パルミチン酸（PA）は、母乳、肉、乳製品に含まれる最も一般的な脂質の1つです。カナダのトロント大学の研究者らは、新しい研究で、食事中のパルミチン酸レベルが低い場合、肝臓で生成され、発達中の脳に運ばれることを発見しました。この前臨床研究の結果は、脳の健康に対するパルミチン酸の重要性を強調し、乳児用調合乳のパルミチン酸レベルを下げるためのさらなる研究の必要性を指摘しています。研究結果は、2024年1月17日に「低パルミチン酸給餌に反応した食事中の糖による肝臓の脂肪生成の上昇が脳のパルミチン酸を供給する」というタイトルでNature Communications誌にオンラインで発表されました。
論文の責任著者であるトロント大学のリチャード・バジネット氏は、「成長中のマウスの食事に含まれるパルミチン酸の量を変えても、脳には影響がなかった。食事中の脂質が減ると、脳内の脂質も通常減るため、この発見は驚くべきものだ。しかし、この新しい研究では、食事摂取量に大きなばらつきがあるにもかかわらず、肝臓が脂質生産を増やして脳に十分な脂質が行き渡るようにすることができた」と述べた。
パルミチン酸は、哺乳類の生涯を通じてさまざまな方法で脳の健康をサポートする飽和脂肪です。神経接続を絶縁する鞘であるミエリンの構造と機能に寄与し、炎症を制御して細胞シグナル伝達を促進する分子の前駆体です。
科学者たちは、人間や他の哺乳類が食物からパルミチン酸を摂取できること、また、パルミチン酸を合成するために主にグルコースを必要とする「デノボ脂肪生成」と呼ばれるプロセスでパルミチン酸を生成できることを長い間知っていました。成長と成熟のさまざまな段階で体がどの供給源に頼っているかについてはほとんどわかっていません。
バジネット氏は、この研究結果は、パルミチン酸があらゆる段階、特にこの脂肪が最も必要とされる発達段階において、脳の健康にとって重要であることを浮き彫りにしていると述べた。
バジネット氏は、「興味深いことに、脳がパルミチン酸を生成する一方で、肝臓はパルミチン酸の大幅な増加を制御している。これらのシステムには冗長性が組み込まれているため、体は栄養素の摂取量が不足するリスクがない」と述べた。
論文の第一著者であり、バジネット研究室の博士課程の学生であるマッケンジー・スミス氏は、この結果は乳児用粉ミルク中のパルミチン酸の量を減らそうとしている製造業者に一考を促すはずだと述べた。
スミス氏は、「粉ミルクに含まれるパルミチン酸の量を減らすことは可能で、それが環境に良い影響を与える可能性はあるが、健康への影響はまだわかっていない。肝臓がパルミチン酸を大量に生成すると、行動や発達に影響が出る可能性があるのか？肝臓に悪影響が出る可能性があるのか？」と語った。
画像はNature Communications、2024、doi:10.1038/sより41467-023-44388-4
スミス氏はまた、食事を通じてパルミチン酸を最も少なく摂取したマウスでさえ、一部の粉ミルク製造業者が目標とする量よりも高いレベルのこの脂質を摂取していたと指摘し、この矛盾がさらなる前臨床研究と人間研究の根拠となると付け加えた。
成長中のマウスの脳内のパルミチン酸の起源を明らかにするために、著者らは新しい炭素同位体技術を使用しました。同位体とは、わずかに異なる性質を持つ同じ化学元素の異なるバージョンです。この新しい研究では、植物が光合成中に炭素を吸収する方法に基づいて、環境中の炭素同位体比の自然な違いを利用しました。
スミス氏は、「ほとんどの植物は大気中の炭素を固定するのに同じ経路を使用し、同じ炭素同位体比を持っていますが、肝臓でパルミチン酸を生成するために使用するトウモロコシやサトウキビなどの糖は、異なる炭素同位体比を持っています」と述べています。
スミス氏によると、マウスの脳では、炭素同位体比が低い特徴はパルミチン酸が食物由来であることを示しており、炭素同位体比が高い特徴は脂肪がゼロから合成されていることを示しているという。
著者らは、マウスの発達の複数の段階でこれらの特徴を追跡することができ、マウスの発達中の脳におけるパルミチン酸の主な供給源が肝臓であることを特定した。この発見は、遺伝子の変化を調べることで確認された。
このアプローチは新たな研究の機会を切り開く、とスミス氏は言う。「非常に高価な従来の放射性トレーサーと比較して、この新しい技術は費用対効果の高い長期的な研究設計を可能にする。」
バジネット研究室の研究者たちは現在、最新の研究結果を基に同じ技術を成人の脳組織に適用している。バジネット氏は、このアプローチは他の脂質分子や栄養素の食事由来の測定と追跡の新しい方法になるかもしれないと述べている。
バジネット氏は、「この技術によって、添加糖分の出所や量を追跡するといった問題が明らかになるかもしれない。これは栄養科学にとって非常に有益となる可能性がある」と語った。
