腸内細菌叢を改善するには、自然の中で過ごす時間を増やしましょう

腸内細菌は私たちの健康に大きな影響を与える可能性がありますが、研究によると、私たちを取り巻く環境、いわゆる「自然環境マイクロバイオーム」も大きな影響を与える可能性があることが示されています。これは、私たちが屋内外を問わず、自然と触れ合う時間をもっと増やすべきであることを示唆しています。

この新興科学分野に初めて触れたのは、スタンフォード大学のグレッチェン・デイリー教授でした。彼女はフィンランドの研究プロジェクトについて触れ、幼稚園児を森の床の「土」を敷いた庭で遊ばせると、腸内細菌叢に有意な好影響がもたらされるという結果を示しました。この研究に参加したのは79人の幼児で、全員が都市部に住み、フィンランド各地の異なる保育園で一日の大半を過ごしていました。保育園の唯一の違いは、3種類の異なる屋外スペースがあったことです。

一つ目のタイプは、コンクリート、砂利、そしてプラスチック製のマットで構成された、ごく標準的な屋外遊び場です。二つ目は、自然環境を重視した保育施設でよく見られるタイプで、芝生、土、そして植栽されたエリアがあり、子どもたちがそこで遊ぶことができます。これら二つのエリアは、コンクリートと砂利の上に地元の針葉樹林の林床と土壌を敷き詰めた三つ目の実験空間と比較するための対照群として機能しました。

実験期間中の28日間、子どもたちは毎日3種類の庭のうち1つだけで遊ぶように奨励されました（幼稚園によっては複数の遊び場があることに注意してください）。遊びの前後に、皮膚スワブと便のサンプルから採取した細菌の遺伝子配列解析を用いて、子どもたちの皮膚と腸内細菌叢、そして血中のT細胞とサイトカインの変化を測定しました。これらの細胞とタンパク質は、自己免疫や自己免疫疾患の予防に重要な役割を果たしており、そのレベルは免疫システムの機能の程度を示す指標としてよく用いられます。

驚くべき結果が得られました。実験エリアで遊んだ子どもたちは、都市部や自然に近いエリアで遊んだ子どもたちと比較して、皮膚と腸内細菌叢の多様性が大幅に増加していました。重要なのは、これらの細菌叢は「善玉」型、つまり健康効果と関連する細菌叢であったことです。また、子どもたちの免疫マーカーも有意に増加しており、これは免疫調節経路が強化されたことを示唆しており、炎症性腸疾患や関節リウマチなどの免疫介在性疾患のリスク低下を示唆しています。

この研究の重要性は計り知れません。たとえ短期間であっても、自然界の微生物多様性に接触することで、皮膚や腸内の微生物叢の多様性を根本的に変化させる可能性があることを示唆しています。さらに、変化した腸内微生物叢が免疫系の機能を調整する可能性も示唆しています。

健康なマイクロバイオームは生まれるものではなく、作られるものである

誰もが腸内に独自の微生物群集を持っています。民族、摂取する食品、抗生物質の使用、体格、運動量などは、腸内微生物群集の多様性に明確な特徴を残します。これらの微生物群集の役割は重要です。私たちの臓器は、必要な20種類の必須アミノ酸のうち11種類しか合成できないため、残りのアミノ酸と13種類の必須ビタミンは、腸内微生物によって摂取・合成されます。

これらの微生物群は、腸が食物から栄養素を抽出するのを助けるだけではありません。微生物は、免疫抑制剤、抗がん剤、抗炎症剤など、私たちの健康にとって最も重要な化合物も生成します。これらの化合物は、免疫系、中枢神経系の機能、そして関連する健康状態と関連していると考えられており、特定の腸内細菌叢（いわゆる「病的」マイクロバイオーム）と特定の疾患との間に明確な相関関係が見つかっています。腸内細菌叢の特徴的なシグネチャーを持つ疾患には、過敏性腸症候群、炎症性腸疾患、セリアック病、大腸がん、そして肥満や2型糖尿病といった腸以外の疾患などがあります。

私たちの環境（広義には食生活、ライフスタイル、抗生物質の使用など）は、遺伝的背景よりも腸内細菌叢に強い影響を与えているようです。腸内構成の8%未満が遺伝的要因によると考えられています。このことは非常に大きな意味を持ちます。環境を変えることで、特定の衰弱性疾患を予防または改善できる可能性を示唆しているのです。では、腸内細菌叢をより良い状態に変えるためには、どうすれば良いのでしょうか？

医療専門家によって提案されているアプローチは少なくとも9つあります。糞便移植やファージ療法など、医学的に侵襲性の高いものもあれば、地中海式ダイエットやザワークラウトなどの発酵食品といった非臨床的介入の方がより容易で、より口当たりが良いものもあります。

しかし、自然やそれに関連する微生物叢ともっと関わりなさいというアドバイスはまだ欠けています。特に、今ではいくつかの証拠が、経口投与されるプロバイオティクスを摂取するよりも、自然由来の微生物叢に触れることのほうが、実際にははるかに有益で効果的である可能性があることを示唆しているのに、なおさらです。

正しい人だけを受け入れる

私たち人間と同様に、すべての陸上植物と土壌には、多様で複雑かつ相互作用する微生物群が生息しています。これらのマイクロバイオームは、植物の栄養吸収と成長に不可欠な役割を果たし、病原体に対する耐性を高め、ストレス下でも植物の成長を支えます。植物と土壌のマイクロバイオームは、人間の腸内細菌叢と非常によく似た細菌群集を形成しており、5つの主要な細菌門から構成されており、これらは人間の腸内細菌叢や皮膚にも見られます。

環境中のマイクロバイオームと触れ合う時間を過ごすと、それが皮膚に付着し、摂取を通して腸内に入り込み、腸内細菌叢とそれに伴う健康効果を大幅に改善することが新たな証拠から示唆されています。「生物多様性仮説」と呼ばれるこの仮説は、20年以上前に初めて提唱されました。ヘルシンキ大学中央病院の医学者であるリーナ・フォン・ヘルツェン氏とタリ・ハーテラ氏、そしてヘルシンキ大学生物科学部の生物多様性科学者であるイルッカ・ハンスキ氏は、自然に生物多様性に富んだ環境の中やその周辺で時間を過ごすことで、体内の微生物叢の多様性が高まり、より大きく多様な微生物叢の蓄えが得られ、日常の消化機能への対応能力が向上し、様々な健康状態、特に自己免疫疾患から身を守ることができると提唱しました。

過去20年間、一連の研究によって生物多様性の検証、あるいはそれを3つの仮説へと分解する試みがなされてきました。第一に、自然環境と都市環境の微生物多様性には大きな違いがあるという仮説。第二に、この微生物多様性は私たちが自然に近づくと体内に取り込まれ、私たちのマイクロバイオータを変化させるという仮説。そして第三に、自然由来の微生物多様性が体内に存在することで、免疫系やアレルギー反応の経路に変化が起こり、結果として健康状態の改善につながるという仮説です。

概ね正しいことが証明された最初の仮説は、自然環境と都市環境の間には微生物の多様性と存在量に大きな違いがあるというものでした。遺伝学的手法を用いて存在する細菌群集を特定し、森林、草地境界、草原といった自然環境を含む様々な景観において、空気、土壌、植物の葉の微生物多様性を測定しました。また、芝生、建築現場、公園、植生回復した森林、残存する森林といった都市部に典型的に見られるものと比較しました。これらの測定は、米国、カナダ、オーストラリア、英国、フィンランド、インドの各地で実施されました。例外なく、環境がより自然で生物多様性に富んでいるほど、微生物叢もより多様で豊富であることが示されています。

自然を家の中に取り入れることで何が起こるかを調べるための実験は、屋内でも行われています。私のお気に入りの一つは、クモノスズクサ（Chlorophytum comosum）を6ヶ月間清潔な部屋に置いた後の空気の変化を調べた研究です。6ヶ月後、周囲の床と壁の微生物多様性において、有益な植物細菌（存在量と多様性）が著しく増加しました。これは、葉の多様性は変わらなかったにもかかわらず、この結果が出たことから、クモノスズクサが室内の微生物多様性の向上に積極的に貢献していることが示唆されます。

検証する必要があった2つ目の仮説は、これらの自然由来の微生物群が私たちの体内に移され、摂取されるというものでした。生物多様性仮説で著名なイルッカ・ハンスキ氏は、フィンランドの様々な都市部および半農村地域に住む118人のティーンエイジャーから皮膚スワブを採取し、皮膚微生物の多様性を測定しました。その結果、明確な結果が得られました。樹木、低木、顕花植物など、生物多様性の高い環境に住む人々は、皮膚上の微生物の多様性と量がはるかに多かったのです。

同様に、ヘルシンキ大学のアニルドラ・パラジュリ氏とその同僚は、フィンランドの高齢者48名を対象にした研究で、周囲に植物がほとんどない都市部のアパートに住む人の便サンプルは、200メートル以内に庭がある住居に住む人に比べて、「健康な」腸内細菌叢の量と多様性がはるかに少ないことを発見した。

しかし、この違いの原因が食事やペットなど他の何かではないと、どうしてわかるのでしょうか。最近のいくつかの研究がこの重要な知識のギャップを埋めているようです。1つは、参加者が有機土壌に触れるというものでした。化学肥料を含む土壌は微生物叢が非常に異なり、「善玉」ではないため、これは重要な区別です。皮膚スワブと遺伝子分析を使用して手の微生物叢を測定した後、参加者は堆肥、森林の芝、コケ質、泥炭湿原の物質など、さまざまな土壌および植物ベースの材料で20秒間手をこすりました。次に、石鹸を使わずに5秒間水で手を洗い、ペーパータオルの上で手を乾かしました。その後、遺伝子分析のために再び皮膚スワブを採取しました。研究者らは、土壌材料に触れた後、参加者の皮膚微生物叢に大きな違いがあることを発見しました。つまり、環境中の微生物叢の特徴が参加者の皮膚に移っていたのです。

ここから、環境中の微生物叢も簡単に吸入および摂取される可能性があることを推測するのは難しくなく、実際、他の 2 つの実験でこれが確認されています。アデレード大学のケイトリン セルウェイと同僚は、オーストラリア、英国、インドの都市の緑地で過ごす前と過ごした後で、参加者の鼻腔内の微生物叢を計測しました。これらの地域では、研究者らがすでに土壌、空気、葉の微生物の多様性を計測していました。その結果、生物多様性に富んだ都市の緑地で過ごした後、参加者の鼻腔内と皮膚の微生物叢の多様性が明らかに増加していることが示されました。このような研究は参加者数が少人数であるため予備的な研究として扱う必要がありますが、私たちが自然に生物多様性に富んだ景観の中で交流すると、私たちの体が周囲の環境の微生物の特徴を取り入れるようになることを示唆し始めています。

自然な免疫力アップ

しかし、3つ目の仮説、つまり腸内細菌叢の変化が健康に影響を与える重要な変化を引き起こすという仮説についてはどうでしょうか？ここでも、興味深い発見がいくつか出ています。フィンランドで行われた10代の若者を対象とした研究では、ハンスキ氏らはアレルギーレベルの指標となる特定の抗体について血液検査を行い、強い相関関係が明らかになりました。血液中のアレルギーマーカー値が最も低かったのは、生物多様性に富んだ地域に住んでいた人々でした。同様に、フィンランドの高齢者を対象とした研究では、より多様な植生に囲まれた地域に住む人々は、腸内における病原性細菌の量が少なかったことが示されました。また、炎症性腸疾患と関連することが多い特定の腸内細菌叢の出現率も低かったのです。

これらの研究はいずれも、環境微生物叢への曝露が腸内微生物叢の生態を変化させ、ひいては免疫系に影響を与える可能性を示唆しています。「可能性」としたのは、ごく最近まで、これらの研究や類似の研究は直接的な関連性ではなく、関連性を示していたためです。また、多くの研究には、参加者をプラセボ群または介入群に振り分け、結果を比較する盲検化対照試験が実施されていません。

しかし、過去 2 年間で、これらの問題に対処するための研究が始まりました。

最も重要な研究の一つは、ヘルシンキ大学のマヤ・ロスランド氏とその同僚によって行われたものです。冒頭で概説した実験で得られた知見に基づき、ロスランド氏とチームは、免疫介在性疾患の生物多様性仮説について、プラセボ対照二重盲検試験を実施しました。つまり、対照群としてプラセボと介入群を設けただけでなく、実験に関わった者や日々の実験実施に携わった者全員が、どちらの群がどちらの群であるかを知らなかったのです。

実験参加者は幼稚園に通う3歳から5歳の子どもたちで、28日間にわたり、2種類の砂場のいずれかで1日最大2時間遊びました。砂場の1つには微生物の多様性に富んだ土壌混合物が混ぜられており、もう1つには土壌がなく微生物の乏しい砂場でした。子どもたちの砂、皮膚、便に含まれる細菌群集を、実験前、14日目、28日目に測定しました。また、実験前と14日目に子どもたちから血液サンプルを採取し、T細胞の種類の数を計測しました。T細胞は、その種類によって、自己免疫反応を軽減または増強する上で重要な役割を果たします。インターロイキン-10（IL-10）は、抗炎症反応を引き起こす上で重要な役割を果たしていることが知られているため、血液中にできるだけ多く存在することが望まれます。一方、インターロイキン-17 (IL-17) は炎症誘発反応を引き起こし、炎症性腸疾患、関節リウマチ、多発性硬化症などの疾患に関連しています。

これらのT細胞の詳細を理解することは、この実験結果の意義を完全に理解する上で重要です。土を混ぜた砂場で遊んだ子どもたちの皮膚微生物多様性は著しく変化し、土壌の組成に非常に近づきました。さらに重要なのは、血漿中のIL-10濃度が大幅に上昇し、IL-17濃度が低下したことです。プラセボ群では、微生物多様性もT細胞の種類も変化しませんでした。土壌を混ぜた砂場で遊んだ子どもたちは、実験期間（28日目）を通して皮膚微生物多様性が高く、介入が継続されれば効果が得られることを示唆しています。

これは明らかに非常に新しい科学分野であり、未だ埋めるべきギャップが残っています。おそらく最も重要な点の一つは、自然由来の微生物叢との相互作用が、自己免疫疾患やその他の重篤な疾患を既に患っている人々にとって有益であるかどうかを理解することでしょう。これまでに行われた実験はすべて健康な被験者を対象としています。

また、自然由来の微生物叢から恩恵を得て維持するためには、どれくらいの期間、自然由来の微生物叢と関わるべきかを理解する必要があります。短期的な関わりは明らかに変化をもたらします。しかし、その恩恵を維持するためには、毎日関わる必要があるのでしょうか？環境中の微生物叢を「補充」し続ける必要があるというヒントは、フィンランドの参加者が土壌を扱った研究に見られます。実験から35日後、彼らの微生物叢の変化はもはや観察されませんでした。これは、自然由来の微生物叢との関わりをやめると、私たち自身のあまり健康的ではない微生物叢が再構築されることを示唆しています。

キャシー・ウィリス著『Good Nature: Why Seeing, Smelling, Hearing, and Touching Plants is Good for Our Health』より抜粋。ペガサスブックスより2024年12月3日刊行。