2から10.4%に増加した。亜鉛の吸収は最小限に変化した[195]。正確なメカニズムは不明であるが、第二鉄の増加によるものと思われる[195,197]。発酵性繊維およびその他のプレバイオティクスの消費によるマイクロバイオームの健康をサポートすることは、糞便のpH値を低下させ、亜鉛および鉄の溶解度を高めることを可能にする [198,199,200]。豆類などの高フィテート食品には発酵性繊維が豊富に含まれており、これはSCFA産生を増加させることで糞便pHに有益な効果を持つ[201,202]。この効果は、非ヘム鉄吸収が高フィチン酸塩食の摂取によって部分的に否定されるフィチン酸塩適応現象への洞察を与えてくれるかもしれない[203]。

6.4. 安全性

前述のように、フィチン酸は鉄、カルシウム、および亜鉛をキレート化し、これらのミネラルの吸収を制限することができるため、フィチン酸は「抗栄養素」とみなされている(表1)。キレート化は、しかしながら、金属イオンに対するフィチン酸塩の割合、およびpHに依存する[204]。鉄に対するフィチン酸塩の理想的なモル比は0.4であり、1を超えると阻害効果がある。亜鉛については、15 より高い比率は吸収率を阻害する可能性があり、最適な比率は 5 以下である。カルシウムの吸収は,0.17 以上のモル比によって阻害されることが示されている[182]。

6.5. ヒトの研究

多くの研究がフィチン酸塩が亜鉛のバイオアベイラビリティーに悪影響を与えるという仮説を支持しているが[205,206]、8~50ヶ月の幼児を対象とした研究では、フィチン酸塩が亜鉛吸収に明確な影響を与えないことがわかった[207]。フィチン酸塩の摂取量を500mg/日増やすと、亜鉛の吸収率は0.04mg/日以下に減少した。吸収率の最大のばらつきは、年齢、身長、体重によって生じた [207]。食事性フィチン酸塩と鉄のバイオアベイラビリティーとの関係は、亜鉛のそれよりも複雑である可能性がある。フィターゼ処理によりソルガムきび粉中のIP6の90%を除去しても、鉄のバイオアベイラビリティの改善は観察されなかった[208]。繊維質を除去することは、鉄の吸収により大きな影響を与えることが判明し、フィチン酸を多く含む食品における繊維質の独立した効果を実証した。また、フィチン酸塩濃度が高いにもかかわらず、動物モデルでは、全粒粉の方が精製された白粉よりも鉄吸収率が高いことが判明している[209]。それにもかかわらず、フィテートが亜鉛と鉄の吸収に及ぼす全体的な影響のため、これらのミネラルのバイオアベイラビリティ値を考慮してDRIを増加させることが推奨されている[210,211]。アスコルビン酸(ビタミンC)を多く含む補完食品を加えることで、消費者はフィテートがミネラル吸収を阻害するフィテートの影響を相殺しながら、フィテートを多く含む食品の利点を享受できるようになるかもしれない[212]。

フィチン酸塩は多くの人に否定的に見られているが、フィチン酸塩は過剰な鉄をキレートする能力により、実際には有益な抗酸化物質として作用し、それによって有害なフェントン反応が起こるのを防ぐ可能性がある[204]。フェントン反応は、鉄と過酸化水素が関与する酸化反応であり、ヒドロキシルラジカルや他の活性酸素種(ROS)を生成する[213]。過剰な鉄はフェントン反応を介して活性酸素に寄与することができるだけでなく、研究では、ヘム鉄が微生物の生育異常、結腸細胞の過剰増殖、および腸管バリア機能の変化にリンクしている[214]。ヘムは少量しか小腸で吸収されないため、最大90%が大腸に到達する可能性がある[214]。ヘムを豊富に含む食品と一緒に食べると、フィチン酸塩は「自然の鉄の調整剤」として作用し、ヘム誘発性の損傷の可能性を減衰させる。動物実験では、大腸の鉄誘発性脂質過酸化に対するIP6の保護的役割を実証している[215]。しかし、フィチン酸の解明された抗酸化作用を検証するヒト試験は限られている。1つの無作為化クロスオーバー試験において、Sanchisらは、1gのIP6を補充した2型糖尿病患者において、進行性糖化最終生成物(AGEs)の有意な減少(~25%)を報告した[216]。AGEsが2型糖尿病(2型糖尿病)における微小血管および大血管機能に及ぼす劇症的な効果を考慮すると、食餌性フィチン酸塩は2型糖尿病の治療における有望なツールとなり得る。

フィテートはまた、他の有益な効果を持っている可能性があるが、この研究の多くはまだ初期段階にある。IP6の作用機序には、免疫力の強化、炎症性、サイトカインの抑制、カスパーゼ修飾、第I相および第II相酵素の調節、細胞増殖の減少が含まれる[180,215]。IP6はまた、腎臓結石リスク[217]、歯石[218]、骨粗鬆症リスク[219]を減少させ、加齢に伴う心血管系石灰化[220,221]の予防に役立つことが示されている。さらに、フィテートを豊富に含む食品の十分な摂取は、慢性腎臓病患者の腹部大動脈石灰化を予防することが明らかになった[180,222]。フィテートの背後にある正確な生理学的メカニズムを特定するためには、今後の研究が必要であるが、これまでの研究では、フィテートを豊富に含む食品をバランスのとれた食事に含めることが支持されている。

6.6. 結論

その発見以来、人間の栄養におけるフィチン酸の役割は議論の的となっている。一方では、フィチン酸塩は必須ミネラルのバイオアベイラビリティを低下させる可能性があり、他方では強力な抗酸化剤として作用する。フィチン酸塩は、特に浸漬、発芽、発酵、調理などの伝統的な加工方法を使用している場合は、多様でバランスのとれた食事の一部として含まれている場合には、ミネラルの状態を著しく損なうことはないはずである。アスコルビン酸や特定のプロバイオティクス細菌を豊富に含む補完的な食品を摂取することも、高フィチン酸塩食からのミネラル吸収に有益な影響を与える可能性がある。全体的に、カラフルな植物ベースの食事を摂取することで、フィチン酸塩を含む食品の人間の健康への恩恵は、ミネラル吸収への影響を上回っている。

7. タンニン

7.1. 定義

タンニンは、一般的に消費される植物性食品に遍在的に存在する高分子量(500~3000ダルトン)のポリフェノール化合物の広いクラスであり、多くの果物や飲料の渋みの原因となっている[223]。加水分解性タンニンと縮合タンニン(カテキンタンニン、フラバノール、プロアントシアニジンとしても知られている)の2つのグループに化学的に分類される。ガロタンニンやエラギタンニンなどの加水分解性タンニンは、選択的に食事に含まれている。一方、凝縮タンニンまたはプロアントシアニジンは、食事中に最も多く含まれる植物由来のポリフェノールであり、カテキン、エピカテキン(EC)エピガロカテキン(EGC)エピガロカテキン-3-ガレート、および(-)-エピガロカテキン-3-ガレート(EGCG)が含まれる[224]。

そのフェノール性により、タンニンは化学的に反応性があり、タンパク質や炭水化物のような高分子と分子内および分子間の水素結合を形成する。これは、抗酸化、抗発がん性、免疫調節、解毒、心臓保護作用と同様に、植物の防御におけるタンニンの役割につながる[225,226,227,228,229]。タンニンはフリーラジカルを消去することで抗酸化物質として作用する可能性があるが、キレート剤として作用する能力は鉄、銅、亜鉛などのミネラルの吸収を阻害することも報告されている[230]。食物性タンニンの「抗栄養」効果は、特にタンニンを多く含む食品に依存している開発途上国や低所得国において、鉄欠乏性貧血の一因であることが示唆されている[231]。他の研究では、鉄の状態と吸収は食事性タンニンの摂取によって有意な影響を受けないことが示唆されており、個人間で非常に変動することがわかっている[227,232]。

7.2. 背景

タンニン、具体的にはプロアントシアニジンまたはカテキンは、カカオ豆、茶、ワイン、果物、ジュース、ナッツ、種子、豆類、穀類に含まれる最も豊富な植物二次代謝物の一つである[225]。ダークチョコレートとベーキングチョコレートには、プロアントシアニジンが最も多く含まれている(828-1332 mg/100 g)[225]。デンマークの研究では、カテキンの濃度が最も高い果物は、黒ブドウ(203.9mg/kgのFW)リンゴ(71.1-115.4mg/kgのFW)アプリコット(110mg/kg)プラム(61.9mg/kg)チェリー(117.1mg/kg)すべての食用ベリー(11.1-187.4mg/kg)ナシ(30.6-85mg/kg)クランベリー(42mg/kg)およびモモ(23.3mg/kg)であることがわかった[233]。ナッツ類(アーモンド、クルミ、ピーカン、ピスタチオ)一般的な豆類、およびソルガムなどの一部の穀類もまた、顕著な量のカテキンを含んでいる[233]。濃い赤インゲン豆などの色の濃い豆は、色の薄い豆よりもカテキンを多く含むことが示されている[233]。

お茶とワインはカテキンの豊富な供給源である。Artsらは、試験した赤ワインのカテキン値が27.3~95.5mg/L [234]であったことを発見したが、他の人は300mg/L [225]という高い値を挙げている。お茶の含有量は、緑茶では100~800 mg/L、紅茶では60~500 mg/Lであることが判明している[225]。お茶は、強力でよく研究された抗酸化物質であるエピガロカテキンガレート(EGCG)の主要な供給源である[235,236]。セイロンは最も多くのEGCGを含むと報告されている(128~229 mg/L)[234]。加水分解性タンニンの一種であるエラギタンニンは、クルミ、ピーカン、ベリー類、ザクロなどの限られた数の果物やナッツ類に含まれている[225]。

7.3. 調理/加工の効果

調理や加工によって、一部の食品の総カテキン含量が減少することがある(表2)。Artsらは、果物のようなカテキンを豊富に含む食品の大部分は生で消費されているにもかかわらず、ルバーブ、広角豆、梨でそれぞれ28%、58%、26%の減少を報告している[233]。ナッツ類から皮を取り除くと、フェノール含量が最大90%減少する可能性がある[230,233]。お茶のカテキン含有量は、使用するお茶の量や注入時間の増加に伴って増加するが、カテキン濃度と抗ラジカル活性は、抽出時間の4~5分でピークを迎えるようである[234,237]。食品やお茶に含まれるタンニンの含有量は、産地、品種、加工方法、保存期間によって影響を受ける可能性がある[233,234,238]。ポリフェノールは農法によって大きく異なることがわかったが、品種間ほどではない[239,240,241]。

7.4. 安全性

多くの栄養密度の高い植物性食品に含まれるそのユビキタスな性質にもかかわらず、一部の研究者や臨床医は、タンニンが鉄の吸収を低下させる可能性があることから、タンニンを反栄養因子とみなしている(表1)[230,231,242]。初期の動物研究では、飼料の 0.5~2%のレベルで給餌した場合、タンニンが家禽の成長と卵産生を低下させることが報告されている[242]。離乳期の豚では、125,250,500,1000 mg のタンニン酸/kg の飼料を摂取すると、ヘモグロビンが有意に低下し、血清鉄濃度が低下した。しかし、赤血球数、ヘモグロビン及びヘマトクリットは、対照群では125,250及び500mg/kgの飼料群と同様に減少した[243]。凝縮タンニン(ヒトの食事でより一般的に見られる)を用いた他の動物実験では、鉄の状態に有意な影響は見出されていない[244]。

7.5. ヒトを対象とした研究

前述の濃度は、多様な食事を通じて定期的に消費されるよりもはるかに大きい。Delimontらは、4週間の凝縮タンニン補給(1.5,0.35,0.03g/日3回)は、閉経前女性における鉄のバイオアベイラビリティまたは状態に影響を与えないことを発見した[245]。食事用タンニンの最も豊富な供給源の1つである茶は、非ヘム鉄を豊富に含む食事と直接一緒に摂取すると、鉄の吸収を阻害する可能性がある。健康な成人を対象とした研究では、お茶を鉄強化おかゆと一緒に摂取すると鉄吸収が37%減少したが、食事の1時間後にお茶を摂取した場合は影響を受けなかった[246]。性別やベースラインの鉄の状態などの他の要因も、タンニンの鉄パラメータへの影響に影響を及ぼす可能性がある。雑食者と菜食主義者の鉄ステータスに対する緑茶と紅茶の効果を調査した研究では、1日1Lの紅茶を4週間(食事と一緒に)摂取した場合、雑食の女性のみフェリチンレベルが有意に低下したが、雑食の男性では効果は観察されなかった[247]。緑茶は、雑食の女性と菜食主義の女性ではフェリチン値に影響を及ぼさなかった。ベースラインのフェリチンが低い(25μg/L未満)女性では、緑茶と紅茶の両方がフェリチンレベルを有意に低下させた[247]。

タンニンは単独で消費されるのではなく、アスコルビン酸を含む数千もの他の生理活性物質と組み合わせて消費される。タンニンの潜在的な抑制効果は、30mgのアスコルビン酸を含むことによって相殺される可能性がある[248,249,250]。これが、鉄欠乏性貧血を調査しているヒトの疫学研究で、食事中のタンニン摂取量と鉄欠乏性貧血との間の相関関係が示されていない理由を説明するものと思われる。フランス人被験者2593人のうち、血清フェリチン濃度は、お茶の強さ、点滴時間、お茶を飲む時間とは無関係に、お茶の摂取とは関連していなかった[251]。また、健康な成人1605人を対象とした横断的分析では、お茶の摂取は鉄欠乏症や鉄欠乏性貧血のリスクを有意に増加させないことが明らかになった[252]。同様の知見は、中国農村部の成人を対象にしたRootらによっても示されている[232]。Speerらによるシステマティックレビューでは、ポリフェノールの総摂取は鉄の状態を阻害しないが、参加者の炎症性バイオマーカーを改善すると結論づけている[253]。このレビューには限られた数の研究が含まれているが、タンニンやタンニンを豊富に含む植物性食品の健康上の利点が数多く実証されていることを物語っている。

タンニンの「抗栄養」効果は議論の余地があり、非常に変化に富んでいるが、タンニンの多くの健康上の利点を支持する証拠は広く普及している[225,228,254]。ポリフェノールの食事摂取は、2型糖尿病、メタボリックシンドローム、虚血性脳卒中のリスク、非致死的心血管イベントのリスク、およびアテローム性動脈硬化性血管疾患のリスクの低下と関連している[254]。29,000人以上の日本人を対象とした高山研究では、ポリフェノール摂取量が最も多い被験者では、ポリフェノール摂取量が最も少ない被験者と比較して、心血管疾患死亡率が有意に低いことが明らかになった[255]。消化器疾患による死亡率にも逆の関係が存在した。この集団のポリフェノールは主に緑茶やコーヒーなどの飲料に由来するものであった [255,256]。プロアントシアニジンを多く含む食品の消費は、慢性腎不全および腎疾患のリスクを減少させることが示されている[257]。プロアントシアニジンは、酸化ストレスを軽減し、内皮機能を改善することで、腎および心臓保護効果を発揮すると考えられている[258,259,260]。無作為化クロスオーバー研究では、3カップの紅茶を飲むと、健康な被験者の上腕動脈FMDが即時に改善することがわかった[261]。

茶カテキンとエラギタンニンは、Nrf2[核内因子エリスロイド2(NF-E2)p45関連因子2]をアップレギュレートすることで心血管疾患リスクを低下させる可能性がある[262,263]。Nrf2は、体内の解毒および抗酸化防御システムに関与する重要な転写因子である[229]。ラズベリー、イチゴ、ザクロ、ナッツ類に含まれるエラグ酸は、生体内での抗がん作用を実証している。動物モデルは、エラグ酸がチトクロームP450酵素を低下または阻害し、グルタチオン-トランスフェラーゼ、UDPおよびNAD(P)H-キノン還元酵素活性を誘導することにより、第1相および第2相酵素を調節する可能性があることを示唆している[264,265,266];しかしながら、同様の効果を示すヒト臨床データは示されていない。

さらに、果物、野菜、ココアなどのフラバノールを豊富に含む食品は、正確なメカニズムはまだ解明されていないが、認知、実行機能、さらには気分にもプラスの効果を示している[267,268,269,270]。Neshatdoustらは、高フラボノイドの果物と野菜(15mg/100g以上)を18週間摂取した後、認知能力の有意な改善と脳由来の神経栄養因子(BDNF)レベルの上昇を観察した[267]。高フラバノールココア飲料(総フラバノール量494mg)を用いた別の介入では、低フラバノールココア飲料(総フラバノール量23mg)群と比較して、高齢者の脳由来神経栄養因子(BDNF)レベルが有意に高くなった[267]。CoCoCoA試験では、高フラバノールココア飲料(総フラバノール量993mg)を8週間補充したところ、加齢に関連した認知機能障害の測定値が減少した。インスリン抵抗性、血圧、脂質過酸化の有意な改善も、高フラバノール(993mg)および中間フラバノール群(520mg)で観察され、インスリン調節が可能なメカニズムとして示唆された[268]。Grassiらは、高フラバノールのダークチョコレートの摂取により、睡眠遮断後の血管障害が改善され、作業記憶力が改善されたことを発見した[271]ことから、認知機能の改善は、フラバノールの血圧および末梢および中枢血流に対する効果によるものである可能性が示唆される。

フラバノールはさらに、積極的に腸内細菌叢に影響を与え、プレバイオティクスとして作用する可能性があり、順番に神経炎症を緩和し、セロトニン代謝のバランスをとる[256]。高ココアフラバノール飲料(494 mgのココアフラバノール)を摂取すると、低ココアフラバノール(23 mg)飲料と比較して、ビフィズス菌と乳酸菌の個体数が有意に増加し、同時にクロストリジウム数が有意に減少した[272]。血漿中のトリアシルグリセロールとC反応性タンパク質濃度の有意な減少も、微生物数の変化にリンクしていた[272]。多くのポリフェノールは腸内微生物[256]によって代謝されることから、個々の微生物組成と食生活は、フラバノール含有食品のバイオアベイラビリティと生理学的効果の両方に影響を与える可能性がある。

7.6. 結論
タンニンは非常に生理活性の高い化合物で、ベリー類、リンゴ、石果、ココア、豆類、全粒粉、茶などの植物性食品や飲料に広く含まれている。タンニンを単独で摂取すると鉄分の吸収を阻害する可能性があるという研究結果もあるが、他の研究では、タンニンが鉄分の吸収を阻害しないことが証明されている。個々の単離された化合物や植物化学物質の有害な(そして有益な)効果は、同じ化合物が複雑な食品マトリックスの中に含まれている場合とは全く異なることがよくある。このような理由から、疫学的な証拠では、鉄の状態とフラバノールの摂取量との間に相関関係があることは示されていない。多くのタンニンを多く含む食品に含まれるアスコルビン酸は、非ヘム鉄の吸収をさらに促進する可能性がある。それにもかかわらず、鉄貯蔵量の少ない人、特に女性には、鉄の吸収に潜在的な影響を避けるために、食後または食間にお茶などのタンニンを多く含む飲料を摂取することを勧める研究もある。全体的に見て、ポリフェノールや生理活性物質を豊富に含む食品や飲料を中心とした多様な植物性の食事を摂ることによる多くの健康効果が、タンニンが鉄分の状態に与える潜在的な影響をはるかに上回ることが示唆されている。

8. 限界

このナラティブレビューには注意すべき限界がある。第一に、全食品形態の抗栄養化合物の効果を調査するヒト臨床試験研究は限られており、場合によっては必ずしも明確な結論に達していない。臨床試験に代えて、疫学的研究や観察研究を使用しなければならないが、一般的には制御されていない変数のために適用可能性が限られている。第二に、抗栄養成分に関する研究の多くは、動物モデルで単離された化合物を用いて行われており、バランスのとれた食事を代表するものではない。研究の限界は、食品のしばしば相乗的な性質、調理および加工の効果、ならびに研究参加者の生物学的個性によって、さらに複雑になる。これらの変数を考慮に入れたより多くの研究は、それらの全体の食品の形でこれらの化合物の悪影響に関する決定的な結論を出すことができる前に必要とされている。

9. 全体的な結論

本レビューの目的は、植物に含まれる特定の化合物が必須栄養素の吸収や同化を阻害したり、何らかの方法で器官の生理機能を妨害したりするという意味で、「抗栄養素」として位置づけられることを正当化するための臨床データが相当数あるかどうかを評価することであった。我々の知見を要約すると、以下のようになると思われる。

(1)レビューされた化合物のうち、食事中に中等度から多量と考えられる量で投与された場合、または単独で投与された場合、有害な影響を及ぼしたり、何らかの方法で身体の貯蔵量や機能を損なう可能性があることが示唆されている。様々な理由により、これらの影響を受けやすい人がいるかもしれない。

(2)これらの化合物は、伝統的にこれらの食品がどのように消費されてきたかを知っているので、単独で摂取されることはほとんどない。これらの化合物を含む植物ベースの食事には、食品マトリックスに含まれる他の数千もの化合物も含まれており、その多くは「抗栄養素」の潜在的な影響を打ち消すものである。したがって、これらの化合物は、適切に調理された食品全体の中に取り込まれた場合には、異なる作用を示す可能性があるため、単独で見た場合と同様に有害な可能性があるのかどうかについては、疑問が残る。これらの化合物のいくつかの活性化には、調理や熱の加え方が不可欠であると考えられる。

(3)これまで「抗栄養素」と呼ばれてきたものが、実は様々な症状の治療薬になっている場合もある。確かなことを知るためには、さらなる探求と研究が必要である。

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