牛乳を飲むと下痢になる人がいるのはなぜですか? 「トラブルを引き起こしている」ことが判明

牛乳を飲んだ直後にお腹が張ったり下痢をしたりして、いつも牛乳の問題だと疑ってしまうけれど、同じ牛乳を飲んでいる他の人は大丈夫なの？という経験をしたことがある人は多いのではないでしょうか。実は、牛乳に含まれる乳糖が問題を引き起こしているのです。あなたの腹部膨満や下痢は、実は乳糖不耐症の兆候です。

なぜ一部の人々は乳糖不耐症なのでしょうか?明らかに、それは乳糖から始まります。

乳糖不耐症が起こると腹部が膨張します。著作権画像。無断転載禁止。

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人体は乳糖をどのように消化し代謝するのでしょうか？

乳糖を理解するには、まず人体にエネルギーを供給する糖、つまり炭水化物について話す必要があります。

単糖類は最も単純な糖です。一般的な単糖類には、グルコース、フルクトース、ガラクトースなどがあります。人間は主に炭水化物を摂取することでエネルギーを得ます。その中で、ブドウ糖は自動車のガソリンに相当し、私たちの体に絶えずエネルギー源を供給しています。私たちは毎日、果糖やガラクトースも摂取しています。これら 2 つの単糖は最終的に消化され、代謝されて人体にエネルギーを供給します。

多くの炭水化物は通常、「二糖類」の形で人体に摂取されますが、そのうちの 1 つが、胃腸の不快感を引き起こしやすい二糖類である乳糖です。グルコース分子とガラクトース分子で構成されており、牛乳やその他の乳製品に広く含まれています。

牛乳には乳糖が多く含まれています。この画像は著作権で保護されており、複製は許可されていません。

乳糖をエネルギー源としてより有効に利用するために、人体は乳糖を消化する際に2つの単糖類に分解する必要があります。このとき、はさみのような道具であるラクターゼが活躍します。ラクターゼは一般的に小腸にのみ存在し、小腸細胞内のラクターゼ遺伝子によって発現されます。

牛乳を飲むと、乳糖は胃を通過して小腸に到達します。牛乳に含まれる乳糖はラクターゼの作用によりグルコースとガラクトースに分解されます。小腸の絨毛のひだは小腸の表面積を増やし、人体がブドウ糖とガラクトースを吸収するのを助けます。

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乳糖不耐症の場合

体内で乳糖はどうなるのでしょうか?

牛乳を飲んだ後に吐き気や膨満感、鼓腸、下痢などの症状が出る人もいます。これらは乳糖不耐症の症状です。乳糖不耐症の人は小腸にラクターゼが不足しているか全くないため、乳糖が消化される方法が変わります。乳糖不耐症の人は、牛乳のことを考えるたびにお腹が痛くなるのを感じます。

ラクターゼが不足しているため、牛乳に含まれる乳糖が小腸の絨毛に到達しても、乳糖の 75% 以上は分解されず、吸収されません。乳糖は小腸を通って大腸に移動しますが、大腸には乳糖を水素、メタン、二酸化炭素に発酵させて、鼓腸や膨満感を引き起こす混合ガスを形成できる腸内微生物が多数存在します。

同時に、乳糖は微生物の作用により、酢酸、酪酸、プロピオン酸などの短鎖脂肪酸も生成します。これらの短鎖脂肪酸は人体では消化できないため、一定期間腸内に留まります。これらの消化されない乳糖と発酵産物は腸の浸透圧を高め、腸がより多くの水分を吸収し、最終的に下痢を引き起こします。

大腸内の微生物が乳糖をガスと脂肪酸に変換し、膨満感や下痢を引き起こします。著作権画像、無断転載

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ラクターゼ欠乏症の症状は何ですか?

ラクターゼ欠乏症には4つのタイプがあります。

1. 原発性ラクターゼ欠乏症

乳糖不耐症の成人のほとんどは、この症状を持って生まれたわけではありません。哺乳類である人間の小腸細胞は乳児期にラクターゼを発現・分泌するため、乳児は母乳中の乳糖を消化することができます。離乳すると、ほとんどの哺乳類のラクターゼ遺伝子の発現能力は低下し、したがってラクターゼの生産も減少します。人間もこのパターンに従い、ラクターゼの発現は2～5歳頃から徐々に低下し始めますが、乳糖不耐症の症状は成人になるまで明らかにならない場合があります。

哺乳類は乳児期に乳糖を消化することができます。著作権画像、転載禁止

この症状は原発性ラクターゼ欠乏症として知られており、家族内で遺伝する遺伝子の欠陥によって引き起こされる、世界中で最も一般的な乳糖不耐症の原因です。原発性ラクターゼ欠乏症は、人間が成長するにつれて牛乳や乳製品への依存が減り、ラクターゼの生成が減少することで発生します。

2. 二次性ラクターゼ欠乏症

二次性ラクターゼ欠乏症は、小腸や体の他の部分の病気によって引き起こされるラクターゼ欠乏症です。この症状はどの年齢でも発生する可能性があり、小腸の手術や特定の薬剤の服用によって引き起こされる場合があります。二次性ラクターゼ欠乏症の考えられる原因は次のとおりです。

胃腸炎 – 胃と腸の感染症

セリアック病 – グルテンと呼ばれるタンパク質（小麦に含まれる）に対する反応によって引き起こされる腸の障害

クローン病 - 消化器系の内壁に炎症を引き起こす長期の病気

潰瘍性大腸炎 – 大腸に影響を及ぼす長期の病気

化学療法 - 癌の治療法。急性疾患によりラクターゼの産生が不十分になり、乳糖不耐症を引き起こす可能性がありますが、短期間で小腸が治癒すると、ラクターゼは再び産生されるようになります。しかし、長期にわたる病気などが原因である場合は、永続的なラクターゼ欠乏症につながる可能性があります。

3. 先天性ラクターゼ欠乏症

まれに、ラクターゼ欠乏症は先天性であることもあり、乳糖をブドウ糖とガラクトースに分解する酵素ラクターゼを持たずに赤ちゃんが生まれる場合、常染色体劣性遺伝疾患となります。乳糖を分解できない赤ちゃんは母乳で育てるのが難しく、生まれたときから下痢を起こし始めます。この時、赤ちゃんには無糖ミルクかラクターゼを添加したミルクを与えることができます。

4. 発達性ラクターゼ欠乏症

未熟児（妊娠 37 週未満で生まれた赤ちゃん）の中には、出生時に小腸が完全に発達しておらず、乳糖を消化できないため、一時的な乳糖不耐症になる赤ちゃんもいます。これは発育性ラクターゼ欠乏症と呼ばれますが、通常は赤ちゃんが成長するにつれて改善します。

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ヒトにおける乳糖耐性の進化

世界中で約 65% の人が乳児期以降に何らかの乳糖不耐症を経験しますが、地域によって大きな差があります。北欧の乳糖不耐症の割合はわずか 5% ですが、アジアの一部の地域では有病率が 90% を超えています。

進化の観点から見ると、一部の集団は他の集団よりも優れた乳糖耐性遺伝子を持っています。例えば、北ヨーロッパのコーカサス人の多くは、成人になるまでラクターゼ活性が高く、「ラクターゼ持続性」という特徴を示します。

なぜ白人なのか？この民族は、非常に早い時期から牛やその他の乳牛の飼育を始め、幼少期から成人期まで乳製品を消費し続けたと一般に考えられています。彼らは、自然選択を通じてラクターゼの持続性を高めるのに有益な常染色体をさらに「栽培」したと一般に考えられています。

同様の「ラクターゼ持続」現象は、乳製品に依存している他の人類集団でも観察されています。しかし、現代のカザフスタン、ロシア、モンゴルなど、地球のステップ地帯に住んでいた人類も、幼少期から成人期にかけて大量の牛乳を飲み続けましたが、その多くはラクターゼ持続性を持っていませんでした。牛乳を大量に飲み続けることでラクターゼの持続性の変異が起こるのであれば、草原の住民は北欧人のようにずっと昔にこの乳糖耐性特性を進化させているはずだ。しかし、そうではありません。何故ですか？

コーカサス地方に住む民族、画像出典: Wikipedia

以前ネイチャー誌に掲載された研究で、研究者らは9000年前のヨーロッパにおける牛乳の使用に関する考古学的証拠と遺伝学を比較し、ヨーロッパ人が牛乳を飲み始めてから乳糖耐性が異常に急速に進化したことを発見した。では、多くのヨーロッパ人に急速に乳糖耐性をもたらした大きな遺伝的変化の原因は何だったのでしょうか?

ブリストル大学生物地球化学研究センター所長リチャード・エバーシェッド氏は、「遺伝子変異が起こり急速に進化するためには、その遺伝子を持たない人を死滅させる何らかの要因がなければならない」と語った。エバーシェッド氏は、人類が約9,000年前にヨーロッパ全土で広く牛乳を飲み始めたことを示す多くの証拠を発見した。ヨーロッパの554の考古学遺跡からの膨大なデータベースから、飢餓や病原体などの特別な「ストレス要因」が、乳糖不耐症の患者の牛乳の胃腸への影響を悪化させ、致命的な下痢や脱水症状を引き起こすのではないかと推測された。

栄養失調で下痢や脱水症状も出ると、命にかかわることもあります。そのため、その時代には乳糖不耐症の人が徐々に排除され、牛乳を消化する能力がより重要視されるようになりました。

研究チームはモデリングを使用してこれをテストし、集団が飢餓や病原体にさらされるとラクターゼ持続性の遺伝的変異が増加することを示しました。

ネイチャー誌は、ヨーロッパ人が最初に乳糖耐性を発達させたことを明らかにした。画像出典: Nature

牛乳をもっと飲むと乳糖耐性が変化するとまだ思っていますか?ご存知のように、進化は完了するまでに非常に長い時間がかかりますが、人間の寿命は非常に短いのです。牛乳をたくさん飲んで乳糖耐性という特性を獲得するのは現実的ではありません！

乳糖不耐症の場合、牛乳やその他の乳製品を断たなければならないのでしょうか?そうする必要はありません。実際、低乳糖牛乳を飲んだり、チェダーチーズやパルメザンチーズなどの「熟成」チーズを食べたりすることもできます。乳糖含有量は普通の牛乳に比べてはるかに低いです。

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制作 |科学普及中国

著者: denovo

プロデューサー｜中国科学博覧会

提出者: 中国科学院コンピュータ情報ネットワークセンター

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