免疫の仕組みとは? ウイルスから体を守る、免疫力アップと大腸バリアと
「酪酸菌・酪酸」の関係

新型コロナウイルス感染症の流行により、多くの方が免疫に関心を持っていることでしょう。免疫とは、ウイルスや病原体(菌)などの外敵に対して体が備えている体内の防御システム。免疫に関わる細胞は「自分」と「自分以外(異物)」を識別し、異物を排除することで外敵から私たちを守っています。

このコンテンツでは、免疫の仕組みや免疫力の低下を防ぎ本来の力を発揮させる方法、免疫と大腸バリアと酪酸菌や酪酸がどのように関わるのかについてご紹介します。

監修ドクター
内藤 裕二 先生(京都府立医科大学 消化器内科学教室 准教授)

免疫の種類とその仕組み
~「侵入させない」はたらきと、「侵入したら排除する」はたらき~

免疫には大きく分けて、病原体などの異物を体内に侵入させないはたらきと、体内に侵入したら排除するはたらきの2段階の仕組みが備わっています。

「侵入させない」ための粘膜免疫
~免疫の最前線「バリア機能」~

「侵入させない」ための粘膜免疫~免疫の最前線「バリア機能」~

病原体の侵入は、目・鼻・口・気道・消化管などの粘膜や皮ふを介します。粘膜は、何層もの構造を持つ皮ふに比べて薄いため危険性が高く、またヒトの腸粘膜の表面積は、皮ふ表面積の200倍に相当することから、粘膜部分は直接外部と触れる機会の多い場所であることがわかります。
このように粘膜は外敵を侵入させないようにはたらく、いわば免疫の最前線。外敵などの異物(免疫反応では抗原という)に特異的に反応する物質を抗体といい、粘膜ではこの抗体(IgA抗体)が外敵にくっついて無力化することでも感染を防いでいます。

粘膜の中でも、大腸の粘膜は常に大量の細菌と接しており、またヒトの体内で共生する腸内細菌が最も多く生息していることから、外敵に対する備えが重要となります。大腸は、二層の厚い粘液層をまとっており、特に内側の粘液層が壁となって病原体などの外敵が直接大腸に触れないように守られています1)。また、大腸の粘液は便をコーティングすることで潤滑油のような役割を果たし、スムーズに便が排泄されるのを助けています。このように、有害な菌や物質などから体を守ってくれたり、スムーズな便通を助けてくれるはたらきが「大腸のバリア機能(以下、大腸バリア)」であり、粘液が重要な役割を果たしています。

免疫力の維持向上で大切なこと
「免疫力の維持向上」ってどういうこと?

感染予防でまず大切なのは、病原菌などと物理的な距離をとって接触しないこと。そして、万が一病原菌が侵入してきたとしても直ちに排除できるよう、ウイルスや病原菌などから体を守る抵抗力=免疫力を低下させないことです。

病原体は外界と接している皮フや消化管、気道の粘膜から侵入してくるので、これら感染防御の最前線を強化することが先決です。中でも忘れてはならないのが「大腸バリア」で、これを強化することが免疫力を十分に発揮する意味で大切になってきます。

免疫の最前線「大腸バリア」を向上させるには?

IgA抗体のはたらき

IgA抗体のはたらき

外敵を侵入させない段階(=粘膜免疫)では、粘液と、抗体の一つであるIgA抗体が活躍します。

粘膜の表面は常に粘液で潤っていて、上皮細胞にくっつこうとする異物(抗原)を洗い流します。そして消化管や気道など全身の粘膜や唾液中に多く存在するIgA抗体が、病原体そのものや毒素にくっついて無力化し、体外に排出。そうしてウイルスや病原菌による感染から防いでいるのです。IgA抗体は特に腸に多く存在し、粘液を足場(土台)にしてはたらいていることから、大腸バリアにはIgA抗体と粘液のどちらも重要です。

最近、このIgA抗体が新型コロナウイルス感染症による死亡率に影響している可能性が指摘されています。遺伝的にIgA抗体だけが欠損している「選択的IgA欠損症」の患者さんは、感染症を繰り返したり、下痢、嘔吐、腹痛などの消化管感染症を起こしたりする場合があります(多くは無症状といわれています)。選択的IgA欠損症の患者数には人種差があって、日本は他の国々と比較して少ないことが明らかになっており2)、これが新型コロナウイルス感染による死亡率に影響しているかもしれないというのです。IgA抗体は他にもビタミンの影響を受けるとされており、ビタミンB1が欠乏するとその反応が低下することが報告されています3)

酪酸菌・酪酸と大腸バリア・免疫力との関わり

免疫の最前線の中でも特に大切にしたい大腸バリア。その大腸バリアで重要なはたらきをするのが短鎖脂肪酸の一種である「酪酸」です。
*短鎖脂肪酸には酪酸、プロピオン酸、酢酸があります。

1 腸内細菌の一種である酪酸菌が、腸に届いた食物繊維を発酵・分解して「酪酸」を生成。その酪酸は、粘液の産生を促進させます。

2 腸内に病原体が侵入すると、B細胞が活性化。そしてB細胞はサイトカインによってIgA抗体産生細胞(形質細胞)に変化し、IgA抗体を産生します。その際、酪酸に代表される短鎖脂肪酸が、IgA抗体の分泌量を多くする作用があります(試験管での実験結果4))。

3 腸内におけるIgA抗体の作用は、酪酸によって産生を促された粘液を足場(土台)にして発揮されます。

このように、酪酸はIgA抗体の分泌を助け、さらにそのはたらきの場となる粘液の産生にも一役買っているのです。

【まとめ】免疫力を充実させるために腸活から考える免疫力

「腸の状態を良くすることが、感染症などの予防につながるの?」と疑問に思われるかもしれませんが、ウイルスや病原菌などから体を守る免疫という点において、腸は最前線で重要な役割を果たしています。

新型コロナウイルス感染症では、咳や息苦しさなどといった呼吸器症状や味覚障害だけではなく5)、下痢や腹痛、吐き気・嘔吐などの消化器症状が現れることが数多く報告されている6)ことからも、腸が重要であることがわかります。さらに、最近の研究では新型コロナウイルス感染症による入院患者の腸内では酪酸菌が減っていたという報告も7)。まだ原因か結果かはわかりませんが、酪酸菌が減少したことで腸内の酪酸も少なくなり、感染症が増悪する可能性も考えられています。

免疫力を充実させたい場面では、ぜひ積極的に腸の状態に意識を向けましょう。そして、IgA抗体の分泌はビタミンや酪酸などにより変化するため、酪酸菌のエサとなる食物繊維やビタミンB1を多く含む豚肉や大豆などの食品などを意識して摂ることも大切です。また酪酸菌そのものを摂取するのも良いでしょう。これからは新しい腸活として大腸のバリア機能に着目し、酪酸菌を活用することも選択肢の一つとして取り入れてみてはいかがでしょうか。

(運動習慣の改善も酪酸を増加させる作用があります。運動と酪酸の関係についてはhttps://rakusan-labo.jp/contents/cont04.htmlをご覧ください。)

※画像はイメージです

参考文献

1)奥村龍、竹田潔 実験医学 35(7), 2017

2)Watanabe S, et al. Int J Family Med Prim Care. 2020;1(3):1011.

3)Kunisawa J, et al. Cell Rep. 2015;13(1):122-131.

4)Kim M, et al. Cell Host Microbe. 2016;20(2):202-14.

5)厚生労働省 症状がある場合の相談や新型コロナウイルス感染症に対する医療について

6)日本消化器病学会 新型コロナウイルス感染症(COVID-19)への消化器病診療における留意点

7)Tao Zuo, et al. Gastroenterology 2020;159:944–955

関連リンク