糖質を制限するケトジェニック食について、含まれる脂肪の種類によって炎症に関わる反応が異なることが、マウスを使った研究で示されました。長鎖飽和脂肪酸を比較的多く含む食事では、複数の組織で炎症を促す免疫細胞の蓄積が見られました。
研究チームは、細胞のエネルギー産生に関わるミトコンドリアのストレスや免疫系の信号経路が、この反応に関係するとみています。ヒトの細胞を使った培養実験でも脂肪酸の種類による違いが調べられましたが、食事の影響を調べた実験はマウスで行われました。
脂肪を主なエネルギー源にする食事
ケトジェニック食は、糖質を抑え、脂肪酸の利用と肝臓でのケトン体の産生に体のエネルギー代謝を移す食事法です。糖の一種であるグルコースが不足すると、体は脂肪を主な燃料とするケトーシスという状態になります。この食事法は、もともとてんかんの治療のために考案されました。
研究チームは、ケトジェニック食が炎症を促す場合と抑える場合の両方が報告されてきたことに着目しました。マウスの研究では炎症の低下が報告される一方、炎症性サイトカインの増加なども見られています。こうした異なる結果が生じる仕組みを調べるため、脂肪酸の種類と免疫細胞の反応を検討しました。
研究では、どの種類の細胞に炎症を促す目印が現れるかも調べました。その一つが、病原体への対応などを担う白血球の一種、マクロファージです。研究チームはマウスへの食事介入と細胞培養を組み合わせ、脂肪酸の種類ごとの反応を比較しました。
21日間の食事で組織の反応に差
実験では、パーム油を使ったショートニングのCriscoを主な脂肪源とするケトジェニック食と、ココナツ油を使うケトジェニック食を比較しました。両者の脂肪含有量は近い一方、長鎖飽和脂肪酸の割合はCriscoで約26％、ココナツ油で約12％でした。通常の食事を与える群も設けられました。
21日後、Criscoを使った食事のマウスでは、心臓、腎臓、肝臓、脳、白色脂肪組織で、炎症を促すマクロファージに関わる目印が増加しました。ココナツ油を使った食事では同じ反応は見られず、炎症の目印は通常の食事を与えた群に近い水準でした。研究チームは、長鎖飽和脂肪酸による炎症促進作用は、摂取量がある水準を超えた場合に現れる可能性があるとしています。
組織を染色して調べた実験では、Criscoを使った食事の群で、心臓と腎臓のマクロファージが増加しました。心臓、腎臓、肝臓では、炎症を促すマクロファージの目印も増えていました。肝臓では、炎症を抑えるマクロファージの目印も減少しました。
脂肪酸と免疫細胞の信号経路
マウスとヒトのマクロファージを培養して調べた実験では、長鎖飽和脂肪酸によって、炎症を促す性質への変化が見られました。中鎖脂肪酸や不飽和脂肪酸では、同じ変化は見られませんでした。マウスのマクロファージを分析すると、炎症に関わる脂質も増えていました。
遺伝子の働きを調べる分析では、炎症を促す複数の経路の活性化が見られました。その一つが、自然免疫に関わるcGAS-STINGという信号経路です。免疫細胞を含む骨髄系細胞でSTINGの遺伝子を欠くマウスを使った実験から、この経路が観察された炎症促進作用に必要であることも示されました。
研究チームは、炎症を促す作用はケトン体を利用する代謝そのものに固有のものではなく、食事の構成や脂肪酸の供給量、細胞の種類による反応に左右される可能性があるとしています。ミトコンドリアのストレスに関わる信号も、炎症反応の引き金となる可能性があります。研究チームは、脂肪の種類が異なれば代謝上の変化も異なると述べています。
ヒトを対象にした別の食事研究
脂肪組織が不均衡に蓄積し、炎症を伴う慢性疾患の脂肪浮腫を対象にした別の研究では、地中海食の要素を取り入れたケトジェニック食が調べられました。対象は脂肪浮腫のある女性24人と、脂肪浮腫がなく過体重または肥満の女性24人です。食事介入は7カ月間行われました。
脂肪浮腫のある群では、介入後に炎症に関わる血中指標のCRPとIL-6が低下しました。食事の炎症への影響を評価する食事炎症指数も、介入後に約1.5ポイント低下しました。研究チームは、抗炎症作用や抗酸化作用を持つ栄養素が豊富なケトジェニック食が、脂肪浮腫のある人の全身性の炎症を軽減する可能性を示唆するとしています。
脂肪浮腫を対象とした研究でも、食事に含まれる脂肪の組成によって炎症への作用が異なることが指摘されています。
がん治療との関係を臨床試験で調査
研究チームは、ケトジェニック食の調整によって、腫瘍を取り巻く環境を変えられるかに関心を寄せています。がん免疫療法の治療結果を改善できる可能性も研究の対象です。この分野の研究は探索段階にあります。
2021年の大規模な体系的レビューでは、ケトジェニック食ががん患者の抗腫瘍効果や全生存期間に差をもたらすという根拠は見つかりませんでした。ケトジェニック食ががん治療中の人に役立つかどうかを調べる研究が続いています。テキサス大学健康科学センターでは臨床試験が始まっています。
この臨床試験は、シンシナティ大学でも近く開始される予定です。今回の研究に参加したDavid Gius氏は、同大学がんセンターの責任者を務める医師・研究者です。
