食物繊維と難消化性炭水化物
食物繊維と難消化性炭水化物は、ヒトの小腸で消化・吸収されずに大腸に到達する食品中の炭水化物ポリマーであり、大腸では腸内細菌叢によって発酵されるか、ほとんどそのまま通過します。この分野では、これらの難消化性炭水化物の化学的性質、分類、および栄養生化学における生理学的効果をまとめています。
Definition
食物繊維は、小腸でヒトの消化酵素によって加水分解されない難消化性の炭水化物ポリマー（およびリグニンなどの類似化合物）で構成されます。難消化性炭水化物は、さらに小腸での消化に抵抗し、結腸発酵の基質となるデンプン画分やオリゴ糖を含みます。
Scope
この分野は、読者に食物繊維と難消化性炭水化物を一つのクラスとして紹介します。具体的には、それらがどのように定義され分類されるか（水溶性か不溶性か、粘性があるかないか、発酵性があるかないか）、結腸の微生物叢がそれらを短鎖脂肪酸にどのように発酵させるか、レジスタントスターチとプレバイオティクスの特殊なケース、そしてこれらの化合物が血糖応答と結腸機能にどのように影響するかを扱います。これは生化学的および生理学的な概観であり、臨床的な指針ではありません。
Sub-topics
Core questions
- 食物繊維と難消化性炭水化物の異なるクラスを区別する化学的および物理的特性は何ですか？
- 結腸の微生物叢は難消化性炭水化物をどのように発酵させ、どのような代謝産物が生成されますか？
- これらの炭水化物は、血糖応答、便量、および結腸生理にどのようなメカニズムで影響を与えますか？
Key concepts
- 難消化性炭水化物
- 溶解性と粘性
- 発酵性
- レジスタントスターチ
- プレバイオティクス基質
- 短鎖脂肪酸
- 血糖応答
- 便の増量効果
Mechanisms
ヒトの唾液アミラーゼ、膵アミラーゼ、および刷子縁酵素は、それらのグリコシド結合を加水分解できないため、食物繊維と難消化性炭水化物は小腸を通過して結腸に到達します。そこで、それらの物理化学的特性から2つの主要な運命をたどります。水溶性で粘性のある繊維は胃内容排出と栄養吸収を遅らせ、容易に発酵される一方、不溶性繊維は便量を増やし、発酵が少ない状態で通過を促進します。発酵性基質は嫌気性細菌によって短鎖脂肪酸（酢酸、プロピオン酸、酪酸）とガスに代謝され、結腸細胞にエネルギーを供給し、宿主の代謝に影響を与えます。レジスタントスターチと認識されているプレバイオティクスは、微生物組成を形成する特に発酵性の高い基質です。
Clinical relevance
食物繊維の摂取は様々な健康転帰との関連で研究されており、難消化性炭水化物の生化学を理解することは、栄養科学がそのエビデンスをどのように解釈するかの基礎となります。この分野は、教育的参考のためにメカニズムと集団レベルの関連性を記述するものであり、個別の食事処方や治療推奨を提供するものではありません。
Epidemiology
食物繊維と全粒炭水化物の摂取量が多いことは、システマティックレビューとメタアナリシスにおいていくつかの慢性疾患のリスク低下と関連付けられていますが、このエビデンスの多くは観察研究によるものであり、その効果は部分的に繊維に、部分的に共存する食品マトリックス成分に起因するとされています。
Evidence & guidelines
食物繊維を含む炭水化物の質に関するランダム化比較試験および前向き研究のエビデンスの統合は、食事ガイドラインの策定に資するために委託された大規模なシステマティックレビューとメタアナリシスでまとめられています。これらは、個別の推奨事項を確立するのではなく、多くの研究における関連性と効果を要約しています。
History
消化されない植物性物質が生理学的価値を持つという認識は、20世紀を通じて、不活性な粗飼料という初期の概念から、結腸の微生物叢の発酵的役割と短鎖脂肪酸の産生が特徴づけられるにつれて、より豊かな生化学的理解へと移行しました。分析的および生理学的理解が進むにつれて、食物繊維の定義はレジスタントスターチとオリゴ糖を含むように徐々に拡大されました。
Debates
- 食物繊維はどのように定義され、測定されるべきか？
- 定義は、純粋に分析的（特定の実験方法で回収されるもの）なものから、生理学的（小腸での消化に抵抗し、結腸に到達するもの）なものへと変化しており、レジスタントスターチや合成オリゴ糖が食物繊維として数えられるかどうかに影響を与えています。
Key figures
- Joanne Slavin
- Andrew Reynolds
- Gijs den Besten
Related topics
Seminal works
- slavin-2013
- reynolds-2019
- den-besten-2013
Frequently asked questions
- 食物繊維と難消化性炭水化物の違いは何ですか？
- 食物繊維は、植物性食品に固有の難消化性炭水化物ポリマー（およびリグニン）を指します。難消化性炭水化物は、小腸での消化を逃れて結腸に到達するレジスタントスターチや難消化性オリゴ糖も含む、より広範な機能的分類です。
- これらの炭水化物はなぜ消化されずに大腸に到達するのですか？
- ヒトの消化酵素は、それらの特定のグリコシド結合を切断できないため、小腸で吸収されず、代わりに結腸の微生物叢の基質となるか、便の量を増やします。