植物ステロール
β-シトステロール、典型的な植物ステロール

植物ステロールはコレステロールに似た植物ステロイドであり、植物の生体膜の構造成分として機能します。[ 1 ]植物ステロールとスタノールが含まれます。[ 1 ] 250種類以上のステロールと関連化合物が特定されています。[ 2 ]油から抽出された遊離植物ステロールは水に不溶性で、油には比較的溶けにくく、アルコールには溶けます。

植物ステロールを豊富に含む食品やサプリメントは、数十年にわたって販売されてきました。[ 3 ]植物ステロールを長期摂取すると、通常約5～10%の範囲でLDLコレステロールが低下することが十分に立証されていますが、植物ステロール自体が心血管疾患の発生率を低下させたり、空腹時血糖値やグリコヘモグロビン値、または全死亡率を改善したりするという長期結果試験からの決定的な証拠はありません。[ 4 ] [ 5 ]

そのため専門家のレビューでは、植物ステロール強化製品はLDLコレステロールを低下させるための食事の選択肢として考えられるが、心血管系の「ハード」エンドポイントと死亡率への影響はまだ確立されていないと強調されている。[ 6 ]

構造

四環式ダマラントリテルペンの構造命名法

スタノールは縮合多環構造を持ち、炭素側鎖や二重結合の有無（飽和）が異なります。[ 3 ]炭素4位のメチル基の位置に基づいて、4,4-ジメチル植物ステロール、4-モノメチル植物ステロール、4-デスメチル植物ステロールに分類されます。[ 7 ]スタノールは飽和ステロールであり、ステロール環構造に二重結合がありません。

論文の冒頭部分にある分子はβ-シトステロールです。命名法は右側に示されています。

  • 炭素24を除去するとカンペステロールが得られる。
  • 炭素24 1と 24 2を除去するとコレステロールが得られます。
  • 22 番目と 23 番目の炭素から水素を除去すると、スティグマステロール(スティグマスタ-5,22-ジエン-3β-オール) が生成されます。
  • 炭素5と6の間の二重結合を水素化することで、β-シトスタノール（スティグマスタノール）が得られます。
  • 炭素5と6の間の二重結合を水素化し、炭素24を除去することで、カンペスタノールが得られます。
  • 炭素22と23から炭素24と水素を除去し、C-24の立体化学を反転すると、ブラシカステロール（エルゴスタ-5,22-ジエン-3β-オール）が生成されます。
  • ブラシカステロールから7位と8位の炭素からさらに水素を除去すると、エルゴステロール（エルゴスタ-5,7,22-トリエン-3β-オール）が得られます。重要：エルゴステロールは植物ステロールではありません。エルゴステロールは真菌細胞膜の成分であり、真菌において動物細胞におけるコレステロールと同じ機能を果たします。

加えて：

  • 炭素 3 位のヒドロキシル基を脂肪酸/有機酸または炭水化物でエステル化すると、植物ステロール エステル、すなわちオレイン酸エステル、フェルラ酸エステル、および (アシル) グリコシドが生成されます。

食物性植物ステロール

天然に存在する植物ステロールの最も豊富な供給源は、植物油とそれから作られた製品です。ステロールは遊離型、脂肪酸エステル、糖脂質の形で存在します。結合型は通常、小腸で膵酵素によって加水分解されます。[ 8 ]油脂精製 の脱臭工程でステロールの一部が除去されますが、その相対的な組成は変化しません。そのため、ステロールは真正性を確認するための有用なツールとなります。

植物ステロールの一般的な供給源として、植物油は植物ステロール含有量を強調したマーガリン製品として開発されてきました。 [ 3 ]穀物製品、野菜、果物、ベリー類は植物ステロールがそれほど豊富ではありませんが、摂取量が多いため、植物ステロールの重要な供給源となる可能性があります。[ 9 ]

天然由来の植物ステロールの摂取量は、食習慣によって異なりますが、1日あたり約200～300 mgです。[ 10 ]特別に設計されたベジタリアン実験食は、1日あたり700 mg以上を摂取できるように作られています。[ 11 ]人間の食事で最も一般的な植物ステロールは、β-シトステロール、カンペステロール、スティグマステロールです。[ 3 ]これらは、それぞれ食事内容の約65％、30％、3％を占めています。[ 12 ]人間の食事で最も一般的な植物スタノールは、シトスタノールとカンペスタノールで、これらを合わせると食事中の植物ステロールの約5％を占めています。[ 13 ]

原油中のステロール組成（総ステロール分率の割合）[ 14 ]
コレステロールブラシカステロールカンペステロールスティグマステロールβ-シトステロール∆5-アベナステロール∆7-アベナステロール∆7-スティグマステロール
ココナッツオイル0.6～2 0～0.9 7～10 12～18歳 50～70 5～16歳 0.6～2 2～8
コーン油0.2～0.6 0～0.2 18～24歳 4～8 55～67歳 4～8 1～3 1～4
綿実油0.7～2.3 0.1～0.9 7.2～8.4 1.2～1.8 80～90 1.9～3.8 1.4～3.3 0.7～1.4
オリーブ油0～0.5 2.3～3.6 0.6～2 75.6 – 90 3.1 – 14 0～4
パーム油2.2～6.7 18.7 – 29.1 8.9～13.9 50.2 – 62.1 0～2.8 0～5.1 0.2～2.4
パーム核油1 – 3.7 0～0.3 8.4～12.7 12.3～16.1 62.6 – 70.4 4～9 0～1.4 0～2.1
ピーナッツオイル0.6～3.8 0～0.2 12～20歳 5～13歳 48～65歳 7～9 0～5 0～5
菜種油0.4～2 5～13歳 18～39歳 0～0.7 45～58歳 0～6.6 0～0.8 0～5
大豆油0.6～1.4 0～0.3 16～24歳 16～19歳 52～58 2～4 1～4.5 1.5～5
ひまわり油0.2～1.3 0～0.2 7～13歳 8～11歳 56～63 2～7 7～13歳 3～6

健康に関する主張

EFSA

欧州食品安全機関（EFSA）は、植物ステロールとスタノールを1日1.5～2.4グラム摂取すると、血中コレステロールが平均7～10.5%低下し、その効果は通常2～3週間で現れると結論付けました。最長85週間にわたる長期研究では、コレステロール低下効果が持続することが示されました。[ 15 ]このデータとその他の有効性データに基づき、EFSAの科学委員会は次のような健康に関する勧告を発表しました。「植物ステロールは血中コレステロールを低下させることが示されています。血中コレステロールの低下は、冠動脈性心疾患のリスクを低減する可能性があります。」[ 16 ]

FDA

FDAは、植物ステロールについて以下の主張を承認しています。 植物ステロールエステルについて: (i) 植物ステロールエステルを 1 食分あたり 0.65 g 以上含む食品を、飽和脂肪とコレステロールの少ない食事の一環として、1 日 2 回食事とともに食べ、1 日の総摂取量が少なくとも 1.3 g の場合、心臓病のリスクを軽減する可能性があります。[食品名] の 1 食分には、___ グラムの植物油ステロールエステルが含まれています。[ 17 ]植物スタノールエステルについて: (i) 植物スタノールエステルを 1 食分あたり 1.7 g 以上含む食品を、飽和脂肪とコレステロールの少ない食事の一環として、植物スタノールエステルを 1 日 2 回食事とともに食べ、1 日の総摂取量が少なくとも 3.4 g の場合、心臓病のリスクを軽減する可能性があります。[食品名] の 1 食分には、___ グラムの植物スタノールエステルが含まれています。[ 18 ] FDAは、植物ステロールサプリメントに関する臨床試験を検討した結果、強化食品に1～3グラムを摂取した場合、プラセボと比較して血中LDLコレステロール値が統計的に有意（5～15%）に低下したと結論付けました。また、FDAは、植物ステロール摂取とCVDリスク低下のためのコレステロール低下との関連を証明するには、1日2グラムの植物ステロール（非エステル化植物ステロールとして表記）の食事摂取が必要であると結論付けました。[ 19 ]

カナダ保健省

カナダ保健省は、 1994年から2007年の間に発表された植物ステロール補給に関する84件のランダム化比較試験のエビデンスを検証しました。その結果、1日平均2グラムの摂取で、LDLコレステロールが平均8.8%減少することが確認されました。[ 20 ] カナダ保健省は、植物ステロールの摂取と血中コレステロール低下との関連性を裏付ける十分な科学的エビデンスが存在すると結論付けました。このエビデンスに基づき、カナダ保健省は高コレステロール血症患者向けの食品について、以下の記述を承認しました。主要記述：「[製品名]の[栄養成分表示表のメートル法および一般的な家庭用計量単位による1食分]には、成人のコレステロールを低下させる/下げる効果があるとされる植物ステロールの1日摂取量*のX%が含まれています。」主要記述に隣接し、印刷物、文書、または図表を介さずに、組み合わせて、または単独で使用できる2つの追加記述：「植物ステロールはコレステロールを低下させる[または下げる]のに役立ちます。」この文言を使用する場合、文字サイズと文字の2倍の大きさで目立つように表示する必要があります。「高コレステロールは心臓病の危険因子です。」この文言を使用する場合、文字サイズと文字の2倍の大きさで目立つように表示する必要があります。

コレステロール低下

植物ステロールがコレステロール値を下げる能力があることは、1953年に初めてヒトで実証されました。[ 21 ] [ 22 ]その後、1954年から1982年にかけて、植物ステロールは高コレステロールの治療薬として、サイテリンという名前で医薬品として販売されました。[ 23 ]

コレステロールを低下させるメカニズム

植物ステロールは腸管コレステロールの吸収を低下させるが、そのメカニズムとしては主に2つが提唱されている：(1) 腸管腔内のコレステロールのミセル可溶化を低下させる（「混合ミセル仮説」）[ 24 ] [ 25 ]、(2) 吸収と排出が競合する腸管上皮細胞の刷子縁膜（微絨毛）でのコレステロール処理の調節（「経腸ステロール排出（TISE）」モデル）[ 26 ] 。

メカニズム1：混合ミセル仮説（内腔）

池田らは、胆汁酸塩混合ミセルのステロール可溶化能力には限界があると提唱している。[ 24 ] [ 25 ]植物ステロールがミセル内に入ると、in vitroにおいてコレステロールのミセル溶解度を低下させ、コレステロールの吸収能が低下することを示唆している。この枠組みでは、作用点の鍵となるのは腸管腔（腸の内容物）、すなわちコレステロールが刷子縁膜と相互作用する前の状態である。この腸管腔内競合は、in situ腸管ループ実験において阻害効果には繋がらない。ラット小腸ループにおいて、β-シトステロールは、予め形成されたミセル溶液からのコレステロール吸収を阻害しなかった。

メカニズム2：刷子縁膜（微絨毛）モデル

中野らは、刷子縁膜（BBM）が、コレステロールの吸収（細胞内）に向かう動きと内腔に戻る動き（TICEを含む排出）という相反する流れを隔てる「分割リッジ」として機能すると提唱している。[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]このモデルでは、植物ステロールはBBMに拡散的に取り込まれ、同化されにくいため、ABCG5/G8によって排泄されるか、逆拡散し、内腔とBBMの間をこの往復が繰り返される。微絨毛膜での反復相互作用を通じて、植物ステロールは同時のコレステロール排出を促進し、正味吸収を低下させる（NPC1L1関連のコレステロールの細胞内への輸送を阻害することによっても、この効果が期待される）と提案されている。

スタチン療法の補完：LDL低下効果の追加、臨床的効果は不確実

コレステロールを下げることで、明確に定義された状況下で心血管疾患（CVD）のリスクと全死亡率を低下させることが証明されているスタチンとは異なり、植物ステロールを豊富に含む食品やサプリメントがCVDのリスクを低下させるという証拠は一貫しておらず、2件のレビューでは効果がないか限界的であると示されており[ 29 ] [ 4 ]、もう1件のレビューでは、コレステロール低下効果を得るために食事中の植物ステロールを使用する証拠を示しています[ 30 ] 。

スタチンと植物ステロールを豊富に含む食品を併用すると、植物ステロールのコレステロール低下効果が増強されるが、これも臨床的有用性の証明はなく、潜在的な副作用に関する逸話的な証拠がある（ただし、スタチンには筋障害や消化器系の問題などの副作用もある）。[ 29 ]スタチンは、律速酵素HMG-CoA還元酵素を阻害することでコレステロール合成を低下させる。植物ステロールは、1つまたは複数のメカニズムを介して腸管でのコレステロール吸収と競合することでコレステロール値を低下させ、[ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]スタチンの効果を補完する。植物ステロールは、スタチン使用者のコレステロール値をさらに約9%～17%低下させる。[ 34 ]スタチンの種類や用量は、植物ステロールのコレステロール低下効果に影響を与えないと思われる。[ 35 ]

同様に、スタチンとエゼチミブの固定用量併用療法は、スタチンが肝臓でのコレステロール合成を阻害するのに対し、エゼチミブは植物ステロールと同様に腸管でのコレステロール吸収を阻害するという相補的な経路を標的とするため、スタチン単独療法と比較してLDL-C値をさらに低下させます。スタチン療法にエゼチミブを追加すると、高リスク患者において臨床転帰の改善が実証されています（例：IMPROVE-IT）。

コレステロールを低下させる性質があるため、一部のメーカーはステロールやスタノールを食品添加物として使用しています。[ 3 ] [ 36 ]

安全性

植物ステロールは安全に使用されてきた長い歴史があり、[ 3 ]その歴史は、1954年から1982年まで米国で販売されていた植物ステロールの医薬品であるサイテリンにまで遡ります。 [ 23 ]植物ステロールエステルは、米国では一般的に安全（GRAS）と認識されています。 [ 37 ]植物ステロールを含む機能性食品は、2000年にEU市場に導入された後、発売後のモニタリングの対象となり、予期せぬ副作用は報告されていません。[ 38 ]

植物ステロール摂取に関する潜在的な安全性の懸念は、植物ステロール血症の患者において見られる。植物ステロール血症は、血中植物ステロール濃度が50～100倍に増加し、冠動脈アテローム性動脈硬化症の急速な発症に関連する稀な遺伝性疾患である。しかし、植物ステロールがアテローム性動脈硬化症の発症を促進するという直接的な証拠はない。一方、メタアナリシスでは、シトステロール血症患者に観察される早期アテローム性動脈硬化症とそれに伴うCVDは、小児期の重度の高コレステロール血症に起因することが示された。[ 39 ]また、植物ステロールを補給した食品を摂取したとしても、食事性植物ステロールは循環血中の植物ステロール濃度を有意に上昇させないことにも留意すべきである。[ 39 ]

植物ステロール血症は、植物ステロールを腸管上皮細胞と肝細胞からそれぞれ内腔と胆管に送り出す ABCG5/G8 タンパク質の変異に関連しています。

血液中の植物ステロール濃度は、調査対象集団に応じて、CVDリスクと正の相関、負の相関、または相関しない相関があることが示されています。[ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ]植物ステロールとCVDまたはCHDリスクの関連性は、植物ステロール濃度がコレステロールの吸収を反映するため複雑です。（コレステロール吸収のマーカーとしての植物ステロールを参照）。[ 39 ]

ステロールとスタノール

植物ステロールと植物スタノールがコレステロールを低下させる同等の能力と安全性があるかどうかは、依然として激しく議論されているトピックである。臨床試験で直接比較した場合、植物ステロールと植物スタノールはコレステロール値を同等に低下させることがわかっている。[ 48 ] [ 49 ] [ 50 ] 0.6～2.5 g/日の用量で植物ステロールと植物スタノールを直接比較した14件のランダム化比較試験のメタアナリシスでは、総コレステロール、LDLコレステロール、HDLコレステロール、またはトリグリセリド値に関して、2つの形態の間に違いは見られなかった。[ 51 ]植物ステロールまたはスタノールの高用量（> 4 g/日）を検討する試験は非常に限られており、同じ高用量の植物ステロールと植物スタノールを比較した試験はまだ完了していない。

ステロールとスタノールの安全性に関する議論は、腸管吸収と血漿濃度の違いを中心に展開されています。フィトスタノールの腸管吸収率はフィトステロール（0.4～5%）よりも低く（0.02～0.3%）、その結果、血中フィトスタノール濃度はフィトステロール濃度よりも一般的に低くなります。[ 29 ]

植物における機能

ステロールはすべての真核生物にとって必須です。動物細胞や真菌細胞が主要なステロールを1種類しか含まないのに対し、植物細胞はシトステロールとスティグマステロールを主成分とする多様なステロール混合物を合成します。[ 52 ]シトステロールは、哺乳類細胞膜のコレステロールと同様に、膜の流動性と透過性を調節します。[ 53 ]植物ステロールは、膜結合酵素の活性を調節することもできます。[ 53 ]植物ステロールは、植物の温度への適応や病原体に対する免疫にも関連しています。[ 54 ]

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