骨の発達と腸内細菌叢に対する大豆の曝露

成長期の終わりに達成される最大骨量は、その後の人生で発生する骨粗鬆症性骨折のリスクにおいて重要な役割を果たします。 ピーク骨量が 10% 増加すると、骨粗鬆症の発症が 13 年遅れると予測されました。 ピーク骨量の決定要因には、骨量の最大 75% を占める遺伝的要因 (性別や人種など) と残りの 25% を占めるライフスタイル要因 (食事や身体活動など) の両方が含まれます。 ライフスタイル要因は、成長期の骨形成の最適化に重要な役割を果たします。たとえば、食事による Ca は、思春期における骨格中の Ca 保持の 10 ～ 15% を予測することが示されていますが、運動は骨の形状を強化することで食事による Ca の効果を高める可能性があります。

最近の研究では、腸内微生物叢が骨量の重要な調節因子であることが示唆されています。 実験研究では、無菌マウスおよび抗生物質で治療したマウスの腸内細菌叢の除去によって骨塩密度（BMD）が変化することが示されました。 さらに、出生時または離乳時の抗生物質の投与は、20 週齢の雌 C57BL/6 マウスの BMD に対して長期持続効果を及ぼすことが示されましたが、雄マウスではそうではありませんでした。 この発見は、重要な発達の時期に微生物叢を変えることが、骨の健康に長期的な影響を与えることを示唆しています。 実際、ヒトの腸内微生物叢の確立は出生時に始まると考えられており、母親由来の細菌が新生児の胃腸（GI）管にすぐに定着し、生後 3 年間で成人のような構成に安定化します。誕生。 この重要な時期における腸内微生物叢の発達は、母乳育児、食事、抗生物質治療などのさまざまな環境要因の影響を受ける可能性があります。 したがって、重要な発育期間中に最適な腸内細菌叢を確立することは、骨の健康を強化するための潜在的な手段となります。

腸内細菌叢の組成は、動物ベースの食事、地中海食、さらには食物繊維やプレバイオティクス繊維、プロバイオティクスなどのさまざまな食事因子によって変化することが報告されています。 例えば、ガラクトオリゴ糖はプレバイオティクス繊維であり、消化管内のビフィズス菌の割合を増加させ、短鎖脂肪酸（SCFA）を増加させ、盲腸のpHを低下させ、それによってミネラルの吸収、骨の生体力学的強度、および成長期の男性のBMDを増加させる可能性があります。ネズミ。 同様に、プロバイオティクスであるラクトバチルス ラムノサス GG は、腸の透過性を低下させ、腸および骨髄の炎症を軽減し、性ステロイド欠乏症に関連する骨量減少を完全に防ぐことが示されています。 腸内微生物叢の構成の違いは、大豆イソフラボンから細菌によって代謝される非ステロイド性エストロゲンであるエクオールを生成する人の能力の違いにも寄与すると考えられており、これが骨における大豆のエストロゲン作用の原因となる。 このような違いは、西洋人ではなくアジア人における骨量減少に対する予防に対する大豆イソフラボンの有効性を説明している可能性があります。 健康な乳児におけるエクオール産生能力は発育によって調節され、食事組成によって影響を受けることが判明しており、おそらく腸内細菌叢が発達していないため、生後6か月の乳児血漿中には微量のエクオールしか検出されませんでした。 その後の研究では、エクオール生産に寄与する習慣的な食事の重要性が示されており、エクオール生産者は非生産者に比べて炭水化物、食物繊維、大豆、植物性タンパク質の摂取量が多く、脂肪の摂取量が少ないようです。 したがって、骨の健康を最適化するために、腸内細菌叢の発達とエクオールの生成を最適化できる食事要因を特定することが非常に重要です。

大豆を含む食事は、骨の獲得を最適化する幼少期の食事要因であると報告されています。 幼少期に大豆にさらされると骨の成長が促進され、新生児に大豆イソフラボンを投与すると、成人期の骨の劣化を軽減できる可能性があることがわかっています。 しかし、これらの研究では腸内細菌叢に対する大豆成分の影響は特徴付けられておらず、これらの骨獲得効果が腸内細菌叢の組成に対する大豆の作用に関連しているかどうかは不明です。 さらに、大豆イソフラボン抽出物または精製化合物（ゲニステインおよびダイゼイン）、イソフラボンを含む大豆タンパク質単離物、全大豆製品（豆乳およびその他の大豆製品）など、さまざまな大豆製剤がさまざまな前臨床および臨床研究で使用されていることにも注意する必要があります。 大豆調製物の違いは、腸内細菌叢、ひいては骨に異なる影響を与える可能性があります。 実際、タンパク質とイソフラボンの食事源であることに加えて、大豆は繊維（多糖類とオリゴ糖）も豊富に含んでいます。 大豆オリゴ糖 (SBOS) は、ヒトの糞便サンプル中のビフィズス菌の数を増加させることが報告されています。 さらに、大豆の可溶性繊維は結腸細菌によって発酵され、SCFA の形成につながり、それによって骨に有益な効果を発揮する可能性があります。 したがって、幼少期にどの大豆の食物成分（大豆繊維または大豆イソフラボン）にさらされると、最適な骨獲得と腸内細菌叢が達成されるかを特定することが重要となる。

大豆食による幼少期の腸内微生物叢の組成の変化は、骨の成長を促進するための有望なアプローチであるようです。 しかし、骨の成長を最適化するために大豆を使用するための食事に関するアドバイスを行う前に、次の疑問に対処するためにさらなる研究が必要です: 腸内環境を最適化するために大豆を食事に摂取する最適な時期はいつですか (出生前、授乳中、または離乳後)微生物叢と骨の成長? 大豆のどの成分（食物繊維、イソフラボン、またはその両方）が、腸内微生物叢の調節を介して骨の成長により良い効果をもたらしますか? 大豆によって変化した微生物のうち、最適な骨の成長に関係しているのはどれですか? どのバイオマーカー/代謝産物 (SCFA、エクオール、または新規代謝産物) が、大豆曝露時の最適な骨成長を説明できるでしょうか?