(これは、第1期中期計画の食品成分有効性評価及び健康影響評価の研究成果の一部です。)

スピルリナ

 スピルリナ(Spirulina platensis)は藻類の一種で、微細藻類藍菌門に属する。古くはアフリカ中央部にあるチャド湖に自生するスピルリナを付近の住民が天日乾燥してダイエと称し食用としていた。中米やアフリカのアルカリ塩水湖に広く自生し、クロロフィルを持ち光合成を行う。

1970年代に紹介されて以来、その栄養の豊富さから「未来の食糧」などとして注目を浴びたが、近年では同じ微細藻類であるクロレラと並んでいわゆる健康食品として市販されている。しかしその有効性について科学的な情報が十分に蓄積されているとはいえない。なお、スピルリナ色素は既存添加物に指定されている。






1.スピルリナとは

 スピルリナ(Spirulina platensis)は藻類の一種で、微細藻類藍菌門に属する。細胞内に核・ミトコンドリア・葉緑体・ゴルジ体など細胞質構造をもたないため細菌類と同じ原核生物に分類されるが、形態・生態は藻類に近く、旧来の呼称に従えば藍藻網、ネンジュモ目、ユレモ科、スピルリナ属の種である。古くはアフリカ中央部にあるチャド湖に自生するスピルリナを付近の住民が天日乾燥してダイエと称し食用としていた。形は毛様らせん状で(スピルリナとはラテン語でらせんを意味する)、長さ0.3-0.5mm、幅(太さ)6-10μmである。浮上性で、明瞭な隔膜を有する多細胞から成り、青緑色を呈する。中米やアフリカのアルカリ塩水湖に広く自生し、クロロフィルを持ち光合成を行う(1)。

 スピルリナは1970年代に紹介されて以来、その栄養の豊富さから「未来の食糧」などとして注目を浴びたが、近年では同じ微細藻類であるクロレラと並んでいわゆる健康食品として市販されている。たんぱく質をはじめビタミン、ミネラルを豊富に含有していることから、栄養補助食品の素材の他、生活習慣病予防・改善効果を標榜する健康食品素材として利用されている。摂取目安量は製品により異なるが2-8gである。しかしその有効性について科学的な情報が十分に蓄積されているとはいえない。なお、スピルリナ色素は既存添加物に指定されている。



2.スピルリナの成分組成(1)

一般組成:スピルリナ粉末の成分含有比はそれぞれ粗タンパク質50-70%、脂質2-9%、炭水化物10-20%、粗繊維1-4%、灰分5-10%である。

タンパク質:スピルリナの主要なタンパク質はC−フィコシアニンとアロフィコシアニンで、細胞タンパク質の20%をしめる。これらの胆汁色素タンパク質は光合成色素として機能するばかりでなく、窒素貯蔵物質としても役立っている。アミノ酸組成からみるとグルタミン酸が最も多く全遊離アミノ酸の60%をしめる。リジンとトリプトファンが少ないことを除けば全体的にバランスがとれている。

脂質:スピルリナ脂質の脂肪酸組成は、パルミチン酸が40%近くを占め最も多い。次いでγ-リノレン酸の含有量が20-30%と高い点がスピルリナの最大の特徴である。リノール酸の割合も10-20%と高い。

炭水化物:炭水化物含量は乾燥藻体の約15%で、その約半分が水溶性多糖である。全炭水化物を加水分解すると、ガラクトース、グルコース、マンノース、フルクトース、キシロース、アラビノース、ラムノースのほか、スクロース、グリセロール、ポリオール類などが検出される。多糖類ではグルコサンとラムノサンが主なもので、いずれもグルコサミンを含み、主要な貯蔵糖になっている。細胞壁を加水分解するとグルコサミンやムラミン酸が得られ、これらはグリシン、セリン、アラニン、グルタミン酸に富むペプチドと結合して存在している。また、細胞壁には水溶性のリポ多糖が含まれ、乾燥藻体の1.6%をしめる。その糖部分はヘキソース類、ヘプトース、オクツロソン酸、グルコサミンなどから構成されている。

ビタミンおよびミネラル:他藻種に比べて、ビタミン類ではB1、B12、プロビタミンA、Eが多く、ミネラルではカリウムや鉄が豊富である。

色素:スピルリナはクロロフィルα、カロテノイド類、フィコビリタンパク質類の3群の色素をもつ。いずれも光合成に関与するもので、その中心となるクロロフィルαは乾燥藻体の1.7%前後含まれる。スピルリナに含まれるカロテノイドの量は一般的には300-700mg/100gである。β-カロテンとゼアキサンチンが主成分で、ミクソキサントフィルなどの糖カロテノイドの含有比が高いのもスピルリナの特徴である。他の藍藻と同様にスピルリナはC−フィコシアニンとアロフィコシアニンと呼ばれる青色の胆汁色素タンパク質をもつ。これらの含量は乾燥藻体100g当たり3.5-7gに達し、細胞全タンパク質の10-20%を占める。フィコシアニンは基本的には分子量22,000以下の相異なる2本のポリペプチド(αおよびβ鎖)で構成され、αβがさらにいくつか会合した分子構造になっている。また、C−フィコシアニンではα鎖に1個、β鎖に2個、アロフィコシアニンではα、β鎖に各1個の色素部分が結合している。色素部分はフィコシアノビリンと呼ばれる胆汁色素で、側鎖がペプチド中のシステイン残基とチオエーテル結合で連結している。



3.スピルリナに含まれる栄養素の生体内利用能

 ビタミンB12:ビタミンB12は抗悪性貧血因子として知られており、供給源は主に動物性食品である。スピルリナは藻類であるがビタミンB12が多く含まれている。しかし生体内利用能は低く、ビタミンB12の供給源としては適さないといわれている[2]。 DagnelieらによるビタミンB12欠乏小児11名を対象とした臨床試験では、ビタミンB12源として海藻類を摂取した群は、血清中ビタミンB12は上昇したものの、平均赤血球容積(MCV)の改善は見られなかった[3]。

鉄:鉄は赤血球のヘモグロビンおよび筋肉のミオグロビンの構成成分である。また、チトクロームP450などの金属酵素としても機能している。鉄の摂取不足および出血などにより鉄欠乏性貧血を呈する。スピルリナ中の鉄は鉄供給源としてはおそらく有効と考えられている[4,5,6]。ヒトではスピルリナ10g当たり1.5mgの鉄が体内に吸収される。Puyfoulhouxらは、ヒト腸管上皮細胞Caco-2培養試験より鉄の生体利用能を評価したところ、牛肉、酵母および小麦粉に比しスピルリナは有意に高値を示したことを報告している(4)。Kapoorらは鉄欠乏ラットにおいて鉄供給源としてスピルリナ群・全卵群・全小麦群・硫酸第一鉄(standard)群で比較検討し、スピルリナ中の鉄の利用能は硫酸第一鉄に匹敵すると報告している(5)。



4.スピルリナの機能性

 スピルリナは食品添加物として使用されているため安全性に関しては大きな問題はないと考えられるが、機能性については動物実験および細胞レベルの実験が主であり、ヒトにおける効果については信頼できる科学的な情報は十分に蓄積されていない。



1)生活習慣病に対する予防効果

 生活習慣病は「食生活、運動習慣、休養、喫煙、飲酒等の生活習慣が、その発症・進行に関与する疾患群」と定義されており、さらに肥満、糖尿病、高脂血症、高血圧を合併した状態を「死の四重奏」という。これらの生活習慣病は互いに関連しあいながら、重篤な疾病(心筋梗塞、脳硬塞、閉塞性動脈硬化症など)を発症する。近年の日本人の死因は、第一位が悪性新生物であり、第二位は心疾患、第三位は脳血管疾患である。一方糖尿病を発症すると三大合併症(網膜症、神経障害、腎症)だけでなく心疾患や脳血管疾患のリスクも高くなる。糖尿病患者では心筋梗塞、脳硬塞、動脈硬化症の発症頻度は、それぞれ非糖尿病患者の3-4、2、2-3倍とされている。糖尿病は完治が極めて困難であり、合併症によりQOLが損なわれることが多い。

 Parikh らによる2型糖尿病患者25名を対象とした介入試験では、スピルリナサプリメント2g/dayを2ヶ月間摂取したところ、非摂取群に比し空腹時および食後血糖値、グリコヘモグロビンが低下した。また血清脂質レベルも改善しており、彼らはスピルリナ中の食物繊維によるグルコースの吸収の低下およびペプチド、ポリペプチド、γ-リノレン酸やタンパク質によるコレステロール低下作用によるものと考察している[7]。

 Samuelsらによる23名の小児ネフローゼ症候群患者を対象とした無作為割付比較試験では、薬物治療とスピルリナサプリメント1g/dayの併用効果について2ヶ月間観察しており、血清脂質レベルや空腹時血糖値の改善効果が対照群(薬物治療のみ)に比し優れていたことを確認している[8]。

 動物実験では高脂血症誘導ラット[9]、糖尿病誘導マウス[10]、脂肪肝誘導マウス[11] などについてスピルリナ摂取による予防・改善効果が報告されている。

 一方、スピルリナの血圧降下作用についての報告は少ない。Suetsunaらはスピルリナより分離したACE阻害性ペプチド画分パウダーを自然発症高血圧ラットに経口投与したところ、降圧効果が観察された[12]。

 またスピルリナをダイエットの目的で使用する例が報告されている。その作用機序はスピルリナ中のフェニルアラニンによる食欲抑制作用であるというものであるが、米国食品医薬局(FDA)はこの作用を見直し、根拠は無いと報告している[13]。

 以上のように、スピルリナの生活習慣病に対する予防効果について報告されているが、ヒトに対する有効性に関する情報は十分に蓄積されているとはいえない。



2)抗酸化作用

 スピルリナは抗酸化物質であるβ-カロテンやビタミンEを比較的多く含有していることから、抗酸化作用が期待されている[14,15,16,17,18,19,20]。 Upasaniらは鉛曝露下ラットにおいて[16,17]、Dasguptaらは腫瘍負荷マウスにおいて[18]、Gemmaらは老齢ラットにおいて[19]スピルリナの抗酸化作用を報告しているが、一方でJenkinsらはコリン欠乏ラットにおいては顕著な効果は認められなかったと報告している[20]。



3)抗ウイルス作用

 スピルリナの抗ウイルス作用はin vitroの実験で報告されている[21,22,23,24]。 Ayehunieらはヒト末梢血管内皮細胞においてスピルリナ熱水抽出物のヒト免疫不全症ウイルス(HIV-1)生成抑制作用を報告している[21]。またHernandez-Coronaらはスピルリナ熱水抽出物の単純ヘルペスウイルス2型(HSV-2)、仮性狂犬病ウイルス(PRV)、ヒトサイトメガロウイルス(HCMV)およびHSV-1について、それぞれ抗ウイルス活性を示したこと、特にHSV-2に対する効果が強いと報告している[22]。しかしアデノウイルスに対するウイルス抑制効果は低く、はしかウイルス、亜急性硬化性全脳炎ウイルス(SSPE)、水疱性口内炎ウイルス(VSV)、1型ポリオウイルスおよびロタウイルスSA-11については熱水抽出物2 mg/mlでは効果が認められなかったという。一方スピルリナから抽出したフィコシアニンがヒト横紋筋肉腫細胞およびサル腎細胞において、抗エンテロウイルス-71活性を示すことが確認されている[24]。



4)抗腫瘍作用

 スピルリナの抗腫瘍作用は、主に動物レベルで報告されている。すなわち、マウスにおける胃がんおよび皮膚がんの発症に対するスピルリナの化学予防(chemopreventive)作用[18]、自然発症肺転移モデルマウスにおけるCa-SPの腫瘍浸潤および転移阻害作用[25]、腫瘍負荷ハムスターにおける口腔がんに対するスピルリナ抽出物の進行予防効果[26,27,28]、骨髄損傷誘導マウスおよびイヌにおけるスピルリナの化学保護および放射線保護能[29]、などが報告されている。一方スピルリナの抗腫瘍作用についてヒトにおける有効性は報告されてない。



5)白斑症改善効果

 白斑症(leukoplakia)とは慢性の刺激に反応して舌または頬の内側に発達する前癌性の病変である。刺激は粗い歯または義歯、充填剤、歯冠などの粗い部分などによって起こる。また慢性の喫煙によっても起こる(喫煙者の角化症)。パイプ喫煙と噛みタバコや嗅ぎタバコを長時間口内に留めることも、白斑症発達の危険性を高める。

 インドで行われた無作為化割付比較試験では、白斑症患者44名がスピルリナを1日あたり1 g、1年間摂取したところ、病変の後退がプラセボ群より多く認められたという[30]。



6)免疫、アレルギーおよび炎症に対する作用

 ヒトには外部から侵入した異物から身を守るための免疫機能が備わっている。炎症は免疫反応の一つであるが、免疫の異常や過敏性反応が起こった際に、リウマチなどの自己免疫疾患やアレルギーを引き起こす場合がある。スピルリナの免疫グロブリンに対する作用および抗炎症作用は、主に動物レベルで報告されている。

 スピルリナの免疫増強作用についてHirahashiらは、12名の健康な男性を対象に臨床試験を行っている。すなわち、スピルリナ熱水抽出物50ml/dayを数週間から数カ月摂取したところ、インターフェロン-γ(IFN-γ)由来NK細胞の活性が増強したことを報告している[31]。

 アレルギーに対するスピルリナの作用について、Hayashiらはマウスにおいて抗原(エビ)とスピルリナ熱水抽出物同時摂取により腸管中IgAおよび血清IgG1の増加を認めている[32]。 Nemoto-KawamuraらはTh2優位BALB/cAマウスにおいて抗原にオボアルブミン微粒子を用いスピルリナ由来フィコシアニンの効果を検討したところ、腸管粘膜上IgAの上昇および血清IgEの低下を報告している。彼らはフィコシアニンが感染症、食物アレルギーおよび炎症性疾患を防御すると考察している[33]。

 スピルリナの抗炎症作用について、Remirezらは関節炎誘導マウスにおけるスピルリナの経口摂取による有効性を報告している[34]。また、耳炎症誘導マウスおよびラットにおけるスピルリナ由来フィコシアニン経口摂取のプロスタグランジンE2(PGE2)生成およびホスホリパーゼA2(PLA2)活性の低下や、肥満細胞のヒスタミン放出の阻害の報告がある[35,36]。一方Reddyらはin vitroにおいて、スピルリナ中のフィコシアニンによる選択的COX-2の阻害作用、PGE2生成の低下およびアポトーシスの誘導を報告しており、スピルリナの抗炎症作用や抗ガン作用の一部はこれらと関係していると考察している[37,38]。



7)骨代謝に対するスピルリナの作用

 藻類はカルシウムやマグネシウム等のミネラルに富んでいることから、近年骨代謝に対する作用が期待されている[39]。一方、スピルリナの摂取が骨密度や骨強度に及ぼす影響を検討した報告はない。我々は本プロジェクトにおいて骨粗鬆症モデルラットおよび非荷重モデルマウスを用いてその骨代謝に対するスピルリナ摂取の効果およびその安全性について評価中である。



5.安全性

 スピルリナ全藻より室温水抽出して得られたスピルリナ色素(主成分はフィコシアニン)は厚生労働省により既存添加物に指定されている。着色料としての安全性については「既存天然添加物の安全性評価に関する調査研究」が厚生労働省より発表されている(http://www.ffcr.or.jp/zaidan/FFCRHOME.nsf/pages/info.mhw)。一方クロロフィルの分解物であるフェオホルバイドは光線過敏症の原因物質であるが、フェオホルバイドの含有量については厚生労働省より指導などの通知が出されている。安全性については?重金属(水銀、カドミウム、鉛、ヒ素)などの不純物がなく、ミクロシスチン(藍藻毒の一種で肝毒性をもつ)が混じっていないスピルリナを摂取した場合は安全であるが、過剰摂取すればおそらく安全でない。?重金属やミクロシスチンを含むものを摂取した場合はおそらく安全ではない。小児は感受性が高いため危険である。?妊娠中および授乳中の安全性については十分な情報がないため、摂取は避けたほうがよい。?理論的にはフェニルケトン尿症の症状を悪化させることが考えられるため、既往のある人は使用を避ける。?他のハーブやサプリメント、医薬品や食品との相互作用については十分なデータがないと報告されている(13)。製造業者の中には、スピルリナを整備された環境で育成し、安全性についての分析を行っているところがある(13)。



 以上、スピルリナについて紹介した。スピルリナの安全性については前述の通りである。ヒトにおける有効性については降コレステロール作用等が報告されているが、科学的な実証は十分ではないと考えられる。今後さらにヒトにおける有効性の評価を行う必要がある。 【石見佳子、江崎潤子】


引用文献

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