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| 離乳後の食事に動物性食品が少ないと、欠乏症のリスクは続く。乳幼児のビタミン低下には、貧血、発育不良、神経発達の遅れなどがある。血清B<sub>12</sub>が低値と診断された子どもは、筋肉注射で治療した後、経口栄養補助食品に移行することができる。 | | 離乳後の食事に動物性食品が少ないと、欠乏症のリスクは続く。乳幼児のビタミン低下には、貧血、発育不良、神経発達の遅れなどがある。血清B<sub>12</sub>が低値と診断された子どもは、筋肉注射で治療した後、経口栄養補助食品に移行することができる。 |
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| | === 胃バイパス手術=== |
| === Gastric bypass surgery === | | 病的肥満の治療には、さまざまな胃バイパス手術や胃制限手術が行われている。ルークス-エン-Y胃バイパス手術(RYGB)ではビタミンB<sub>12</sub>欠乏症のリスクが高まるが、スリーブ胃バイパス手術や胃バンディング手術ではビタミンB<sub>12</sub>欠乏症のリスクは高まらない。術後の経口補給では、ビタミン欠乏症を予防するために{{value|1000|u=μg/day}}が必要となることがある。 |
| Various methods of gastric bypass or gastric restriction surgery are used to treat morbid obesity. Roux-en-Y gastric bypass surgery (RYGB) but not sleeve gastric bypass surgery or gastric banding, increases the risk of vitamin B<sub>12</sub> deficiency and requires preventive post-operative treatment with either injected or high-dose oral supplementation. For post-operative oral supplementation, {{value|1000|u=μg/day}} may be needed to prevent vitamin deficiency.
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| | ===診断=== |
| ===Diagnosis=== | | ある総説によれば 現在のところ、ビタミンB<sub>12</sub>欠乏症の診断のための "ゴールドスタンダード"となる検査は存在しない。ビタミン欠乏症は、通常、ルーチンの全血球計算で[[mean corpuscular volume/ja|平均赤血球量]](MCV)の上昇を伴う貧血が認められた場合に疑われる。また、[[peripheral blood smear/ja|末梢血塗抹標本]]では、[[macrocyte/ja|巨赤芽球]]や過分化した[[polymorphonuclear leukocyte/ja|多形核白血球]]がみられることがある。診断は、ビタミンB<sub>12</sub>の血中濃度が成人で150~180[[:en:Molar concentration#Units|pmol/L]](200~250[[:en:Orders of magnitude (mass)#Picogram|pg/mL]])未満であることに基づく。しかし、組織のB<sub>12</sub>貯蔵量が枯渇しつつある一方で、血清値は維持できる。したがって、欠乏のカットオフポイントを超える血清B<sub>12</sub>値は、必ずしも十分なB<sub>12</sub>の状態を確認するものではない。このため、血中B<sub>12</sub>濃度だけに頼るよりも、血清[[homocysteine/ja|ホモシステイン]]が15μmol/L以上、[[methylmalonic acid/ja|メチルマロン酸]](MMA)が0.271μmol/L以上上昇している方が、B<sub>12</sub>欠乏の指標として優れていると考えられている。しかし、MMAの上昇はB<sub>12</sub>欠乏症の人だけでなく、腎不全のある高齢者にも見られるため決定的なものではなく、ホモシステインの上昇は葉酸欠乏症の人にも見られるため決定的なものではない。さらに、メチルマロン酸値の上昇は、[[methylmalonic acidemia/ja|メチルマロン酸血症]]などの代謝障害に関連している可能性もある。神経系の障害があり、血液検査で結論が出ない場合は、[[lumbar puncture/ja|腰椎穿刺]]を行って[[cerebrospinal fluid/ja|脳脊髄液]]を測定することがある。B<sub>12</sub>値を測定する。 |
| According to one review: "At present, no 'gold standard' test exists for the diagnosis of vitamin B<sub>12</sub> deficiency and as a consequence the diagnosis requires consideration of both the clinical state of the patient and the results of investigations." The vitamin deficiency is typically suspected when a routine complete blood count shows anemia with an elevated [[mean corpuscular volume]] (MCV). In addition, on the [[peripheral blood smear]], [[macrocyte]]s and hypersegmented [[polymorphonuclear leukocyte]]s may be seen. Diagnosis is supported based on vitamin B<sub>12</sub> blood levels below 150–180 [[Molar concentration#Units|pmol/L]] (200–250 [[Orders of magnitude (mass)#Picogram|pg/mL]]) in adults. However, serum values can be maintained while tissue B<sub>12</sub> stores are becoming depleted. Therefore, serum B<sub>12</sub> values above the cut-off point of deficiency do not necessarily confirm adequate B<sub>12</sub> status. For this reason, elevated serum [[homocysteine]] over 15 micromol/L and [[methylmalonic acid]] (MMA) over 0.271 micromol/L are considered better indicators of B<sub>12</sub> deficiency, rather than relying only on the concentration of B<sub>12</sub> in blood. However, elevated MMA is not conclusive, as it is seen in people with B<sub>12</sub> deficiency, but also in elderly people who have renal insufficiency, and elevated homocysteine is not conclusive, as it is also seen in people with folate deficiency. In addition, elevated methylmalonic acid levels may also be related to metabolic disorders such as [[methylmalonic acidemia]]. If nervous system damage is present and blood testing is inconclusive, a [[lumbar puncture]] may be carried out to measure [[cerebrospinal fluid]] B<sub>12</sub> levels.
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| | 血清[[haptocorrin/ja|ハプトコリン]]は循環B<sub>12</sub>の80-90%と結合し、[[Transcobalamin/ja|トランスコバラミンII]]による細胞内運搬が不可能になる。これは循環貯蔵機能であると推測されている。生命を脅かすような重篤な疾患の中には、血清ビタミンB<sub>12</sub>が異常に高いために血清HCが上昇するものがあるが、同時にビタミンを細胞に運搬するトランスコバラミンIIに結合するビタミンが不十分であるために、症状のあるビタミン欠乏症として現れる可能性がある。 |
| Serum [[haptocorrin]] binds 80-90% of circulating B<sub>12</sub>, rendering it unavailable for cellular delivery by [[Transcobalamin|transcobalamin II]]. This is conjectured to be a circulating storage function. Several serious, even life-threatening diseases cause elevated serum HC, measured as abnormally high serum vitamin B<sub>12</sub>, while at the same time potentially manifesting as a symptomatic vitamin deficiency because of insufficent vitamin bound to transcobalamin II which transfers the vitamin to cells.
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| | ==医療用途== |
| ==Medical uses==
| | {{Anchor|Medical uses}} |
| [[File:Hydroxocobalamin Injection.jpg|thumb|A vitamin B<sub>12</sub> solution (hydroxocobalamin) in a multi-dose bottle, with a single dose drawn up into a syringe for injection. Preparations are usually bright red.]] | | [[File:Hydroxocobalamin Injection.jpg|thumb|ビタミンB<sub>12</sub>溶液(ヒドロキソコバラミン)は、複数回投与ボトル入りで、注射用シリンジに1回分が汲み上げられる。通常、製剤は鮮やかな赤色をしている。]] |
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| <div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
| | ===欠乏症の治療=== |
| ===Treatment of deficiency=== | | 重度のビタミンB<sub>12</sub>欠乏症は、まず{{value|1000|u=μg}}の毎日の筋肉内注射で改善され、その後、毎月同量の注射または{{value|1000|u=μg}}の毎日の経口投与で維持される。通常のトランスポータータンパク質を介した吸収がなく、非常に非効率的な腸管受動吸収しか残らないため、1日の投与量はビタミンの必要量をはるかに超える。注射の副作用には、皮膚の発疹、かゆみ、悪寒、発熱、ほてり、吐き気、めまいなどがある。経口維持療法はこの問題を回避し、治療費を大幅に削減する。 |
| Severe vitamin B<sub>12</sub> deficiency is initially corrected with daily intramuscular injections of {{value|1000|u=μg}} of the vitamin, followed by maintenance via monthly injections of the same amount or daily oral dosing of {{value|1000|u=μg}}. The daily dose is far in excess of the vitamin requirement because the normal transporter protein mediated absorption is absent, leaving only very inefficient intestinal passive absorption. Injection side effects include skin rash, itching, chills, fever, hot flushes, nausea and dizziness. Oral maintenance treatment avoids this problem and significantly reduces cost of treatment.
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| | ===シアン中毒=== |
| ===Cyanide poisoning===
| | [[cyanide/ja|シアン化合物]]中毒に対しては、大量のヒドロキソコバラミンが[[intravenously/ja|静脈内]]に投与されることがあり、時には[[sodium thiosulfate/ja|チオ硫酸ナトリウム]]と併用されることもある。 |
| For [[cyanide]] poisoning, a large amount of hydroxocobalamin may be given [[intravenously]] and sometimes in combination with [[sodium thiosulfate]].
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| <div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
| | ==食事に関する推奨事項== |
| ==Dietary recommendations==
| | {{Anchor|Dietary recommendations}} |
| Some research shows that most people in the United States and the United Kingdom consume sufficient vitamin B<sub>12</sub>. However, other research suggests that the proportion of people with low or marginal levels of vitamin B<sub>12</sub> is up to 40% in the [[Western world]]. [[Grain]]-based foods can be [[food fortification|fortified]] by having the vitamin added to them. Vitamin B<sub>12</sub> supplements are available as single or multivitamin tablets. [[Pharmaceutical]] preparations of vitamin B<sub>12</sub> may be given by [[intramuscular injection]]. Since there are few non-animal sources of the vitamin, [[vegan]]s are advised to consume a [[dietary supplement]] or fortified foods for B<sub>12</sub> intake, or risk serious health consequences. Children in some regions of [[developing countries]] are at particular risk due to increased requirements during growth coupled with diets low in animal-sourced foods.
| | アメリカやイギリスでは、ほとんどの人が十分なビタミンB<sub>12</sub>を摂取しているという調査結果もある。しかし、他の研究によると、ビタミンB<sub>12</sub>が低いか、あるいは限界レベルである人の割合は、[[:en:Western world|西洋世界]]では40%にも達する。[[grain/ja|穀物]]ベースの食品は、ビタミンを添加することによって[[food fortification/ja|強化]]することができる。ビタミンB<sub>12</sub>のサプリメントは、単一または複数のビタミン錠剤として入手可能である。ビタミンB<sub>12</sub>の[[Pharmaceutical/ja|医薬品]]製剤は、[[intramuscular injection/ja|筋肉注射]]で投与することができる。動物性以外のビタミン源はほとんどないため、[[vegan/ja|菜食主義者]]はB<sub>12</sub>摂取のために[[dietary supplement/ja|栄養補助食品]]や強化食品を摂取するか、深刻な健康被害を被るリスクを負うことを勧められる。[[:en:developing countries|発展途上国]]のある地域の子供たちは、動物性食品の少ない食事と相まって成長期に必要量が増加するため、特に危険である。 |
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| | 米国[[:en:National Academy of Medicine|医学アカデミー]]は1998年にビタミンB{{sub|12}}の推定平均必要量(EAR)と推奨食事許容量(RDA)を更新した。14歳以上の女性と男性のビタミンB{{sub|12}}のEARは2.0{{nbsp}}μg/日であり、RDAは{{value|2.4|u=μg/日}}である。RDAはEARより高いが、これは平均より必要量の多い人をカバーする量を特定するためである。妊娠中のRDAは2.6{{nbsp}}μg/dayである。授乳期のRDAは{{value|2.8|u=μg/day}}に等しい。12ヵ月までの乳児の場合、適切な摂取量(AI)は0.4~0.5{{nbsp}}μg/dayである(AIは、EARとRDAを決定するのに十分な情報がない場合に設定される)。1~13歳の子供の場合、RDAは年齢とともに0.9~1.8{{nbsp}}μg/dayと増加する。高齢者の10~30%は食品に含まれるビタミンB{{sub|12}}を効果的に吸収できない可能性があるため、50歳以上の高齢者は主にビタミンB{{sub|12}}を強化した食品やビタミンB{{sub|12}}を含むサプリメントを摂取することでRDAを満たすことが望ましい。安全性に関しては、十分なエビデンスがある場合には、ビタミンやミネラルについて[[tolerable upper intake level/ja|耐容上限摂取量]](ULと呼ばれる)が設定されている。ビタミンB{{sub|12}}の場合、高用量摂取による有害作用に関するヒトでのデータがないため、ULは設定されていない。EAR、RDA、AI、ULを総称して[[dietary reference intake/ja|食事摂取基準量]](DRI)と呼ぶ。 |
| The US [[National Academy of Medicine]] updated estimated average requirements (EARs) and recommended dietary allowances (RDAs) for vitamin B{{sub|12}} in 1998. The EAR for vitamin B{{sub|12}} for women and men ages 14 and up is 2.0{{nbsp}}μg/day; the RDA is {{value|2.4|u=μg/day}}. RDA is higher than EAR so as to identify amounts that will cover people with higher than average requirements. RDA for pregnancy equals 2.6{{nbsp}}μg/day. RDA for lactation equals {{value|2.8|u=μg/day}}. For infants up to 12 months the adequate intake (AI) is 0.4–0.5{{nbsp}}μg/day. (AIs are established when there is insufficient information to determine EARs and RDAs.) For children ages 1–13 years the RDA increases with age from 0.9 to 1.8{{nbsp}}μg/day. Because 10 to 30 percent of older people may be unable to effectively absorb vitamin B{{sub|12}} naturally occurring in foods, it is advisable for those older than 50 years to meet their RDA mainly by consuming foods fortified with vitamin B{{sub|12}} or a supplement containing vitamin B{{sub|12}}. As for safety, [[tolerable upper intake level]]s (known as ULs) are set for vitamins and minerals when evidence is sufficient. In the case of vitamin B{{sub|12}} there is no UL, as there is no human data for adverse effects from high doses. Collectively the EARs, RDAs, AIs and ULs are referred to as [[dietary reference intake]]s (DRIs).
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| | [[:en:European Food Safety Authority|欧州食品安全機関]](EFSA)は、RDAの代わりに人口基準摂取量(PRI)、EARの代わりに平均必要量を用いて、一連の情報の集合体を「食事摂取基準値」と呼んでいる。AIとULは、EFSAによって米国と同じように定義されている。18歳以上の女性と男性については、十分摂取量(AI)は4.0{{nbsp}}μg/日とされている。妊娠中のAIは4.5μg/日、授乳期は5.0{{nbsp}}μg/日である。1~14歳の小児については、年齢とともにAIは1.5~3.5{{nbsp}}μg/日と増加する。これらの基準値は米国のRDAよりも高い。EFSAは安全性についても検討し、ビタミンB{{sub|12}}のULを設定するには十分な証拠がないという、米国と同じ結論に達した。 |
| The [[European Food Safety Authority]] (EFSA) refers to the collective set of information as "dietary reference values", with population reference intake (PRI) instead of RDA, and average requirement instead of EAR. AI and UL are defined by EFSA the same as in the United States. For women and men over age 18 the adequate intake (AI) is set at 4.0{{nbsp}}μg/day. AI for pregnancy is 4.5 μg/day, for lactation 5.0{{nbsp}}μg/day. For children aged 1–14 years the AIs increase with age from 1.5 to 3.5{{nbsp}}μg/day. These AIs are higher than the U.S. RDAs. The EFSA also reviewed the safety question and reached the same conclusion as in the United States—that there was not sufficient evidence to set a UL for vitamin B{{sub|12}}.
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| | 国立健康・栄養研究所は、12歳以上の推奨摂取量を2.4{{nbsp}}μg/日と定めている。また、[[World Health Organization/ja|世界保健機関(WHO)]]もこのビタミンの成人推奨栄養摂取量として2.4{{nbsp}}μg/日を用いている。 |
| The Japan National Institute of Health and Nutrition set the RDA for people ages 12 and older at 2.4{{nbsp}}μg/day. The [[World Health Organization]] also uses 2.4{{nbsp}}μg/day as the adult recommended nutrient intake for this vitamin.
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| | 米国の食品および栄養補助食品の表示目的では、1食あたりの量は「1日当たりの価値の割合」(%DV)で表される。ビタミンB{{sub|12}}の表示目的では、1日価値の100%は6.0{{nbsp}}μgであったが、2016年5月27日に2.4{{nbsp}}μgに下方修正された。更新された表示規制への適合は、年間食品売上高が[[:en:US$|US$]]10 百万ドル以上の製造業者については2020年1月1日までに、それ以下の製造業者については2021年1月1日までに義務付けられた。新旧の成人一日摂取量の表は[[Reference Daily Intake/ja|基準一日摂取量]]に掲載されている。 |
| For U.S. food and dietary supplement labeling purposes, the amount in a serving is expressed as a "percent of daily value" (%DV). For vitamin B{{sub|12}} labeling purposes, 100% of the daily value was 6.0{{nbsp}}μg, but on May 27, 2016, it was revised downward to 2.4{{nbsp}}μg. Compliance with the updated labeling regulations was required by 1 January 2020 for manufacturers with [[US$]]10 million or more in annual food sales, and by 1 January 2021 for manufacturers with lower volume food sales. A table of the old and new adult daily values is provided at [[Reference Daily Intake]].
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| | ==摂取源== |
| ==Sources==
| | {{Anchor|Sources}} |
| ===Bacteria and archaea=== | | ===バクテリアと古細菌=== |
| Vitamin B<sub>12</sub> is produced in nature by certain [[bacteria]], and [[archaea]]. It is synthesized by some bacteria in the [[gut microbiota]] in humans and other animals, but it has long been thought that humans cannot absorb this as it is made in the [[Large intestine|colon]], downstream from the [[small intestine]], where the absorption of most nutrients occurs. [[Ruminant]]s, such as cows and sheep, are foregut fermenters, meaning that plant food undergoes microbial fermentation in the [[rumen]] before entering the true stomach ([[abomasum]]), and thus they are absorbing vitamin B<sub>12</sub> produced by bacteria.
| | ビタミンB<sub>12</sub>は、自然界では特定の[[bacteria/ja|細菌]]と[[archaea/ja|古細菌]]によって産生される。ヒトや他の動物では[[gut microbiota/ja|腸内細菌叢]]の一部の細菌によって合成されるが、ほとんどの栄養素の吸収が行われる[[small intestine/ja|小腸]]の下流にある[[large intestine/ja|大腸]]で作られるため、ヒトはこれを吸収できないと長い間考えられてきた。ウシやヒツジなどの[[ruminant/ja|反芻動物]]は前腸発酵動物であり、植物性食物は真の胃([[abomasum/ja|アボマサム]])に入る前に[[rumen/ja|ルーメン]]で微生物発酵を受けるため、細菌によって産生されたビタミンB<sub>12</sub>を吸収している。 |
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| | 他の哺乳類種(例:[[rabbit/ja|ウサギ]]、[[pika/ja|ナキウサギ]]、[[beaver/ja|ビーバー]]、[[guinea pigs/ja|モルモット]])は高繊維質の植物を摂取し、消化管を通過して[[cecum/ja|盲腸]]と[[large intestine/ja|大腸]]で細菌発酵を受ける。この[[hindgut fermentation/ja|後腸発酵]]において、盲腸からの物質は「[[cecotrope/ja|ネコトロープ]]」として排出され、再摂取される、この行為は[[cecotrope/ja||子嚢菌]]と呼ばれる。再摂取によって、細菌発酵によって利用可能になった栄養素や、ビタミンB<sub>12</sub>を含む腸内細菌によって合成されたビタミンやその他の栄養素の吸収が可能になる。 |
| Other mammalian species (examples: [[rabbit]]s, [[pika]]s, [[beaver]], [[guinea pigs]]) consume high-fibre plants which pass through the gastrointestinal tract and undergo bacterial fermentation in the [[cecum]] and [[large intestine]]. In this [[hindgut fermentation]], the material from the cecum is expelled as "[[cecotrope]]s" and are re-ingested, a practice referred to as [[cecotrope|cecotrophy]]. Re-ingestion allows for absorption of nutrients made available by bacterial fermentation, and also of vitamins and other nutrients synthesized by the gut bacteria, including vitamin B<sub>12</sub>.
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| | 反芻動物ではない、後腸を持たない草食動物は、細菌発酵とビタミンB<sub>12</sub>を含むビタミンB生産のための場所を提供するために、肥大した森林胃および/または小腸を持っているかもしれない。腸内細菌がビタミンB<sub>12</sub>を生産するためには、動物は十分な量の[[Bush sickness/ja|コバルト]]を摂取しなければならない。コバルトが欠乏した土壌ではビタミンB<sub>12</sub>が欠乏する可能性があり、家畜にはビタミンB<sub>12</sub>の注射やコバルトの補給が必要になる。 |
| Non-ruminant, non-hindgut herbivores may have an enlarged forestomach and/or small intestine to provide a place for bacterial fermentation and B-vitamin production, including B<sub>12</sub>. For gut bacteria to produce vitamin B<sub>12</sub>, the animal must consume sufficient amounts of [[Bush sickness|cobalt]]. Soil that is deficient in cobalt may result in B<sub>12</sub> deficiency, and B<sub>12</sub> injections or cobalt supplementation may be required for livestock.
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| | === 動物由来の食品 === |
| === Animal-derived foods === | | 動物は食事から摂取したビタミンB<sub>12</sub>を[[liver/ja|肝臓]]や[[muscle/ja|筋肉]]に蓄え、そのビタミンを[[egg as food/ja|卵]]や[[milk/ja|牛乳]]に取り込むものもある。したがって、肉、レバー、卵、牛乳は、人間を含む他の動物にとってのビタミン源である。昆虫は動物(他の昆虫や人間を含む)にとってB<sub>12</sub>の供給源である。ビタミンB<sub>12</sub>を多く含む動物由来の食品源としては、[[liver (food)/ja|レバー]]や、[[lamb and mutton/ja|羊肉]]、[[veal/ja|子牛肉]]、[[beef/ja|牛肉]]、[[turkey meat/ja|七面鳥]]などの[[organ meat/ja|内臓肉]]、また[[shellfish/ja|貝類]]や[[crab meat/ja|カニ肉]]などがある。 |
| Animals store vitamin B<sub>12</sub> from their diets in their [[liver]]s and [[muscle]]s and some pass the vitamin into their [[Egg as food|eggs]] and [[milk]]. Meat, liver, eggs and milk are therefore sources of the vitamin for other animals, including humans. Insects are a source of B<sub>12</sub> for animals (including other insects and humans). Animal-derived food sources with a high concentration of vitamin B<sub>12</sub> include [[Liver (food)|liver]] and other [[organ meat]]s from [[Lamb and mutton|lamb]], [[veal]], [[beef]], and [[Turkey meat|turkey]]; also [[shellfish]] and [[crab meat]].
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| <div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
| | ===植物と藻類=== |
| ===Plants and algae=== | | 植物性食品のバクテリアによる発酵や藻類とバクテリアの共生関係によってビタミンB<sub>12</sub>が摂取できるという証拠がいくつかある。しかし、[[Academy of Nutrition and Dietetics/ja|栄養・食事療法学会]]は植物や藻類からの摂取は「信頼できない」と考えており、代わりに[[veganism/ja|ビーガン]]は強化食品やサプリメントに頼るべきだと述べている。 |
| There is some evidence that bacterial fermentation of plant foods and symbiotic relationships between algae and bacteria can provide vitamin B<sub>12</sub>. However, the [[Academy of Nutrition and Dietetics]] considers plant and algae sources "unreliable", stating that [[Veganism|vegans]] should turn to fortified foods and supplements instead.
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| | ビタミンB<sub>12</sub>の天然植物および[[algae/ja|藻類]]の供給源としては、[[tempeh/ja|テンペ]]などの[[fermentation/ja|醗酵]]植物食品や、[[nori/ja|海苔]]や[[laverbread/ja|海苔パン]]などの海藻由来の食品がある。メチルコバラミンは''[[chlorella vulgaris/ja|クロレラ・ブルガリス]]''から確認されている。ビタミンB<sub>12</sub>を合成するのに必要な遺伝子と酵素を持っているのは細菌と一部のアルケアだけであるため、植物や藻類の供給源はすべて、様々な種類の細菌との共生から、あるいは植物発酵食品の場合は細菌発酵から、二次的にビタミンを得ている。 |
| Natural plant and [[algae]] sources of vitamin B<sub>12</sub> include [[fermentation|fermented]] plant foods such as [[tempeh]] and seaweed-derived foods such as [[nori]] and [[laverbread]]. Methylcobalamin has been identified in ''[[Chlorella vulgaris]]''. Since only bacteria and some archea possess the genes and enzymes necessary to synthesize vitamin B<sub>12</sub>, plant and algae sources all obtain the vitamin secondarily from symbiosis with various species of bacteria, or in the case of fermented plant foods, from bacterial fermentation.
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| | ===強化食品=== |
| ===Fortified foods=== | | ビタミンB<sub>12</sub>強化食品が販売されている食品には、[[breakfast cereals/ja|朝食用シリアル]]、[[soy milk/ja|豆乳]]や[[oat milk/ja|オートミール]]などの植物由来の[[milk substitute/ja|代用乳]]、[[energy bar/ja|エナジーバー]]、[[nutritional yeast/ja|栄養酵母]]などがある。強化成分はシアノコバラミンである。微生物発酵によりアデノシルコバラミンが生成され、亜硝酸ナトリウムと熱の存在下、シアン化カリウムまたはチオシアン酸塩の添加によりシアノコバラミンに変換される。 |
| Foods for which vitamin B<sub>12</sub>-fortified versions are available include [[breakfast cereals]], plant-derived [[milk substitute]]s such as [[soy milk]] and [[oat milk]], [[energy bar]]s, and [[nutritional yeast]]. The fortification ingredient is cyanocobalamin. Microbial fermentation yields adenosylcobalamin, which is then converted to cyanocobalamin by addition of potassium cyanide or thiocyanate in the presence of sodium nitrite and heat.
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| | 2019年現在、19カ国が小麦粉、トウモロコシ粉、米にビタミンB<sub>12</sub>を強化することを義務付けている。そのほとんどはアフリカ南東部か中央アメリカにある。 |
| As of 2019, nineteen countries require food fortification of wheat flour, maize flour or rice with vitamin B<sub>12</sub>. Most of these are in southeast Africa or Central America.
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| | ヴィーガンを擁護する団体などは、すべてのヴィーガンにB<sub>12</sub>を強化食品かサプリメントから摂取することを推奨している。 |
| Vegan advocacy organizations, among others, recommend that every vegan consume B<sub>12</sub> from either fortified foods or supplements.
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| | === サプリメント === |
| === Supplements === | | [[File:Methylcobalamin tablets.jpg|thumb|200px|500μgメチルコバラミン錠のブリスターパック]] |
| [[File:Methylcobalamin tablets.jpg|thumb|200px|A blister pack of 500 µg methylcobalamin tablets]] | | ビタミンB<sub>12</sub>は、マルチビタミンの錠剤に含まれている。パンやパスタなどの穀物ベースの食品にB<sub>12</sub>が強化されている国もある。米国では、非処方箋の製品を購入することができ、それぞれ最大5,000{{nbsp}}μgを提供し、[[energy drink/ja|エナジードリンク]]や[[energy shot/ja|エナジーショット]]の一般的な成分であり、通常、B<sub>12</sub>の推奨食事摂取量の何倍もある。また、ビタミンは処方箋によって供給され、注射やその他の手段で投与されることもある。 |
| Vitamin B<sub>12</sub> is included in multivitamin pills; in some countries grain-based foods such as bread and pasta are fortified with B<sub>12</sub>. In the US, non-prescription products can be purchased providing up to 5,000{{nbsp}}µg each, and it is a common ingredient in [[energy drink]]s and [[energy shot]]s, usually at many times the recommended dietary allowance of B<sub>12</sub>. The vitamin can also be supplied on prescription and delivered via injection or other means.
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| | [[cyanide/ja|シアン化物]]を含まない[[Sublingual administration/ja|舌下投与]][[methylcobalamin/ja|メチルコバラミン]]は、5{{nbsp}}mgの錠剤で入手できる。メチルコバラミンの代謝運命と生物学的分布は、食事中のビタミンB<sub>12</sub>の他の供給源と同様であると予想される。シアノコバラミンに含まれるシアンの量(1,000{{nbsp}}µgのシアノコバラミン錠剤で20{{nbsp}}µg)は、食品からのシアンの1日の消費量よりも少ないため、シアノコバラミンが健康リスクになるとは考えられていない。 |
| [[Sublingual administration|Sublingual]] [[methylcobalamin]], which contains no [[cyanide]], is available in 5{{nbsp}}mg tablets. The metabolic fate and biological distribution of methylcobalamin are expected to be similar to that of other sources of vitamin B<sub>12</sub> in the diet. The amount of cyanide in cyanocobalamin is generally not a concern, even in the 1,000{{nbsp}}µg dose, since the amount of cyanide there (20{{nbsp}}µg in a 1,000{{nbsp}}µg cyanocobalamin tablet) is less than the daily consumption of cyanide from food, and therefore cyanocobalamin is not considered a health risk. | |
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| | === ヒドロキシコバラミンの注射=== |
| === Intramuscular or intravenous injection === | | [[hydroxycobalamin/ja|ヒドロキシコバラミン]]の注射は消化吸収が悪い場合によく行われるが、高用量の経口サプリメント(0.5-1.0{{nbsp}}mg以上など)では、この方法は必要ないかもしれない。なぜなら、経口で大量に摂取したビタミンでは、受動拡散によって腸全体に沿って吸収される遊離結晶B<sub>12</sub>の1%~5%でも、必要量は十分だからである。 |
| Injection of [[hydroxycobalamin]] is often used if digestive absorption is impaired, but this course of action may not be necessary with high-dose oral supplements (such as 0.5–1.0{{nbsp}}mg or more), because with large quantities of the vitamin taken orally, even the 1% to 5% of free crystalline B<sub>12</sub> that is absorbed along the entire intestine by passive diffusion may be sufficient to provide a necessary amount.
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| | コバラミンC病([[methylmalonic aciduria/ja|メチルマロン酸尿症]]と[[homocystinuria/ja|ホモシスチン尿症]]を併発する)の患者には、ヒドロキソコバラミンまたは経皮B<sub>12</sub>の静脈内投与または筋肉内投与による治療が必要な場合がある。 |
| A person with cobalamin C disease (which results in combined [[methylmalonic aciduria]] and [[homocystinuria]]) may require treatment with intravenous or intramuscular hydroxocobalamin or transdermal B<sub>12</sub>, because oral cyanocobalamin is inadequate in the treatment of cobalamin C disease.
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| | === ビタミンB<sub>12</sub>の補給に使われるナノテクノロジー === |
| === Nanotechnologies used in vitamin B<sub>12</sub> supplementation === | | 従来の投与法では、ビタミンB<sub>12</sub>の特異的な分布と制御された放出は保証されていない。さらに、注射を伴う治療プロトコールは、医療従事者や患者の通院を必要とするため、治療費が増大し、患者のライフスタイルを損なうことになる。ビタミンB<sub>12</sub>の標的への送達は、現代の処方の主要な焦点である。例えば、ビタミンを骨髄や神経細胞に運ぶことは、ミエリンの回復を助けることになる。現在、ビタミンB<sub>12</sub>の送達を改善するために、いくつかのナノキャリア戦略が開発されており、投与の簡素化、コストの削減、薬物動態の改善、患者の生活の質の向上を目指している。 |
| Conventional administration does not ensure specific distribution and controlled release of vitamin B<sub>12</sub>. Moreover, therapeutic protocols involving injection require health care people and commuting of patients to the hospital thus increasing the cost of the treatment and impairing the lifestyle of patients. Targeted delivery of vitamin B<sub>12</sub> is a major focus of modern prescriptions. For example, conveying the vitamin to the bone marrow and nerve cells would help myelin recovery. Currently, several nanocarriers strategies are being developed for improving vitamin B<sub>12</sub> delivery with the aim to simplify administration, reduce costs, improve pharmacokinetics, and ameliorate the quality of patients' lives.
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| | === 擬似ビタミンB<sub>12</sub> === |
| === Pseudovitamin-B<sub>12</sub> === | | 擬似ビタミンB<sub>12</sub>とは、ヒトでは生物学的に不活性なB<sub>12</sub>様類似物質を指す。[[Spirulina (dietary supplement)/ja|スピルリナ]]を含むほとんどの藍藻類や、[[Porphyra/ja|ポルフィラ]]テネラ(日本では[[nori/ja|海苔]]と呼ばれる海藻食品に使用される)などの一部の藻類には、生物学的に活性なB<sub>12</sub>の代わりに擬似ビタミンB<sub>12</sub>が多く含まれていることが分かっている。これらの擬似ビタミン化合物は、ある種の貝類や食用昆虫に含まれ、時には栄養補助食品や強化食品に添加されるシアノコバラミンの代謝分解産物として発見されることもある。 |
| Pseudovitamin-B<sub>12</sub> refers to B<sub>12</sub>-like analogues that are biologically inactive in humans. Most cyanobacteria, including ''[[Spirulina (dietary supplement)|Spirulina]]'', and some algae, such as ''[[Porphyra]] tenera'' (used to make a dried seaweed food called [[nori]] in Japan), have been found to contain mostly pseudovitamin-B<sub>12</sub> instead of biologically active B<sub>12</sub>. These pseudo-vitamin compounds can be found in some types of shellfish, in edible insects, and at times as metabolic breakdown products of cyanocobalamin added to dietary supplements and fortified foods.
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| | 擬似ビタミンB<sub>12</sub>は、''Lactobacillus delbrueckii'' subsp. lactisを用いた微生物学的アッセイを行うと、生物学的に活性なビタミンB<sub>12</sub>として表示されることがある。B<sub>12</sub>含量の信頼できる測定値を得るためには、より高度な技術が利用できる。そのような技術のひとつに、[[silica gel/ja|シリカゲル]]による前分離と、B<sub>12</sub>依存性の''大腸菌''による評価がある。 |
| Pseudovitamin-B<sub>12</sub> can show up as biologically active vitamin B<sub>12</sub> when a microbiological assay with ''Lactobacillus delbrueckii'' subsp. lactis is used, as the bacteria can utilize the pseudovitamin despite it being unavailable to humans. To get a reliable reading of B<sub>12</sub> content, more advanced techniques are available. One such technique involves pre-separation by [[silica gel]] and then assessment with B<sub>12</sub>-dependent ''E. coli'' bacteria.
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| | 関連する概念として[[antivitamin/ja|抗ビタミン]]がある。B<sub>12</sub>は、ビタミン作用を持たないだけでなく、真のビタミンB<sub>12</sub>の活性を積極的に妨害する化合物(しばしば合成B<sub>12</sub>類似体)である。これらの化合物の設計には、主に金属イオンを[[rhodium/ja|ロジウム]]、[[nickel/ja|ニッケル]]、[[zinc/ja|亜鉛]]で置き換えたり、4-エチルフェニルのような不活性な配位子をつけたりすることが含まれる。これらの化合物は、B<sub>12</sub>の利用経路を分析したり、B<sub>12</sub>依存性の病原体を攻撃したりするのにも使える可能性がある。 |
| A related concept is [[antivitamin]] B<sub>12</sub>, compounds (often synthetic B<sub>12</sub> analogues) that not only have no vitamin action, but also actively interfere with the activity of true vitamin B<sub>12</sub>. The design of these compounds mainly involve replacement of the metal ion with [[rhodium]], [[nickel]], or [[zinc]]; or the attachment of an inactive ligand such as 4-ethylphenyl. These compounds have the potential to be used for analyzing B<sub>12</sub> utilization pathways or even attacking B<sub>12</sub>-dependent pathogens.
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| | == 薬物相互作用== |
| == Drug interactions ==
| | {{Anchor|Drug interactions}} |
| ===H<sub>2</sub>-receptor antagonists and proton-pump inhibitors=== | | ===H<sub>2</sub>受容体拮抗薬とプロトンポンプ阻害薬=== |
| Gastric acid is needed to release vitamin B<sub>12</sub> from protein for absorption. Reduced secretion of [[gastric acid]] and [[pepsin]], from the use of [[H2 antagonist|H<sub>2</sub> blocker]] or [[proton-pump inhibitor]] (PPI) drugs, can reduce absorption of protein-bound (dietary) vitamin B<sub>12</sub>, although not of supplemental vitamin B<sub>12</sub>. H<sub>2</sub>-receptor antagonist examples include [[cimetidine]], [[famotidine]], [[nizatidine]], and [[ranitidine]]. PPIs examples include [[omeprazole]], [[lansoprazole]], [[rabeprazole]], [[pantoprazole]], and [[esomeprazole]]. Clinically significant vitamin B<sub>12</sub> deficiency and megaloblastic anemia are unlikely, unless these drug therapies are prolonged for two or more years, or if in addition the person's dietary intake is below recommended levels. Symptomatic vitamin deficiency is more likely if the person is rendered [[achlorhydria|achlorhydric]] (a complete absence of gastric acid secretion), which occurs more frequently with proton pump inhibitors than H<sub>2</sub> blockers.
| | 吸収のためにタンパク質からビタミンB<sub>12</sub>を放出するには胃酸が必要である。[[H2 antagonist/ja|H<sub>2</sub>遮断薬]]や[[proton-pump inhibitor/ja|プロトンポンプ阻害薬]](PPI)薬物の使用による[[gastric acid/ja|胃酸]]と[[pepsin/ja|ペプシン]]の分泌の減少は、サプリメントのビタミンB<sub>12</sub>ではないが、タンパク質と結合した(食事性)ビタミンB<sub>12</sub>の吸収を低下させる可能性がある。H<sub>2</sub>受容体拮抗薬の例としては、[[cimetidine/ja|シメチジン]]、[[famotidine/ja|ファモチジン]]、[[nizatidine/ja|ニザチジン]]、[[ranitidine/ja|ラニチジン]]などがある。PPIの例としては、[[omeprazole/ja|オメプラゾール]]、[[lansoprazole/ja|ランソプラゾール]]、[[rabeprazole/ja|ラベプラゾール]]、[[pantoprazole/ja|パントプラゾール]]、[[esomeprazole/ja|エソメプラゾール]]が挙げられる。臨床的に重大なビタミンB<sub>12</sub>欠乏症や巨赤芽球性貧血が起こる可能性は、これらの薬物療法が2年以上長期にわたる場合や、食事からの摂取量が推奨値を下回る場合を除き、ほとんどない。症候性ビタミン欠乏症は、[[achlorhydria/ja|無胃酸症]](胃酸分泌が完全にない状態)になった場合に起こりやすく、これはH<sub>2</sub>遮断薬よりもプロトンポンプ阻害薬でより頻繁に起こる。 |
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| | ===メトホルミン=== |
| ===Metformin=== | | ビタミンB<sub>12</sub>の血清中濃度の低下は、[[anti-diabetic medication/ja|抗糖尿病薬]][[metformin/ja|メトホルミン]]を長期服用している人の最大30%にみられる。食事によるビタミンB<sub>12</sub>の摂取が十分であるか、予防的にビタミンB<sub>12</sub>を補給していれば、欠乏症は発症しない。欠乏症が発見された場合は、B<sub>12</sub>サプリメントで欠乏症を改善する間、メトホルミンを継続することができる。 |
| Reduced serum levels of vitamin B<sub>12</sub> occur in up to 30% of people taking long-term [[anti-diabetic medication|anti-diabetic]] [[metformin]]. Deficiency does not develop if dietary intake of vitamin B<sub>12</sub> is adequate or prophylactic B<sub>12</sub> supplementation is given. If the deficiency is detected, metformin can be continued while the deficiency is corrected with B<sub>12</sub> supplements.
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| | ===他の薬物=== |
| ===Other drugs=== | | [[colchicine/ja|コルヒチン]]、徐放性[[potassium/ja|カリウム]]製剤、[[gentamicin/ja|ゲンタマイシン]]、[[neomycin/ja|ネオマイシン]]、[[tobramycin/ja|トブラマイシン]]などの抗生物質など、経口摂取したビタミンB<sub>12</sub>の吸収を低下させる医薬品がある。抗痙攣薬である[[phenobarbital/ja|フェノバルビタール]]、[[pregabalin/ja|プレガバリン]]、[[primidone/ja|プリミドン]]、[[topiramate/ja|トピラマート]]は血清ビタミン濃度が正常値より低いことと関連している。しかし、[[バルプロ酸塩]]を処方された患者では血清中のビタミン濃度が高かった。さらに、[[amoxicillin/ja|アモキシシリン]]、[[erythromycin/ja|エリスロマイシン]]、[[methotrexate/ja|メトトレキサート]]、[[pyrimethamine/ja|ピリメタミン]]など、特定の薬物はビタミンの臨床検査を妨害することがある。 |
| Certain medications can decrease the absorption of orally consumed vitamin B<sub>12</sub>, including [[colchicine]], extended-release [[potassium]] products, and antibiotics such as [[gentamicin]], [[neomycin]] and [[tobramycin]]. Anti-seizure medications [[phenobarbital]], [[pregabalin]], [[primidone]] and [[topiramate]] are associated with lower than normal serum vitamin concentration. However, serum levels were higher in people prescribed [[valproate]]. In addition, certain drugs may interfere with laboratory tests for the vitamin, such as [[amoxicillin]], [[erythromycin]], [[methotrexate]] and [[pyrimethamine]].
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| | ==化学== |
| ==Chemistry==
| | {{Anchor|Chemistry}} |
| [[File:B12 methylcobalamin.jpg|thumb|200px|Methylcobalamin (shown) is a form of vitamin B<sub>12</sub>. Physically it resembles the other forms of vitamin B<sub>12</sub>, occurring as dark red crystals that freely form cherry-colored transparent solutions in water.]] | | [[File:B12 methylcobalamin.jpg|thumb|200px|メチルコバラミン(表示)は、ビタミンB<sub>12</sub>の一形態である。物理的にはビタミンB<sub>12</sub>の他の形態に似ており、暗赤色の結晶として発生し、水中で自由に桜色の透明溶液を形成する。]] |
| Vitamin B<sub>12</sub> is the most chemically complex of all the vitamins. The structure of B<sub>12</sub> is based on a [[corrin]] ring, which is similar to the [[porphyrin]] ring found in [[heme]]. The central metal ion is [[cobalt]]. As isolated as an air-stable solid and available commercially, cobalt in vitamin B<sub>12</sub> (cyanocobalamin and other vitamers) is present in its +3 oxidation state. Biochemically, the cobalt center can take part in both two-electron and one-electron reductive processes to access the "reduced" (B<sub>12r</sub>, +2 oxidation state) and "super-reduced" (B<sub>12s</sub>, +1 oxidation state) forms. The ability to shuttle between the +1, +2, and +3 oxidation states is responsible for the versatile chemistry of vitamin B<sub>12</sub>, allowing it to serve as a donor of deoxyadenosyl radical (radical alkyl source) and as a methyl cation equivalent (electrophilic alkyl source).
| | ビタミンB<sub>12</sub>は、すべてのビタミンの中で最も化学的に複雑である。B<sub>12</sub>の構造は、[[heme/ja|ヘム]]に見られる[[porphyrin/ja|ポルフィリン]]環に似た[[corrin/ja|コリン]]環に基づいている。中心金属イオンは[[cobalt/ja|コバルト]]である。 空気中で安定な固体として単離され、市販されているビタミンB<sub>12</sub>(シアノコバラミンと他のビタマー)に含まれるコバルトは+3酸化状態で存在する。 生化学的には、コバルトの中心は、「還元型」(B<sub>12r</sub>、+2酸化状態)および「超還元型」(B<sub>12s</sub>、+1酸化状態)の形態にアクセスするために、2電子および1電子の還元過程に参加することができる。 ビタミンB<sub>12</sub>は、デオキシアデノシルラジカルの供与体(ラジカルアルキル源)として、またメチルカチオン等価体(求電子アルキル源)として働くことができる。 |
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| | 6つの配位部位のうち4つはコリン環、5つ目は[[dimethylbenzimidazole/ja|ジメチルベンズイミダゾール]]基である。6番目の配位部位である[[reactive center/ja|反応中心]]は可変であり、[[Cyanide/ja|シアノ基]](-CN)、[[hydroxyl/ja|ヒドロキシル]]基(-OH)、[[methyl/ja|メチル]]基(-CH<sub>3</sub>)または5′-デオキシ[[Adenosine/ja|アデノシル]]基である。 歴史的には、炭素-コバルトの共有結合は、生物学で発見された炭素-金属結合の最初の例のひとつである。[[hydrogenase/ja|ヒドロゲナーゼ]]や、必然的にコバルト利用に関連する酵素は、金属-炭素結合を伴う。動物はシアノコバラミンとヒドロキソコバラミンを、シアノ基またはヒドロキシル基を酵素的に置換することによって、生理活性体であるアデノシルコバラミンとメチルコバラミンに変換する能力を持っている。 |
| Four of the six coordination sites are provided by the corrin ring, and a fifth by a [[dimethylbenzimidazole]] group. The sixth coordination site, the [[reactive center]], is variable, being a [[Cyanide|cyano group]] (–CN), a [[hydroxyl]] group (–OH), a [[methyl]] group (–CH<sub>3</sub>) or a 5′-deoxy[[Adenosine|adenosyl]] group. Historically, the covalent carbon–cobalt bond is one of the first examples of carbon–metal bonds to be discovered in biology. The [[hydrogenase]]s and, by necessity, enzymes associated with cobalt utilization, involve metal–carbon bonds. Animals have the ability to convert cyanocobalamin and hydroxocobalamin to the bioactive forms adenosylcobalamin and methylcobalamin by means of enzymatically replacing the cyano or hydroxyl groups.
| | [[File:Cobalamin-general-structure-color.png|thumb|コバラミンの4つの最も一般的なビタミンの構造といくつかの同義語。アデノシルコバラミンのR基を形成する5'-デオキシアデノシル基の構造も示されている。]] |
| [[File:Cobalamin-general-structure-color.png|thumb|The structures of the four most common vitamers of cobalamin, together with some synonyms. The structure of the 5'-deoxyadenosyl group, which forms the R group of adenosylcobalamin is also shown.|400px]] | |
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| | === 食品中のビタミンB<sub>12</sub>の分析方法=== |
| === Methods for the analysis of vitamin B<sub>12</sub> in food === | | 食品中のビタミンB<sub>12</sub>含量の測定には、微生物学的測定法、化学発光測定法、ポーラログラフィー法、分光光度法、高速液体クロマトグラフィー法など、いくつかの方法が用いられてきた。微生物学的アッセイ法は、ビタミンB<sub>12</sub>を必要とする微生物、例えば[[Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis/ja|''Lactobacillus delbrueckii'' subsp. ''lactis'']] ATCC7830である。しかし、ビタミンB<sub>12</sub>の測定の不確かさが高いため、もはや基準法ではない。 |
| Several methods have been used to determine the vitamin B<sub>12</sub> content in foods including microbiological assays, chemiluminescence assays, polarographic, spectrophotometric and high-performance liquid chromatography processes. The microbiological assay has been the most commonly used assay technique for foods, utilizing certain vitamin B<sub>12</sub>-requiring microorganisms, such as [[Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis|''Lactobacillus delbrueckii'' subsp. ''lactis'']] ATCC7830. However, it is no longer the reference method due to the high measurement uncertainty of vitamin B<sub>12</sub>.
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| | さらに、この測定法では一晩のインキュベーションが必要であり、食品中に不活性なビタミンB<sub>12</sub>類似体が存在すると誤った結果が出る可能性がある。現在、食品中のビタミンB<sub>12</sub>含量の測定には、標識ビタミンB<sub>12</sub>を用いた放射性同位元素希釈法(RIDA)と豚IF(豚)が用いられている。これまでの報告では、RIDA法は微生物学的測定法と比較して、食品中のビタミンB<sub>12</sub>をより高濃度で検出できることが示唆されている。 |
| Furthermore, this assay requires overnight incubation and may give false results if any inactive vitamin B<sub>12</sub> analogues are present in the foods. Currently, radioisotope dilution assay (RIDA) with labelled vitamin B<sub>12</sub> and hog IF (pigs) have been used to determine vitamin B<sub>12</sub> content in food. Previous reports have suggested that the RIDA method is able to detect higher concentrations of vitamin B<sub>12</sub> in foods compared to the microbiological assay method.
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| | ==生化学== |
| ==Biochemistry==
| | {{Anchor|Biochemistry}} |
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| | ===補酵素としての機能=== |
| ===Coenzyme function=== | | ビタミンB<sub>12</sub>は[[coenzyme/ja|補酵素]]として機能し、いくつかの酵素触媒反応においてその存在が必要であることを意味する。動物において)機能するためにB<sub>12</sub>を必要とすることがある3つのクラスの酵素をここに挙げる: |
| Vitamin B<sub>12</sub> functions as a [[coenzyme]], meaning that its presence is required in some enzyme-catalyzed reactions. Listed here are the three classes of enzymes that sometimes require B<sub>12</sub> to function (in animals):
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| | # [[Isomerase/ja|異性化酵素]] |
| # [[Isomerase]]s | | #: 水素原子が隣接する2つの原子の間を直接移動し、それに伴って2番目の置換基X(置換基を持つ炭素原子、アルコールの酸素原子、またはアミン)が交換される転位。これらはビタミンのadoB<sub>12</sub>(アデノシルコバラミン)型を使用する。 |
| #: Rearrangements in which a hydrogen atom is directly transferred between two adjacent atoms with concomitant exchange of the second substituent, X, which may be a carbon atom with substituents, an oxygen atom of an alcohol, or an amine. These use the adoB<sub>12</sub> (adenosylcobalamin) form of the vitamin. | | #[[Methyltransferase/ja|メチルトランスフェラーゼ]]群 |
| # [[Methyltransferase]]s | | #: 2つの分子間でメチル(-CH<sub>3</sub>)基を転移する。これらはビタミンのMeB<sub>12</sub>(メチルコバラミン)型を用いる。 |
| #: Methyl (–CH<sub>3</sub>) group transfers between two molecules. These use the MeB<sub>12</sub> (methylcobalamin) form of the vitamin. | | # [[Dehalogenase/ja|脱ハロゲナーゼ]]である。 |
| # [[Dehalogenase]]s | | #: 嫌気性細菌の中にはB<sub>12</sub>依存性の脱ハロゲナーゼを合成する種があり、塩素系汚染物質の分解に応用できる可能性がある。この微生物は''de novo''コリノイド生合成が可能であるか、外因性ビタミンB<sub>12</sub>に依存している。 |
| #: Some species of anaerobic bacteria synthesize B<sub>12</sub>-dependent dehalogenases, which have potential commercial applications for degrading chlorinated pollutants. The microorganisms may either be capable of ''de novo'' corrinoid biosynthesis or are dependent on exogenous vitamin B<sub>12</sub>. | |
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| | ヒトでは、最初の2種類の反応に対応する2つの主要な補酵素B<sub>12</sub>依存性酵素ファミリーが知られている。これらは以下の2つの酵素に代表される: |
| In humans, two major coenzyme B<sub>12</sub>-dependent enzyme families corresponding to the first two reaction types, are known. These are typified by the following two enzymes:
| | [[File:Folate methionine cycle.svg|thumb|葉酸メチオニンサイクルの簡略模式図。メチオニン合成酵素はメチル基をビタミンに移し、次にメチル基をホモシステインに移し、それをメチオニンに変換する。]] |
| [[File:Folate methionine cycle.svg|thumb|Simplified schematic diagram of the folate methionine cycle. Methionine synthase transfers the methyl group to the vitamin and then transfers the methyl group to homocysteine, converting that to methionine.|400px]] | |
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| | [[Methylmalonyl-CoA mutase/ja|メチルマロニル補酵素Aムターゼ]](MUT)は、AdoB<sub>12</sub>型と反応タイプ1を用いて[[L-methylmalonyl-CoA/ja|L-メチルマロニル-CoA]]を[[succinyl-CoA/ja|スクシニル-CoA]]に変換する異性化酵素であり、いくつかの[[amino acid/ja|アミノ酸]]のスクシニル-CoAへの異化分解における[[citric acid cycle/ja|クエン酸サイクル]]を介してエネルギー生産に入る。重要なステップである。この機能は[[vitamin B12 deficiency/ja|ビタミンB<sub>12</sub>欠乏症]]で失われ、臨床的には血清[[methylmalonic acid/ja|メチルマロン酸]](MMA)濃度の上昇として測定できる。MUTの機能は適切な[[myelin/ja|ミエリン]]合成に必要である。動物実験に基づくと、増加したメチルマロニル-CoAが加水分解して神経毒性のあるジカルボン酸であるメチルマロン酸(メチルマロン酸)を形成し、神経学的悪化を引き起こすと考えられている。 |
| [[Methylmalonyl-CoA mutase|Methylmalonyl coenzyme A mutase]] (MUT) is an isomerase enzyme which uses the AdoB<sub>12</sub> form and reaction type 1 to convert [[L-methylmalonyl-CoA]] to [[succinyl-CoA]], an important step in the catabolic breakdown of some [[amino acid]]s into succinyl-CoA, which then enters energy production via the [[citric acid cycle]]. This functionality is lost in [[vitamin B12 deficiency|vitamin B<sub>12</sub> deficiency]], and can be measured clinically as an increased serum [[methylmalonic acid]] (MMA) concentration. The MUT function is necessary for proper [[myelin]] synthesis. Based on animal research, it is thought that the increased methylmalonyl-CoA hydrolyzes to form methylmalonate (methylmalonic acid), a neurotoxic dicarboxylic acid, causing neurological deterioration. | |
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| | ''MTR''遺伝子によってコードされる[[Methionine synthase/ja|メチオニン合成酵素]]は、MeB<sub>12</sub>と反応型2を用いて[[5-methyltetrahydrofolate/ja|5-メチルテトラヒドロ葉酸]]から[[homocysteine/ja|ホモシステイン]]にメチル基を転移し、それによって[[tetrahydrofolate/ja|テトラヒドロ葉酸]](THF)と[[methionine/ja|メチオニン]]を生成するメチル基転移酵素である。この機能は[[vitamin B12 deficiency/ja|ビタミンB<sub>12</sub>欠乏症]]では失われ、その結果[[homocysteine/ja|ホモシステイン]]濃度が上昇し、[[folate/ja|葉酸]]が5-メチル-テトラヒドロ葉酸として捕捉され、そこからTHF(葉酸の活性型)を回収することができなくなる。THFはDNA合成において重要な役割を果たすため、THFの利用可能性が低下すると、ターンオーバーの速い細胞、特に赤血球や、吸収を担う腸管壁細胞の生産がうまくいかなくなる。THFは、MTRによって再生されることもあれば、食事中の新鮮な葉酸から得られることもある。したがって、[[pernicious anemia/ja|悪性貧血]]の[[megaloblastic anemia/ja|巨赤芽球性貧血]]を含む、B<sub>12</sub>欠乏によるDNA合成作用のすべては、十分な食事性葉酸が存在すれば解決する。したがって、B<sub>12</sub>の最もよく知られた「機能」(DNA合成、細胞分裂、貧血に関与する機能)は、実際には、B<sub>12</sub>が仲介する[[:wikt:facultative|通性]]機能であり、効率的なDNA産生に必要な活性型葉酸の保存である。他のコバラミン要求性メチルトランスフェラーゼ酵素も細菌では知られており、Me-H<sub>4</sub>-MPT、補酵素Mメチルトランスフェラーゼなどがある。 |
| [[Methionine synthase]], coded by ''MTR'' gene, is a methyltransferase enzyme which uses the MeB<sub>12</sub> and reaction type 2 to transfer a methyl group from [[5-methyltetrahydrofolate]] to [[homocysteine]], thereby generating [[tetrahydrofolate]] (THF) and [[methionine]]. This functionality is lost in [[vitamin B12 deficiency|vitamin B<sub>12</sub> deficiency]], resulting in an increased [[homocysteine]] level and the trapping of [[folate]] as 5-methyl-tetrahydrofolate, from which THF (the active form of folate) cannot be recovered. THF plays an important role in DNA synthesis, so reduced availability of THF results in ineffective production of cells with rapid turnover, in particular red blood cells, and also intestinal wall cells which are responsible for absorption. THF may be regenerated via MTR or may be obtained from fresh folate in the diet. Thus all of the DNA synthetic effects of B<sub>12</sub> deficiency, including the [[megaloblastic anemia]] of [[pernicious anemia]], resolve if sufficient dietary folate is present. Thus the best-known "function" of B<sub>12</sub> (that which is involved with DNA synthesis, cell-division, and anemia) is actually a [[:wikt:facultative|facultative]] function which is mediated by B<sub>12</sub>-conservation of an active form of folate which is needed for efficient DNA production. Other cobalamin-requiring methyltransferase enzymes are also known in bacteria, such as Me-H<sub>4</sub>-MPT, coenzyme M methyltransferase. | |
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| | ==生理学== |
| ==Physiology==
| | {{Anchor|Physiology}} |
| ===Absorption=== | | ===吸収=== |
| Vitamin B<sub>12</sub> is absorbed by a B<sub>12</sub>-specific transport proteins or via passive diffusion. Transport-mediated absorption and tissue delivery is a complex process involving three transport proteins: [[haptocorrin]] (HC), [[intrinsic factor]] (IF) and [[transcobalamin II]] (TC2), and respective membrane receptor proteins. HC is present in saliva. As vitamin-containing food is digested by [[hydrochloric acid]] and [[pepsin]] secreted into the stomach, HC binds the vitamin and protected it from acidic degradation. Upon leaving the stomach the hydrochloric acid of the [[chyme]] is neutralized in the [[duodenum]] by [[sodium bicarbonate|bicarbonate]], and pancreatic proteases release the vitamin from HC, making it available to be bound by IF, which is a protein secreted by gastric [[parietal cell]]s in response to the presence of food in the stomach. IF delivers the vitamin to receptor proteins [[cubilin]] and [[amnionless]], which together form the [[cubam]] receptor in the distal [[ileum]]. The receptor is specific to the IF-B<sub>12</sub> complex, and so will not bind to any vitamin content that is not bound to IF.
| | ビタミンB<sub>12</sub>はB<sub>12</sub>特異的輸送タンパク質によって、または受動拡散を介して吸収される。輸送を介した吸収と組織への送達は、3つの輸送タンパク質:[[haptocorrin/ja|ハプトコリン]](HC)、[[intrinsic factor/ja|内在性因子]](IF)、[[transcobalamin II/ja|トランスコバラミンII]](TC2)とそれぞれの膜受容体タンパク質が関与する複雑なプロセスである。HCは唾液中に存在する。ビタミンを含む食物が胃に分泌された[[hydrochloric acid/ja|塩酸]]と[[pepsin/ja|ペプシン]]によって消化される際、HCはビタミンと結合し、酸による分解からビタミンを保護する。胃を出ると[[chyme/ja|消化液]]の塩酸は[[duodenum/ja|十二指腸]]で[[sodium bicarbonate/ja|重炭酸塩]]によって中和され、膵プロテアーゼはHCからビタミンを放出し、胃内の食物の存在に反応して胃[[parietal cell/ja|壁側細胞]]から分泌されるタンパク質であるIFによって結合されるようにする。IFは[[cubilin/ja|キュビリン]]と[[amnionless/ja|アムニオンレス]]という受容体タンパク質にビタミンを供給し、これらは一緒になって遠位[[ileum/ja|回腸]]の[[cubam/ja|キュバム]]受容体を形成する。この受容体はIF-B<sub>12</sub>複合体に特異的であるため、IFに結合していないビタミンは結合しない。 |
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| | B<sub>12</sub>の腸管吸収に関する調査では、1回の経口投与あたりの吸収上限は約1.5{{nbsp}}μgで、効率は50%であることが確認されている。対照的に、B<sub>12</sub>吸収の受動拡散過程-通常、食物摂取によるビタミンの全吸収のごく一部-は、B<sub>12</sub>の経口投与量が非常に多い場合、ハプトコリンとIFを介した吸収を上回る可能性があり、その効率はおよそ1%である。したがって、1日あたり500~1000{{nbsp}}μgのサプリメントB<sub>12</sub>を摂取することで、[[pernicious anemia/ja|悪性貧血]]や他の特定のB<sub>12</sub>吸収障害を、根本的な吸収障害を修正することなく、B<sub>12</sub>を毎日大量に経口摂取して治療することができる。 |
| Investigations into the intestinal absorption of B<sub>12</sub> confirm that the upper limit of absorption per single oral dose is about 1.5{{nbsp}}µg, with 50% efficiency. In contrast, the passive diffusion process of B<sub>12</sub> absorption — normally a very small portion of total absorption of the vitamin from food consumption — may exceed the haptocorrin- and IF-mediated absorption when oral doses of B<sub>12</sub> are very large, with roughly 1% efficiency. Thus, dietary supplement B<sub>12</sub> supplementation at 500 to 1000{{nbsp}}µg per day allows [[pernicious anemia]] and certain other defects in B<sub>12</sub> absorption to be treated with daily oral megadoses of B<sub>12</sub> without any correction of the underlying absorption defects.
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| | IF/B<sub>12</sub>複合体がキュバムに結合した後、複合体は解離し、遊離ビタミンは[[portal circulation/ja|門脈循環]]に輸送される。TC2およびそのレセプターの遺伝的産生不全は、B<sub>12</sub>の機能的欠乏や小児[[megaloblastic anemia/ja|巨赤芽球性貧血]]、血中B<sub>12</sub>濃度が正常であってもB<sub>12</sub>関連生化学の異常を引き起こす。ビタミンが細胞内で機能するためには、TC2-B<sub>12</sub>複合体は細胞受容体タンパク質と結合し、[[endocytosisエンドサイトーシス]]されなければならない。TC2は[[lysosome/ja|リソソーム]]内で分解され、遊離したB<sub>12</sub>は細胞質に放出され、そこで細胞酵素によって生理活性補酵素に変換される。 |
| After the IF/B<sub>12</sub> complex binds to cubam the complex is disassociated and the free vitamin is transported into the [[portal circulation]]. The vitamin is then transferred to TC2, which serves as the circulating plasma transporter, Hereditary defects in production of TC2 and its receptor may produce functional deficiencies in B<sub>12</sub> and infantile [[megaloblastic anemia]], and abnormal B<sub>12</sub> related biochemistry, even in some cases with normal blood B<sub>12</sub> levels. For the vitamin to serve inside cells, the TC2-B<sub>12</sub> complex must bind to a cell receptor protein and be [[endocytosis|endocytosed]]. TC2 is degraded within a [[lysosome]], and free B<sub>12</sub> is released into the cytoplasm, where it is transformed into the bioactive coenzyme by cellular enzymes.
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| ====Malabsorption==== | | ====Malabsorption==== |
| [[Antacid]] drugs that neutralize stomach acid and drugs that block acid production (such as [[proton-pump inhibitor]]s) will inhibit absorption of B<sub>12</sub> by preventing release from food in the stomach. Other causes of B12 malabsorption include [[intrinsic factor]] deficiency, [[pernicious anemia]], [[bariatric surgery]] pancreatic insufficiency, obstructive jaundice, tropical sprue and celiac disease, and radiation enteritis of the distal ileum. Age can be a factor. Elderly people are often [[achlorhydria|achlorhydric]] due to reduced stomach parietal cell function, and thus have an increased risk of B<sub>12</sub> deficiency. | | 胃酸を中和する[[antacid/ja|制酸]]薬物や酸産生を阻害する薬物([[proton-pump inhibitor/ja|プロトンポンプ阻害薬]]など)は、胃での食物からの放出を妨げることにより、B<sub>12</sub>の吸収を阻害する。B12吸収不良の他の原因としては、[[intrinsic factor/ja|内因性因子]]の欠乏、[[pernicious anemia/ja|悪性貧血]]、[[bariatric surgery/ja|肥満手術]]による膵機能不全、閉塞性黄疸、熱帯スプルーおよびセリアック病、回腸遠位部の放射線性腸炎などがある。年齢も一因となりうる。高齢者は胃の胃壁細胞の機能が低下しているため、しばしば[[achlorhydria/ja|無胃酸症]]になり、B<sub>12</sub>欠乏症のリスクが高くなる。 |
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| | ===貯蔵と排泄=== |
| ===Storage and excretion===
| | ビタミンB<sub>12</sub>の濃度がどれくらい速く変化するかは、食事から摂取される量、分泌される量、吸収される量のバランスに左右される。体内に貯蔵されているビタミンB<sub>12</sub>の総量は、成人で約2~5{{nbsp}}mgである。その約50%は肝臓に貯蔵されている。このうち約0.1%は腸への分泌物によって1日に失われるが、これはこれらの分泌物がすべて再吸収されるわけではないからである。[[bile/ja|胆汁]]はB<sub>12</sub>排泄の主な形態である。胆汁中に分泌されたB<sub>12</sub>のほとんどは、[[enterohepatic circulation/ja|腸肝循環]]を介して再利用される。血液の結合能力を超えた過剰なB<sub>12</sub>は、通常尿中に排泄される。B<sub>12</sub>の極めて効率的な腸肝循環のおかげで、肝臓は3~5年分のビタミンB<sub>12</sub>を貯蔵することができる;したがって、このビタミンの栄養欠乏は、吸収不良障害がない成人ではまれである。腸肝再吸収がない場合、ビタミンB<sub>12</sub>は数ヶ月から1年分しか貯蔵されない。 |
| How fast B<sub>12</sub> levels change depends on the balance between how much B<sub>12</sub> is obtained from the diet, how much is secreted and how much is absorbed. The total amount of vitamin B<sub>12</sub> stored in the body is about 2–5{{nbsp}}mg in adults. Around 50% of this is stored in the liver. Approximately 0.1% of this is lost per day by secretions into the gut, as not all these secretions are reabsorbed. [[Bile]] is the main form of B<sub>12</sub> excretion; most of the B<sub>12</sub> secreted in the bile is recycled via [[enterohepatic circulation]]. Excess B<sub>12</sub> beyond the blood's binding capacity is typically excreted in urine. Owing to the extremely efficient enterohepatic circulation of B<sub>12</sub>, the liver can store 3 to 5 years' worth of vitamin B<sub>12</sub>; therefore, nutritional deficiency of this vitamin is rare in adults in the absence of malabsorption disorders. In the absence of enterohepatic reabsorption, only months to a year of vitamin B<sub>12</sub> are stored.
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| | === 細胞の初期化=== |
| === Cellular reprogramming === | | ビタミンB<sub>12</sub>は、一炭素代謝への関与を通じて、[[Induced pluripotent stem cell/ja|細胞初期化]]や組織再生、エピジェネティック制御に重要な役割を果たしている。細胞初期化とは、体細胞を多能性状態に変換するプロセスである。ビタミンB<sub>12</sub>の濃度は、ヒストン修飾[[H3K36me3]]に影響を与え、[[Promoter (genetics)/ja|遺伝子プロモーター]]外での不正な転写を抑制する。生体内で初期化を行っているマウスは、B<sub>12</sub>が枯渇し、[[methionine/ja|メチオニン]]飢餓の徴候を示すことがわかった。一方、初期化マウスと細胞にB<sub>12</sub>を補充すると、初期化効率が上昇し、細胞内在性の効果があることが示された。 |
| Vitamin B<sub>12</sub> through its involvement in one-carbon metabolism plays a key role in [[Induced pluripotent stem cell|cellular reprogramming]] and tissue regeneration and epigenetic regulation. Cellular reprogramming is the process by which somatic cells can be converted to a pluripotent state. Vitamin B<sub>12</sub> levels affect the histone modification [[H3K36me3]], which suppresses illegitimate transcription outside of [[Promoter (genetics)|gene promoters]]. Mice undergoing in vivo reprogramming were found to become depleted in B<sub>12</sub> and show signs of [[methionine]] starvation while supplementing reprogramming mice and cells with B<sub>12</sub> increased reprogramming efficiency, indicating a cell-intrinsic effect.
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| | ==合成== |
| ==Synthesis==
| | {{Anchor|Synthesis}} |
| ===Biosynthesis=== | | ===生合成=== |
| {{Main|Cobalamin biosynthesis}} | | {{Main/ja|Cobalamin biosynthesis/ja}} |
| Vitamin B<sub>12</sub> is derived from a [[tetrapyrrole|tetrapyrrolic structural framework]] created by the enzymes [[Porphobilinogen deaminase|deaminase]] and [[uroporphyrinogen III synthase|cosynthetase]] which transform [[aminolevulinic acid]] via [[porphobilinogen]] and [[hydroxymethylbilane]] to [[uroporphyrinogen III]]. The latter is the first [[macrocycle|macrocyclic]] intermediate common to [[heme]], [[chlorophyll]], [[siroheme]] and B<sub>12</sub> itself. Later steps, especially the incorporation of the additional methyl groups of its structure, were investigated using <sup>13</sup>C [[isotopic labelling|methyl-labelled]] [[S-adenosyl methionine]]. It was not until a [[genetic engineering|genetically engineered]] strain of ''[[Pseudomonas denitrificans]]'' was used, in which eight of the genes involved in the biosynthesis of the vitamin had been [[gene expression|overexpressed]], that the complete sequence of [[methylation]] and other steps could be determined, thus fully establishing all the intermediates in the pathway.
| | ビタミンB<sub>12</sub>は、[[porphobilinogen/ja|ポルホビリノーゲン]]と[[hydroxymethylbilane/ja|ヒドロキシメチルビラン]]を介して[[aminolevulinic acid/ja|アミノレブリン酸]]を[[uroporphyrinogen III/ja|ウロポルフィリノーゲンIII]]に変換する酵素[[Porphobilinogen deaminase/ja|デアミナーゼ]]と[[uroporphyrinogen III synthase/ja|コシンテターゼ]]によって作られる[[tetrapyrrole/ja|テトラピロール構造骨格]]に由来する。後者は[[heme/ja|ヘム]]、[[chlorophyll/ja|クロロフィル]]、[[siroheme/ja|シロヘム]]およびB<sub>12</sub>そのものに共通する最初の[[macrocycle/ja|マクロ環状]]中間体である。後の段階、特にその構造の付加的なメチル基の組み込みは、<sup>13</sup>C [[isotopic labelling/ja|メチル標識]][[S-adenosyl methionine/ja|S-アデノシルメチオニン]]を用いて研究された。。ビタミンの生合成に関与する8つの遺伝子が[[gene expression/ja|過剰発現]]された''[[Pseudomonas denitrificans/ja|シュードモナス・デニトリフィカンス]]''の[[genetic engineering/ja|遺伝子操作]]株が使用されるまでは、[[メチル化]]および他のステップの完全な配列が決定されることはなかった。 |
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| | 以下の[[Genus/ja|属]]の種および以下の個体がB<sub>12</sub>を合成することが知られている: ''[[Propionibacterium/ja|プロピオニバクテリウム]] シャーマニー'', ''[[Pseudomonas/ja|シュードモナス]]'' ''脱窒素菌'', ''[[Streptomyces/ja|ストレプトマイセス]]'' ''グリセウス'', ''[[Acetobacterium/ja|アセトバクテリウム]]'', ''[[Aerobacter/ja|アエロバクテリウム]]'', ''[[Agrobacterium/ja|アグロバクテリウム]]'', ''[[Alcaligenes/ja|アルカリゲネス]]'', ''[[Azotobacter/ja|アゾトバクター]]'', ''[[Bacillus/ja|バチルス]]'', ''[[Clostridium/ja|クロストリジウム]]'', ''[[Corynebacterium/ja|コリネバクテリウム]]'', ''[[Flavobacterium/ja|フラボバクテリウム]]'', ''[[Lactobacillus/ja|ラクトバチルス]]'', ''[[Micromonospora/ja|ミクロモノスポラ]]'', ''[[Mycobacterium/ja|マイコバクテリウム]]'', ''[[Nocardia/ja|ノカルジア]]'', ''[[Proteus (bacterium)/ja|プロテウス]]'', |
| Species from the following [[Genus|genera]] and the following individual species are known to synthesize B<sub>12</sub>: ''[[Propionibacterium]] shermanii'', ''[[Pseudomonas]]'' ''denitrificans'', ''[[Streptomyces]]'' ''griseus'', ''[[Acetobacterium]]'', ''[[Aerobacter]]'', ''[[Agrobacterium]]'', ''[[Alcaligenes]]'', ''[[Azotobacter]]'', ''[[Bacillus]]'', ''[[Clostridium]]'', ''[[Corynebacterium]]'', ''[[Flavobacterium]]'', ''[[Lactobacillus]]'', ''[[Micromonospora]]'', ''[[Mycobacterium]]'', ''[[Nocardia]]'', ''[[Proteus (bacterium)|Proteus]]'',
| | ''[[Rhizobium/ja|リゾビウム]]'', ''[[Salmonella/ja|サルモネラ]]'', ''[[Serratia/ja|セラチア]]'', ''[[Streptococcus/ja|連鎖球菌]]'', ''[[Xanthomonas/ja|キサントモナス]]'' |
| ''[[Rhizobium]]'', ''[[Salmonella]]'', ''[[Serratia]]'', ''[[Streptococcus]]'' and ''[[Xanthomonas]]''. | |
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| | ===工業用=== |
| ===Industrial=== | | ビタミンB<sub>12</sub>の工業的生産は、選ばれた微生物の[[Fermentation (biochemistry)/ja|発酵]]によって達成される。かつて[[fungus/ja|真菌]]であると考えられていた''[[fungus/ja|ストレプトマイセス・グリセウス]]''は、長年ビタミンB<sub>12</sub>の商業的供給源であった。今日では、''[[Pseudomonas denitrificans/ja|Pseudomonas denitrificans]]'と''[[Propionibacterium freudenreichii/ja|Propionibacterium freudenreichii]]'の亜種'''shermanii'''がより一般的に使用されている。これらは収量を高めるために特別な条件下で栽培される。[[:en:Rhone-Poulenc|Rhone-Poulenc]]社は''P. denitrificans''を遺伝子操作することで収量を向上させた。''[[Propionibacterium/ja|プロピオニバクテリウム]]''は、[[exotoxin/ja|外毒素]]や[[endotoxin/ja|内毒素]]を産生せず、アメリカの[[Food and Drug Administration/ja|食品医薬品局]]から一般に安全と認められている([[GRAS/ja|GRAS]]ステータスを付与されている)。 |
| Industrial production of B<sub>12</sub> is achieved through [[Fermentation (biochemistry)|fermentation]] of selected microorganisms. ''[[Streptomyces griseus]]'', a bacterium once thought to be a [[fungus]], was the commercial source of vitamin B<sub>12</sub> for many years. The species ''[[Pseudomonas denitrificans]]'' and ''[[Propionibacterium freudenreichii]]'' subsp. ''shermanii'' are more commonly used today. These are grown under special conditions to enhance yield. [[Rhone-Poulenc]] improved yield via genetic engineering ''P. denitrificans''. ''[[Propionibacterium]]'', the other commonly used bacteria, produce no [[exotoxin]]s or [[endotoxin]]s and are generally recognized as safe (have been granted [[GRAS]] status) by the [[Food and Drug Administration]] of the United States.
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| | 2008年のビタミンB<sub>12</sub>の世界総生産量は35,000 kg(77,175 ポンド)であった。 |
| The total world production of vitamin B<sub>12</sub> in 2008 was 35,000 kg (77,175 lb).
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| | ===研究室=== |
| ===Laboratory===
| | {{Main/ja|Vitamin B12 total synthesis/ja|l1=Vitamin B<sub>12</sub> total synthesis/aj}} |
| {{Main|Vitamin B12 total synthesis|l1=Vitamin B<sub>12</sub> total synthesis}} | | 実験室での完全な[[ビタミンB12全合成|B<sub>12</sub>の合成]]は1972年に[[:en:Robert Burns Woodward|ロバート・バーンズ・ウッドワード]]と[[:en:Albert Eschenmoser|アルバート・エッシェンモーザー]]によって達成された。この仕事には、19カ国から91人の博士研究員(ほとんどがハーバード大学)と12人の博士課程の学生([[:en:ETH Zurich|チューリッヒ工科大学]])が参加した。研究グループは既知の中間体であるコバリン酸を調製しただけであり、そのビタミンB<sub>12</sub>への化学変換は以前に報告されている。ビタミンB<sub>12</sub>のこの合成は、72の化学的工程を要し、全体の化学的収率が0.01%をはるかに下回るという長さのため、実用上の意味はない。1972年以来、散発的な合成の努力はあったが、Eschenmoser-Woodward合成は、完成された(正式な)唯一の全合成である。 |
| The complete laboratory [[vitamin B12 total synthesis|synthesis of B<sub>12</sub>]] was achieved by [[Robert Burns Woodward]] and [[Albert Eschenmoser]] in 1972. The work required the effort of 91 postdoctoral fellows (mostly at Harvard) and 12 PhD students (at [[ETH Zurich]]) from 19 nations. The synthesis constitutes a formal total synthesis, since the research groups only prepared the known intermediate cobyric acid, whose chemical conversion to vitamin B<sub>12</sub> was previously reported. This synthesis of vitamin B<sub>12</sub> is of no practical consequence due to its length, taking 72 chemical steps and giving an overall chemical yield well under 0.01%. Although there have been sporadic synthetic efforts since 1972, the Eschenmoser–Woodward synthesis remains the only completed (formal) total synthesis.
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| | ==歴史== |
| ==History==
| | {{Anchor|History}} |
| {{Further|Vitamin#History}} | | {{Further/ja|Vitamin/ja#History}} |
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| | ===欠乏症の記述=== |
| ===Descriptions of deficiency effects=== | | 1849年から1887年にかけて、[[:en:Thomas Addison|トーマス・アジソン]]が[[pernicious anemia/ja|悪性貧血]]の症例を記述し、[[:en:William Osler|ウィリアム・オスラー]]とウィリアム・ガードナーが神経障害の症例を最初に記述し、ヘイムがこの病態における末梢血中の大きな赤血球について記述した、 彼はこれを「巨赤芽球」(現在では[[macrocyte/ja|巨赤芽球]]と呼ぶ)と呼び、[[:en:Paul Ehrlich|Paul Ehrlich]]は骨髄中の[[megaloblasts/ja|巨赤芽球]]を同定し、[[:en:Ludwig Lichtheim|Ludwig Lichtheim]]は[[myelopathy/ja|脊髄症]]の症例を記載した。 |
| Between 1849 and 1887, [[Thomas Addison]] described a case of [[pernicious anemia]], [[William Osler]] and William Gardner first described a case of neuropathy, Hayem described large red cells in the peripheral blood in this condition, which he called "giant blood corpuscles" (now called [[macrocyte]]s), [[Paul Ehrlich]] identified [[megaloblasts]] in the bone marrow, and [[Ludwig Lichtheim]] described a case of [[myelopathy]].
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| | ===抗貧血食品としてのレバーの同定=== |
| ===Identification of liver as an anti-anemia food=== | | 1920年代、[[:en:George Whipple|George Whipple]]は、生の[[liver/ja|レバー]]を大量に摂取することが、犬の失血性貧血を最も速やかに治癒させるようであることを発見し、レバーを食べることが悪性貧血を治療するかもしれないという仮説を立てた。[[:en:Edwin Cohn|エドウィン・コーン]]は、悪性貧血の治療に天然の肝臓製品の50倍から100倍の効力がある肝臓エキスを調製した。[[:en:William Bosworth Castle|ウィリアム・キャッスル]]は、胃液に「内在因子」が含まれていることを証明し、この因子が肉の摂取と組み合わさると、悪性貧血の状態でもビタミンが吸収されることを示した。1934年、ジョージ・ウィップルは[[:en:William P. Murphy|ウィリアム・P・マーフィー]]、[[:en:George Minot|ジョージ・マイノット]]と共に、後にビタミンB<sub>12</sub>を多量に含むことが判明した濃縮肝臓を用いた悪性貧血の効果的な治療法の発見により、1934年の[[:en:Nobel Prize in Physiology or Medicine|ノーベル生理学・医学賞]]を受賞した。 |
| During the 1920s, [[George Whipple]] discovered that ingesting large amounts of raw [[liver]] seemed to most rapidly cure the anemia of blood loss in dogs, and hypothesized that eating liver might treat pernicious anemia. [[Edwin Cohn]] prepared a liver extract that was 50 to 100 times more potent in treating pernicious anemia than the natural liver products. [[William Bosworth Castle|William Castle]] demonstrated that gastric juice contained an "intrinsic factor" which when combined with meat ingestion resulted in absorption of the vitamin in this condition. In 1934, George Whipple shared the 1934 [[Nobel Prize in Physiology or Medicine]] with [[William P. Murphy]] and [[George Minot]] for discovery of an effective treatment for pernicious anemia using liver concentrate, later found to contain a large amount of vitamin B<sub>12</sub>.
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| | ===活性化合物の同定=== |
| ===Identification of the active compound===
| | 米国農務省酪農局に勤務していた[[:en:Mary Shaw Shorb|Mary Shaw Shorb]]は、ヨーグルトやその他の培養乳製品の製造に使用される細菌株''Lactobacillus lactis'' Dorner(LLD)の研究を任された。LLDの培地には肝臓エキスが必要だった。Shorbは、同じ肝臓エキスが悪性貧血の治療に使われていることを知っており(彼女の義父はこの病気で亡くなっていた)、LLDを活性化合物を同定するためのアッセイ法として開発できると結論づけた。メリーランド大学在学中、彼女は[[Merck & Co.|メルク社]]から少額の助成金を受け、同社の[[:en:Karl Folkers|Karl Folkers]]と共同でLLDアッセイ法を開発した。これによって「LLD因子」が細菌の増殖に不可欠であることが特定された。ショーブ、フォルカー、そして[[:en:University of Cambridge|ケンブリッジ大学]]の[[:en:Alexander R. Todd|アレクサンダー・R・トッド]]は、LLDアッセイを用いて肝臓抽出液から抗悪性貧血因子を抽出し、精製してビタミンB<sub>12</sub>と命名した。1955年、トッドはビタミンの構造解明に貢献した。分子の完全な[[Analytical chemistry/ja|化学構造]]は[[:en:Dorothy Hodgkin|ドロシー・ホジキン]]によって[[Crystallography/ja|結晶学]]データに基づいて決定され、1955年に発表された。ホジキンはその後、[[insulin/ja|インスリン]]の構造を解読した。 |
| While working at the Bureau of Dairy Industry, U.S. Department of Agriculture, [[Mary Shaw Shorb]] was assigned work on the bacterial strain ''Lactobacillus lactis'' Dorner (LLD), which was used to make yogurt and other cultured dairy products. The culture medium for LLD required liver extract. Shorb knew that the same liver extract was used to treat pernicious anemia (her father-in-law had died from the disease), and concluded that LLD could be developed as an assay method to identify the active compound. While at the University of Maryland she received a small grant from [[Merck & Co.|Merck]], and in collaboration with [[Karl Folkers]] from that company, developed the LLD assay. This identified "LLD factor" as essential for the bacteria's growth. Shorb, Folker and [[Alexander R. Todd]], at the [[University of Cambridge]], used the LLD assay to extract the anti-pernicious anemia factor from liver extracts, purify it, and name it vitamin B<sub>12</sub>. In 1955, Todd helped elucidate the structure of the vitamin. The complete [[Analytical chemistry|chemical structure]] of the molecule was determined by [[Dorothy Hodgkin]] based on [[Crystallography|crystallographic]] data and published in 1955 for which, and for other crystallographic analyses, she was awarded the Nobel Prize in Chemistry in 1964. Hodgkin went on to decipher the structure of [[insulin]].
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| | ジョージ・ウィップル、ジョージ・マイノット、ウィリアム・マーフィーは、ビタミンの研究で1934年にノーベル賞を受賞した。他にも、アレクサンダー・R・トッド(1957年)、ドロシー・ホジキン(1964年)、ロバート・バーンズ・ウッドワード(1965年)の3人のノーベル賞受賞者が、ビタミンの研究に重要な貢献をした。 |
| George Whipple, George Minot and William Murphy were awarded the Nobel Prize in 1934 for their work on the vitamin. Three other Nobel laureates, Alexander R. Todd (1957), Dorothy Hodgkin (1964) and Robert Burns Woodward (1965) made important contributions to its study.
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| ===商業生産=== | | ===商業生産=== |