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人類と微生物の関わり

ヒトよりはるかに長い歴史をもっている微生物ですが、ヒトにより発見されたのは1676年、オランダのレーウェンフックによるものでした。
レーウェンフックは、趣味でレンズを磨き、最大266倍もの拡大力のある自作単式レンズ顕微鏡を1673年に発明しました。顕微鏡といっても、皆さんが連想されるようなものではなく、棒状のへんてこりんな形だったそうです。 彼は、その自作顕微鏡で1676年にプラーク、歯垢です、歯の周りに付着する白い菌の塊ですが、このプラークから細菌を発見したんです。

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その後研究は進み、わかっているだけで数100万種、まだまだ未知の菌は多数存在するといわれています。たとえば、土1gの中にも100万種の菌が存在し、地球上には5×1030個、総重量は1ギガトン、自動車5億台分にもなるといわれています。5億台なんて想像もつきませんね?因みに昨年1年間に世界中で生産されたクルマの台数は1億台弱ですから約5年分になります。目に見えない微生物ですが、地球上の植物や動物も含む全生物量の80%以上を占めると言われています。それくらいたくさんこの地球上に生息しているのに、ほとんどの教科書が生物を動物界と植物界の二つにしか分けていなかったり、微生物が植物に分類されているのはとても不思議です。

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 こんな微生物ですが、一口に細菌とかカビとか言っても皆さんはそれらの区別はあいまいなのではないでしょうか?一般的には細菌、真菌類、真菌類とはカビ、酵母、きのこ類を指します、あとウィルスなどを総称して微生物といいます。もちろん、肉眼では確認できません。人間の大きさを地球とすると、真菌類がクジラ、細菌がゾウ、ウィルスがネズミといったところでしょうか。それくらい小さな生き物です。特にウィルスなどは構造がとてもシンプルで、遺伝子であるDNA、RNAなどで構成されており、細菌、ヒトなど他の生物に寄生しないと生きていけません。

細菌と聞くと「ばい菌」とか「悪いもの」と思いがちですが、もちろん、善い菌もいれば悪い菌もいます。善い細菌たちは病原菌などの有害な菌が体内に入ってきても発育を抑えてくれ、病気からカラダを守ってくれるので必要不可欠の存在なのです。また、私たちの食卓にも微生物の恩恵にあずかった食品がたくさんあります。古代より微生物の学問はなくても経験的に保存食などに利用されてきました。
みなさん、どんな食品があると思いますか?

主なものでは、
ヨーグルト、パン、チーズ、漬け物、味噌、醤油、かつお節、納豆、お酒 等があるでしょう。
どうでしたか?なかでも皆さんヨーグルトは一番に思いつかれたのではないでしょうか?
最近ブームのヨーグルトですが、現在日本で販売されているヨーグルトは ものの本によると何と約7,500種類あるそうです。すごい量ですね。

また、かつお節はカビを利用した日本特有の発酵食品ですから学術名もアスペルギルス・カツオブシとなっています。
納豆も同様に枯草菌を利用した日本特有の発酵食品ですから学術名もバチルス・ナットウとなっています。

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さらに、お酒です。お酒の中でも日本が誇る日本酒の製造方法は素晴らしいの一言です。日本酒を一言で言えば「米を発酵させてつくる醸造酒」ですが、酵母菌は米を直接発酵させることはできないので、まず米のデンプンを麹カビで分解してブドウ糖に変えます。その後酵母菌がこのブドウ糖を発酵させてアルコールに変えるのです。現代のように系統建てた微生物学などを学ばない昔の酒蔵の職人たちがこのように複数の微生物を利用した巧妙で複雑な製造方法を確立させていたんです。彼らの叡智に敬意を払わずにはいられません。

このように微生物は私たちの生活と切っても切れない関係があります。ですから、微生物が身の周りにいることを過剰に心配する必要はありません。無菌を目指してむやみに殺菌、消毒するよりも、微生物と上手に共生する方法を知ることの方が私たちにとって有益になるといえます。強い薬剤による消毒や殺菌は微生物に耐性をつけさせて反対に大逆襲されかねません。

実際、微生物から逃れようとしても無駄です。彼らは皆さんのカラダやその周囲に常に想像もつかないくらい存在します。健康で、人並みに衛生に気をつけている人の皮膚にも1兆個の細菌が生息しています。これは1平方cmあたり10万個に相当します。彼らは皆さんが毎日脱ぎ捨てる皮膚の破片を平らげるだけではもの足らず、毛穴という毛穴から染み出す油脂やミネラルも食べています。暖かく、移動性も備えた人間は、彼らにとって究極の屋台村といえるでしょう。でもそのお礼に彼らは弱酸性物質を分泌することで私達の皮膚を外敵から守ってくれているんです。

忘れてはならないのは、細菌は何十億年ものあいだ我々人間無しで生きてきたわけです。一方の我々といえば彼ら微生物なしでは1日たりとも生きられないのです。

人体を構成している細胞の数はおよそ60兆個といわれています。そして皆さんは、自分自身がその60兆個の生命体だけを維持していると思われていることでしょう。しかし、想像してみてください、体内には約500種500兆個以上、重さにして約1.5〜2.0kg、大型ペットボトル約1本分の微生物の細胞も常在しているんです。ということは自身の細胞数はわれわれの体中の総細胞数のたった10%にすぎないんですね。
一方、遺伝子は、2010年に発行された科学誌「nature」によると、ヒトの遺伝子は約2万2,000個といわれており、最新のメタゲノム解析の報告では、腸内細菌群から得られた全遺伝子数は330万個といわれています。なんとわれわれ自身の遺伝子の数は体中の総遺伝子数の1%以下ということになります。これは、われわれのカラダは、ヒトと微生物の細胞、遺伝子と相まって一つの生命体、すなわち超有機体を構成しているといわれています。そして、その常在菌のバランスによってヒトは健康を維持できたり、病気に罹ったりと微生物により大きな影響を受けていることになります。先進国において最大の死因はがんといわれていますが、多くの場合直接の死因は常在菌による肺炎などの感染症によるものと言われています。ということは、常在菌と共存できる期間がわれわれの寿命といえるのではないでしょうか。

これからは「善玉菌のはたらき」とさらに「抗生物質の作用」についてお話を進めていきましょう。

体内にたくさん存在している微生物、体内常在菌といいますが、その常在菌を大別すると、
1. ある種の菌が健康に寄与する→有益菌
2. ある種の菌が病気を引き起こす→病原菌(有害菌)
3. 状況によりどちらにでも成り得る→日和見菌
があります。

最近みなさんも「プロバイオティクス」という言葉をお聞きになったり、スーパーのヨーグルトコーナーでご覧になったことがあると思います。これは、ギリシャ語で「生命の益になるもの、生命のためになるもの」の意味であり、「生命の害になるもの」の意味である抗生物質と対比させて用いられます。しかし、プロバイオティクスも抗生物質もヒトを病気から防御する点では同じですが、プロバイオティクスは「共生的」であり、抗生物質は文字通り「抗生的」である点で異なっています。
そして、WHO(世界保健機関)では「適量摂取することによりヒトの健康に寄与する生きた微生物」と定義され、以前は消化管に限定されていた効用を皮膚、口腔、呼吸器、泌尿生殖器などカラダの各部位特有の常在菌を含む全身に拡大されています。

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では「ヒトの健康への寄与」とは何を指しているのでしょうか?
まず、最初に、
1. 免疫への作用
人体に入り込んだ抗原を抗体で除去する免疫システムにおいて、プロバイオティクスは免疫系に作用して抗体のもとになる物質をつくらせるはたらきがあります。腸内細菌をもたない無菌マウスは、普通のマウスと比較して抗体をつくるタンパク質の量が少ないことが知られています。

2. 病原菌の発育抑制
体内常在菌が勢力を伸ばすことにより、病原菌は十分な栄養と生息場所が確保できなくなります。また、プロバイオティクスが分泌する酸によって弱酸性の環境ができ、病原菌が生育しにくくなります。

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3. 食物繊維の消化
小腸で消化・吸収されなかった食べ物や、ヒトが消化できない多糖類などを分解するはたらきがあります。たとえば、海藻を分解する細菌は海藻の多糖類を酢酸に分解し、それはヒトの細胞の栄養源になります。

4. ビタミンなど重要な栄養物質の合成
腸内細菌は、本来ヒトでは合成できない栄養分をも合成するはたらきがあります。
・ビタミンB群(ビタミンB1、ビタミンB2、ビタミンB6、ビタミンB12)
・ビタミンK、パントテン酸、ビオチン、葉酸、ナイアシン
などがあります。

そして近年、ヒトと常在菌の関わりについて研究が進んでおり、われわれの遺伝子だけがわれわれの体質を決定しているわけではなさそうだということです。というのも、2006年と2009年に科学誌「nature」に投稿された論文によりますと、肥満型のマウスから腸内細菌を取り出し、無菌の痩せたマウスに移植したところ、無菌のマウスの生活環境や食生活は変化しなかったにもかかわらず、何と、肥満になったと報告しています。

また、2010年に同じく科学誌「Science」に投稿された論文によりますと、メタボリック症候群のマウスから腸内細菌を取り出し、無菌マウスに移植したところ、このマウスがメタボリック症候群になったと報告しています。どのような細菌がメタボリック症候群になるような影響を及ぼしたかは不明ですが、ヒトの遺伝子によらず体内菌が積極的に体の機能に影響を与えていることを示しているといえるでしょう。
このように、ヒトと体内菌は同じ場所で別々に生きているのではなく、お互いの機能に影響を与えながら超有機体、すなわち一つの生命体として存在しているのです。

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