ビタミンB3

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ビタミンB3
Drug class
ビタミンB3の一種であるニコチンアミドの構造
Class identifiers
Use	ビタミンB3欠乏症
ATC code	A11H
Biological target	enzyme cofactor
Clinical data
Drugs.com	Niacin
External links
MeSH	D009536
Legal status

ビタミンB₃は、口語ではナイアシンと呼ばれ、3種類のビタミンを含むビタマー群である： ナイアシン（ニコチン酸）、ニコチンアミド（ナイアシンアミド）、およびニコチンアミドリボシドである。ビタミンB₃の3つの形態はすべて、体内でニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NAD）に変換される。NADは人間が生きていくために必要なもので、ビタミンB₃かトリプトファンがなければ体内で作ることができない。ニコチンアミドリボシドは2004年にビタミンB₃の一種として同定された。

ナイアシン（栄養素）は、動植物がアミノ酸であるトリプトファンから製造することができる。ナイアシンは様々なホールフードや加工食品から食事中に摂取されるが、強化されたパッケージ食品、肉類、鶏肉、マグロやサケなどの赤身魚に最も多く含まれ、ナッツ類、豆類、種子類に含まれる量は少ない。栄養補助食品としてのナイアシンは、ナイアシン欠乏によって引き起こされる疾患であるペラグラの治療に用いられる。ペラグラの徴候や症状には、皮膚や口の病変、貧血、頭痛、疲労感などがある。多くの国では、小麦粉や他の食用穀物への添加を義務付けており、それによってペラグラのリスクを減らしている。

アミド、ニコチンアミド（ナイアシンアミド）は、補酵素の構成成分である。ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NAD）とニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸（NADP+）の構成成分である。ナイアシンとニコチンアミドはそのビタミン活性において同一であるが、ニコチンアミドはナイアシンのような薬理学的、脂質修飾作用や副作用を持たない、すなわち、ナイアシンが-アミド基をとると、コレステロールを減少させず、潮紅を引き起こさない。ニコチンアミドはナイアシン欠乏症の治療薬として推奨されているが、その理由は、副作用とされる潮紅を起こすことなく、改善量の投与が可能だからである。過去には、このグループはビタミンB₃複合体と緩く呼ばれていた。

作用機序

ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NAD）は、そのリン酸化変異体ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸（NADP）とともに、DNA修復内の転移反応およびカルシウム動員で利用される。NADはまた、解糖とクレブスサイクルの両方において補酵素として働き、ヒトの代謝において重要な役割を果たしている。

ビタミン欠乏症

詳細は「Pellagra/ja」を参照

ペラグラに罹った男性は、食事中のビタミンB₃の慢性的な不足によって引き起こされる。

食事による重度のビタミンB₃欠乏は、下痢、皮膚の色素沈着と肥厚を伴う日光過敏性皮膚炎（画像参照）、口と舌の炎症、せん妄、痴呆、そして放置すれば死を特徴とするペラグラという病気を引き起こす。一般的な精神症状には、いらいら、集中力の低下、不安、疲労、記憶力の低下、落ち着きのなさ、無気力、抑うつなどがある。欠乏が引き起こす神経変性の生化学的メカニズムはよくわかっていないが、A）神経毒性のトリプトファン代謝物の生成を抑制するためのニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NAD+）の必要性、B）細胞障害を引き起こすミトコンドリアATP生成の阻害； C)ポリ（ADP-リボース）ポリメラーゼ（PARP）経路の活性化。PARPはDNA修復に関与する核内酵素であるが、NAD+がない場合は細胞死につながる。D) 神経保護作用のある脳由来神経栄養因子またはその受容体トロポミオシン受容体キナーゼBの合成の減少、あるいはE) ナイアシン欠乏に直接起因するゲノム発現の変化。

ナイアシン欠乏症は先進国ではほとんど見られず、貧困や栄養失調、慢性的なアルコール中毒による二次的な栄養失調と関連するのが一般的である。また、トウモロコシは消化可能なナイアシンが少ないため、人々がトウモロコシ（とうもろこし）を主食としている地域で起こる傾向がある。ニクスタマリゼーションと呼ばれる調理技術、つまりアルカリ成分で前処理をすることで、トウモロコシ粉や小麦粉を製造する際にナイアシンの生物学的利用能が高まる。このため、トウモロコシをトルティーヤやホミニーとして食べる人は、ナイアシン欠乏症のリスクが少ない。

欠乏症の治療には、世界保健機関（WHO）はナイアシンの代わりにナイアシンアミド（すなわちニコチンアミド）を投与することを推奨している。ガイドラインでは、300 mg/日を3～4週間使用することを推奨している。認知症と皮膚炎は1週間以内に改善がみられる。他のビタミンB群の欠乏も考えられるため、WHOはナイアシンアミドに加えてマルチビタミンの摂取を推奨している。

ハートナップ病は、ナイアシン欠乏をもたらす遺伝性栄養障害である。必須アミノ酸であるトリプトファンの吸収不全をもたらす遺伝的障害を持つイギリスの家族にちなんで名付けられた。トリプトファンはナイアシン合成の前駆体である。症状はペラグラに似ており、赤い鱗屑状の発疹や日光に対する過敏性などがある。この疾患の治療として、ナイアシンまたはナイアシンアミドを1回50～100mg、1日2回経口投与するが、早期に発見し治療すれば予後は良好である。ナイアシン合成は、その前駆体であるトリプトファンがセロトニンを形成するために代謝転換されるため、カルチノイド症候群でも欠損する。

ビタミンの状態を測定する

ナイアシンおよびナイアシン代謝物の血漿中濃度は、ナイアシンの状態を示す有用なマーカーではない。メチル化代謝物N1-メチルニコチンアミドの尿中排泄は、信頼性が高く、感度が高いと考えられている。測定には24時間採尿が必要である。成人の場合、5.8μmol/日未満はナイアシンの欠乏状態、5.8～17.5μmol/日は低値を示す。世界保健機関（WHO）によると、尿中N1-メチルニコチンアミドの代替指標は、24時間採尿のmg/gクレアチニンであり、0.5未満を欠乏、0.5～1.59未満を低値、1.6～4.29未満を許容、4.3未満を高値と定義している。赤血球のニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NAD）濃度は、ナイアシン欠乏のもう一つの鋭敏な指標となる可能性があるが、欠乏、低値、適正の定義は確立されていない。最後に、トリプトファンはナイアシンに変換されるため、低ナイアシン食では血漿トリプトファンが減少する。しかし、トリプトファンの低下は、この必須アミノ酸の少ない食事によっても起こりうるので、ビタミンの状態を確認するための特別なものではない。

食事に関する推奨事項

食事に関する推奨事項

オーストラリアとニュージーランド 年齢層 ナイアシンのRDI (mg NE/day) 摂取量の上限レベル 幼児 0–6ヶ月 2 mg/d プリフォームド・ナイアシン* ND 幼児 7–12ヶ月 4 mg/d NE* 1–3 6 10 4–8 8 15 9–13 12 20 14–18 – 30 19+ – 35 女性 14+ 14 – 男性 14+ 16 妊娠中の女性 14–50 18 – 妊娠中の女性 14–18 – 30 妊娠中の女性 19–50 – 35 授乳中の女性 14–50 17 – 授乳中の女性 14–18 – 30 授乳中の女性 19–50 – 35 * 乳児の適切な摂取量 カナダ 年齢層 (歳) ナイアシンのRDA (mg NE/d) 許容上限摂取量 0–6 months 2 mg/d プリフォームド・ナイアシン* ND 7–12ヶ月 4 mg/d NE* 1–3 6 10 4–8 8 15 9–13 12 20 女性 14–18 14 30 男性 14–18 16 女性 19+ 14 35 男性 19+ 16 妊娠中の女性 <18 18 30 妊娠中の女性 18–50 18 35 授乳中の女性 <18 17 30 授乳中の女性 18–50 17 35 欧州食品安全機関 性別 十分な摂取量 (mg NE/MJ) 女性 1.3 男性 1.6 年齢 (歳) ニコチン酸の許容上限値 (mg/day) ニコチンアミドの耐容上限量 (mg/day) 1–3 2 150 4–6 3 220 7–10 4 350 11–14 6 500 15–17 8 700 米国 年齢層 ナイアシンのRDA (mg NE/day) 許容上限摂取量 幼児 0–6ヶ月 2* ND** 幼児 6–12ヶ月 4* 1–3 6 10 4–8 8 15 9–13 12 20 女性 14–18 14 30 男性 14–18 16 30 女性 19+ 14 35 男性 19+ 16 35 妊娠中の女性 14–18 18 30 妊娠中の女性 19–50 18 35 授乳中の女性 14–18 17 30 授乳中の女性 19–50 17 35 * RDA はまだ確立されていないため、乳児の十分な摂取量 ** 確立は不可能である； 摂取源は粉ミルクと食事のみとする。

米国医学研究所（2015年に米国医学アカデミーに改称）は、1998年にナイアシンの推定平均必要量（EAR）と推奨食事許容量（RDA）、および耐容上限摂取量レベル（UL）を更新した。RDAの代わりに、ほとんどの人々の栄養所要量を満たすのに十分な食事摂取レベルを特定するのに十分な証拠がない集団については、十分摂取量（AAI）が特定される。(表参照）。

The European Food Safety Authority (EFSA) refers to the collective set of information as Dietary Reference Values (DRV), with Population Reference Intake (PRI) instead of RDA, and Average Requirement instead of EAR. For the EU, AIs and ULs have the same definition as in the US, except that units are milligrams per megajoule (MJ) of energy consumed rather than mg/day. For women (including those pregnant or lactating), men and children the PRI is 1.6 mg per megajoule. As the conversion is 1 MJ = 239 kcal, an adult consuming 2390 kilocalories should be consuming 16 mg niacin. This is comparable to US RDAs (14 mg/day for adult women, 16 mg/day for adult men).

ULs are established by identifying amounts of vitamins and minerals that cause adverse effects, and then selecting as an upper limit amounts that are the "maximum daily intake unlikely to cause adverse health effects". Regulatory agencies from different countries do not always agree. For the US, 30 or 35 mg for teenagers and adults, less for children. The EFSA UL for adults is set at 10 mg/day – about one-third of the US value. For all of the government ULs, the term applies to niacin as a supplement consumed as one dose, and is intended as a limit to avoid the skin flush reaction. This explains why for EFSA, the recommended daily intake can be higher than the UL.

Both the DRI and DRV describe amounts needed as niacin equivalents (NE), calculated as 1 mg NE = 1 mg niacin or 60 mg of the essential amino acid tryptophan. This is because the amino acid is utilized to synthesize the vitamin.

For U.S. food and dietary supplement labeling purposes, the amount in a serving is expressed as a percent of Daily Value (%DV). For niacin labeling purposes 100% of the Daily Value is 16 mg. Prior to May 27, 2016, it was 20 mg, revised to bring it into agreement with the RDA. Compliance with the updated labeling regulations was required by January 1, 2020, for manufacturers with US$10 million or more in annual food sales, and by January 1, 2021, for manufacturers with lower volume food sales. A table of the old and new adult daily values is provided at Reference Daily Intake.

Sources

Niacin is found in a variety of whole and processed foods, including fortified packaged foods, meat from various animal sources, seafoods, and spices. In general, animal-sourced foods provide about 5–10 mg niacin per serving, although dairy foods and eggs have little. Some plant-sourced foods such as nuts, legumes and grains provide about 2–5 mg niacin per serving, although in some grain products this naturally present niacin is largely bound to polysaccharides and glycopeptides, making it only about 30% bioavailable. Fortified food ingredients such as wheat flour have niacin added, which is bioavailable. Among whole food sources with the highest niacin content per 100 grams:

Source	Amount (mg / 100g)
Nutritional yeast Serving = 2 Tbsp (16 g) contains 56 mg	350
Tuna, yellowfin	22.1
Peanuts	14.3
Peanut butter	13.1
Bacon	10.4
Tuna, light, canned	10.1
Salmon	10.0
Turkey depending on what part, how cooked	7-12
Chicken depending on what part, how cooked	7-12

Source	Amount (mg / 100g)
Beef depending on what part, how cooked	4-8
Pork depending on what part, how cooked	4-8
Sunflower seeds	7.0
Tuna, white, canned	5.8
Almonds	3.6
Mushrooms, white	3.6
Cod fish	2.5
Rice, brown	2.5
Hot dogs	2.0

Source	Amount (mg / 100g)
Avocado	1.7
Potato, baked, with skin	1.4
Corn (maize)	1.0
Rice, white	0.5
Kale	0.4
Eggs	0.1
Milk	0.1
Cheese	0.1
Tofu	0.1

Vegetarian and vegan diets can provide adequate amounts if products such as nutritional yeast, peanuts, peanut butter, tahini, brown rice, mushrooms, avocado and sunflower seeds are included. Fortified foods and dietary supplements can also be consumed to ensure adequate intake.

Food preparation

Niacin naturally found in food is susceptible to destruction from high heat cooking, especially in the presence of acidic foods and sauces. It is soluble in water, and so may also be lost from foods boiled in water.

Food fortification

Countries fortify foods with nutrients to address known deficiencies. As of 2020, 54 countries required food fortification of wheat flour with niacin or niacinamide; 14 also mandate fortification of maize flour, and 6 mandate fortification of rice. From country to country, niacin fortification ranges from 1.3 to 6.0 mg/100 g.

As a dietary supplement

In the United States, niacin (the acid) is sold as a non-prescription dietary supplement with a range of 100 to 1000 mg per serving. These products often have a Structure/Function health claim allowed by the US Food & Drug Administration (FDA). An example would be "Supports a healthy blood lipid profile." The American Heart Association (AHA) strongly advises against the use of non-prescription dietary supplement niacin rather than prescription niacin because of potentially serious side effects. For this reason and because the manufacture of dietary supplement niacin is not as well-regulated by the FDA as is prescription niacin, the AHA advises that supplemental niacin only be used under the supervision of a health care professional. More than 30 mg niacin consumed as a dietary supplement can cause skin flushing. Face, arms and chest skin turns a reddish color because of vasodilation of small subcutaneous blood vessels, accompanied by sensations of heat, tingling and itching. These signs and symptoms are typically transient, lasting minutes to hours; they are considered unpleasant rather than toxic.

Toxicity

The daily limit for vitamin B₃ has been set at 35 mg. At daily doses of as low as 30 mg, flushing has been reported, always starting in the face and sometimes accompanied by skin dryness, itching, paresthesia, and headache. Liver toxicity is the most serious toxic reaction and it occurs at doses >2 grams/day. Fulminant hepatitis has been reported at doses between 3-9 grams/day with needs for liver transplantation. Other reactions include glucose intolerance, hyperuricemia, macular edema, and macular cysts.

History

「Pellagra」を参照

Corn (maize) became a staple food in the southeast United States and in parts of Europe. A disease that was characterized by dermatitis of sunlight-exposed skin was described in Spain in 1735 by Gaspar Casal. He attributed the cause to poor diet. In northern Italy it was named pellagra from the Lombard language (agra = holly-like or serum-like; pell = skin). In time, the disease was more closely linked specifically to corn. In the US, Joseph Goldberger was assigned to study pellagra by the Surgeon General of the United States. His studies confirmed a corn-based diet as the culprit, but he did not identify the root cause.

Nicotinic acid was extracted from the liver by biochemist Conrad Elvehjem in 1937. He later identified the active ingredient, referring to it as "pellagra-preventing factor" and the "anti-blacktongue factor." It was also referred to as "vitamin PP", "vitamin P-P" and "PP-factor", all derived from the term "pellagra-preventive factor". In the late 1930s, studies by Tom Douglas Spies, Marion Blankenhorn, and Clark Cooper confirmed that niacin cured pellagra in humans. The prevalence of the disease was greatly reduced as a result.

In 1942, when flour enrichment with nicotinic acid began, a headline in the popular press said "Tobacco in Your Bread." In response, the Council on Foods and Nutrition of the American Medical Association approved of the Food and Nutrition Board's new names niacin and niacin amide for use primarily by non-scientists. It was thought appropriate to choose a name to dissociate nicotinic acid from nicotine, to avoid the perception that vitamins or niacin-rich foods contain nicotine, or that cigarettes contain vitamins. The resulting name niacin was derived from nicotinic acid + vitamin.

J. Laguna and K.J. Carpenter found in 1951, that niacin in corn is biologically unavailable and can be released only in very alkaline lime water of pH 11. This explains why a Latin-American culture that used alkali-treated (nixtamalized) cornmeal to make tortilla was not at risk for niacin deficiency.