近年、砂糖の代替として非栄養性甘味料（NNSs）が食品や飲料のカロリーを大幅に増加させることなく甘味を保持するために広く使用されている。
NNSsは子供や妊婦を含む一般大衆が摂取することが正式に認可されている食品添加物だが、一方でNNSの摂取は成人における高糖質食と同じ疾患、特に過体重や肥満、心血管障害、糖尿病の発症に関係している。
NNSs摂取はマウスモデルでもヒトでも腸内細菌叢の変化を引き起こし、細菌叢の変化が血糖コントロールの乱れに直接関係することを示す証拠が増えている。
最近の研究によると、妊婦の3人に1人は毎日（13.1％）または毎週（22.4％）摂取しているが、残りの61.1％は時々または全く摂取していない。妊娠中のNNS摂取は１歳児の肥満度の上昇や腸内細菌叢の変化（マウスモデル）と関連しており、例えばファーミキューテスの増加やアッカーマンシア・ムシニフィラの減少などが観察されている。
また、授乳中女性がNNSsを摂取した場合、母乳にも含まれる可能性がある。母乳には乳児の腸内細菌叢を確立するのに重要な独自の微生物叢が含まれているが、NNSsの摂取との関係はほとんど研究されていない。
NNS摂取者における過体重や代謝性疾患リスクの高さなど、NNS摂取が腸内細菌叢に及ぼす影響や、腸内細菌叢が腸-乳腺経路を介したミルク微生物叢の起源に関与しているという事実を考慮すると、NNS摂取が腸内細菌叢に及ぼす影響は大きいと考えられる。
リンクの研究は、Ion Torrent Platformを用いてNNS摂取量の異なる母親グループから採取した初乳サンプルのDNA塩基配列を決定したもの。
結果
ビフィドバクテリウム属、ブラウチア属、クチバクテリウム属、スタフィロコッカス属、ストレプトコッカス属で構成される初乳微生物叢の “核 “は妊娠中のNNS摂取によって実質的に変化しないが、ブドウ球菌属やストレプトコッカス属といった特定の属は有意な変化を示した。
古細菌であるメタノブレビバクター属はNNSの摂取頻度が増加するにつれて有意な増加が観察された。この古細菌の増加はメキシコの子供たちの肥満と関連している。
妊娠中のNNS摂取は初乳微生物叢の変化に関係し、乳児の腸内細菌叢の播種と将来の健康に影響を及ぼす可能性がある。
・NNSを含む非栄養性甘味料の妊娠中の摂取頻度に着目し、初乳のマイクロバイオーム構成を評価した結果、初乳に最も多く含まれる細菌門は、放線菌、ファーミキューテス、プロテオバクテリアでNNSsを含む製品の摂取頻度に関連した相対量の有意差は認められなかった。ファーミキューテス/バクテロイデス比が高いほど肥満と関連することが報告されている。
・ビフィズス菌は乳児の初期腸内コロニー形成菌であり、宿主の免疫反応の調節（例えば、アレルギーの発症率の低下）や感染症からの保護を担っている。ヒトミルクオリゴ糖（HMOs）は乳児の腸内でビフィズス菌の増殖を促進し、ヒトミルクは乳児へのビフィズス菌の供給源でもある。NNSであるスクラロースは腸内のビフィズス菌量を減少させることがラット研究で報告されている。
ヒトの母乳中のビフィズス菌の存在量には変動があり、生後４～７日のヒト母乳サンプルでは０～１６％。
・NNSsはヒトの異なる部位の微生物叢に異なる影響を及ぼす可能性がある。さらに、NNSsは腸関門透過性に影響を与える可能性があり、その結果、腸-乳腺経路における腸内細菌の乳腺への移動と移行に影響を与える可能性がある。Caco-２上皮細胞株を用いた実験では、アスパルテーム、サッカリン、スクラロースが上皮バリアの透過性を高めることが示されている。
・NNS摂取により、インスリンおよびグルコース応答がNNSが腸内細菌叢にもたらす変化に依存した形で変化することが報告されている。しかし、NNSによる腸内細菌叢の変化に抵抗する人もいることも報告されている。
・メタノブレビバクター属もNNS摂取群間で統計的に有意な変化を示した属のひとつで、体重調節に関連する腸内関連古細菌であり、ヒト母乳中にも存在する。ヒト母乳中のメタノブレビバクターは乳児の腸の播種に不可欠。
・メタノブレビバクター・スミスイはヒトのメタン生成古細菌で、健康で痩せたヒト成人に存在するが、肥満患者では減少する。小児では、M. smithiiの存在は過体重リスクの増加や体重Zスコアの上昇と関連している。過体重と肥満に罹患している１０歳のメキシコの小児において、未分類のメタノブレビバクター属菌が増加していることが報告されている。
・NNSを含む製品の摂取頻度が高くなるにつれて、メタノブレビバクター属の存在量が増加することが示唆された。妊娠中や授乳期のNNS摂取が子供の腸内細菌叢の変化や、その後の人生における過体重、肥満、２型糖尿病、メタボリックシンドロームのリスク上昇と関連することを報告した研究があることを考えるとこれは興味深い発見である。
・妊娠中の人工甘味料飲料（ASB）の摂取は、早産、１歳時のBMIの上昇、過体重、小児期の喘息リスクの上昇と関連している。
・特筆すべきは、NNS消費量の四分位は臨床的に類似しており、糖尿病、高血圧、代謝性疾患のない健康な女性ばかりだった。これは、NNSを含む製品の摂取頻度が妊娠中の体重増加を制限するための専門家の推奨や個人的な願望とは無関係であることを示唆している。
・ランダム化比較臨床試験（RCT）では、食事中の糖分の代替としてNNSを投与すると１日当たりの糖分摂取量が減少することが示されている。
・タンパク質、炭水化物、ナトリウム、カリウム、カルシウム、ビタミンA、ビタミンB９（葉酸）、ビタミンCの１日の摂取量が推奨量を下回っている女性が全群で非常に多く、鉄、リン、セレンの摂取不足は全群で１００％だった。
・ヒトでは、特にサッカリン、スクラロース、ステビアの摂取が腸内細菌叢の変化と関連している。マウスモデルでは、妊娠中および/または授乳期にステビアが投与されたマウスの子孫は、腸内細菌叢および微生物叢の代謝物に変化を示し、肝解毒機構のダウンレギュレーションが認められた。
・NNS摂取群間の初乳の微生物叢の変化は、母乳微生物叢の一部が母親の腸から乳腺へ細菌を輸送する腸-乳腺経路に由来すること、およびNNSが腸内細菌叢を変化させて母乳にも含まれることで説明できる。
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