ブルーベリー 健康への効果

ブルーベリーとアントシアニンの健康効果についての最新研究

本記事では、2019年7月22日にオックスフォード大学出版の論文雑誌で掲載された、ブルーベリーの健康に対する効果についての研究を紹介いたします。

ブルーベリーとアントシアニンの健康効果についての最新研究

原文 : Recent Research on the Health Benefits of Blueberries and Their Anthocyanins

主著者 : Wilhelmina Kalt氏 (北米カナダ農務省所属)

著作権 : クリエイティブ・コモンズ・ライセンス CC BY

概要

ブルーベリーの健康効果は、観察調査、臨床研究、動物モデル及び試験管モデルを使用した機構研究などの成果により広く知られるようになりました。

ブルーベリーにはアントシアニン色素をはじめ、植物性化学物質が豊富に含まれています。

アントシアニンは、ブルーベリーの健康機能において最も大切な植物化学物質だと言えるでしょう。

疫学研究ではブルーベリー、またはアントシアニンの定期的な摂取は心血管疾患や死亡、及び2型糖尿病に対するリスクの低下、及び体重維持、神経保護機能の改善効果があるとされており、この研究結果はバイオマーカーに基づく臨床研究により裏付けられています。

また、ブルーベリーには抗炎症作用、抗酸化作用、及び血管と血糖の調整機能があります。

ブルーベリーの植物化学物質は胃腸の腸内細菌に働きかけ、健康を維持する働きを持っています。

こうした側面は老化を防ぐだけでなく、変性疾患や変性状態にも効果をもたらしてくれます。

私たちがアントシアニン豊富なブルーベリーが持つ健康効果の可能性をより深く理解するためには、多くのエビデンスが必要ですが何より、熟したブルーベリーの定期的な摂取は健康への第一歩となることは間違いありません。

はじめに

ブルーベリーは、その豊富なポリフェノールと高い抗酸化作用により「スーパーフルーツ」として知られています。

しかし、その移行性の低さから、ポリフェノール化合物の直接的な抗酸化作用が起こることはありません(1)。

それにも関わらず、過去20年間に行われた研究は、ブルーベリーが生理活性物質であり、健康に有益であるという事実を明らかにしています。

多くの研究がブルーベリーとアントシアニンに心血管疾患(CVD)、2型糖尿病(T2DM)、神経衰弱を含む疾患などのリスクを減らすということを証明しています。

観察分析では、アントシアニンは他のフラボノイドを含む食品より多くの健康効果があることが報告されています(2-6)。

ブルーベリー(約3分の1カップ)、及びアントシアニン(<50mg)を毎日摂取するだけでも病気のリスクを減少させることがわかっています(2-4, 6-9)。

本稿では、心血管の健康、神経保護、視力、及び食品加工におけるにおけるブルーベリーの役割をレビューしています。

研究結果は、臨床研究、動物及び試験管研究を基に検証されています。

このレビューでは約200の論文を引用しており、うち半数以上は過去10年間に発表されたものです。

ブルーベリーの研究は本稿のメインテーマですが、必要に応じてアントシアニンの論文についても取り上げています。

ブルーベリーの持つ潜在的な人体への健康効果に対する関心は高まっているのです。

ブルーベリーについての一般知識

ブルーベリーの種類と成分

ブルーベリーの主な種類はハイブッシュブルーベリー(Vaccinium corymbosum L.)、ラビットアイブルーベリー(V. virgatum Aiton)、ローブッシュブルーベリー(V. an- gustifolium Aiton)、及びヨーロッパブルーベリー(V. myrtillus L.)などです。

ブルーベリーは一般的によく食べられる果物の中で最も多くのアントシアニンを含んでいます(10-12)(表1)。

表1
米国でよく食べられる果物に含まれるアントシアニン量
果物名 部位・補足説明 サンプル数 アントシアニン量(mg/100g)
リンゴ 赤い皮 6 12
リンゴ 黄色い皮 2 0
バナナ - 0
ブラックベリー 4 245
ブルーベリー バイブッシュ系 7 387
ブルーベリー ローブッシュ系 1 487
マスクメロン - 0
さくらんぼ 4 122
ぶどう 赤い皮と果肉 5 27
ぶどう 紫の皮と果肉 1 120
キウイ - 0
ネクタリン 黄色い皮 5 15
オレンジ オレンジ色の果肉 - 0
プラム 黄色い皮 1 0
プラム 赤い皮 2 20
プラム 黒い皮 2 116
ラズベリー 5 92
イチゴ 8 21
スイカ   - 0

アントシアニンは熟した果実に赤、青、紫の色を付ける色素です。

ブルーベリーが熟す間、アントシアニン量は劇的に上昇し、どの果実が熟したか目で判別するサインになります (13)。

ハイブッシュブルーベリーの80、ローブッシュブルーベリーの135の遺伝子表現型のうち、90%のアントシアニン濃度範囲は1.6倍にも及びます(14)。

215種類のブルーベリーの遺伝子表現型のうち、シアニジン 3-グルコシド相当量/gにおける10パーセンタイルと90パーセンタイルの間の重さの範囲は0.925~2.1mgです(14)。

ブルーベリーのポリフェノール成分

熟したブルーベリーに含まれるポリフェノール のうち、アントシアニンフラボノイドの占める割合は最大で60%です(13)。

つまり、ブルーベリーの最も重要な健康成分はアントシアニンです。

ブルーベリーのポリフェノール成分には、フラボノイドと非フラボノイドの両タイプがあります。

ブルーベリーに含まれる他のフラボノイドには、プロアントシアニジン(15、16)及びフラボノール(17、18)があります。

非フラボノイドポリフェノール成分の多くは、ヒドロキシケイ皮酸エステル(特にクロロゲン酸)です(16、17、19、20)。

アントシアニンの移行性

アントシアニン代謝物質の健康効果はあまり多く報告されていません。

アントシアニンは摂取後、化学反応と人間、及び微生物による代謝を経て変換されます。

アントシアニン代謝物質の変換時間には大きく幅があります (21、22)。

例えば、人間が13C標準アントシアニンを摂取すると6時間以内に13C標準二酸化炭素が検出され、異化作用が起こるとされています。

しかし、研究では48時間後も13C標準アントシアニンの50%以上が体内に残っていることがわかっています(21)。

アントシアニンと代謝解毒第II相は、胆汁への移動するため、アントシ摂取後も長時間尿中に残ります(23、24、25)。

そして、アントシアニンとその代謝物は身体中に分散されます (24、26-29)。

アントシアニンの胃腸管ミクロフローラ、及び他の食物ポリフェノールに対する異化作用により、フェノール酸は大腸に集中します(30)。

ブルーベリーの心血管の健康に対する効果

ブルーベリー、アントシアニンに対する集団研究

6つの研究のメタ分析によると、アントシアニンの摂取は心血管に関連する死亡リスクを減らすことがわかっています(31)。

また、心血管疾患におけるメタ分析でも同様の結果が報告されています(RP:0.89; 95%CI:0.83-0/96)(32)。

3つのコホート研究では、アントシアニンの摂取量が増やすことで、心筋梗塞を含む冠動脈疾患のリスクを約25%減らすことがわかりました (33、34)。

ブルーベリー、イチゴ、及びアントシアニンの摂取量が増えると心筋梗塞の発生率が32%低下します (2)。

しかし、別の2つの前向コホート研究ではアントシアニンの摂取と脳卒中リスクの間に関連性は見つかりませんでした(34、35)。

また、他の5つのコホート研究ではアントシアニンの摂取量を増やすことで、高血圧リスクを約8~10%減少させること証明されています(3、36、37)。

14年間にわたり87,000人を超える参加者を調査したコホート研究では、アントシアニンを多く摂取することで高血圧症のリスクが10%低下させることができることがわかりました (3)。

特に60歳以下の女性においては最大のリスク低下が観察されました(3)。

1898の双生児を対象とした遺伝子表現型に関する横断研究においては、バイオマーカーである血管硬直が見つかりました。

この研究では、血管機能の改善にアントシアニンの摂取量が関連していることがわかっています(6)。

心血管疾患、肥満、ベリー、及び体重維持に関する集団調査

肥満や太り過ぎは心血管疾患のリスク要因です(38)。

体重が少し増えるだけでも、高血圧(39)及び心血管疾患(40、41)のリスクが高まります。

BMIを1〜3kg/㎡減らすことができれば、心血管疾患の発生リスク(41)及び死亡のリスク(42)を2~13%減らすことができます。

13.3万人以上の男女を対象にした24年間に渡る研究では、16種類の果物の中で、ブルーベリーの摂取が体重増加を最も抑えることができる(4年間で-0.64kg)ということが分かっています(43)。

12.4万人を対象にした6クラスのフラボノイドでは、アントシアニンの摂取量が多くなるほど、体重増加が少なくなる(アントシアニン10mgあたり-0.1kg)ことがわかっています(44)。

双子の女性(n=2734)を対象としたD X A身体組成評価では、アントシアニンの摂取量を増やすことで脂肪が3~9%減少し、また内臓脂肪も減らすことがわかりました(46)。

この研究ではブルーベリーの摂取量が多い方の双子が、もう一人よりも脂肪質量比を下回ったことを示しています(45)。

双子に対する研究は、遺伝的、及び一般的な環境からの影響を受けないため、最も重要な結果だと言えるでしょう。

アントシアニンの心血管の健康に対する臨床研究

ブルーベリーの臨床研究では、被験者のほとんどが何らかの心血管疾患リスク(例えばメタボリックシンドロームの遺伝子マーカー、2型糖尿病)を持っています。

糖尿病患者を対象としたプラセボ比較試験では、ブルーベリーを摂取することにより、LDLコレステロール、トリグリセリド、およびアディポネクチンが減少し、HDLコレステロールが増加することがわかりました(47)。

また、高コレステロール血症患者に12週間精製アントシアニンを摂取させると、HDLコレステロールの増加、LDLコレステロールの減少、さらに内皮機能の改善(上腕におけるFMD検査による)が観察されました(48)。

さらに、高コレステロール血症患者にアントシアニンを24週間摂取させると、血清高感度C反応性蛋白、可溶性血管細胞接着分子-1、および血漿IL-1βを含む炎症マーカーの数値減少が記録されました(49)。

高血圧前症及びステージ1の高血圧の女性においては、ブルーベリーを8週間摂取した後に、動脈硬化の減少が見られ、収縮期血圧、拡張期血圧の両方が5~6%低下しました(50、51)。

心血管疾患のリスク因子を持つ中年男性にも同様の効果が観察されました(51)。

メタボリックシンドロームを対象とした試験では、6週間のブルーベリーの摂取による血圧の変化は観察されませんでしたが、血管内皮機能の改善が見られました(52)。

メタボリックシンドロームの参加者(n=115)を対象とした研究では、ブルーベリーを0g、75g、150gを6ヶ月間摂取するグループを作りました。

そのうち75gを摂取したグループには心臓代謝機能のバイオマーカーに変化はありませんでした。

しかし、毎日150 gのブルーベリーを摂取したグループでは、血管機能と脂質状態の改善が見られました。

インスリン抵抗性はいずれのグループにおいても変化が認められませんでした (53)。

複数の臨床研究においてブルーベリーの摂取は血圧にほとんど影響を与えないと報告されています(54、55)。

しかし、この研究と対照的に、6時間の急性試験においては、ブルーベリーの摂取することで、21人の男性に血管機能の改善が見られています(56)。

ブルーベリーに含まれるアントシアニンの心血管への健康効果

ブルーベリーに含まれるアントシアニンには、抗酸化作用、抗炎症作用(49、57)、血漿脂質レベル、グルコース代謝と内皮機能への作用により健康効果が期待されています(レビュー58、59を参照)。

ブルーベリーには血管の保護作用があります(18、50-52、60)。

この効果には肥満の回避(53、61)、内皮構成(62)、及び血漿脂質(47、48、63)の改善が含まれます。

多くの場合、心血管の研究モデルはストレス治療(例:食事や病気)を使用するか、既に罹患リスクを有する集団を調査します。

ブルーベリーに含まれるアントシアニンである非フラボノイド化合物は大腸で優位に働き(1)、細菌叢と相互に作用し、抗炎症、または心臓保護効果のある作用を誘発させます(64)。

ブルーベリーの摂取はマウスの結腸細菌叢に変化をもたらすことがわかっています(65、66)。

ブルーベリーには微生物の3つの階級及び22の属性に特異的な変化をもたらすことがわかっています(66)。

このような遺伝子の変化は全遺伝子情報の約9%を占め、細菌の侵入から体を守る異物代謝の能力と同じように、腸ムチン層への関連が見られています(66)。

高脂肪食摂取マウスの研究においては、ブルーベリーを摂取することで、炎症やインスリンシグナル伝達に関する高脂肪食による影響を減らし、腸内細菌叢を変化させることにもつながっています(67)。

ブルーベリーの糖尿病予備軍と2型糖尿病に対する効果

2型糖尿病、ブルーベリー、アントシアニンに対する集団研究

糖尿病予備軍と2型糖尿病はアメリカの成人1億人に関係する病です(68)。

糖尿病予備軍と2型糖尿病に見られる共通の特徴はグルコースの取り込みと代謝機能を促すインスリン刺激に対する反応が弱い(つまり、インスリン抵抗性が低い)ことです (69)。

3つの予測試験で分析された全果物の中で、ブルーベリーは2型糖尿病のリスクを26%減らすことがわかっています(RR: 0.74; 95% CI: 0.66–0.83)(70)。

同じコホート研究で、習慣的にフラボノイド(フラボノール、フラボン、フラバノン、フラバン-3-オール、アントシアニン)を摂取した場合、アントシアニン、特にブルーベリーを月1回以上、週2回まで摂取することで2型糖尿病リスクを23%低下させることがわかっています。

フラボノイド全体、及び他のフラボノイドグループの摂取と2型糖尿病リスク低下との間に関連性は見つかりませんでした(4)。

アメリカで行われたコホート研究では、アントシアニン(RR: 0.85, 95% CI: 0.80–0.91)とブルーベリー(RR: 0.82, 95% CI: 0.76–0.89)の摂取量の増加が2型糖尿病リスクを低下させることがわかっています (71)。

同様に、ポーランドのコホート研究(RR: 0.68, 95% CI: 0.48–0.98)では、アントシアニンの摂取量が2型糖尿病リスクの低下に関連付けられています (72)。

女性を対象にした横断研究では、アントシアニンとフラボンを習慣的に摂取することでインスリン抵抗性を改善することがわかっています。

しかし、アントシアニンの摂取のみが炎症の改善と、高感度C反応タンパク質の保護に効果が見られています (8)。

肥満は2型糖尿病と深い関係があります(73)。

ブルーベリーとアントシアニンの摂取量が多いほど、加齢時の体重増加を抑えることができ(43-45)、2型糖尿病にかかるリスクを下げることが期待できます。

しかし、アントシアニン、またはブルーベリーの摂取と2型糖尿病の罹患リスク低下の関連性は全ての研究で特定されているわけではありません(74、75)。

ブルーベリーの2型糖尿病への影響についての臨床研究

肥満プラセボ対象研究では、ブルーベリーを6週間摂取することでインスリン受容性が向上することがわかりました(76)。

インスリン対応性は、体内のグルコース処理を測定する正常血糖高インスリンクランプ法を使用し評価を行っています(77)。

ビルベリーと黒スグリのアントシアニン抽出物(80mg/日)を摂取することは、インスリン感受性(HOMA-IR)、及び血清脂質プロファイルを改善します。

また、2型糖尿病患者の血漿マーカーにおける酸化ストレス値を減少させることがわかっています(47)。

36%(重量比)のアントシアニンを含むプラセボ、または0.47gのビルベリー抽出物を投与した後に、2型糖尿病患者の集団でグルコース代謝効果を調査すると、血漿グルコースとインスリンAUCが低下したことがわかりました(78)。

若年層の肥満成人を対象とした12週間の調査では、炭水化物50gをブルーベリー50gに置き換えることで、体重、インスリン、コレステロールなどを減少させることがわかっています (63)。

2型糖尿病の動物、及び機構研究

作用秩序の調査には糖尿病予備軍及び2型糖尿病の遺伝子表現型と代謝の特徴に加え、食事を起因とした肥満を持つ齧歯類が頻繁に使用されます。

8週間にわたり高脂肪(60%)の食事を与えられたC57BL/6のマウスは、食事にブルーベリーを加えると、インスリン感受性が向上を示しました(79)。

また、マウスのグルコースAUCは、低脂肪食を与えたマウスと違いはありませんでした(79)。

肥満モデルのマウス対し高脂肪(45%)または低脂肪(10%)の食事を与える研究では、12週間マウスに高脂肪食と2%のブルーベリーを与えました。

低脂肪食を食べたマウスは高脂肪食のみ与えられたマウスよりも優れた代謝マーカーを示しました。

その際、高脂肪食にブルーベリーを加えて食べていたマウスは、高脂肪食のみを食べていたマウスと比較し、空腹時のインスリン値、インスリン抵抗性(HOMA-IR)、及びグルコースAUCの測定値が優れていたことがわかりました (80)。

ブルーベリーの摂取により、高脂肪食を摂取するマウスのメタボリックシンドロームと肥満症のマーカーが減少したのです(80)。

肥満型マウスのインスリン抵抗性(HOMA-IR)及び耐糖能力は、ブルーベリーを12~15週間摂取した後に改善されました(81-83)。

脱脂肪大豆粉に濃縮ブルーベリーパウダーを混ぜたものを摂取した肥満型高血糖症のマウスには、通常のマウスと比較し経口耐糖能力と空腹時のグルコース濃度に改善が見られました(83)。

肥満モデルのマウスのグルコース代謝はブルーベリーの摂取により正常化しましたが、全てが改善されたわけではありません(84)。

他の肥満型マウスの研究では、ブルーベリーの摂取により耐糖能力が改善されたもの(85)、または改善されなかったもの(86)が存在します。

また一部の研究ではインスリン反応に改善が見られませんでした(65、84、85、87)。

しかし、高脂肪食を摂取するマウスには、肥満に関連する炎症マーカーと高血圧が減ることがわかりました(87)。

ブルーベリーの摂取は腸管、及び全身の炎症を減らし、代謝を改善し、消化管の内部を保護するムチン産生菌の増殖を助けます(88、89)。

神経保護、認知能力、及びブルーベリー

神経科学、ブルーベリー、アントシアニンに対する集団研究

約15万人を対象としたコホート研究では、アントシアニン(RR: 0.76)とベリー(RR: 0.77)の摂取量(P = 0.02)はパーキンソン病の罹患リスクと関係することがわかりました (90)。

16,000人の女性を対象とした看護師健康調査では、ブルーベリーとイチゴの摂取量を増やすことで、加齢時の認知機能低下速度が2.5年遅くなることがわかりました(5)。

アルツハイマー及び他の認知症のリスクは、中年期の肥満やインスリン抵抗性を含む心血管、及び代謝のバイオマーカーと関連があります(91-93)。

アントシアニンは心血管の疾病リスクおよび2型糖尿病リスクを防ぎます。

そのためアントシアニンの摂取量が多いほど、晩年のアルツハイマー型認知症のリスクが低下させることができるのです。

神経科学とブルーベリーの臨床研究

高齢者の認知能力は、毎日ブルーベリー(94)もしくはコンコードグレープ(95)のジュースを12週間にわたり摂取することで改善が見られました。

健康な高齢者が90日間ブルーベリーを摂取するとタスク切り替え能力が向上し、記憶障害を減らすことが確認されました (96)。

認知障害を有する高齢者はブルーベリーパウダーを摂取することで、記憶能力と、日常機能に改善が見られました(97)。

この改善は、実行能力の向上を反映しています (97)。

興味深いことに、認知機能に障害のある高齢者とそうでない高齢者の間で測定された数値では、認知障害のある高齢者により大きな効果が見られました (96、97)。

認知障害のある高齢者がブルーベリーを12週間摂取した後に、より活発な脳活動が観察されました。

この結果は、ブルーベリーに認知機能を媒介する領域のかん流を強める機能があることを意味しています (98)。

同様に、記憶テストの間、MRIで検出された局所血中酸素レベル依存活動(99)は、ブルーベリーを摂取している被験者で強くなりましたが、プラセボを摂取している被験者には変化が見られませんでした。

この研究のすべての被験者は軽度の認知機能障害があります(99)。

認知機能に関する効果は、プラセボではなく、学齢期の子供の急性試験デザインの調査で見られています(100)。

子供の実行能力及び長期記憶能力の改善はブルーベリーパウダーの摂取との間に関連が見られ、要領反応の証拠もでています(15gと30gを比較)(100)。

7歳から10歳の子供を対象とした交叉試験では30gのブルーベリーパウダーを摂取するだけで、定時、及び段階的なタスク実行能力が向上することがわかっています(102)。

認知機能向上効果の発見は、より高度な認知機能は必要とされるタスクにおいて活用することができるでしょう(102)。

実際に認知評価ツールの進歩は特定の集団における調査に役立っています。

特に、アルツハイマー病など神経病理学に影響を受ける領域とは対照的に、非病理学的な老化に関する認知領域におけるブルーベリーの摂取効果を測定する方法が必要とされています。

共変量制御やスコア差測定などは、認知能力、第2相代謝、腸内細菌叢などの要因が制御されない個人間変動の中でアントシアニンなどの植物化学物質の効果を特定するのに役立つでしょう。

ブルーベリーと脳に関する動物及び機構研究

ブルーベリーは老齢のマウスの認知の応力及び運動能力を改善し、若いマウスに匹敵するものにまで引き上げました(103、104)。

老齢マウスでも同様に年齢に関連する能力改善が観察されました(105)。

齧歯類の長期空間記憶の改善に関するブルーベリーの関連性は広く報告されています(29、105-108)。

作業記憶と学習タスクに関するブルーベリーの認知能力における効果は文書化もされています(105、108、109)。

ブルーベリーの摂取することで、高脂肪食による認知機能の低下を防ぎます(110)。

これは肥満に関連した代謝障害の発生率の上昇(111)及び、中年の心血管代謝マーカー、晩年のアルツハイマー型認知症の発症リスクとの関連性(91-93)を考慮すると興味深いものです。

老化促進マウスへのブルーベリー投与は、脳の脆弱な領域を保護し、空間記憶の欠損を補完し、炎症と酸化ストレスマーカー値を緩和させます(112、113)。

カイニン酸誘発性炎症の細胞培養モデルでは、少量のブルーベリーポリフェノール摂取を摂取することにより、カルシウムの緩衝が改善され、海馬ニューロンの損失が減少しました(114)。

年老いた動物がブルーベリーを摂取することで、海馬のサイクリックA M P応答配列結合タンパク質のリン酸化と神経栄養因子の濃度に相関し、動物の空間記憶のパフォーマンスを向上させました(115)。

ブルーベリーを取ることは齧歯類の神経形成、神経可逆性、脳由来の神経栄養因子、及びインスリン成長因子1を増加させることが報告されています(106、107)。

ブルーベリーのアントシアニジン配糖体、及びその第2相代謝物は、血液脳関門を通過し、様々な脳組織に行き渡ります(24、27-29、116、117)。

視力と目の健康におけるブルーベリーとアントシアニン

視覚機能、網膜ストレス及びアントシアニン

物を見るとき、目に届く光は角膜、水晶体、硝子体液を通して波長フィルタリングされ、神経網膜に焦点を合わせます。

その後、網膜光受容体は光エネルギーを電気信号に変換し、網膜神経節細胞(RGC)の軸索を介して脳の視中枢に送られます。

網膜は、哺乳類の組織の中で最も呼吸数が多く(118、119)、酸化ストレスの影響を受けやすい部分です。

網膜光受容細胞の外側には、多価不飽和脂肪酸が絶えず補給される光色素(オプシン、11-シスレチノール)が膜に埋め込まれています(120)。

これは酸化ストレスが発生しやすい条件を整えています(121)。

酸化ストレスと細胞増殖は、網膜への照射(122)、新生血管生成(123)、及び炎症(124、125)に対する生理学的反応として悪化します。

酸性ストレスと炎症のマーカーは、通常加齢と共に増加し、組織適応反応(擬似炎症)を引き起こし、網膜の恒常性を回復します(126)。

網膜は網膜色素上皮(RPE)の活発な血液脳関門によって保護されていますが、アントシアニンは眼組織から検出されます、マウス、及びウサギにおいては、経口、静脈、または腹腔からアントシアニンを投与した場合、眼組織内に分散されます(26)。

0%、1%、2%、または4%(重量比)のブルーベリーを含む食事を与えたブタからは、目全体から用量依存的にアントシアニンが検出されました(127)。

アントシアニンと視力に関する集団研究

現在、眼疾患リスクに関連しアントシアニン摂取を調査する観察研究はほとんど存在していません。

フィンランド人10,054人を対象に行った調査では、フラボノイド摂取量を増やすことで白内障リスクを低下させることがわかりました(128)。

45歳以上の女性35,000人を対象とした前向コホート研究では、ブルーベリーの摂取と疾病発生リスク及び加齢黄斑変性のリスク低下との間に有意な関連性が発見されましたが、白内障の発生リスクとの関連性はありませんでした(H Sesso, Brigham and Women’s Hospital, personal communication, 2019)。

先進国において黄斑編成は視覚障害の原因となっています。

しかし、黄斑編成に関連したアントシアニンの摂取について調査する研究はありません。

ベリーアントシアニンと視覚に関する臨床研究

人間の視覚に対するアントシアニンの影響を調べる臨床研究は、動物及び試験管モデルを使用するものと比較し、ランダム化、ブラインディング化、プラセボ制御、横断研究含む研究設計基準を適切に満たすものは多くありません(129、130)。

血圧が正常な緑内障患者(n = 30)では、黒スグリアントシアニン(50 mg)毎日6ヶ月間摂取すると、視野障害が安定し、眼血流が改善し、血漿エンドセリンの正常化することがわかりました(131)。

開放隅角緑内障の治療を受けている患者が2年間毎日25mgのアントシアニンを摂取したところ、同様の効果が観察されました(132)。

眼内圧に関する効果は毎日50mgのアントシアニンを4週間摂取する横断研究でも観察されました(n=21)(133)。

アントシアニン~30mgに相当するミントロゲノール(ビルベリーと松の樹皮の抽出物)を6ヶ月間毎日摂取した場合、プロスタグランジンF2a(緑内障治療薬)類似物を服用している抗眼圧症患者に対し、さらなる治療効果をもたらしました(135)。

ミントロゲノールの付加的な効能は、毛細血管ろ過の正常化、血管透過性に関連する降圧効果だと推測されます。

この効果は、ミントロゲノールに類似した製品であるテゲンスを使用している糖尿病性網膜症患者にへの研究でも示唆されています(136)。

ブルーベリーの研究では、同様の保護効果が脂肪毒性による血管内皮機能障害に対する試験管モデルで、実証されています(137)。

ブルーベリーの効果には一酸化窒素のより高い移行性が関連付けられています。

非増殖性糖尿病性網膜症(n=88)の被験者に12ヶ月間、タゲンFでビルベリーアントシアニン510mgを毎日摂取させると、コントラスト感度の改善が見られました (138)。

30人(139)及び、60人の健康な調査対象者(140)に対する1ヶ月間の横断試験では、アントシアニン摂取は、コントラスト感度の改善により、近視患者の視力調節能力の向上と眼疲労の軽減への関連が見られました。

最高容量とプラセボの間には暗順応閾の改善、及び12.5、20、50mg/用量の黒スグリ濃縮物の摂取後の視覚順応の変化が報告されています(141)。

最新の成人(n=60及び72)に対する2つの横断研究では、ブルーベリージュースの摂取による網膜の光褪色に軽度の改善が見られたものの、暗順応、暗順応視力、またはコントラスト感度に対する影響は見られませんでした(142)。

興味深いことに、7または346 mgのブルーベリーアントシアニンを1日1回摂取することで、3週間、または12週間の摂取後に光退色回復効果が生じました。

健康的な人にアントシアニンを短期間、低容量摂取させる研究では、暗順応閾、視力、コントラスト感度の改善は見られませんでした(413-146)。

これはこのような効果を報告する先行研究と矛盾しています(参考文献129及び130を参照)。

動物モデルにおけるブルーベリーとアントシアニンの視覚への効果

人間の網膜ジストロフィを広く使用する光誘発性網膜光受容体変性を使用した研究では(147)、ブルーベリー種による神経保護効果は、長期(5-35日)(148、149)、または短期(2-72時間)(149-153)の10~500mgのアントシアニンの摂取によりその効果を実証しています。

眼病の特徴として多く見られる網膜の炎症は、マウスにLPSの腹腔内注射によって炎症を誘発させた後に、ビルベリー抽出物(500 mg / kg BW)を4日間与えることで軽減できることがわかりました(154)。

ビルベリー群においては、網膜の電気生理が改善され、ロドプシンが保存され、対象と比較し視細胞への損傷が少なくなることがわかりました(154)。

同様の網膜炎症モデルでは、5-50mg/日のビルベリーを5日間摂取したマウスは、グルタチオン、ビタミンC、スーパーオキシドジスムターゼ、グルタチオンペルオキシダーゼによる神経保護抗酸化能力の増加に加え、神経毒性が見られないマロンジアルデヒトの用量依存が減少しました (155)。

また、主に網膜神経節細胞を対象とする他の眼病変も調査されています。

視神経損傷のマウスを用いた試験管モデルでは、ビスベリー抽出物[100 mg/(kg・日)]を摂取することで網膜神経節細胞の変性が緩和されました。

ビルベリー抽出物(1%)は試験管モデルにおいて3-(4-モルホリノシド)シドノンイミン塩化水素により作られた酸化条件下で網膜神経節細胞の損傷を減らしました(156)。

また、ビルベリーはN-メチル-d-アスパラギン酸(20〜100μg/目)によって作られた、酸化条件においてマウスの網膜神経節細胞を保護しました(156)。

視覚の発達は、ベリーの摂取により実験的に影響を受ける場合があります。

若いヒヨコの目に強いマイナスレンズを挿入することにより近視を誘発させる実験では、黒スグリ抽出物(400mg/kg体重)を実験の3日前に与えたヒヨコは近視になりにくくなることがわかりました(157)。

老化を促進した高血圧OXYSマウスでは、ビルベリー抽出物(20mg/kg 体重)を摂取することで網膜変性と白内障の発症を遅らせることがわかりました(158)。

亜セレン酸ナトリウムの皮下注射によって白内障を誘発させた新生児マウスにおいて、40 mg/日のビルベリーの濃色ポリフェノールを投与すると白内障を防ぐことがわかりました (159)。

この効果は水晶体の赤血球系転写因子2関連転写因子2及びヘムオキシナーゼ-1の調整により発生しています。

高レベルの酸素にさらされた新生児マウスは、人間の未熟児網膜症に似た血管合併症を発症します。

高レベル酸素に暴露された後の新生児にビルベリー抽出物(300ng/目)の眼内注射を行うことで、血管内皮成長因子A及び下流調節されたキナーゼにより新生血管内の房の形成を防ぐことができることがわかりました (160)

試験管モデルによるブルーベリー、アントシアニン、視覚生理学試験

試験管モデルにおいて予防、または治療に使用されるブルーベリーとそのアントシアニンの抗酸化能力は、酸素供与(161、162)、一重項酸素の消去(163)、グルタチオン合成(149、164)、およびグルタミン酸損傷(165)に関連する実験モデルで実証されています。

分子アロステリック効果としてのアントシアニンの作用は受容体タンパク質ロドプシン(166)及び概要黄斑ジストロフィに関係するタンパク質であるベストロフィン(167)で調査されています。

アントシアニンとフラボノイドの試験管モデルでは白内障の発生を防ぐアロステリック効果が報告されています(168-171)。

ビルベリーアントシアニンは培養人間角膜上皮細胞の生存率、分化を増加させます(172)。

ワイルドチャイニーズブルーベリー(V. uliginosum L.)は網膜色素上皮細胞株D407に同様の効果をもたらしました(173)。

ブルーベリーは光誘発老化、及び再生後の人間網膜色素上皮細胞の生存率、分化を改善しました(174)。

複数の研究において、ロボプシンの再生速度に影響を与えること(166、175–177)、光伝達カスケードの下流Gタンパク質を調整すること(178、179)またはレチノイド結合タンパク質を減少させること(163)により、試験管モデルにおいてフラボノイドの網膜視細胞の感受性を向上させる役割を実証しています。

ウシの毛様体筋の調節において、アントシアニンはエンドセリン-1経路と相互作用して筋収縮性を低下させました。

これは近視眼の遠方視の調節プロセスに関連しています(180)。

ブルーベリー、アントシアニン、及び食品加工

新鮮なブルーベリーは繊細で、多くの場合、収穫後にすぐ加工し保存されます。

急速冷凍は果実の保存、ビタミンC、フェノール類、アントシアニン、抗酸化作用の保持のために広く使用されている加工方法です(181)。

-18度で保存されたブルーベリーのアントシアニン損失率は10ヶ月の保管で12%でした(181)。

ドライブルーベリーは室温で保存できます。

従来の乾燥法はアントシアニンを大きく損失させる可能性がありましたが(182)、フリーズドライはブルーベリーの植物科学的な品質を維持しながら水分を取り除くという優れた方法です(183)。

フリーズドライしたブルーベリーパウダーは、25、42、および60°Cで保存した場合、それぞれ139、39、および12 日の半減期でその温度に依存しアントシアニンが失われます(184)。

ブルーベリーの放射乾燥は、アントシアニン、または総フェノール含有量に影響を及ぼしません(185)。

冷蔵貯蔵と組み合わせて使用する高圧およびパルス電界などの非熱技術は、加工直後にブルーベリービタミンC、総フェノール、アントシアニン量を維持します(186)。

ブルーベリーは、貯蔵安定性のある製品(缶詰、ジュース、ジャムなど)に加工することができます。

ただし、加工処理をすることにより植物化学物質プロファイルが変化する可能性があります。

ジュースやピューレに加工する途中に熱、酸素、酵素が加わることでブルーベリーの植物化学物質が分解され、ビタミンCとアントシアニンが多く失われます。

ブルーベリーはアスコルビン酸が少なく、アントシアニンが豊富です(187)、特にアントシアニンはアスコルビン酸によって簡単に分解されてしまいます(188、189)。

ブルーベリーの均質化させることは、ポリフェノールオキシダーゼによるアントシアニン、プロアントシアニジン、およびフラボノールを酸化させ、失わせることに繋がります(190)。

酵素触媒による酸化は、製粉および脱ペクチン化の前に湯通しすることにより防ぐことができます (191)。

微生物や酵素を不活性化するために行う低温殺菌は、通常、ポリフェノール化合物を少量損失(<10%)させますが、風味に悪影響を与える場合があります(192)。

ポリフェノール化合物は、ポリフェノールが豊富な皮や種子を物理的に除去することで失われてしまいます(193–195)。

貯蔵安定性のあるジャム(196)、ジュース(197)、抽出エキス(198)などのブルーベリー製品は、常温で保管することでポリフェノール化合物を失う可能性がありますが、冷蔵することでその損失を減らすことができます。

ブルーベリーは加工することで、果実の構成を大きく変えてしまう可能性があります。

したがって、健康に効果的な化合物を抽出すること、貯蔵安定性を最適化することが大切です。

まとめ

健康を促進する食品としてブルーベリーを紹介する研究は複数発表されています。

人間の健康におけるブルーベリーとアントシアニンの役割を裏付ける証拠は、観察および臨床研究により概説され、動物および試験管モデルを使用した機械的研究が続きます。

一般的にブルーベリーはストレスや病気のリスクを伴う実験モデルでより大きな結果を出すことがわかっています。

心血管、糖調節、神経保護、および視覚への効果を裏付ける摂取量はそれぞれ異なります。

例えば、ブルーベリーとアントシアニンの心臓保護作用についての疫学的根拠は多く示されていますが、人間の視覚におけるブルーベリー、またはアントシアニンの効果についての疫学的根拠は十分ではありません。

また、認知能力と脳機能を改善するブルーベリーに関連する実質的な臨床的根拠はありますが、この分野のアントシアニンに関する疫学的根拠は比較的少数です。

ブルーベリー成分の抗炎症作用、抗酸化作用、血管保護作用はともに、インスリン感受性組織へのグルコース送達の制御と代謝機能の向上に貢献しています。

これらの作用は、健康的に年を重ねるために不可欠な領域に影響を及ぼします。

特に、心血管代謝機能障害のバイオマーカーは、晩年の血管性およびアルツハイマー型認知症の発症リスクに関連性が見られ(92、93)、これは神経炎症の緩和に関連している可能性も指摘されています。

ブルーベリーの摂取に関連する健康効果は、観察試験(8)、臨床試験(48)、動物試験(87)、および生体外試験(114)により裏付けられています。

ブルーベリーの抗炎症及び免疫効果には、ブルーベリーの健康研究の新しい領域であるムチン関連及び他の結腸微生物叢が含まれるものもあります (67)。

ブルーベリーの効果は短期的(例えば参考文献の18、78、100を参照)及び長期的(例えば参考文献76及び94を参照)な介入の両方で観察されています。

ブルーベリーの健康研究では、複数の重要な分野に関する理解が不十分なままです。

例えば、臨床効果における用量依存性はほとんどわかっていません(18、101、142)。

アントシアニン代謝物の体内での生体活性は、まだほとんどわかっていません。

別の重要な課題は、結腸におけるブルーベリーアントシアニンのフェノール分解物と他の植物性食品に由来する類似のフェノール化合物と比較した場合の生体活性です。

しかしこのことは、ブルーベリーの健康効果を期待する上で不利になるものではありません。

私たちは、この調査結果のレビューが、消費者、医療従事者、食品及び健康産業にとってブルーベリーと健康に関して理解することに役立つものになることを期待しています。

適度な摂取(アントシアニン50mg、ブルーベリー3分の1カップ)が社会経済的に重要な疾病や罹患のリスクを軽減させることは間違いありません。

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