土着の微生物と消化

「ホロビオント」という用語は、宿主生物とその固有の微生物（インディビオーム）を結び付け、宿主微生物システムの遺伝物質の全体が複雑なシステムのより正確な記述を提供し、微生物叢の方向変化の可能性により、苦痛として特徴付けられる状態を修正できます



乳糖不耐症は、牛乳または乳糖を含む製品を消費すると、不快感、鼓腸、軟便、下痢として現れる一連の症状です。 乳糖が上部の分裂で私たちの体の酵素（ラクターゼ）によって消化されない場合、症状は下部腸の細菌の活発な成長に関連しています。



乳糖不耐症（NL）の効果の研究は、消化の進化についての考察を促し、専門家による記述の矛盾の存在を明らかにし、ブームの健康を改善するいくつかの解決策を提案しました。 多くの点で、NLは製品に対する他のタイプの反応の良いモデルではありません。これは、私たちの体の遺伝子と腸に生息する微生物の遺伝子の相互作用に関する以下の資料に基づいて最も妥当な仮説を立てることを妨げません。

消化101

人体の食物を消化するプロセスは、複雑な炭水化物（澱粉）をより単純な糖に分解するアミラーゼ酵素から始まり、胃のペプシンやその他の酵素がタンパク質を分解し、次に十二指腸で膵酵素が脂肪を分解します。 タンパク質、炭水化物、核酸、次のセクションでは、小腸、酵素は腸細胞自体によって分泌され、残りの糖と脂肪の分解に関与し、最後に、結腸では、細菌は複雑な多糖類（食物繊維）の分解に関与します。 腸内の多くの異なる細菌を使用して、多糖類の膨大な数の結合オプションを分解するように進化しました。 多糖類（ CaZymes ）を扱うための酵素のデータベースでは、細菌が主流で 、12,243種類の酵素があり、真核生物は243種類の酵素で表されています。 簡単な解釈は次のとおりです。植物は何千もの異なる方法で細胞壁を構築し、マクロ生物がそれ自体で進化し、各植物に新しい遺伝子を持つことはまったく有益ではなく、ゲノム容量が私たちの桁を超える細菌の武器を運ぶことははるかに経済的です、細菌は迅速に分裂する可能性があるため、遺伝物質を水平方向に変異および交換します。

乳糖不耐症

哺乳動物は、母乳育児の終了により、特定の年齢に達すると乳糖を消化する能力を失います。 家畜社会の発展における最も重要なイベントの1つは、成人期の乳糖の消化を促進する遺伝子変異の獲得と拡大です。 ヨーロッパ人の遺伝学は非常によく研究されています。ヨーロッパの人口には特徴的な遺伝子変異があり、その存在下で、小腸のラクトースの消化に関与する酵素であるラクターゼの遺伝子が成人期に発現することが示されています。 入手可能なデータによると、乳糖不耐症は、腸の全身刺激がIBDのリスクを高めると想定されているため、カルシウム欠乏に関連する骨粗鬆症から炎症性腸疾患（IBD）まで、広範囲の疾患の併存疾患に関連する可能性があります。



腸内細菌は症状を引き起こす主な要因であり、微生物叢の組成はNLの発現の重症度に関連している、または逆に、特定の組成がラクトースの効果を中和できると想定されています。 予備的な疫学研究により、細菌種と症状の存在との関連が特定されています。 この点で、根微生物（ 先住民の微生物を参照）の概念は、意味の新しい側面を取り入れています。

データ分析分野

出版物の1つ（「 固有の膣の微生物」を参照）が、Habrでのそのような記事の関連性に関する激しい議論を引き起こしました。 LNは病気ではなく、大部分は個々の製品に対するアレルギーと同じカテゴリーの普通の医師に属するため、乳糖不耐症の問題が体系的に研究されていないことは興味深いことです。



データの観点から問題に体系的にアプローチすることが可能です：マイニング文献（3,000以上の記事）のテキストを実施し、ラクトース耐性に関連する既知のすべてのヒト遺伝子多型（少なくとも数十と推定）を選択し、さまざまな民族グループの突然変異頻度のデータベースを作成し、テキストマイニングアプローチを使用して、疾患、遺伝子型、NLテスト方法、微生物分類群および症状が関連する知識の領域のマップ。 腸内細菌のゲノムとメタゲノムデータの分析を実行して、ベータガラクトシダーゼのオルソロジーと腸内細菌での発生を作成できます。

食物アレルギーと不耐性

米国における食物アレルギーと不耐性による経済的負担の推定は、年間250億ドル（ リンク ）であり、これは16歳未満の子供のみを対象としています。 アレルギーと不耐性を区別する価値があり、アレルギーは食物成分が抗原になることを意味し、アレルゲンへの曝露の頻度または頻度の増加により、発達中の免疫系反応が死につながる可能性があり、最も一般的なアレルゲンはナッツとシーフードです。 食物不耐性は免疫系からの著しい反応がない場合に現れますが、不完全または不正確な消化の結果として、製品の成分は吐き気、下痢、ガス形成などの症状を引き起こします。 個々の成分の不耐性ははるかに一般的で用量依存的であると考えられています。特定の量まで、身体は食物成分を吸収することができ、症状は特定の閾値を超えて発生します。 食物不耐性の最も一般的な例は、乳糖不耐症（NL）です。



乳を十分に吸収している成人では、乳糖の消化に関与する酵素（ラクターゼ）は小腸の腸細胞の絨毛に見られ、NLの場合、酵素は同じ絨毛内のまれな腸細胞でのみ検出されます。 ラクトース消化の可能性は、主に遺伝子発現のレベルによって決まります。つまり、遺伝的に決定されます。

乳糖不耐症の遺伝学

NLの頻度とその発現の年齢は、民族グループによって異なります（Heyman、2006; Swallow、2003）。 スペイン人の中で、頻度は最大8％、アシュケナージ60〜80％、アジア人およびアメリカインディアンは最大100％です。 北欧の民族集団の間で逆の状況が発生しており（Johnson、1981）、NLは2％で発見されています。 ほとんどの研究で、同じ多型が高レベルのラクターゼの維持に関与していることがわかりました（C / T-13910）。 13.9千塩基対のゲノムのラクターゼ遺伝子の上流に位置するこの多型は、ヨーロッパの人口におけるラクトース耐性のほとんどのケースを説明します（Enattah et al。、2007）。 現在、ある人種または別の人種に特徴的な少なくとも8つのユニークなヌクレオチド多型が乳糖不耐症に関連しています（Torniainen et al。、2009）。



牛乳の使用を拒否すると症状自体が消えるという事実にもかかわらず、米国消化器病学会は、得られた併存疾患指標がNLの問題に関する研究の重要性を示していると考えています。



NLと疾患、特に骨粗鬆症、うつ病、腹痛、過敏性腸症候群、果糖不耐症との関連性を示すいくつかの証拠があります（Schiffner et al。、2016）。

乳糖不耐症の判定

乳糖不耐症を判定するための臨床的方法には、以下の方法が含まれます：

1. 乳糖不耐症テスト。 血中グルコースは、乳糖を含む飲み物を飲んだ2時間後に測定されます。 グルコースレベルが増加していない場合、ラクトースは消化されません。
2. 水素呼気検査。 乳糖を含む飲み物を飲んだ後、呼気の水素濃度が測定されます。 不寛容の場合、そのレベルは増加します、なぜなら 乳糖は結腸内で水素に代謝され、呼吸を通じて排泄されます。
3. 13Cテスト-13C標識ラクトースを含む飲料を飲んだ後に実施される、修飾炭素の濃度のテスト。 小腸で消化されると、血液中に13C標識グルコースが検出されます。
4. 糞の酸度テスト。 非常に若い年齢のために上記のテストに合格できない子供には、糞酸テストが使用されます。 大腸での乳糖の発酵は、（乳酸により）糞便の酸性化につながります。

微生物叢の役割

症状の発生と重症度における微生物叢の役割は完全には理解されていません。 未消化の乳糖は小腸から結腸に来ると考えられており、腸内微生物叢によって発酵されます。 発酵プロセス中に、短鎖脂肪酸、水素、メタン、二酸化炭素が形成され、それにより腸内圧と腸内通過時間が増加します。 結腸の内容物の酸性化と浸透圧負荷の増加は、電解質と液体の分泌の増加につながり、それが軟便と下痢を引き起こします。

NL患者の糞便の細胞毒性の増加を示す研究があります（Windey et al。、2015）。 英国のキャンベルのグループは、特定の細菌毒素の理論を開発しています（Campbell et al。、2010）。特定のミクロフローラ組成は、乳糖などの高エネルギー資源が侵入すると、症状を引き起こす低分子または高分子の細菌毒素の生産につながることを示唆しています。

最初の疫学研究では、遺伝的多型、微生物叢の組成、症状の関係が明らかにされました（Kurilshikov et。Al 2016）。 しかし、一般に、NL症状の発現の要因としての微生物叢の組成の影響の問題は研究されていません。

サワーミルク製品

土着の微生物の影響に関する興味深い観点は、NLを持つ人々が乳製品を消化する能力の説明です。 ほとんどの発酵乳製品（ケフィア、ヨーグルト）は牛乳中の乳糖と大差ありませんが、NLの存在下での使用でも症状は生じません。

重要なお知らせ。

トピックは教科書で説明されていないため、同僚は、証拠なしに、乳糖が存在しない場合にのみケフィアを飲むことができると考えて、根拠のない声明を出すことがよくあります。

たとえば、「化学と生命」 誌www.hij.ru/read/articles/all/5394には、ケフィアには乳糖がないと記載されています。 さらに、尊敬されている雑誌は、マリシェフにもトロールします（すでに彼女とHabr（ リンク ）に共通の過去があります）。

原則として、「Dr。Google」への質問はさまざまな解釈で見つけることができます。同僚のほとんどは、ケフィアは反応を引き起こさないため、ラクトースは含まれないと考えているようです。

実際にあります。

オリジナル商品（牛乳5 g、乳糖、ケフィア3.7 g）（ リンク ）

ほとんどの作品は、1986年のRennerとRenz-Schaven、または1994年のHalléet al。、100 gのケフィア4 gのラクトースを引用しています。

結論 ：ケフィアには十分な乳糖があります。

正直なところ、私自身は、発酵乳製品に非常に多くのラクトースが含まれていることに驚きました。 より興味深いのは、詳細を把握することでした。 この研究（de Verse et al。、2001）は、発酵乳製品に含まれる微生物ベータ-ガラクトシダーゼが、細菌の細胞膜にあるように胃での消化を避け、上腸に入ると乳糖を加水分解するメカニズムを明らかにしています。



もう一度。 発酵食品からの微生物は酵素を与え、体内の上部腸にそれらをもたらします。 小腸では、バクテリアの酵素が乳糖の消化を助け、大腸に入らないため、NLの症状はありません。

推論

同じ推論が多くの発酵製品にも当てはまります。そのために、人類の発達の間に発酵条件が選択されました。 ほとんどの場合、植物の食物は、ザウアークラウトなど、葉の上に直接生息するインディビオムによって発酵できます。 発酵は外部からの（人間との関係での）消化であり、より多くの発酵食品には腸内で食品を最大限に吸収するための酵素の混合物が含まれています。



別の観察：細菌は、食物不耐性にプラスとマイナスの両方に影響を与える可能性のある要因です。 そして、どうやら、腸内微生物叢と製品微生物叢の最適な組み合わせがあり、マイナスの反応はありません。

おわりに

NLは公式には病気とは見なされておらず、経済的負担、併存疾患、病気の統計に関するデータは非常に断片化されているため、上記の問題はほとんど注意を払っていません。 今日、多くの問題が国内または国際社会またはコンソーシアムによって対処されていますが、乳糖不耐症の問題は無視されています。 関連する事実は、研究者と研究の分離です：さまざまな評価技術またはNL評価プロトコルが使用され、個々の多型が考慮され、疫学研究の方向に標準化された有効なアンケートと調整はありません。

なぜこれが重要なのか

食物に牛乳を使用する能力は、人類の発達における強力な進化の推進力であると考えられています。計算に従ってラクトースを消化できる突然変異の出現（Bersaglieri、T. et al。2004）は、所有者による健康な子孫の数を増加させました。 これまでのところ、データはありませんが、ホロビオントの微生物部分も人間の消化と共進化し、おそらくNL患者のラクターゼの不足を補っていることは明らかです。 NLの場合の微生物適応のメカニズムを解読すると、共進化プロセスの研究に進むことができます。



併存疾患に関するデータは、多因子疾患の病因におけるLDの重要性も示しています。ここでは、微生物補償と不耐性の適切なモニタリングが、直接的な経済的結果につながる可能性があります。



発酵食品の研究により、薬物や食品添加物を使用せずに微生物叢を修正できる可能性があります。 発酵製品を使用した食品不耐症での作業は、医療だけでなく、医薬品および食品会社の関心分野でも間違いなく行われます。



乳糖不耐症は、一般的に食物不耐症の問題の研究と解決のための良いモデルです。 他の不耐性の場合はメカニズムが異なる場合がありますが、問題の研究へのアプローチは他の問題に拡張される可能性があります：遺伝的依存性の検出、酵素活性の調節メカニズムの決定、腸内微生物叢との関係の探索、および不耐性の悪影響を減らすための微生物叢の修正。