HMO の科学に関する新たな洞察 第2部：HMO が脳の発達と健康にどのように役立つか

人生の初期   栄養は   将来の 健康に影響を与える： 専門家   の重さ。  

• ヒト母乳オリゴ糖（HMOs）はヒト母乳の重要な生物活性成分であり、母乳育児に関連する認知的利点の重要な構成要素である可能性がある。¹  
  
• ² 新たな前臨床証拠は、HMO が脳の発達と健康の両方に直接的および間接的な影響を及ぼす可能性を示唆している。^{3, 4}  
  
• この記事では、生物学部長のルイーズ・クリスティーネ・ヴィグスネス博士と、 。 dsm-firmenich の科学者である Stine Dam Jepsen（ ）は、HMO が脳の発達と健康にどのような影響を与えるかについての洞察を提供する。
  

HMO は、 バイオアクティブな 母乳の 成分であり、   ポジティブに 脳に 影響を与えるようである。

過去数十年にわたる研究により、認知発達のある側面  は、粉ミルクで育てられた乳児と比較して、母乳で育てられた乳児の方が優れていることが明らかになっている。^5, 6 Al-Khafajiらによって2020年に発表された総説は、腸脳軸に対するヒトミルクオリゴ糖（HMOs）の潜在的な影響を評価しており、母乳育児の認知上の利点は、部分的には母乳に含まれるHMOsによるものである可能性を示唆している。¹ 母乳に含まれるHMOsと 認知 発達との間の潜在的な関連性は、他の文献でも支持されている。^3,4  

最近まで、乳児用調製粉乳中の HMO の存在は非常に限定的であり、母乳と乳児用調製粉乳の組成の間の重要な差別化要因であった。これは、母乳育児の乳児が多くのユニークで良好な健康結果を経験する理由の説明に役立つかもしれない。^7, 8 HMO はヒトの母乳の 3 番目に大きい固形成分である。ミルクオリゴ糖は牛乳にも存在するが、ヒトの母乳でははるかに豊富で構造的に多様である。⁹  

個々の HMO の機能は、その構造と母乳に多く含まれることに関連しており、特定の HMO が脳の健康に及ぼす潜在的な影響は、おそらく HMO の構造と供給量の両方に依存している。¹ 前臨床モデルおよび乳児の観察研究から得られた新たなデータは、脳の発達と認知における HMO の役割を示唆している。^10-15 いくつかの前臨床データは、脳への影響が腸内細菌叢に影響される可能性を示しており、^11,12 腸脳軸の機能性を示している。  

HMO生物学の責任者であるルイーズ・ヴィグスネス博士と Dr. Stine Dam Jepsen, dsm-firmenich の科学者, answer questions on role of HMO and brain health. 

なぜ最初の1000日が脳の発達にとって重要なのか？ 

脳は複雑でユニークな器官であり、生涯を通じて発達し、変化していく。 受胎から生後2年までの幼少期に、脳は最も大きな変化を遂げる。² 脳の発達は成人期まで続く長い過程であるが、成長加速度と成長能力は最初の1,000日間に最も高くなる。¹⁶ 脳のさまざまな部位とさまざまな認知機能が、さまざまな時間軸に沿って発達していく。このような時期、脳は特に環境刺激の影響を受けやすい。脳が急速に発達する時期には、栄養状態が不適切であったり、 栄養失調 外的要因によるダメージが、取り返しのつかない、生涯にわたる結果をもたらす可能性がある。^2,16,17  

腸の健康は、乳幼児だけでなく、一般的に脳の健康にどのような影響を与えるのだろうか？  

私たちは、動物モデルとヒトの関連データの両方に基づいて、このことについて多くのことを理解している。 腸脳軸は、よく記述された双方向コミュニケーション経路である。¹⁸  近年、腸管免疫系がこのコミュニケーションシステムに寄与していることが認識された。¹⁹ この意味で、腸の健康状態は免疫系と脳の相互作用に寄与し、脳の健康に影響を及ぼす。¹⁹ 

  ^{20,21 動物モデルにおける新たなデータから、腸内ではバランスのとれた免疫反応が病原体への抵抗力を支え、不必要な炎症を抑えるのに役立つことが示唆されている。 腸内細菌叢のバランスが乱れると、脳の健康に影響を及ぼす可能性がある。 23,24 一例として、腸内で炎症が起こるとサイトカインなどの免疫関連分子が放出され、全身循環に入り、脳に移動し、脳の健康に影響を及ぼす可能性がある。 25 さらに、腸内細菌叢は神経系とクロストークする神経伝達物質を産生する。 26 しかし、腸内細菌叢のバランスが崩れると、神経伝達物質の産生量が変化し、脳の健康に影響を及ぼす可能性がある。xml-ph}      

まとめると、腸の健康状態は脳の健康状態と密接に結びついているようだ。 

  脳 発達および 健康における HMO の役割   

最近の研究では、特定の HMO が脳の発達と健康に直接的または間接的な影響を及ぼす可能性が示唆されている。2'FL は乳児用粉ミルクに最も一般的に使用される HMO であり、前臨床研究では脳の健康と機能における潜在的な肯定的結果が示されている。^11,31  最も一般的に研究されている 3'SL と 6'SL を含むシアル化 HMO は、前臨床^3,12,13,32 および観察研究に基づいて、脳の健康に影響を及ぼす可能性がある。³³ Vigsnæs と Jepsen 博士は、HMO が脳にどのような影響を及ぼすかについて、さらなる洞察を提供した。  

HMO は発達中の脳にどのような影響を及ぼすのか？ すべての HMO は同様の影響を及ぼすのか？ 

この分野では科学が発展し続けているが、HMOが脳の健康に影響を及ぼす正確なメカニズムが明らかになりつつある。 個々のHMOはユニークな性質を持っており、したがって、異なるHMOが脳の健康にも様々な影響を及ぼすと推測できる。観察研究では、母乳で育てられた乳児は、粉ミルクで育てられた乳児と比較して、脳組織中のシアル酸の量が多いことがわかった。³³ さらに、前臨床研究では、シアル酸を含むHMOを与えられた動物は、対照群と比較して、脳組織中のシアル酸の量が多いことが示された。¹² このことは、 シアル化 HMO が脳の構成要素として利用されていることを示している可能性がある。  

 フコシル化 HMOs は、腸内細菌によって短鎖脂肪酸（SCFAs）に分解されることが示されており、間接的に脳の健康に影響を及ぼす代謝産物であることから、脳の発達にも影響を及ぼす可能性がある。^1,34,35 Berger らによる乳児の関連研究では、生後 1 ヶ月の母乳中に高濃度の フコシル化 HMO 2'FL を摂取した乳児は、2 歳時の認知発達が改善されることが判明しており、早期の HMO 摂取と認知発達が関連している。15  動物における前臨床研究では、 フコシル化 HMOs を摂取させると、記憶と認知に影響を及ぼし、学習と長期増強が改善されることが判明している。^4,10,11 これらの研究は、脳の健康と発達の分野における HMOs の新たな役割を示唆している。 

 腸-脳-免疫 軸

新しい研究によると、腸-脳軸に免疫の要素を加え、腸-脳-免疫軸を作るべきだという。^{1, 36} 博士。 Vigsnæs とJepsenは、 クロストークを通じて、脳が腸と免疫系にどのような影響を与えるかを説明している。  

 ^{以前と同様、ここでも動物モデルが洞察を与えてくれる。 脳は、腸の運動性、腸内の分泌物（胃酸や粘液など）、腸の透過性の調節を通じて、腸、その微生物叢、腸の免疫系に影響を与える可能性がある。18,37 例えば、脳の健康は腸のバリアの完全性に影響を与える可能性があり、これは慢性的な心理的ストレスが腸の透過性を高めることを示すデータに見られる。} 

HMOs   は、様々な方法で腸-脳-免疫軸にポジティブな影響を与える可能性がある。これらの分野におけるエビデンスは増加し進化し続けているが、 Al-Khafajiらによる総説は、現在までのエビデンスの優れた概要を提供している。 次世代 HMO は、我々のエキサイティングな革新ロードマップの一部であり、すでに急成長している HMO 市場 をさらに 触媒するための革新試験のために、今年 4 つの新しい HMO が利用可能になる。