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Jun 02, 2025

希少糖の医療応用：糖尿病および肥満症におけるD-アルロースの役割
（Glycoforum. 2025 Vol.28 (3), A11）
DOI: https://doi.org/10.32285/glycoforum.28A11J

福長 健作

福長 健作

氏名：福長 健作
香川大学医学部 内分泌代謝・先端医療・臨床検査医学講座 助教
2009年 香川大学医学部卒業、2014-2018年 香川大学大学院医学系研究科　分子情報制御医学専攻 病態制御医学部門(博士課程)修了。内分泌代謝内科領域を専門として診療・研究に従事。
研究では、脂肪組織・肥満・糖代謝に対する希少糖の影響検討と臨床展開、MASLD(代謝機能障害関連脂肪性肝疾患)合併2型糖尿病患者への新規治療戦略、検診データを用いた生活習慣病発症予測因子の検索と有用性の検討、小児生活習慣病対策のための課題解決型体験教室（「未来教室」）など、社会実装を見据えた臨床研究に臨んでいる。日本内科学会認定内科医・総合内科専門医・研修指導医、日本糖尿病学会専門医・指導医、日本内分泌学会専門医・指導医、日本専門医機構内分泌代謝・糖尿病内科領域専門医・指導医、日本医師会認定産業医。

序文

糖尿病と、肥満および肥満に起因する健康障害を合併した肥満症は、世界的な健康問題であり、新たな治療戦略が求められている。これら、生活習慣病の治療の基本となるのは食事療法、運動療法などの日常生活習慣の改善である。近代の砂糖の大量消費に伴い、砂糖の過剰摂取は糖尿病、肥満症、心血管疾患などのリスク増加に関係し1、砂糖の代わりとなる安全な代替甘味料の関心が高まっている。代替として人工甘味料を使用することで、肥満・糖尿病の予防や治療に有用な可能性2が指摘される一方、人工甘味料が糖代謝を悪化させる可能性が報告3されており、注意が必要である。そんな中、天然由来の希少糖であるD-アルロースの2型糖尿病患者における有効性について、我々は臨床研究を通して検証を行い、糖代謝を改善する可能性について報告してきた。本総説では、D-アルロースの糖尿病および肥満・脂肪燃焼への影響に関する最新の知見を整理し、その医療応用の可能性を検討する。

2. 希少糖とD-アルロースの概要

2-1. 希少糖とは

これまでのシリーズでも述べられているように、希少糖は「自然界における存在量が少ない単糖およびその誘導体」と定義される。これまでの研究では、希少糖がさまざまな生理活性を持つことが示されている。

2-2. D-アルロースの特性

D-アルロースは、熱量としては0.4kcal/gと非常に少なく、摂取後に血中に吸収されるものの、ほとんどが尿中に排泄されるため、エネルギー源として利用されない4。大量の摂取で消化器症状や軟便などの症状が出現することがあるが、その1日の最大無作用量は0.55g/kg体重とされており5、余程大量に摂取しない限り安全な物質といえる。

3. D-アルロースによる食後血糖抑制作用と抗肥満作用のメカニズムについて

3-1. 食後血糖抑制のメカニズム

D-アルロースは、小腸粘膜で腸管腔から腸細胞に取り込まれ、毛細管へ輸送される過程でα-グルコシダーゼの活性を阻害し、D-グルコースとD-フルクトースの輸送・吸収を競合的に阻害する単糖吸収抑制作用6により、食後の血糖上昇を抑制することが知られている。さらに、肝細胞内でグルコキナーゼ（GK：肝細胞内に取り込まれたグルコースのリン酸化を触媒し、グリコーゲンの合成を促進）の発現を増加させ、糖新生を減少させることで肝臓からのグルコース放出を抑制し、血糖値の上昇が抑制される機序なども報告されている7。また、インスリン抵抗性の改善を通じた膵β細胞保護作用を有する可能性8など、基礎研究において血糖調節作用における多面的なメカニズムを持つことが示唆されている。

3-2. 抗肥満のメカニズム

さらに、D-アルロースの摂取は、食欲調節やエネルギー消費に関与するホルモンの分泌を促すことで、肥満の改善にも寄与する可能性がある。動物実験では、D-アルロースの摂取により消化管ホルモンであるGlucagon-like peptide-1（GLP-1）の分泌が促進され、これが迷走神経求心路の活性化を介して視床下部の摂食抑制シグナルを増強することで抗肥満作用を示す可能性が報告されている9。また、近年の我々の研究において、D-アルロースが、白色脂肪組織から褐色脂肪細胞（脂肪を燃焼し熱産生を行う脂肪細胞）様の細胞へ誘導すること（脂肪細胞のベージュ化）で熱産生を促進する可能性が示唆されている。特にミトコンドリア脱共役タンパク質1（Uncoupling Protein-1: UCP-1）の発現が変化する可能性があり、脂肪蓄積の抑制と体脂肪量の減少における新たな機序に関する検討を進めている。

4. D-アルロースがヒトに与える影響について

4-1. 健常人、耐糖能異常者における効果について

健常人、耐糖能異常者に対する食後血糖抑制効果など、すでにヒトにおける様々な検証にて、D-アルロースは食後血糖の上昇を抑制する効果があると報告されている。D-アルロースは、健常者において用量依存的に食後血糖値の上昇を抑制し、インスリン分泌を調整することが示されている10-12。また耐糖能異常者（いわゆる境界型糖尿病患者）15名において試験食（425 kcal：炭水化物84.5g、タンパク質13.3g、脂肪3.7g）を摂取する際に5gのD-アルロースを負荷すると食後血糖値は有意に低下を認めた13。このようにD-アルロースは健康成人、境界型糖尿病患者において食後血糖値の改善に効果を発揮する可能性が期待されている。

4-2. 糖尿病患者での効果について　～厳格な糖尿病治療食とD-アルロース含有糖尿病治療食の比較～

さらに我々は、D-アルロースが糖尿病患者においても有効かという点に注目した。我々の研究では、2型糖尿病患者において、従来の厳格に栄養管理された糖尿病治療食（１日の摂取カロリー(kcal）は標準体重（kg）×身体活動量で算出）と比較して、1食あたりD-アルロース8.5gを含む糖尿病治療食（栄養素(kcal)は糖尿病治療食と一致させている）では食後血糖の抑制効果を示した14（図 1）。これは、2型糖尿病患者の食事療法にD-アルロースが応用可能である点について、持続血糖測定器を用いて詳細に解析した世界初の研究であり、食事療法における新たな選択肢として期待されている。

図1
図 1. D-アルロース含有糖尿病治療食による食後血糖の抑制効果
従来の糖尿病治療食（点線）とD-アルロース含有糖尿病治療食（実線）を摂取した場合の、2型糖尿病患者における血糖値の推移を示す。D-アルロース含有糖尿病治療食摂取にて、朝食、昼食、夕食後の各時間帯において血糖上昇が有意に抑制された。
4-3. 糖尿病の世界的課題とアジアにおける増加傾向に対する希少糖の可能性

希少糖D-アルロースは、安全な食品として米国FDAよりGRAS認定を受けている。糖尿病は世界的に増加しており、特にアジアでは急速な患者増加が課題となっている。例えば、マレーシアでは糖尿病の有病率が年々上昇しているため、イスラム教徒におけるラマダン期間中の断食による日中の低血糖と夜間高血糖が問題視され社会問題となっている（ラマダンでは夜明けから日没までの約13時間にわたり断食を要し、糖尿病患者の日中の低血糖が危惧される一方、日没後の食事であるイフタールは過食傾向となり、食後・夜間高血糖のリスクがある）。我々は、ラマダン期間中の2型糖尿病患者にD-アルロースを摂取頂き、持続血糖測定器を用いて血糖推移を解析する研究を実施した15。その結果、イフタール後の食後血糖のピーク値と血糖上昇曲線下面積（iAUC）が有意に低下し、D-アルロースがラマダン期間中の糖尿病患者の血糖管理に寄与する可能性が示唆された（図 2）。この研究結果により、D-アルロースの世界的な普及と糖尿病管理への応用拡大に貢献することが期待される。

図2
図 2. D-アルロースによるイフタール後の食後血糖の抑制効果
(a) D-アルロースは、イフタール後の食後血糖のピーク値を抑制した。
(b) 血糖上昇曲線下面積（iAUC）が有意に低下した。

5. 今後の期待と課題

D-アルロースは、食後血糖の抑制、GLP-1分泌の促進、脂肪燃焼の向上を通じて、糖尿病および肥満の食事療法において、有望な選択肢の一つであると考える。「天然由来」で「カロリーはほとんどゼロ」、「抗肥満効果」や「耐糖能改善効果」が期待できる希少糖は、現代社会の消費者が求めているニーズにもマッチすると考えられ、今後さらなる研究の進展が望まれる。特に、臨床試験において様々な観点からその影響を検証することで、D-アルロースの医療応用がさらに加速することが期待される。

References

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  2. Gardner C, Wylie-Rosett J, Gidding SS, Steffen LM, Johnson RK, Reader D, et al. Nonnutritive sweeteners: current use and health perspectives: a scientific statement from the American Heart Association and the American Diabetes Association. Diabetes Care. 2012 Aug;35(8):1798–808.
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  4. Tsukamoto I, Hossain A, Yamaguchi F, Hirata Y, Dong Y, Kamitori K, et al. Intestinal absorption, organ distribution, and urinary excretion of the rare sugar D-psicose. Drug Des Devel Ther. 2014 Oct;8:1955–64.
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  14. Fukunaga K, Yoshimura T, Imachi H, Kobayashi T, Saheki T, Sato S, et al. A pilot study on the efficacy of a diabetic diet containing the rare sugar D-allulose in patients with type 2 diabetes mellitus: a prospective, randomized, single-blind, crossover study. Nutrients. 2023 Jun;15(12):2802.
  15. Japar S, Fukunaga K, Kobayashi T, Imachi H, Sato S, Saheki T, et al. A pilot study on the effect of D-allulose on postprandial glucose levels in patients with type 2 diabetes mellitus during Ramadan fasting. Diabetol Metab Syndr. 2022 Jun;14(1):86.

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