国立国際医療研究センターによると、平成9年から平成28年まで糖尿病が強く疑われる者及び糖尿病の可能性を否定できない者の数は全体で増加傾向にある(特に男性)。
個人的に、パンデミック化の生活様式で増加率はかなりスパイクするのではないかと予想している。
世界保健機関(WHO)の糖尿病の病因分類では、1型(インスリン依存型、膵臓のβ細胞が破壊されてインスリンが分泌されなくなることが原因)、2型(非インスリン依存型、標的組織のインスリンに対する感受性が低下することが原因)、および妊娠糖尿病の3つに分類されている。
糖尿病における慢性的な高血糖状態は、グルコースの自動酸化と活性酸素種(ROS)の生成が助長され、微小および大血管の機能障害、生体の内因性抗酸化防御に起因する多発性神経障害が引き起こされる。
高血糖状態で生じる酸化ストレスは、脂質の断片化や構造的変形、タンパク質の変性、DNA複製機構の障害、細胞小器官の変形、ひいては細胞全体の変形を引き起こす。
その結果、網膜症、腎障害、神経障害などの微小血管系エンドポイントや、冠動脈疾患、脳卒中、末梢動脈疾患など多臓器不全を引き起こす可能性が高くなる。
1型糖尿病の病因はまだ完全には解明されていない。
2型糖尿病の原因となる修正可能な因子はよく知られており、公衆衛生の観点からは、予防がより現実的な目標となっている。
2型糖尿病患者の中には潜在的自己免疫性糖尿病(LADA)を示すケースもある。血液中にグルタミン酸脱炭酸酵素抗体および/または膵臓β島細胞抗体の存在が確認された患者はインスリンに依存せず、ケトースやケトアシドーシスを起こさないことから、LADAは「緩徐に進行するインスリン依存性1型糖尿病」(SPIDDM)と定義すべきであると最近提案されている。
LADA における自己免疫プロセスは、1型糖尿病の症例よりも侵襲性が低いということから、 β細胞障害の進行を抑制する治療的介入の可能性を見極めるための研究が行われている。
糖尿病の治療は血糖値の低下を目的とした薬物療法が中心となり、長期にわたることが多く、副作用リスクや患者さんの健康全般に有害な影響を与える可能性が高くなる。一般的な副作用には、脳障害、紅斑、胃および胃腸障害、体重過多、口の中の金属の後味、心不全、ビタミンB12の欠乏などがある。
糖尿病における抗酸化システムの障害、炎症の進行、特定の抗体の存在などを考慮すると、薬物療法に付随する補助的な治療には、生体がこれらの障害を克服するのを助長する物質を豊富に含む栄養療法が選択肢として考えられる。
そのような物質の一例としてポリフェノールが挙げられる。
ポリフェノールは主に抗酸化作用や抗炎症作用など、さまざまな薬理作用を示す。
ポリフェノールの免疫調節作用は自己免疫疾患の症状を緩和するのに有用であると考えられる。細胞内経路(アラキドン酸依存性経路、核転写因子(NF-κB)、マイトジェン活性化プロテインキナーゼ(MAPK)、ホスファチジルイノシトール3キナーゼ/Bプロテインキナーゼシグナル伝達経路(PI3K/Akt)など)を活性化するとともに、生体の免疫反応を制御するエピジェネティックな変調を刺激する能力がある。
ポリフェノール摂取において、水に次いで世界で最も人気のある飲み物の一つであるお茶は選択肢の一つとなる。
お茶には、タンニン、カテキン類(緑茶に含まれるエピガロカテキン-3-ガレートEGCGなど)、テアフラビン類、紅茶に含まれるテアルビジン類、ケルセチンなど、抗酸化作用、抗炎症作用、免疫調整作用のあるさまざまな物質が含まれている。全体として、ポリフェノールは乾燥葉の総質量の25~35%に相当する。ポリフェノールの含有量は、ホワイトティーが最も多く、次いで緑茶、紅茶、赤茶となっている。
下のリンクの論文は、1型糖尿病の治療における食事療法として、お茶の可能性について分析している。
過去10年間の文献から得られた情報に基づいて、お茶の定期的な摂取やお茶のポリフェノールを含む栄養補助食品が、生体の酸化状態や炎症反応、自己免疫反応に与える影響を分析したもの。
動物、ヒト患者、in vitroで行われた研究では、茶または茶から分離されたポリフェノールの摂取が糖尿病患者の体に良い影響を与えることが明らかになった。しかし、ほとんどの報告(85%以上)が2型糖尿病患者を対象としているため、1型糖尿病患者に対するお茶の影響について文献上ほとんど報告されていない。
お茶の摂取は酸化ストレスや炎症の影響を軽減し、糖尿病の種類に関わらず患者の生体への破壊的な影響を抑え、結果的にQOL(生活の質)を向上させることができると結論。
Antioxidant, Anti-Inflammatory, and Immunomodulatory Properties of Tea—The Positive Impact of Tea Consumption on Patients with Autoimmune Diabetes
抗酸化作用
お茶には、ポリフェノール(主にEGCG、ケルセチン、テアフラビン、テアルビジン、タンニン酸)、つまり強い抗酸化作用を持つ物質が多く含まれている。
フェノール化合物が抗酸化作用を発揮するのは、
・活性酸素を除去
・酸化酵素の活性を抑制し微量元素をキレートすることで活性酸素の生成を制限
・内因性の抗酸化物質の活性を高める
などの特性による。
EGCGが特に強い抗酸化作用を持つのは8個もの-OH基を含む化合物の化学構造によるものである。
カテキン類は主にH+イオンを移動させることで作用するが、直接的または間接的に酵素抗酸化物質の発現を調節するメカニズムを介して作用する可能性もかなり高い。
ケルセチンの抗酸化特性は、電子または水素原子を供与する能力によるもので、これにより、一重項酸素(1O2)、O2–、OH-、LOO-、NO、ONOO-を中和することができる。このことは、ケルセチンが活性酸素の生成に関与する酵素(例えば,オキシダーゼ)やNADPHを補酵素として使用する酵素の活性を阻害することで、活性酸素を中和する能力を持つ要因である。
抗酸化力が最も高いのは、総ポリフェノールの含有量が多いことを反映して、緑茶と白茶の品種である。
お茶の摂取によって外因性の抗酸化物質が供給され、抗酸化機構の能力が高まり、酸化還元反応のバランスがとれて酸化ストレスが防止される。
ヒトの生体の酸化過程模擬システムを用いた研究では、緑茶および紅茶の抽出物がリノール酸の過酸化物の生成を強く抑制することが明らかになった。
他のマウスを用いた研究でも同様の報告がある。プロオキシダントである有害金属で毒殺されたWistar系ラットに紅茶、緑茶、ホワイトティー、赤茶の各抽出物を12週間投与したところ、動物の臓器におけるSOD、CAT、GPX活性の増加が観察され、タンニン酸で観察された結果と同様の好結果が得られた。
さらに、塩化カドミウム中毒ラットにコンブチャ茶を投与したところ、生体の抗酸化力が向上した。カドミウム中毒ラットにケルセチンを投与したところ、SOD、CAT、GPXの活性が上昇し、脂質過酸化(LPO)、マロンジアルデヒド(MDA)、H2O2の活性が低下し、酸化状態が改善した。
また、電磁波にさらされたラットにEGCGを投与したところ、抗酸化パラメータ(SOD、CAT、GSH)が改善し、MDAが減少した。特に、ストレス期間の後ではなく、ストレス因子と同時にEGCGを使用した場合に、より良い効果が観察された。茶ポリフェノールは、C57BL/6マウスのSalmonella typhimuriumによる回腸の損傷を有意に軽減するとともに、生体の全体的な抗酸化状態を改善することで、炎症および酸化ストレスマーカーの減少をもたらした。
ヒト大腸癌細胞株(Volo-205)を用いた研究では、茶ポリフェノールの適用後に脂質過酸化が減少したことが報告された。一方、ヒト大腸癌細胞HCT-116およびSW-480では、酸化ストレスのマーカーおよび細胞増殖は減少したことが報告された。
抗炎症作用と免疫調節作用
これまでに行われたポリフェノールおよびポリフェノールを豊富に含む抽出物のin vitroおよびin vivo試験で確認されたように、ポリフェノール化合物はかなりの抗炎症作用を示した。
ポリフェノールが炎症の進行に及ぼす主な影響は、様々なタイプの細胞における炎症性サイトカイン、INF-γ、TNF-α、およびケモカインの合成を抑制する能力に起因している。
さらにポリフェノールはNF-κBを阻害し、マイトジェン活性化プロテインキナーゼ(MAPK)、誘導性一酸化窒素合成酵素(iNOS)、アラキドン酸、シクロオキシゲナーゼ-2(COX-2)、リポキシゲナーゼ(LOX)を制御するとともに、活性窒素種に相対して活性酸素の合成を低下させることにより、多くのレベルで抗炎症活性を示している。
NF-κBはポリフェノール化合物活性の重要な標的である。
NF-κBの活性化を制限することはサイトカインの発現を防ぎ、結果的に炎症反応をブロックする。
EGCGは、NF-κBおよびMAPKの活性化、ならびにIFNγ、TNF-α、およびIL-1βの発現を抑制する一方で、免疫関連遺伝子(TNF-α、MAPK、NOSなど)の生得的な発現を刺激し、アポトーシスを抑制する。また、EGCGは、炎症性および親炎症性の白血球IL-8の浸潤を抑制する可能性があり、一方で、マウスを用いた研究では、炎症性因子の発現を低下させることが明らかになっている。
さらに他の研究では、EGCGがヒト網膜色素上皮細胞ARPE-19に対して、部分的にTNF-αシグナルの抑制剤として抗炎症作用を示し、その抑制作用はNF-κB経路に沿って起こることを示された。
また、EGCGはTNF-αを介してヒト臍帯静脈内皮細胞におけるプラスミノーゲンアクチベーターインヒビター-1(PAI-1)の産生を阻止し、プロテインキナーゼERK1/2のリン酸化を抑制した。PAI-1は数多くの生理的プロセスに関与しているだけでなく、多くの病態にも関与している。PAI-1は、急性期タンパク質と考えられており、その放出は、主にIL-1やNF-κBなどの炎症性因子によって刺激される。
EGCGはフリーオキシドラジカルの産生を制限することで、マクロファージのアンジオテンシンII(AII)とIL-6によって誘発されるCRPの産生を抑制する。肥満の人が緑茶抽出物を摂取し、適度な運動を併用すると、抗炎症作用のあるアディポネクチンとhsCRPの増加が促進される。
1日に4杯の緑茶を飲む喫煙者では、CRPレベルの低下が報告されており、同様の結果は高血圧患者でも観察された。
水、紅茶、緑茶の抽出物を用いて行ったin vitroの研究では、卵アルブミンの変性を抑制することが明らかになり、紅茶の抗炎症作用が実証された。この研究では、緑茶は紅茶よりも活性が高いと結論づけられており、これはおそらくフラボノイドの含有量が多いためであると考えられる。
T細胞とB細胞は、適応免疫系の重要な構成要素である。
免疫細胞は、ポリフェノール専用のものを含む様々なタイプの受容体を備えており、ポリフェノールを認識して細胞がポリフェノールを捕捉できる。
その後ポリフェノールはシグナル伝達経路を活性化し、生物の特定の免疫反応を開始させる。
またポリフェノールは、細胞のエピジェネティックな変化を誘発する。
茶ポリフェノールとその誘導体は、in vivoおよびin vitroの研究で実証されているように、数多くのシグナル伝達経路を刺激して作用する。
ポリフェノールは、マクロファージに対する免疫調節作用を持ち、B細胞、T細胞の増殖を増加させ、1型ヘルパーT細胞(Th1)、Th2、Th17、Th9細胞の活動を抑制し、T細胞の自己免疫的な増殖を抑制することで、アレルギー反応や自己免疫疾患に対する免疫調節作用を示す。
パーキンソン病を誘発したC57BL/6JマウスにEGCGを経口投与した研究では、CD3+CD4+Tリンパ球とCD3+CD8+Tリンパ球の比率が向上が示された。
同様に自己免疫性関節炎のマウスを対象とした研究でも、EGCGを投与したところ、炎症性サイトカインのレベルが低下し、T細胞の増殖度が低下したという有益な結果が報告されている。
また、自己免疫性脳脊髄炎のマウスにEGCGを投与すると、病気の臨床症状だけでなく、病理学的な免疫反応も低下した。
糖尿病とその合併症に対するお茶の予防効果は、以下のメカニズムによる。
・インスリンの作用を強化
・インスリン抵抗性を低下させる
・インスリンシグナル伝達経路を活性化する
・β島細胞を保護する
・フリーラジカルを除去し炎症を緩和する
4923人の日本人2型糖尿病患者を対象とした研究では、緑茶を大量に摂取することが死亡率の低下につながることが示され、これはフェノール化合物、特にEGCGの大量供給に関係していることが明らかになった。
また、40,530人の日本人被験者の食生活を分析した他の研究では、1日5杯以上の緑茶を摂取している人は1日1杯未満の人に比べて、あらゆる原因による死亡リスクが15%低いことが明らかになった。
1型糖尿病の生体に対するお茶の影響に関する研究報告は文献上ほとんどなく、大半(85%以上)は2型糖尿病のみを対象としているが、酸化ストレスと炎症は、どちらのタイプの高血糖にも共通する生理学的マーカーである。
また、1型糖尿病は自己免疫反応を特徴としており、これは炎症の発生と密接に関係している。炎症を緩和することで、免疫反応の発生を抑えることができる。
抗酸化作用
高血糖ラットにホワイトティー抽出物を投与すると、肝臓および血清中のSOD、CAT、GPX、GSC-Pxレベルが有意に上昇し、MDAレベルが低下したことから、外因性の抗酸化酵素の合成が促進されることが示された。
フルクトースを8週間投与したラットでは、CuZnSODとGPxの活性が部分的に阻害されたことが報告され、研究者は(-)-エピカテキンの同時投与によるスーパーオキシドアニオンの過剰産生の抑制を示唆して、このことを説明している。
抗炎症作用
高濃度のグルコースで培養したヒト冠動脈内皮細胞を用いた研究や、マウスを用いた研究では、(-)-エピカテキンがグルコースそのものや、eNOS(内皮型一酸化窒素合成酵素)の活性化によるミトコンドリアの生合成に関連するマーカーに、通常および糖尿病模擬状態で好影響を与えることが示された。
ラットに果糖10%水溶液の形で8週間摂取させた食餌に(-)-エピカテキンを添加したところ,腎臓における炎症性因子(NF-κB,TNFα,iNOS,IL-6,核/細胞質p65比)のレベルが低下した。
他の研究では,炎症反応を誘発する目的でカラギーナン300mgを含む溶液を注射したマウスに緑茶のアルコール抽出物を経口または皮下投与したところ、腹膜への炎症細胞の移動が抑制されたことが報告されている。
EGCGはNF-κB因子の活性を阻害し、IκBキナーゼの活性化を防ぎ、同因子によって制御されている遺伝子の発現を制限する。
EGCGは、免疫系の調節に影響を与え、調整役のT細胞の数を増やすことで、免疫系の自然免疫と適応能力の両方の強さに影響を与えることが研究で示唆されている。自己免疫疾患は炎症と密接に関係しているため、茶または茶から分離されたポリフェノールの摂取によって炎症マーカーが低下すると、生体の免疫感受性も低下すると考えることができる。
緑茶は有益な細菌の成長を促進し、有害な細菌の成長を抑制し、短鎖脂肪酸などの望ましい代謝物の生産を増加させることで、炎症状態の原因となる細菌の成長に影響を与える細菌叢の異常を修正できることが実証されている。
短鎖脂肪酸は、抗炎症作用および免疫調節作用を示す 。
腸内細菌叢の回復は、自己免疫過程を刺激する炎症過程の強度を低下させるという意味で重要である。
免疫調整作用
1型糖尿病患者の膵臓β細胞に対する抗体の存在に対するお茶の摂取の影響についての情報は、入手可能な文献にはない。
しかし自己免疫性糖尿病患者は、甲状腺機能低下症、セリアック病、アジソン病、自己免疫性胃粘膜炎などの他の自己免疫疾患を併発している場合、抗TPO、抗TG、抗DGP、抗TG、抗EMAなどの抗体の存在を示すことが多い。
この文献には、お茶の免疫調整作用、特にEGCGに関する情報が記載されている。
展望
1型糖尿病の患者には遺伝的な素因があるとはいえ,環境因子が病気の発症や進行を促すと考えられている。
食事は1型糖尿病の経過と合併症の出現に影響を与える重要な因子である。
緑茶やEGCGには様々な作用があるため、炎症を起こしている患者の生活の質を向上させるために、緑茶やEGCGを利用することが考えられる。
疫学調査では伝統的に緑茶を大量に摂取している中国や日本の人々は、世界で最も1型糖尿病の発症率が低い国の一つであることが明らかになっている。
これは、茶ポリフェノールの高い抗酸化作用、抗炎症作用、免疫調節作用と、ヒトのDNAに対する調節作用の両方によるものと思われる。
また、栄養素は直接的に、あるいは腸内細菌叢の変化を通じて生物の免疫反応に関与する遺伝子の発現を変化させることができる。
EGCGは小胞体ストレスのマーカーであるDNA損傷誘導転写3(Ddit-3)の発現レベルを低下させ、さらにそのシグナルターゲットであるCdkn1aやプロテインホスファターゼ1、レギュラトリーサブユニット15A(Ppp1r15a)を減少させることが明らかにされている。
これらのマーカーの発現が低下すると、膵臓の機能が向上し、インスリン抵抗性が低下するとともに、β細胞の活力が向上する。
1型糖尿病では、インスリン受容体の基質であるIrs-2が不足していますが、EGCGは、Irs-2のほか、Bプロテインキナーゼ(Akt)やO1プロテイン(Foxo1)の発現を促進する。
B細胞からのCLL/リンパ腫2の発現(Bcl-2)の調節により、EGCGは炎症性サイトカインによって誘発される細胞毒性の開始前にインスリンを産生してβ細胞を保護する。
緑茶とEGCGは、重大な副作用を伴わずに健康に良い影響を与えるが、状況によっては(遺伝的条件、医薬品)、お茶の消費が実際に肝臓障害まで含めて悪影響を及ぼす可能性があるため、注意が必要。