公益財団法人日本ビフィズス菌センター/腸内細菌学会 Japan Bifidus Foundation(JBF)/Intestinal Microbiology

用語集


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短鎖脂肪酸(short-chain fatty acids)

短鎖脂肪酸(short-chain fatty acids)はアルキル基にカルボキシル基が一つ結合した脂肪酸のうちで炭素数7以下のものをいう。常温では液体で、水にも溶解する。短鎖脂肪酸のpKaは4.6から4.9なので中性の水中では98%以上が解離する(Fukushima M. "Chemistry of Short-Chain Fatty Acids", In: Physiological and Clinical Aspects of Short-Chain Fatty Acids, eds. Cummings JH, Rombeau JL, Sakata T, Cambridge University Press, Cambridge, pp. 15-34, 1995)

脊椎動物の前胃や盲腸を含む大腸近位部では細菌生態系によって炭水化物から酢酸やプロピオン酸、n-酪酸などの直鎖の短鎖脂肪酸が生産される。収率の上限は60%ほどである。ただし、pHが6以下になると乳酸から短鎖脂肪酸への変換が、5以下になるとコハク酸から短鎖脂肪酸への変換が阻害され、乳酸やコハク酸が蓄積する。また、消化管内微生物はアミノ酸からiso-酪酸やiso-吉草酸という分岐脂肪酸を生産する。

消化管内で生産された短鎖脂肪酸の95%以上が受動拡散及び担体輸送で吸収される。短鎖脂肪酸の一部は前胃や大腸の上皮細胞に消費されるが、残りは門脈を経て肝臓に至り、脂肪合成の基質として用いられる。その残りは全身の細胞のエネルギー源や脂肪合成の基質として用いられる。短鎖脂肪酸は反すう動物では維持エネルギーの8割をまかない、ヒトでも場合によっては20%以上をまかなう重要なエネルギー栄養素である。インスリン作用に依存しないで細胞に取りこめる点や脳血管関門を通過する点が特徴的である。乳酸やコハク酸はほとんど吸収されず、上皮細胞のエネルギー源にもならない。

短鎖脂肪酸は、Naや水の吸収、消化管上皮細胞増殖、大腸での粘液分泌、大腸の相性収縮や持続性収縮、末梢での免疫細胞の機能などに影響を与える。短鎖脂肪酸のアルキル基が直鎖か分岐鎖か環状かによって作用が異なる場合がある。また、短鎖脂肪酸の作用は用量によって逆転することも多く、前歴の影響も大きいので、体外系でのデータの解釈は慎重を要する。

短鎖脂肪酸の作用と乳酸やコハク酸の作用とは大きく違うことが多い。すなわち、短鎖脂肪酸の作用は短鎖脂肪酸からの水素イオンの作用ではなく、非解離の短鎖脂肪酸あるいは短鎖脂肪酸アニオンの作用である。(坂田隆 「短鎖脂肪酸研究の落とし穴」消化管の栄養・生理と腸内細菌、アニマルメディア社、東京、pp.27-32、2011) タバコが挙げられている。また、腸内細菌の産生する有機酸の変化とACFの発生が関係しているという報告があり、腸内環境と大腸発癌の関係が注目されている。

(坂田 隆)