歯の健康を超えたキシリトールの健康効果 総合的なレビュー

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口腔衛生 糖質

Xylitol’s Health Benefits beyond Dental Health: A Comprehensive Review

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6723878/

要旨

キシリトールには虫歯のリスクを減らすなど、歯の健康効果があることが広く報告されている。ここでは、キシリトールについて調査された他の健康効果について報告する。

皮膚においては、キシリトールがバリア機能を改善し、潜在的な皮膚病原菌の増殖を抑制することが報告されている。

難消化性炭水化物として、キシリトールは大腸に入り、大腸微生物叢のメンバーによって発酵される; Anaerostipes属の種は、キシリトールを発酵させ、酪酸を生成することが報告されている。最も一般的なラクトバチルスとビフィドバクテリウムの種は、キシリトールで成長することができるようには見えない。

キシリトールの難消化性でありながら発酵性であるという性質は、便秘解消効果や骨密度の向上にも寄与している。

キシリトールはまた、免疫系を調節し、抗菌作用と合わせて、気道感染症、副鼻腔炎、中耳炎のリスクを軽減することに貢献している。

低カロリー甘味料として、キシリトールは体重管理に貢献する可能性がある。キシリトールは満腹感を高めることも示唆されているが、これらの結果はまだ説得力がない。

ショ糖の単なる置き換えに加えて、代謝の健康に対するキシリトールの利点は、ヒトではまだ決定されていない。このように、キシリトールの追加的な健康効果が報告されており、さらなる可能性を示しているが、ヒトでの研究で確認する必要がある。

キーワード

糖アルコール、プレバイオティクス、腸機能、免疫機能、呼吸器感染症、中耳炎、副鼻腔炎、体重管理、満腹感、骨の健康

1. はじめに

キシリトールは、分子量152.15g/molの5つの炭素を持つ糖アルコール(C5H12O5,図1)で、無糖菓子の甘味料として一般的に使用されている。また、果物や野菜(梅、イチゴ、カリフラワー、かぼちゃ[1])にも自然に含まれている。ショ糖と同等の甘さで、甘味時間の強さはショ糖と非常に似ている。キシリトールは、すべてのポリオールの中で最も甘い[2]。キシリトールは、虫歯のリスクを軽減するなどの歯科効果で最もよく知られている[3]。これは3つのメカニズムによって機能していると考えられている:キシリトールはショ糖の代わりになり、キシリトールは唾液分泌を刺激し、キシリトールはう蝕の主な原因微生物であるストレプトコッカス・ミュータンス菌に対して特異的な抑制効果を持つと考えられている[4]。最近のメタアナリシスでは、キシリトールの歯科効果に関する質の高い研究が必要であると結論づけられているが、同研究では、キシリトールは自己適用型う蝕予防薬として有効な戦略であると結論づけている[3]。さらに、欧州食品安全庁は、「キシリトールチューインガムは子供のう蝕リスクを低減する」という健康訴求を認めている[5]。しかし、ここでは、スキンケア、呼吸器系、消化器系、免疫系の健康、体重管理など、キシリトールの他の潜在的な健康効果に注目したい。

図1 キシリトールの化学構造

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消費されたキシリトールの約半分は吸収される。肝臓は容易に非特異的な細胞質NAD依存性デヒドロゲナーゼによってキシロースに変換する。形成されたキシロースは、特異的なキシルロキナーゼを介してキシルロース-5-リン酸、グルコースへの変換の前にペントース-リン酸経路の中間体にリン酸化されるが、これは血流にゆっくりと放出されるか、グリコーゲンとして保存される[6,7]。

キシリトールは、人間の消費のために安全であり、一般的によく忍容されている。しかし、他の糖アルコールと同様に、過剰摂取(20g以上)は、膨満感や緩い便などの消化器症状と関連している[8]。消費を差し止めると、症状は消失する。

2. 皮膚

2.1. 皮膚の紹介

皮膚は、身体と周囲の環境との間のバリアとしての役割を果たしている。表皮は角質層(皮膚の最外層、図2)で構成されており、末端に分化した表皮ケラチノサイトと脂質によって形成され、物理的・化学的な透過性のバリアとしての主な役割を果たしている。この下には顆粒層があり、図2に示すように、皮膚からの水分の損失を調節するparacellular barrierを形成している。その下には、有棘突起層、基底細胞、メラノサイトがあり、これらも表皮の一部である。表皮バリアは常に更新されており、環境の変化に適応する能力を持っているのが特徴である[9]。次の層である真皮は表皮を支えており、図2に示すようにエラスチンやコラーゲンなどのマトリックスタンパク質を産生している。

図2 皮膚の健康に対するキシリトールの提案された効果

2.2. キシリトールの皮膚への効果

キシリトール(100mM)を2時間投与したところ、表皮と同等の皮膚モデルにおいて、肉芽層最上層の脂質流動性が改善されることが観察された。モデルは、正常なヒト表皮ケラチノサイト(NHEKs)で構成されている;提供された皮膚サンプルから単離され、ex vivoで培養し、脂質特異的染色を用いて顕微鏡的に研究した。脂質の流動性が改善されると、脂質の放出が促進され、顆粒層と角質層の間の細胞間ドメインへのラメラ体のエキソサイトーシスが促進され、それによってラメラ構造が改善され、表皮透過性バリアの回復が促進された[10]。実際、テープ剥離を繰り返して前腕の内側を機械的に刺激したボランティア(n = 7)は、100 mMキシリトールに10分間曝露した場合、水と比較して水分の損失が有意に少なく、約20%減少することが観察された。これは曝露後 1.5 時間と 2 時間の両方で測定可能であった [10]。

NHEK を用いた更なる研究では、24 時間後と 48 時間後の生存率と細胞内カルシウム濃度は、細胞培養液のみの場合と比較して,0.0045%~0.45%のキシリトール(カルシウムがケラチノサイトの分化を調節する)によっても影響を受けないことが示されている。しかし、キシリトールは qPCR で測定したように、フィラグリン、ロリックリン、インボルクリン、オクルーディン mRNA の発現を上昇させた [11]。これらのタンパク質は皮膚のバリア機能やタイトジャンクション(TJ)形成に関与しており、オクルーディンはTJ の主要なタンパク質であり、フィラグリン(フィラメント凝集タンパク質)は上皮細胞のケラチン線維と結合するフィラメント関連タンパク質であり、ロリクリンは角化細胞の主要なタンパク質で皮膚のバリア機能に寄与し、インボルクリンはロリクリンと結合している[12]。さらに,0.45%キシリトールは NHEKs のマイトジェン活性化プロテインキナーゼ(MAPK)経路を刺激し、48 時間後には、表皮分化の鍵となるプロモーターであるプロテインキナーゼ Cδの活性化依存的転座をウエスタンブロッティングで決定した [11]。このモデルでは、表皮の他の細胞型への影響は調査されなかった。乾燥肌の健康なボランティア12名を対象に、5%グリセロールと5%キシリトールの組み合わせを14日間にわたって局所的に曝露した。これは、同じボランティアの未処置の対照群と比較して、生検および組織学的染色から測定されるように、水和の増加、水分損失の減少、および真皮および表皮の厚さの増加と関連していることが観察された。上述の生体外でのケラチノサイトの研究と一致して、ボランティアから採取した生検では、表皮細胞におけるフィラグリンの発現の増加も観察された [13]。観察された効果におけるキシリトールとグリセロールの別個の寄与は、この研究からは断定できない。

ヘアレスマウス(23/群)を用いた研究では、5%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を3時間外用した場合、8.26%キシリトールまたは5%グリセロール(同じ浸透圧)を併用することで皮膚刺激性が減少した;経表皮水分損失が減少し、ビデオ顕微鏡で測定したように、刺激部の血流も減少した。組織学的染色では、キシリトール投与により、SDS単独投与に比べて表皮の厚さが増加したことが示された[14]。また、健康な成人ボランティア(n = 16)においても,0.1%のSDSを用いた実験的刺激によって誘発される表皮水分喪失は、4.5%または15%のキシリトールと2.6%または9.0%のグリセロールに24時間同時に曝露することで抑制されたが、5.4%または18%のマンニトール(同じ浸透圧)には曝露されなかった。これらの結果は、ポリオール特異的な応答を示唆している。

雄性ラットを用いた研究では、20ヶ月間、基本的な飼料に10%キシリトールを含めることで、生検から決定されるように、より厚い皮膚との関連が観察され、より多くの酸溶性コラーゲンが観察された。また、コラーゲンの糖化や老化の指標となるコラーゲン蛍光の減少も観察された[16]。しかし、コラゲナーゼ可溶性・不溶性コラーゲンに差は認められず、また、キシリトールを添加していない同じ飼料を与えた対照動物と比較しても、総コラーゲン量に差は認められなかった[17]。基本飼料に10%キシリトールを3ヶ月間添加した場合、ストレプトゾトシン誘発1型糖尿病雄ラット(10匹/グループ)の皮膚の酸溶性および総コラーゲン量(ヒドロキシプロリンで表される)が、無添加飼料を与えた1型糖尿病動物と比較して増加したことが報告されている。また、酸溶性コラーゲンのヘキソース濃度が低下し、コラゲナーゼ可溶画分の蛍光が低下していることが観察された。非糖尿病ラット(10匹/グループ)では、10%キシリトールを添加した飼料を3ヶ月後に未添加飼料を与えた非糖尿病ラットと比較して、酸溶性コラーゲンと総コラーゲンの増加が観察され、酸溶性コラーゲンのヘキソース濃度が低下し、皮膚中のコラゲナーゼ可溶画分の蛍光が低下した[18]。

歯の健康で観察されたキシリトールの選択的抗菌活性は、創傷ケアにも応用されている。ラボック慢性創傷バイオフィルムモデルを用いた試験管内試験研究では、2%、10%、および20%のキシリトールを水中に塗布すると、水のコントロールと比較して緑膿菌、黄色ブドウ球菌、およびエンテロコッカス・フェカリスの増殖が減少することが示されている。最高濃度では、バイオフィルム形成を完全に廃止することが観察された[19]。さらに別の試験管内試験研究では、5%キシリトールと2%ラクトフェリンの組み合わせは、コロニー点滴反応器で72時間後に、ベースの創傷被覆剤単独と比較して、P. aeruginosaおよびメチシリン耐性S. aureusのバイオフィルム形成を減少させることが示された[20]。キシリトールの抗S. aureusポテンシャルは、ヒトボランティアでも調査されている。アトピー性皮膚炎のボランティア17名を対象に、5%キシリトールと0.2%ファルネソールを組み合わせたスキンローションを、どちらかの腕に7日間投与した。無添加のローションを投与した対照群と比較して、S. aureusが有意に減少し、皮膚の水分量が増加した[21]。この研究からキシリトール単独の寄与を推論することはできない。創傷治療におけるキシリトールのさらなる潜在的な利点は、組織に冷却効果を与える負の溶解エネルギー[2]である。

2.3. 結論

したがって、キシリトールで皮膚を局所的に曝露すると、皮膚の水分損失が減少することが示されている。このメカニズムは、皮膚のタイトジャンクションとバリア形成の増加に関係しているようである。また、キシリトールの食事への暴露は、皮膚の厚さを改善することがわかっている。皮膚病原体に対する抗菌活性は、主に他の化合物との組み合わせで文書化されており、観察された効果に対するキシリトールの寄与度を決定する必要がある。さらに、これらの結果の多くは試験管内試験や動物モデルで比較的高用量(食事の10%)で得られており、ヒトへの適用性を確認する必要がある。

3. 消化器

3.1. はじめに

消化管は大きく分けて胃、小腸、大腸(大腸)に分かれる。消化と栄養吸収の多くは胃と小腸で行われる。上部消化管には微生物群[22]が存在するが、特に大腸には多様で広範な微生物群[23]が宿主となっている。この大腸微生物叢は、主に食物繊維を中心とした非消化性の食物成分や、消化を逃れた他の成分を発酵させるとともに、脱落した細胞や分泌物も発酵させる。大腸は、発酵産物を消化器から水分とともに吸収する;特に短鎖脂肪酸は、重要な追加のエネルギー源である。

キシリトールは人間の酵素によって消化されず、消費されたキシリトールの約50%は小腸での受動的拡散によって吸収される[6]。食事用キシリトールの残りの50%は、このようにそれが腸内細菌叢のためのエネルギーおよび炭素源として機能することができ、宿主にエネルギーを提供し、免疫系の恒常性[24]をサポートする短鎖脂肪酸の形成につながる結腸に入る。キシリトールのこれらの特性は、プレバイオティクスから期待されるものと非常によく似ている; 健康上の利益を与える宿主微生物によって選択的に利用される基質 [25]。消化器官内でのキシリトールの濃度の増加は、消化器官内での水分保持に寄与する浸透圧の増加をもたらし、したがって、過剰に(20 g以上)消費された場合には下剤効果をもたらす可能性がある[8,24]。しかし、キシリトールのこの特性は、便秘に対処するためにも使用することができる;これはキシリトールのプレバイオティクスの性質と一致している。

3.2. キシリトールのプレバイオティクスの利点

試験管内試験での大腸微生物による発酵のシミュレーションでは、キシリトールへのこの微生物群の曝露は、酵素比色法によって決定されるように、キシリトールの急速な消失をもたらすことが示されており、シミュレートされた腸内微生物群によって容易に発酵されることが示されている。模擬大腸消化物のガスクロマトグラフィー分析は、非補填コントロール模擬と比較して酪酸の生成が増加していることを示した[26]。16S rRNA変性勾配ゲル電気泳動(DGGE)分析により、Anererostipes属に属する菌株が糞便培養物中の酪酸産生の増加と関連していることが観察されている[27]。酪酸の産生は、大腸細胞にとって好ましいエネルギー源であり、大腸癌のリスク低下と関連していると考えられているため、大腸の健康に有益であると考えられている[28]。さらに、酪酸は、免疫系のバランスを促進する調節性T細胞の生成を促進する[29]。ラット(少なくとも5匹/グループ)では、初期の糞便顕微鏡研究で、20%のキシリトールを摂取した場合、無補給食を与えた動物と比較して、6週間後に糞便中のグラム陰性菌からグラム陽性菌へのシフトが起こることが示された;しかしながら、この変化の大きさは報告されていない。ヒトでも同様の観察が行われた。6名のボランティアが一晩絶食後、クロスオーバーデザインで無作為にキシリトール30gを1回またはグルコース(対照)30gを200mLの水に入れて摂取した。糞便顕微鏡検査の結果、グラム陽性菌の増加はグルコースとキシリトールでそれぞれ20%~30%から50%~55%となり、それに伴いグラム陰性菌の減少が観察された。さらに、酵母の糞便レベルの低下が報告されており、対照期のLog10 9.2-9.4 colony forming units (CFU)/g糞便から、キシリトール摂取後のLog10 7.2-7.5 CFU/g糞便まで低下していることが報告されている[30]。還元された酵母の種類は報告されていないが、試験管内試験試験では、キシリトールは最小抑制濃度200mg/mLでカンジダの増殖を抑制し、400mg/mLでコロニー形成単位を99.95%減少させることが報告されている[31]。最近のマウス研究(5匹/群)では、キシリトール(40または194mg/kg体重/日)を15週間摂取すると、DGGE分析でPrevotella属、Eubacteria属、Firmicutes属が増加し、Bacteroidetes属が減少したことが報告されている[32]。他の研究者も同様の観察を行っており、末端制限断片長多型(TRFLP)分析では、5%キシリトールを28日間与えたマウス(7匹/グループ)では、無補給の飼料を与えた動物と比較して、BacteroidesとClostridium cluster XIVaのレベルが低下し、Prevotellaのレベルが増加していることが示されている[33]。シクロホスファミド免疫抑制マウスを用いた研究では、5%~10%キシリトール(12匹)を与えた場合、カンジダアルビカンスの糞便数が有意に減少し(7.58 vs. 5.22 Log10 CFU/g、対照およびキシリトールそれぞれ)キシリトールを与えなかった動物(10匹)と比較してC. albicansの胃壁への浸潤が有意に減少していた。さらに、尿中HPLC分析の結果、マウスの食事(7匹/グループ)に0.05%のダイゼイン(コントロール)または0.05%のダイゼインと5%のキシリトールを28日間与えた場合、ダイゼインのエクオールへの代謝が増加することが示された[33];これは骨の健康増進に寄与する可能性がある。

これらの観察は、プレバイオティクスの定義[25]と一致している。さらに、キシリトールは、限られた数の生物によってのみ利用され、微生物相の代謝を変化させる。表1でも明らかなように、市販のプロバイオティクスは、唯一の炭素およびエネルギー源としてのキシリトールでは生育できないことが示されている。

表1 キシリトールの存在下で生育できるか否か、または試験管内試験でキシリトールを代謝する能力を有するか否かの生物の非網羅的リスト

キシリトールで成長すると報告されている生物 参照 キシリトールで増殖しないと報告された生​​物 参照
Anaerostipes hadrus(株依存)、A。caccae  ] ラクトバチルス・プランタラム299v、L.プランタルム931、L.ラムノサスGG、L。ラムノサスLB21、L.パラカゼイF19、L。ロイテリPTA5289  ]
ビフィズス菌は、ラクティス1100、B.がラクチスBB-12、B.ロンガム913、B.がラクティス420、L.がアシドフィルスNCFM、L.はカゼイ、921 L.カゼイシロタ、L.ブルガリ365、L。ジョンソニイLA1、L.パラカゼイF19 、L。プランタルム299v、L。ロイテリSD2112、L。ラムノサスGG、ラムノサス、Lc-705、Streptococcus mutans Ingbritt  ]
L.プランタルム299v、L。ロイテリDSM17938  ]
Coprococcus catus、Eubacterium halli、E。limosum、E。rectale、Faecalibacterium prausnitzii、Megasphera elsedenii、Ruminococcus faecis、R。hominis、R。intestinalis、R。inulinivoruans  ]
肺炎連鎖球菌
S. mutans、S。salivarius、S。sanguis
カンジダアルビカンスS。ミュータンス  ]
Staphylococcus epidermidis、Staphylococcus aureus、Pseudomonasaeruginosa

生物がキシリトールを代謝して増殖することができないかもしれないにもかかわらず、48時間後に完全にClostridioides(旧Clostridium)difficileの胞子発芽を試験管内試験で停止することが報告された5%キシリトールとの組み合わせでラクトバチルス・プランタラム・インデュシアの組み合わせで示されたように、キシリトールとプロバイオティクス細菌との相乗効果の機会がまだあるかもしれない。さらに,0.2gのキシリトールを単回投与したプレフィーディングは、C. difficileチャレンジモデルのハムスターの生存率を改善した(9人中5人がキシリトールテストで生存したのに対し、無補給群では15人中2人が生存した)。リアルタイムPCRで定量化したC. difficileの糞便コロニー化は、対照群では3.5対4.9 Log10遺伝子コピー数/gで、キシリトール群の方が低かった。一方、リアルタイムPCRによるラクトバチルスの糞便数は、キシリトール群が最も高く、対照群では6.6対4.6 Log10遺伝子コピー数/gであった[39]。

3.3. キシリトールの腸機能に対する効果

他のプレバイオティクス[40]と同様に、キシリトールは便秘を解消するために使用されてきた。腹腔鏡手術後の腸機能の正常化を調べるために、60人の患者を1日3回キシリトールチューインガム(量は報告されていない)を摂取する群に無作為に割り付け、60人の患者をチューインガムを摂取しない対照群に割り付けた。その結果,初回の鼓腸音までの時間(-5.7時間)および初回の排便音までの時間(3.8時間)は,対照群と比較して有意に短縮された。しかし、最初の排便までの時間には影響はなかった [41]。この結果は、帝王切開後の腸機能を正常化するために、キシリトールチューインガム(キシリトール2.40~2.74g/回)を最初の鼓腸までの2時間ごとに投与した場合に観察された結果と非常によく似ている。最初の腸音までの時間(-1.1 時間)および最初の鼓腸(-0.9 時間)は有意に短縮したが、最初の排便までの時間には対照群と比較して効果は認められなかった[42]。しかし、キシリトールチューインガム(0.86gキシリトール/回投与;43人)は、選択的子宮摘出術後の腸機能の早期正常化に寄与することが示されている;最初の排便までの時間(-6.9時間)および最初の排便までの時間(-12.3時間)は、対照群(ガムを噛まなかった群;46人)と比較して有意に短縮した。興味深いことに、術後のオピオイド使用量もキシリトールチューイン群では対照群に比べて約20%減少した。術後の合併症については差は認められなかった[43]。

3.4. 結論

キシリトールは、試験管内試験および動物実験で腸内微生物組成および活性を調節することが示されている。これらのデータは有望であるが、ヒトでのデータは限られている。同様に、腸の機能を改善するためのヒトのデータは存在するが、特定の患者グループに限定されている。したがって、便秘のある健康なヒトを対象とした研究が必要とされている。

4. 鼻、咽喉、耳

4.1. はじめに

外部環境にさらされている体のすべての部位は、呼吸器もまた、微生物群によって植民地化されている。このマイクロバイオータの重要な機能は、外因性微生物、特に潜在的な病原体の定着を妨げることである。他の身体部位の微生物相と同様に、呼吸器の微生物相は生まれた時から「大人のような」微生物相へと進化する[44]。ウイルス性消化管感染とは対照的に、上気道ウイルス感染の間は、ヒトにおけるライノウイルスチャレンジの実験的研究で実証されたように、鼻の微生物叢は比較的安定しているようである[45]。微生物相の組成もまた、気道に沿って異なる部位で異なっている。前鼻腔は、Staphylococcus spp. 、Cutibacterium(旧Propionibacterium)spp. 、Streptococcus spp. 、およびCorynebacterium spp.によって植民地化されることがある [46]。鼻咽頭微生物叢は前鼻腔とかなり重複しており、Moraxella spp. 、Staphylococcus spp. 、Corynebacterium spp. 、Dolosigranulum spp. 、Haemophilus spp. 、Streptococcus spp.からなる [46]。口咽頭の微生物群は、ストレプトコッカス属、ナイセリア属、ロートシア属、ヴェイロネラ属、プレボテラ属、およびレプトトリキア属[46]によって特徴づけられる。これらの潜在的病原体のいくつかは、ウイルス性呼吸器感染症の間に鼻咽頭から副鼻腔に広がり、副鼻腔感染症を引き起こす可能性がある;慢性鼻副鼻腔炎では、S. aureus、Staphylococcus epidermidis、およびP. aeruginosaおよびKlebsiella pneumoniaeなどのグラム陰性菌が優勢である[47]。急性中耳炎(AOM)は、中耳滲出液(中耳の鼓膜の後ろにある厚いまたは粘り気のある液体)の存在と、耳の痛み、耳からの排出物、または発熱などの中耳炎の徴候または症状の急速な発症と定義される。また、ここでも、発症の鍵となるステップは、病原性細菌による上気道のコロニー化である;特に肺炎球菌(S. pneumoniae)およびインフルエンザ菌(H. influenzae)は、鼻咽頭から耳管を通って中耳に移動する [48]。

4.2. 呼吸器の健康におけるキシリトールの利点

試験管内試験での研究では、1%および5%のキシリトールが顕著にS. pneumoniaeを含むα溶血性連鎖球菌の増殖を用量依存的に減少させたことが示されている。抑制された増殖パターンは、以前にS. mutansで見られたものと類似していた。キシリトールはβ溶血性連鎖球菌の増殖をわずかに減少させたが、H. influenzaeやMoraxella catarrhalisの増殖は減少しなかった[49]。肺炎球菌の試験管内試験での阻害が観察されたが、肺炎球菌によるラット(20匹/群)の鼻腔感染は、PCRで評価されるように、キシリトールに曝露していない対照動物と比較して、食事性キシリトール(20%)または5%キシリトールを含む鼻腔スプレーに3日間曝露しても、減少させることができなかった[50]。

さらに、健康なボランティア21名の各鼻孔に250μlの5%キシリトールを4日間噴霧したところ、同じボランティアの生理食塩水コントロール処理と比較して、鼻腔コアグラーゼ陰性ブドウ球菌の数が有意に減少した。菌数は、対照処置中の597 CFU/鼻腔スワブからキシリトール処置中の99 CFU/鼻腔スワブに減少した;他の生物は評価されなかった[51]。

キシリトールを含む鼻腔スプレーは、非アレルギー性鼻づまり患者の生活の質を改善することが報告されている。被験者は、キシリトールスプレーを1日2回5日間投与する群(n = 14)と生理食塩水を投与する群(n = 14)のいずれかに無作為に割り付けられた。客観的な鼻閉の測定値は対照群とベースラインとで有意差はなく、質問紙による主観的な鼻閉の測定値はベースラインからの改善傾向を示したにすぎなかった。しかし、鼻結膜炎QOL質問票は、キシリトール群ではベースラインからの有意な改善を示したが、対照群では改善しなかった[52]。

上気道の潜在的病原体に対するキシリトールの抗病原性効果があるにもかかわらず、咽頭炎患者106人が15%キシリトール含有チューインガム5個を3ヶ月間摂取しても、咽頭炎の軽減とは関連しておらず、チューインガムを摂取しなかった対照群(n = 110)と比較して、嚥下困難や喉の痛みといった症状の軽減には優れた効果は認められなかった。データはアンケート[53]によって収集された。キシリトールエアロゾルの吸入は気道表面液(ASL)中の塩分濃度を低下させることが示唆されている;塩分濃度の上昇はASLの抗菌活性の低下と関連しており、嚢胞性線維症の病因を部分的に説明することができるかもしれない[51]。

キシリトールの免疫調節効果(セクション6.2)で後述するように、キシリトールの摂取と免疫調節の有益性を示す実質的な動物モデルデータがあり、それはヒト呼吸器同期ウイルス(hRSV)やインフルエンザAウイルス(H1N1)による実験的なウイルス感染に対する抵抗性を改善することを示している。

4.3. 副鼻腔炎におけるキシリトールの効果

キシリトールによる ASL のイオン組成の減少は、呼吸器感染症だけでなく、副鼻腔炎の治療にも有益であるという仮説が立てられている。試験管内試験では、生理食塩水中の5%と10%のキシリトールは、生理食塩水と比較して、1時間後にS.表皮菌とS.黄色ブドウ球菌のバイオフィルム形成を有意に減少させ、24時間後にもP. aeruginosaの。4時間後に5%と10%キシリトールは有意に生理食塩水と比較してプランクトン性のS.エピダーミディス、S.アウレウス、およびP.緑膿菌の成長を減少させた。5%と10%のキシリトールの間には差はなかった[54]。上述したように、水中の2%、10%、および20%のキシリトールもまた、バイオフィルムモデルにおけるP. aeruginosaの増殖を抑制することが示されている[19]。

実際、26羽のウサギのP. aeruginosa感染による実験的副鼻腔炎において,0.1mLの5%キシリトールを5日間(20分)局所的に事前投与したところ、同じウサギの他の副鼻腔(対照)に生理食塩水を投与した場合と比較して、回復したP. aeruginosaの数が減少した。培養の結果、対照の洞では5.37×106 CFU、キシリトール前処理の洞では1.93×106 CFUであった。しかし、キシリトールとP. aeruginosaの同時投与またはその後の投与では、P. aeruginosaの有意でない減少のみが認められた[55]。

慢性鼻副鼻腔炎の被験者15人に5%キシリトール溶液を10日間投与したところ、生理食塩水を投与した場合と比較して、副鼻腔アウトカムテスト20(SNOT-20)スコアが有意に低下した。しかし、ボランティアは、中鼻の健康状態の改善を自己申告しなかった。有害事象は報告されなかった [56]。慢性鼻副鼻腔炎患者30人を対象としたその後の研究では、5%キシリトール溶液を30日間点鼻したところ、SNOT-22として報告された慢性鼻副鼻腔炎の症状の改善につながることが明らかになった[57]。潜在的な機序として、粘液の粘弾性の低下が提案されている[58]。

4.4. 急性中耳炎

上述のように、肺炎球菌は AOM の主な原因菌の 1 つであり、1%および 5%のキシリトールは 試験管内試験 で肺炎球菌の増殖を抑制することが示されている [49]。肺炎球菌の超構造解析では、5%キシリトールに2時間暴露した後、細胞壁がより拡散し、多糖類カプセルがボロボロになり、損傷した肺炎球菌の割合が増加したが、他の糖類や対照培地に暴露した後は増加しなかったことが示された[59]。実際、5%キシリトールへの曝露は、コントロール培地およびブドウ糖培地と比較して、肺炎球菌莢膜座(cpsB)遺伝子発現レベルを有意に低下させた[60]。しかし、臨床試験では、キシリトールは肺炎球菌の鼻咽頭担持を減少させなかった;たとえAOMリスクが減少したとしても。それにもかかわらず,0.5%溶液のキシリトールは、他の炭素源と比較して、試験管内試験で20の肺炎球菌臨床分離株の増殖を減少させることが観察されている。また、試験管内試験での肺炎球菌のバイオフィルム形成が減少し、バイオフィルム形成に関与する遺伝子(カプセル、コンピテンス、オートリジン)の発現が減少した[61]。

最近のコクランレビューでは、12歳までの健康な小児にキシリトールを予防的に投与した場合のAOM発症リスクに対する効果が調査された。全部で5つの臨床試験が特定され、合計3405人の子供が関与している分析に含まれている。投与量は8.4~10g/日であった。著者らは、キシリトール(どのような形態であっても)がAOMのリスクを対照群の30%から約22%まで低下させることができるという中等度の質の高い証拠があると結論づけた。しかし、キシリトールは、呼吸器感染症時の健康な子供の間でも、中耳炎を起こしやすい健康な子供の間でも、AOMを減少させるのに有効であることは認められなかった[48]。さらに、同じ研究グループを中心とした限られた数の研究しか行われていないという懸念も表明されている。その意味で、AOMに対するキシリトールの効果を調べる臨床試験が少なくとも2件進行中であることは興味深い(clinicaltrials.gov: NCT02950311およびNCT03055091 [62])。

4.5. 結論

キシリトールのいくつかの主観的な利点は、うっ血を緩和することが観察された;全体的にこれらの結果は説得力がない。副鼻腔炎についても、結果は決定的ではない。しかし、AOMについては、そのリスクを軽減するキシリトールの潜在的な利点について、かなり説得力のある証拠がある。

5. 骨

5.1. はじめに

骨は一見静的な組織のように見えるかもしれないが、実際には継続的にターンオーバーしている。そのため、骨組織の吸収と再構築のバランスを正しくとることが重要である。再構築が減少し、特に加齢に伴って骨粗鬆症のリスクが継続的に発生する。したがって、ミネラル吸収、骨密度、骨強度を向上させるための食事手段は歓迎される。

5.2. キシリトールの骨強度に対する効果

10%または20%(w/w)のキシリトールを40日間補充した食事を与えた非対照動物(12匹/群)では、補充していない対照群と比較して、血清Ca2+の両方のレベルが高く(それぞれ10%および20%のキシリトールでは対照群の2倍および3倍)、アルカリホスファターゼ活性が25%および80%増加した(それぞれ10%および20%のキシリトールでは)ことが観察された。マイクロフォーカスX線コンピュータ断層撮影では、大腿骨の三次元骨構造や海綿骨構造に有意な差は認められなかった。しかし、組織学的解析では、海綿骨の増加が認められた。さらに、両群ともにキシリトール10%と20%のキシリトールを摂取した場合、無補給食を摂取した対照群と比較して、3%と6%の高い骨密度を示した[63]。キシリトールはまた、テトラサイクリンを投与した動物(10匹/群)において、乾燥飼料1キログラムあたり1モルのキシリトールを31日間補充した食事を与えた場合、非補充の基底食を与えた対照動物と比較して、骨吸収を42%減少させることが示されている[64]。テトラサイクリンを投与した動物(10匹/群)に5%、10%、20%のキシリトールを31日間投与した同様の研究では、10%のキシリトール群では約25%、20%のキシリトール群では約40%、5%のキシリトール群では検出されなかった骨吸収抑制効果が認められた。さらに、この効果はキシリトール摂取開始から2日後には早くも検出され、無補給対照群と比較して31日間の実験期間を通して維持されていた[65]。これは、卵巣摘出ラットモデル(10匹/群)での観察結果と一致している。10%(w/w)のキシリトールを3ヶ月間摂取した後、キシリトールを摂取していない動物と比較して、上腕骨の灰分、カルシウム、リンの損失は消失し、偽手術動物と比較しても有意な差はなかった。さらに、キシリトールを補給した場合、偽手術動物と比較してストレスや歪みに対する抵抗力の低下は見られず、弾力性は維持されていた。群間の食事は等食性であった[66]。

20匹/群のラットを用いたII型コラーゲン誘発性関節炎の注射モデルでは、10%のキシリトールを17日間投与すると、骨代謝のアンバランスに対して有意な保護効果が得られた。これは、キシリトールを投与した動物では、無添加の飼料を摂取した動物と比較して、骨の表面の破骨細胞の数、海綿体分離、および浸食された表面/骨の表面の値が低いことと同様に、骨の厚さの大きな値に見られた。海綿骨量、海綿数、海綿分離の場合、これは非関節炎ラットと差はなかった[67]。これらの観察は、キシリトールによって誘導される骨形成活性の増加と骨吸収活性の低下によって部分的に説明することができる。また、ストレプトゾトシン誘発性I型糖尿病性骨粗鬆症モデルにおいて、10%および20%のキシリトールを3ヶ月間食事に補充すると、海綿骨量および骨強度の損失が減少することが示されている。両キシリトール群の脛骨密度および灰重量は、無補給食を与えた糖尿病ラットと有意に異なっていたが、無補給食を与えた健康ラットと同様であった。これは、脛骨および大腿骨のストレス耐性および組織形態学的に評価された脛骨海綿骨体積についても同様であった;両キシリトール群は、無補食を与えられた糖尿病ラットとは有意に異なっていたが、無補食を与えられた健康ラットと同様であった[68]。

上述したように、マウスの研究では、5%の食事性キシリトールを28日間摂取すると、ダイズジアンのエクオールへの変換を刺激することが観察された[33]。イソフラボンのエクオールへの変換は、骨の健康に正の効果をもたらすことが示唆されている[69]が、食餌性キシリトールとイソフラボノイドが骨の健康に好ましい効果を発揮するかどうかは、まだ研究されていない[33]。

5.3. 結論

積極的に骨の健康に影響を与えるキシリトールの能力は、そのプレバイオティクス特性と一致している。難消化性であるが、大腸で発酵し、短鎖脂肪酸と消化器のpHの低下の生産につながる。これは、カルシウムなどのミネラルの溶解性と吸収を改善する。さらに、酪酸が調節性T細胞依存性のメカニズム[70]を介して骨形成を刺激することがマウスで示されており、このようにキシリトール[18]の酪酸効果を骨の健康にリンクさせている。しかし、これらの観察はすべて動物におけるものである。これらの利点を検証するためには、ヒトでの研究が必要である。さらに、動物実験での食事性キシリトールのレベルは高く(最大20%)ヒトでは実行可能ではない。

6. 免疫機能

6.1. はじめに

異物および潜在的な病原性微生物に対する防御の第一線として、身体は、皮膚および粘膜のような物理化学的バリアを有する。上述したように、キシリトールは皮膚のバリア機能に有益な影響を与える可能性があり、後述するように、キシリトールはまた、粘膜機能を改善する;特に口腔咽頭において。これらのバリアの下では、体は免疫系に依存しており、その免疫系は、非特異的で即効性のある自然免疫と、高度に特異的ではあるが反応が遅い後天性免疫に大別される[71]。キシリトールは、上述したようにプレバイオティクス効果によって間接的に、あるいは宿主(例えば、免疫)細胞の代謝に直接影響を与えることによって、免疫系にその効果を発揮する可能性がある[72]。

6.2. キシリトールの免疫調節効果

キシリトールは、主に動物モデルにおいて免疫応答を増強することが確認されている。雌のブロイラー雛10羽の孵化後24時間以内に20%キシリトールを0.5mL単回投与すると、20%グルコースを0.5mL投与した場合と比較して、B細胞およびT細胞マイトジェン(コンカナバリンAおよびポークウィードマイトジェン)による脾臓細胞の増殖が改善されることがわかった。さらに、5 日目に注射したキーホールリンペットヘモシアニン(KHL)および Mycobacterium butyricum に対する抗体価は、グルコースを投与した動物と比較して孵化後 12 日目に高かった [73];ヒナにおける後天性免疫応答の発現が改善されたことを示している。自然免疫に対するキシリトールの効果はラットで研究されている。20%のキシリトールを食べさせたラット(20匹/群)は、2週間後に無添加対照群に比べ、ベースラインからの活性化好中球の割合が6.7%高い増加を示した。同様に、好中球あたりの酸化バーストの強さは、対照群と比較してキシリトール群で13.5%高かった[74]。ラット(20匹/群)に10%または20%の食用キシリトールを2週間補充した後、または無補充(対照)で肺炎球菌の腹腔内接種を行ったところ、好中球1個あたりの酸化バーストの強さは、対照群と比較して13.5%高かった[74]。平均生存時間は、対照群と比較して、10%キシリトール群で11時間、20%群で12時間長かった[74]。

キシリトールの抗菌効果は、特に経口 [75] および呼吸器系病原体 [19] に対してよく報告されている; 以前のセクションも参照してほしい。しかし、ウイルス感染症に対するキシリトールの効果を調査した研究はごくわずかである。ヒト呼吸器合胞体ウイルス(hRSV)は、乳幼児の気管支炎や肺炎の最も一般的な原因である。hRSV感染症の予防・治療戦略が必要とされている。hRSVにチャレンジする14日前からチャレンジ後3日間、食餌性キシリトール(リン酸緩衝生理食塩水中3.3~33mg/kg/d、PBS)を投与したマウス(5/群)は、PBSのみの対照マウスに比べて有意に低い肺ウイルス力価を示した。低いウイルス負荷に沿って、また、より少ないCD3(+)とCD3(+)CD8(+)リンパ球は、気管支肺胞洗浄で発見された、ウイルス感染を制御するためにリンパ球の募集のためのより少ない必要性を示している[76]。同様の効果は、抗ウイルス薬であるリバビリン(hRSV感染後3日間は40mg/kg/d)でも観察された[76]。この結果は、自然免疫応答が改善されたことを示しているが、それにもかかわらず、hRSV感染に対する炎症反応の低下と組み合わされている。別のマウス研究(5マウス/群)では、インフルエンザ感染前5日間と感染後3日間のキシリトール摂取(3.3または33mg/kg/d)の効果を調べた。インフルエンザAウイルス(H1N1)に感染したマウスの死亡率は、キシリトールや紅参を予防的に経口投与しても影響を受けなかった。しかし、両者を併用することで死亡率は著しく減少した。高用量のキシリトール(33 mg/kg 体重/日)は低用量のキシリトール(3.3 mg/kg 体重/日)よりも効果的であった。興味深いことに、33 mg/kg/日のキシリトールの食事投与は、PBSコントロールと比較して肺ウイルス力価を有意に減少させた[77]。

6.3. キシリトールの抗炎症効果

上述の研究は、キシリトールが上皮タイトジャンクションを改善し、従って微生物および他の異物成分の宿主への漏出を制限することによって、皮膚に抗炎症効果を有する可能性があることを示している。さらに,0.0045%~0.45%のキシリトールは、24時間および48時間後に、細胞培養液単独と比較して、トール様受容体アゴニストであるリポポリサッカライド(LPS)リポテコール酸およびポリル:Cでex vivo刺激されたNHEKsに対して直接的な抗炎症効果を発揮することが示されている[11]。著者らは皮膚ドナー依存性の効果を指摘しているが、キシリトールは一般的に炎症性サイトカインであるインターロイキン(IL)-1αおよびIL-1βのアップレギュレーションを抑制し、polyl:C誘導後の腫瘍壊死因子(TNF)-αの減少にも有効であった。この炎症反応の低下が皮膚バリア機能の改善に寄与しているという仮説が立てられる。抗炎症効果に関する更なる証拠は、無毛マウスモデル(23匹/群)で観察された。5% SDSで3時間皮膚を刺激することによって誘発される炎症反応は、キシリトール外用剤の併用投与によって実質的に減少した(8.26%または16.52%);リンパ球のレベルを正常化し、5% SDSのみで処理した生検と比較して、皮膚生検における炎症性サイトカインIL-1βおよびTNF-αの発現を減少させたが、IL-1αの発現は減少しなかった[14]。一方、大腸菌LPSの腹腔内注射では、10日齢と12日齢の雄のブロイラーニワトリ(16匹/群)において、予想通りα1酸糖タンパク質が増加した。しかし、この急性期の炎症性マーカー蛋白質は、6%キシリトール(+9%グルコース)を7日間飼料に含有させても影響を受けなかった[78]。それにもかかわらず、体重増加、飼料摂取量、および飼料効率の LPS 誘導的な減少は、15%のグルコース対照飼料と比較して、キシリトール飼料によって部分的に防止された;免疫チャレンジに対する生理的ストレス応答が減少したことを示唆している。

6.4. 結論

動物モデルでは、キシリトールは自然免疫と後天的免疫を刺激することが観察されている。ウイルス感染症については、結果はあまり決定的ではない。また、キシリトールの抗炎症効果は、動物実験に基づいており、やや結論が出ていない。ヒトの炎症反応に対する潜在的な影響に関する情報は不足している。

7. 体重管理

7.1. 序論

太りすぎや肥満は、豊かな国だけでなく、ますます発展途上国でも増加している健康リスクである。したがって、消費者の体重管理を支援する戦略は非常に歓迎されており、キシリトールはここで役割を果たす可能性がある。キシリトールが体重管理やエネルギー摂取量の減少に寄与する可能性のあるメカニズムとしては、満腹感の誘導が挙げられる。体重管理に加えて、一般的にメタボリックシンドロームと呼ばれる太りすぎや肥満の結果、インスリン抵抗性、高血清コレステロール、高脂血症[79]を打ち消す効果もあるかもしれない。

7.2. 体重管理に対するキシリトールの効果

体重管理へのキシリトールの明らかな貢献は、ショ糖の置換によるものである。ショ糖のカロリー値は3.87kcal/gで、キシリトールは約2.4kcal/gです[2]。キシリトールはショ糖と同じ甘さであるため、ショ糖をキシリトールに置き換えることで、味を維持しながら特定の食品のカロリー値を下げることができる。菓子類においても、キシリトールはショ糖と同様の嵩高性に寄与することになる。これが長期的な体重減少に寄与するかどうかは不明である。

短期的な体重管理については、高脂肪食動物モデル(6匹のラット/グループ)では、8週間の介入後の体重増加が小さく、内臓脂肪(-12.9%および-15.5%)および精巣上体脂肪(-15.5%および-17%)が、それぞれ1gおよび2gのキシリトール/100kcalの食事を与えられたラットでは、無補給の高脂肪食を与えられた動物と比較して観察されたことが報告されている。これは、キシリトールを摂取したラットの脂肪組織では、ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体(PPAR)γ、アディポネクチン、ホルモン感受性リパーゼ(HSL)脂肪トリグリセリドリパーゼ(ATGL)をコードするmRNAが有意に高いレベルで発現していたことから説明できるかもしれない。これらの因子は脂質代謝と貯蔵を調節しており、脂肪細胞の小型化、脂肪分解、肝臓の脂肪酸酸化を引き起こしている可能性がある[7]。さらに動物実験(12匹のラット/群)では、10%または20%のキシリトールを40日間摂取した動物の体重が減少したことも報告されている;10%のキシリトールでは体重が約5%減少し、20%のキシリトールでは体重が約15%減少した[63]。フルクトース-ストレプトゾトシン誘発性2型糖尿病ラットモデルでは、7匹/グループの動物に0(対照)2.5%、5%、10%の食事用キシリトールを4週間摂取させた。10%キシリトールは糖尿病対照動物と非糖尿病動物との間で差がなかったのに対し、食事と水分摂取量の用量依存的な減少が認められた。しかし、体重増加は対照動物と同程度であったが、健康な動物よりは少なかった[80]。

91人の肥満被験者を対象とした1年間の研究では、キシリトールの消費と体重減少の間に逆の関係があることが示唆されている;キシリトールを多く摂取すると体重減少が少ないことが予測される。2つの低い四分位の人々は、最高の四分位の被験者と10%未満の体重を失う14のチャンスがある間に、10%以上の体重を失うの5.5倍の大きなチャンスを持っていた[81]。これが単なる相関関係なのか、実際の因果関係なのかは不明である。

7.3. 満腹感に対するキシリトールの利点

8 時間の絶食後、肥満のボランティア 10 名と除脂肪体重のボランティア 10 名にキシリトール 50 g を 300 mL の水で経鼻胃投与すると、水のみの場合と比較して、胆嚢刺激ホルモン(CCK)とグルカゴン様ペプチド-1(GLP-1)の増加が誘導された [82] 。これは、対照(水)と比較して両群とも胃の空になるまでの時間の増加と関連していた。しかし、食欲の主観的な感情は水のコントロールと比較して影響を受けなかった[82]。同様に、以前の研究では、健康な赤身の成人16人において、ヨーグルト中のキシリトール25gを10日間摂取しても、報告された満腹感に影響はなかったことが示されている。しかし、12.5gのキシリトールと12.5gのポリデキストロースの組み合わせは、主観的な満腹感の増加をもたらした[83]。興味深いことに、臨床研究では、200mLの水に30gのキシリトールを単回投与すると、5人の健康なボランティアを対象としたクロスオーバーデザイン研究において、ブドウ糖コントロール時の39.8分からキシリトールテスト時の77.5分へと胃の空腹時半減時間が変化したことが報告されている。胃の空腹時のこの遅延は、血漿中のモチリンの増加と関連していた [84]。モチリンは小腸の運動性の調節に関与している[85]。健康なボランティア10名にキシリトール25gを50mLの水で摂取させたところ、クロスオーバー試験では、25gのグルコースコンパレータと同様に水のみの対照群と比較して、胃の空腹時半減時間が58分から91分に増加した。キシリトールプレローディング後の食物摂取量は920kcal(水コントロール)から690kcalに減少した[86]。同様の観察はKingと共同研究者[83]によって行われ、昼食の90分前に25gのキシリトールを含むヨーグルトを10日間摂取すると、合計カロリー摂取量が11.9%減少することが観察された。しかし、この差は対照群と比較して統計的な有意差には達しなかった。

7.4. キシリトールのメタボリックヘルスへの効果

キシリトールは、ショ糖やグルコースと同様の甘味を持つが、分子特性が異なるため、血糖値やインスリンレベルの上昇をもたらさない[83]。キシリトールは、グルコースの100の値と比較して7±7のグリセミック指数を有する;驚くことではないが、キシリトールに対する血清インスリンおよびC-ペプチド反応は無視できる程度である[87]。8人の健康な非肥満男性が一晩絶食後に25gのキシリトールを単回摂取した場合、炭水化物および脂質の酸化は影響を受けないことが観察された[87]。

高果糖飼料とストレプトゾトシンの注射により誘導された2型糖尿病の動物モデル(7匹/群)では、4週間、5週間の間、飲料水に2.5%、5%、10%のキシリトールをそれぞれ投与すると、すべての試験で血清インスリン濃度が改善され、10%では耐糖能が改善されたが、2.5%と5%のキシリトールでは改善されなかったことが観察されている[80,88]。10人の肥満者と10人の痩せ型の非糖尿病ボランティアを対象とした研究では、8時間の絶食後にキシリトール50gを300mLの水に溶かして経鼻胃投与すると、キシリトール投与後の血清グルコースはプラセボと比較してわずかではあるが有意な増加を示した。著者らは、これはキシリトール摂取後の血漿グルコースの増加ではなく、プラセボ摂取後の経時的な血漿グルコースの減少によるものではないかと仮説を立てた[82]。しかし、この小さな増加は以前の報告[87]と一致しており、吸収されたキシリトールの肝臓によるグルコースへの正常な代謝によって説明することができる[7]。

非糖尿病性非高脂肪食ラットモデルでは、水のみの対照(5匹)と比較して、10%キシリトール飲料水群(6匹)では3週間後に総コレステロールおよび低密度リポタンパク質(LDL)-コレステロールが有意に減少した(それぞれ約50%および75%)[89]。フルクトース-ストレプトゾトシン誘発性2型糖尿病ラットモデルでは、7匹/グループに0(対照)2.5%、5%、および10%のキシリトールを4週間摂取させたところ、血清コレステロールの用量依存的な減少が観察された。これは特にLDL-コレステロールの用量依存的な減少によって駆動され、10%キシリトールは非糖尿病対照動物よりも低いレベルに達した[80]。同様の傾向は、ヒトでも報告されているが、キシリトールの高用量(40-100 g/日)でのみ報告されている[90]。

高果糖ストレプトゾトシン誘発糖尿病動物モデル(7匹/群)では、飲料水に10%キシリトールを投与しても、無添加対照群の糖尿病動物と比較して、5週間後の血清トリグリセリドの改善は認められなかった[88]。しかし、フルクトース-ストレプトゾトシン誘発性2型糖尿病ラットモデルでは、7匹/グループに0(対照群)2.5%、5%、および10%のキシリトールを4週間摂取させたところ、血清トリグリセリドの用量依存的な増加が観察された[80]。健康な2型糖尿病動物モデルとヒトとの間の脂質反応の差が示唆されている[91]。

7.5. 結論

動物モデルでは短期的な体重減少の改善の兆候はあるが、ヒトでの長期的なデータは決定的ではない。キシリトールが満腹ホルモンと胃の空腹感に影響を与える可能性があることが示唆されているが、これが体重管理に影響を与えるかどうかはまだ不明である。これが体重管理に影響を与えるかどうかは、まだ決定されていない。代謝の健康に対するキシリトールの利点は、ショ糖の単なる代替品の利点に加えて、ヒトではまだ決定されていない。キシリトールの消費によるLDL-コレステロールの減少の兆候があるが、これは血清トリグリセリドに対するキシリトールの効果と同様に、ヒトの低用量の食事で確認する必要があるであろう。

8. 議論

キシリトールの歯の健康上の利点は十分に確立されている[3]。ここでは、キシリトールには他の潜在的な健康上の利点もあることを強調している(図3)。これらの多くは口腔咽頭の健康に関連している。呼吸器のマイクロバイオータの変化は、呼吸器感染症、副鼻腔炎、急性中耳炎に対するポジティブな効果と関連している。また、キシリトールの免疫機能を調節する効果は、呼吸器関連感染症の減少に寄与する可能性がある。さらに、キシリトールの局所または経口投与は、免疫機能に対する抗炎症作用を有していると考えられ、例えば皮膚の炎症を制御するのに有益である可能性がある。難消化性、非吸収性、選択的に発酵可能な炭水化物として、キシリトールはまた、プレバイオティクスの特徴を示す。キシリトールの消費は、マイクロバイオータ組成物および代謝活動の変化と関連しており、腸および免疫機能に影響を与え、骨の健康に積極的に影響を与える。低カロリーの甘味料であるキシリトールは、体重管理に貢献する可能性があるが、満腹感を刺激し、血清コレステロール値の改善にも貢献する。最後に、キシリトールの局所的なアプリケーションは、改善された皮膚の水分と改善された皮膚のバリアに関連付けられている。

図3 キシリトールの歯以外の健康効果のまとめ

矢印の太さは文書化のレベルを示している。細い矢印は試験管内試験または動物のデータのみを示し、太い矢印はある程度のレベルのヒトのデータを示している。


したがって、キシリトールの追加の健康上の利点のための多くの機会がある。しかし、限界があるのは、これらの新規な健康エンドポイントの多くは、主に試験管内試験および動物試験に基づいており、限られたヒト介入試験に基づいていることである。これは、新しい健康ターゲットの探索およびそのメカニズムの理解のために有用である。さらに、動物試験では、多くの場合、食餌中のキシリトールの6%〜20%が使用されており、これは明らかにヒトの消費のために実行可能なものを超えていることが観察されるべきである。したがって、根拠があり、特にヒトにおけるこれらの潜在的な健康上の利点の実現可能性を調査する必要がある。

今回のレビューの目的は、キシリトールに焦点を当てることであった。しかし、それは他の糖アルコールの観点からこれを配置することが関連している可能性がある;詳細なレビューに着手することなく。4 g/日のキシリトールに加えて、4 g/日のソルビトールと 4 g/日のマンニトールが 3 g/日のエリスリトールではなく 4 g/日のマンニトールの 1 ヶ月のラットのテトラサイクリン誘発骨吸収を減少させた [64]。最近のコクラン・レビュー[92]で示されたように、マンニトールの吸入は嚢胞性線維症患者の肺機能を改善する可能性がある。ラクチトール[93]やソルビトール[94]などのポリオールは、プレバイオティクスの可能性が示唆されている。腸機能を改善するためには、ラクチトールが糖アルコールとして選択されるようである[95]。マンニトールは抗酸化剤として働き、皮膚のヒアルロン酸を保護することができる[96]。ラクチトールは、分泌性IgA産生を刺激することが報告されている[97]。エリスリトールは血中血清グルコース値の上昇を起こさない[82]。一方、ソルビトールおよびエリスリトールは、腸からのグルコース吸収を減少させ、筋肉のグルコース吸収を生体外で改善することが示されている[98,99,100]。このように、他の糖アルコールが複数の潜在的な有益な健康効果を有する一方で、キシリトールは、より汎用性の高い、またはより研究されたものであるように思われる。