前編は、腸内細菌叢（ちょうないさいきんそう）と運動についてを紹介しましたが、後編では食事パターンと腸内細菌叢がどのように関係しているのかを解説していきたいと思います。目次5.おさらい6.後編の要点7.腸内細菌叢に対するいくつかの食生活パターンの影響とは？ 7-1ケトジェニック食 7-2植物ベース食 7-3高たんぱく質食 7-4地中海食 7-5炭水化物の過剰摂取8. 実際の食事の選択方法9. 結論5.おさらい腸内細菌叢とは？腸内には細菌がおよそ1000種類、100兆個も生息していて、多くの細菌が住んでいる様子が「お花畑（[英]flora）」に見えることから、腸内フローラと呼ばれ最近では叢 (くさむら)という文字を使用して腸内細菌叢(ちょうないさいきんそう)と呼ばれている。前半の要点運動と腸内細菌叢の相互作用は、アスリートの運動パフォーマンスに影響を与える。6.後編の要点ケトジェニック食、プラントベース食、高たんぱく質食、地中海食は、さまざまな側面から運動パフォーマンスを向上させる可能性がある腸内細菌叢やその代謝物は、食生活が運動パフォーマンスに与える影響において重要な役割を果たす7. 腸内細菌叢に対するいくつかの食生活パターンの影響とは？7-1.ケトジェニック食ケトジェニック食 (ketogenc diet : KD) は、高脂質、低炭水化物の食事を特徴とし、適度なたんぱく質とその他の必須栄養素が特徴となる食事形態です。ケトジェニック食には、主に4つのタイプがあります。主要栄養素の比率が炭水化物4％、脂質90％、タンパク質6％の古典的なケトジェニック食主要栄養素の比率が炭水化物20％、長鎖脂肪酸の脂肪分10％、中鎖脂肪酸の脂肪分60％、タンパク質10％の中鎖脂肪酸メイン食主要栄養素の比率が炭水化物10％、脂質65％、タンパク質25％の修正アトキンス食主要栄養素の比率が炭水化物10％、脂質60％、タンパク質30％の低GI食これらの食事パターンの主な目的は、一貫して炭水化物の摂取を制限することです。制限することで、身体の「糖質代謝」を「脂質代謝」にシフトさせることで、血糖値を効果的に下げ、身体の遊離脂肪とケトン体を増加させることができます。これは、神経細胞の興奮性の抑制に繋がります。ケトジェニック食には、ケトン体 (3-ヒドロキシ酪酸、酪酸、アセト酢酸)の産生を特徴とします。ケトン体の増加は、抗炎症、抗酸化活性、免疫調節、腸の可動生およびバリア機能、細胞の成長および分化、クローン病の予防などに貢献することがわかってきています。さらに、運動パフォーマンスに対しても何らかの形で向上させる可能性があることが明らかになっていますが、この食事方法が万全ではないことも事実です。例えば、体内にて長期にわたるケトン体に適応した後、筋肉はグリコーゲン(糖質)を利用する能力が低下する可能性があるため、酸素の供給が制限された時、体内では効果的にエネルギー源となるグリコーゲンの利用ができなくなる点です。その結果、高い強度が求められる持久力運動のパフォーマンスが制限され、アスリートの怪我リスクが高まる可能性が考えられます。例えば、日本人の腸内細菌叢における性差の違いも報告されています。また、ケトジェニック食と腸内細菌叢についての報告については、Angらがマウスとヒトの両方を対象に実施した研究で、ケトジェニック食によって腸内のビフィズス菌の減少が見られ、これはケトジェニック食により産生が誘発されるケトン体、特にβ-ヒドロキシ酪酸の増加によるものと考えられています。さらに、ケトジェニック食によるビフィズス菌の減少は、腸内と内臓脂肪の炎症に関与する細胞Th17細胞のレベルを低下させることで、血糖コントロールや体脂肪の減少に関与し、メタボリックシンドロームの原因改善のメカニズムの一つである可能性が判明しました。他には、動物実験において飽和脂肪の含有量の多いケトジェニック食は、炎症レベルを上昇させる可能性がありますが、一方多価不飽和脂肪酸 (n-3系脂肪酸)は、短鎖脂肪酸(short-chain fatty acids：SCFA)を増加させることで、胃腸の健全性を促進することが報告されています。多価不飽和脂肪酸は、短鎖脂肪酸を産生する性質を持つ、Bifidobacterium (ビフィドバクテリウム : ビフィズス菌) 、Lactobacilli (ラクトバチルス属)、Akkermansia muciniphila (アッカーマンシア・ムシニフィラ)の量を増加させることがわかっていますが、これらは運動によっても増加します。そのため、多価不飽和脂肪酸は、運動の効果を模倣することで健康と運動パフォーマンスに貢献することが考えられていますが、その量については議論の余地があり、さらなる研究が必要と考えられています。結論としては、ケトジェニック食 が腸内細菌叢に与える影響については結論が出ておらず、その影響を包括的に理解するにはさらなる研究が必要です。ちなみに、飽和脂肪酸は肉類などの動物性の脂肪に多く含まれ、多価不飽和脂肪酸のn-3系脂肪酸には、代表的なEPA(エイコサペンタエンサン : eicosapentaenoic acid)とDHA (ドコサヘキサエンサン : Docosahexaenoic acid)があり、これらは魚類に豊富に含まれています。細菌についての簡易的な説明Lactobacillus (ラクトバチルス属)糖を分解し乳酸を産生する乳酸産生細菌の１つとして知られている。1)Fusobacteria (フソバクテリア門)、Escherichia (エシェリヒア属)フソクバクテリア門の細菌には、酪酸産生細菌である細菌が属しているが、細胞毒性も示唆されている。また、腸内でのフソバクテリウム属の増加は、免疫回復の低下や腸粘膜バリアの低下により、潰瘍性大腸炎、急性虫垂炎、大腸がんなどの炎症性疾患と繋がっている可能性が示唆されている。 エシェリヒア属は別名大腸菌属とも呼ばれ、代表的なものとしてEscherichia coli (エシェリヒア コリ : 大腸菌)が属している。また、中には大腸がんにつながる病原性について示すものがあるが、ビタミンKやビタミンB1などのビタミンを合成する性質を持つ細菌がいることも確認した報告もある。 2,3,4)Bifidobacterium (ビフィドバクテリウム : ビフィズス菌) 腸内で、オリゴ糖などの糖を分解して、短鎖脂肪酸である乳酸や酢酸を産生する。5)Akkermansia (アッカーマンシア属)粘液の生成と厚さに関して、アッカーマンシア属菌が腸内の健康な粘液層にとって重要であるとされ、その中でもAkkermansia muciniphila (アッカーマンシア・ムシニフィア)は、腸の栄養豊富な粘液層に生息するムチン分解細菌であり、ムチンをエネルギー源として、主にプロピオン酸や酢酸を産生する力を持つ。6,7)単語説明長鎖脂肪酸・中鎖脂肪酸長鎖脂肪酸...バターや牛油、植物油に多く含まれる。中鎖脂肪酸に比べて、消化経路が複雑でエネルギー源として効率よく使用されにくいため、エネルギー源として身体に蓄積されやすいという特徴を持つ。中鎖脂肪酸...ココナッツオイル(約60%の中鎖脂肪酸)やMCTオイルなどに多く含まれ、長鎖脂肪酸とは異なる経路で吸収されるため吸収が早く、エネルギー源として利用されやすい特徴を持つ。修正アトキンス食元々ケトジェニック食はてんかん患者に対する食事療法として確立されており、その中でも修正アトキンス食とは、アトキンス食という炭水化物を制限することによる減量を目的とする食事方法を、普通のケトジェニック食に耐えられない患者にむけ、諸々制限を緩くしたケトジェニック食を提供することを目的にした食事方法であるとのことである。1日当たりの炭水化物の摂取量を子供の場合は10g、青年の場合は15gに制限する(20-30gまで緩和可能)こと以外に、タンパク質、カロリー、水分については制限されず、お肉や魚等のタンパク質が好きな人にとっては、ケトン食より取り組みやすいという特徴を持ち合わす。低GI食GI(Glycemic index : グリセミック 指数)とは、食品の血糖上昇度合いを間接的に表現する指標。つまりGI値が低い食品は血糖値の変動が緩やかで、GI値が高い食品は食後の血糖値の変動が大きいということ。そして、低GI食はGI値が低い食品のことを表す。7.2.プラントベースの食事プラントベースの食事は、主に多様な植物をベースにした食事パターンです。穀物、塊茎、豆類とその派生物、果物や野菜製品が食物ベースには含まれ、炭水化物含有量が高く、脂肪含有量が低く、コレステロール、抗生物質、ホルモンが含まれていないという特徴を持ちます。プラントベースの食事を長期的に続けると、多くの慢性疾患のリスクが軽減されるだけでなく、他の食事パターンと比較して、食品加工中の二酸化炭素などの温室効果ガスの排出量が少なくなることで、人間の健康と環境保全の促進に不可欠な役割を果たしています。ある研究で、西洋食グループ、フレキシタリアングループ、ベジタリアングループ、ビーガングループの4つの食事パターンのいずれかを遵守する258人の参加者の微生物組成を調査した結果、以下の通りとなりました。西洋食グループでは、短鎖脂肪酸の生産者である、Bacteroides (バクテロイデス門)、Lachnospiraceae1(ラクノスピラアセ1)、Butyricoccus (ブチリコッカス属)、Lachnospiraceae UCG004(ラクノスピラアセ UCG004)などの存在量が最も低いが、ビーガングループでは最も多くの存在を示すことがわかりました。また、Dorea(ドレア) 、Ruminococcus (ルミノコッカス属)、Eubacterium (ユーバクテリウム属)、Ruminococcaceae(ルミノコッカス科)、Lachnospiraceae_2(ラクノスピラ科)Lactobacillus (ラクトバチルス属)などについてが、ビーガングループで最も存在が最低で、西洋食グループで最も多く見られました。特にビーガングループにおけるLachnospiraceae (ラクノスピラ科)の多さは、植物由来の多糖類を酪酸のような短鎖脂肪酸に広く発酵させていることを示しており、これは人間の健康に有益です。例えば、酪酸は結腸上皮細胞の重要なエネルギー源として機能し、腸の炎症を調節し、人間の大腸がんに対する防御を与えます。。さらに、ビーガン食は、体組成、血流、抗酸化能、全身性炎症、グリコーゲン貯蔵に影響を与えることで、持久力スポーツのパフォーマンス向上と回復促進にも貢献する可能性があることも報告されています。各グループの特徴西洋食グループエネルギー、塩分、飽和脂肪、単糖または添加糖の摂取量が多く、果物と野菜の摂取量が少ないという特徴を持つベジタリアングループ肉、ソーセージ、魚などの特定の食品を省くことを特徴するビーガングループベジタリアンの特徴に加え、さらに乳製品と蜂蜜を省くことを特徴するフレキシタリアングループ一般的に、週に1～2回肉またはソーセージを食べることを特徴とする細菌についての簡易的な説明Lachnospiraceae (ラクノスピア科)ラクノスピア科のメンバーは短鎖脂肪酸の生産者の１つ。8)Butyricoccus(ブチリコッカス)短鎖脂肪酸産生細菌の１つ。9)Dorea(ドレア) 酢酸産生細菌の1つとして知られている。10)Eubacterium (ユーバクテリウム属)酪酸産生菌の１つであり、腸内で胆汁酸やコレステロールの変換を行い、腸の恒常性維持にも貢献している。11)7-3. 高たんぱく質食たんぱく質は骨格筋の主成分でありアミノ酸から構成されているため、高たんぱく質な食事をしている人は、身体にアミノ酸を供給することができていることになります。アミノ酸は、腸内細菌叢を介して分岐鎖脂肪酸と短鎖脂肪酸、アンモニア、硫化物、インドール、フェノール化合物などの物質に代謝されます。これらのうちの短鎖脂肪酸やインドールなどは腸の健康に有益である可能性がありますが、、フェノール化合物であるp-クレゾールやアンモニアなどは腸内の環境を悪くする可能性があります。高たんぱく質食は広く普及していて、フィットネス業界やアスリート、特に激しい運動を行うアスリートが頻繁に取り入れていることが知られています。高たんぱく質食と腸内細菌叢の影響について、ある研究によると、余分なたんぱく質が吸収されず体内に残ると、結腸に入り特定の腸内細菌の増殖を促す可能性があることが報告された。この研究では、継続的なたんぱく質の補給によりBacteroidetes（バクテロイデス属)が増加し、Roseburia spp.(ロゼブリア属)、Blautia spp.(ブラウティア属)、Bifidobacterium longum (ビフィドバクテリウム ロンガム)などの健康に関連する腸内細菌が減少、その他炭水化物の発酵に必要な細菌の減少につながる可能性があるとも考えられています。ところが、食物繊維を必要量以上(1日25g以上)を摂取できていると、高たんぱく質食の腸内細菌叢に与える悪影響が弱まることが考えられています。そのためアスリートは、たんぱく質食による恩恵を腸内に負荷をかけずに受けるためには、たんぱく質の種類や摂取量だけではなく、食物繊維の量も管理する必要があります。細菌についての簡易的な説明Bacteroidetes（バクテロイデス属)、Roseburia spp.(ロゼブリア属)未消化の炭水化物を発酵させて酢酸、酪酸、プロピオン酸などの短鎖脂肪酸を合成する。また、ロゼブリア属は主に酪酸の産生を介して、腸の炎症プロセスの制御や免疫系の成熟に重要な役割を果たすことも示唆されている。12,13)Blautia spp.(ブラウティア属)研究がまだまだ必要だが、代謝性疾患や炎症性疾患に一定の役割をもち、健康に貢献している可能性が示唆されている。14)Bifidobacterium longum (ビフィドバクテリウム ロンガム)腸内細菌叢に変化を与え、免疫反応を誘導及び調節、腸内の炎症性サイトカイン(炎症性の生理活性物質)とROS (Reactive Oxygen Species : 活性酸素)の発現を低下させる役割を持つ。( 活性酸素・・・酸化ストレスの原因物質) 15)7-4.地中海食地中海食とは、ギリシャ、スペイン、フランス、イタリアを含む地中海地域に由来し、地中海沿岸諸国の伝統的な食習慣に基づいています。この食習慣は、果物、野菜、シリアル、オリーブオイル、豆類、木の実を多く摂取すること、魚介類を適度に摂取すること、砂糖で甘くした食品、赤身の肉や肉類、炭酸飲料を少なく摂取することができる特徴を持ちます。地中海食は、エネルギーの摂取量と主要栄養素の組成を考慮すると、野菜、果物、穀類、オリーブ油を含む、主にプラントベースの食事パターンに分類できるとされており、地中海食は脂肪含有量が比較的高く、一価不飽和脂肪が飽和脂肪の二倍を占めていることは注目に値すると言われています。地中海食における一価不飽和脂肪の主な供給源はオリーブ油であり、これは地中海地域の伝統的なオリーブ栽培と密接な関係があるとされており、地中海食では白身肉と赤身肉も適度に食べる事ができる。さらには、地中海食を続けていると長寿が促進され、糖尿病、肥満、その他のメタボリックシンドロームに関する代謝リスクが軽減され、血管疾患のリスク軽減や認知機能の向上にも貢献している事が報告されています。また、腸内細菌叢が地中海食とヒトの健康との関連においては報告があり、地中海食は食物性食品の割合が高いため短鎖脂肪酸の生成を改善することができる点や、地中海食がメタボリックシンドロームの患者の腸内細菌叢の異常軽減とビフィズス菌の増加に貢献できることが言われていますさらに、地中海食または個々の食品および化合物の適用は、アスリートにおける酸化ストレスや炎症、傷害、疾病リスク、認知機能および血管機能にプラスの影響をもたらす可能性があることが、Griffithsらによって行われたナラティブレビューにて報告もされました。ところが、全ての研究が地中海食の腸内細菌叢に対してプラスの影響を支持しているわけではないことには注意をしなければなりません。例えば、ある研究で、西洋食または地中海食の介入を6ヶ月間した結果、個人間での腸内細菌叢の構成に有意な差はないということが報告され、地中海食が腸内細菌叢に与える影響については更なる研究が必要であると考えられています。8.実用化できるのか？選択方法やその注意点今まで紹介した通り、さまざまな異なる食生活は運動パフォーマンスにさまざまな影響を与えるため、アスリートは、自分の競技、トレーニング中の実際の状況に基づいて適切な食生活パターンを選択する必要があります。それぞれの注意点を踏まえ、ぜひ参考にしてみてください。ケトジェニック食激しいスポーツ、陸上競技、体操の競技中に体重を厳密に管理する必要があるアスリートは、短期間で体重を減らすことができるケトジェニック食を検討をする必要性が出てくるかも知れませんが、ウェイトリフティングの選手や高強度サイクリストの筋力強化には適していないという点には注意をしなければなりません。プラントベース食プラントベースの食事に関しては、現在のエビデンスではこの食事がスポーツのパフォーマンスに大きな影響を与えることは少ないと考えられていますが、プラントベースの食事に含まれる特別な微量栄養素には、ある程度の抗炎症作用と抗酸化作用があり、ビーガンアスリートにも適していると考えられています。高たんぱく質ボディビルダーといった筋肉量や筋力の増強を目指すアスリートにとって、高たんぱく質の食事は良い選択だと言えるでしょう。その理由の１つとしては、脂肪の減少を促進するためにエネルギー摂取を制限する期間中に、多くの筋肉の合成につながり、除脂肪量の減少を防ぐからです。ただし、高たんぱく質食の場合は、食物繊維の摂取量については意識しなければなりません。地中海食地中海食は高いエネルギー需要をサポートできる食品の豊富さや、身体の回復を促進させる抗酸化物質、必須ビタミン、ミネラルを供給する事ができることから、ほとんどのアスリートに適している可能性があると考えられています。9.結論特定の食事パターンは、正確に選択することができると、血管機能脳改善や、病気のリスクを低減できるほか、運動パフォーマンスの向上に関しても回復促進や体重コントロールに貢献できることがわかってきています。このように、アスリート能力の側面には、腸内細菌叢を介した特定の食事パターンから、ある程度恩恵を受ける可能性があると推測することができます。ところが、様々な食事パターンが腸内細菌叢に与える影響と、それが運動パフォーマンスに及ぼす影響は異なる場合があるため、様々な食事パターンと腸内細菌叢および運動パフォーマンスとの関係を明らかにしていくためには、更なる研究が必要になることは事実です。今回紹介した話を踏まえた上で、自分にあった食生活を見つけてみるのもいいかもしれません。何も知らないで選択するのと知った上で選択するのでは大きな違いがありますし、今回の話で気になったことや興味がでた領域に関して、自分で調べみたり専門家に聞きに行ったりするのも自分のためになるでしょう。ぜひ更なる成長の糧にしてください。文献情報原題のタイトルは、「Dietary Patterns, Gut Microbiota and Sports Performance in Athletes: A Narrative Review」。〔Nutrients. 2024 Jun ; 16(11) : 1634〕原文はこちら (PMC11175060)菌種の説明の引用文献1) 遠藤 明仁 .: Lactbacillus 属乳酸菌の分類と非典型的な特徴. 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