ビタミンB3
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。
| 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 | |
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
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
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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）。
欧州食品安全機関（EFSA）は、RDAの代わりに母集団基準摂取量（PRI）、EARの代わりに平均必要量を用い、これらの情報をまとめて食事摂取基準値（DRV）と呼んでいる。EUでは、単位がmg/日ではなく、消費エネルギー1メガジュール（MJ）あたりのミリグラムであることを除き、AIとULは米国と同じ定義である。女性（妊娠中または授乳中を含む）、男性、小児の場合、PRIは1メガジュールあたり1.6 mgである。1MJ＝239kcalに換算すると、2390キロカロリーを消費する成人は、16 mgのナイアシンを摂取することになる。これは米国のRDA（成人女性14 mg/日、成人男性16 mg/日）に匹敵する。
ULは、有害な影響を引き起こすビタミンやミネラルの量を特定し、「健康への有害な影響を引き起こす可能性が低い1日の最大摂取量」となる量を上限値として選択することによって設定される。各国の規制機関は必ずしも一致していない。米国では、ティーンエイジャーと成人は30または35mg、子供はそれ以下である。EFSAの成人のULは10 mg/日とされており、これは米国の値の約3分の1である。政府のULはすべて、ナイアシンをサプリメントとして一度に摂取する場合に適用されるもので、皮膚紅潮反応を避けるための制限値として意図されている。このため、EFSAでは、1日の推奨摂取量がULよりも高くなることがある。
DRIもDRVも、必要量をナイアシン当量（NE）として表記しており、1 mg NE = 1 mgのナイアシンまたは60 mgの必須アミノ酸トリプトファンとして計算される。これは、アミノ酸がビタミンの合成に利用されるためである。
米国の食品および栄養補助食品の表示目的では、1食分の量はデイリーバリュー（%DV）のパーセントで表される。ナイアシンの表示目的では、デイリーバリューの100%は16 mgである。2016年5月27日以前は20 mgであったが、RDAと一致させるために改訂された。 更新された表示規制への準拠は、年間食品売上高がUS$1,000 万以上の製造業者には2020年1月1日までに、それ以下の製造業者には2021年1月1日までに義務付けられている。新旧の成人一日摂取量の表は基準一日摂取量に掲載されている。
摂取源
ナイアシンは、強化パッケージ食品、様々な動物由来の肉、魚介類、香辛料を含む様々なホールフードや加工食品に含まれている。一般に、動物性食品は1食あたり約5～10 mgのナイアシンを供給するが、乳製品や卵にはほとんど含まれない。ナッツ類、豆類、穀類などの植物性食品には、1食あたり約2～5 mgのナイアシンを含むものもあるが、穀類製品の中には、この天然に存在するナイアシンが多糖類や糖ペプチドに大きく結合しており、生物学的利用率が約30%しかないものもある。小麦粉などの強化食品にはナイアシンが添加されており、これは生物学的に利用可能である。100グラムあたりのナイアシン含有量が最も多い全食品源は以下の通りである：
| 摂取源 | 量 (mg / 100g) |
|---|---|
| Nutritional yeast/ja 1人分 = 大さじ2杯 (16 g)あたり56 mg含む |
350 |
| Tuna/ja, キハダ | 22.1 |
| Peanut/ja | 14.3 |
| Peanut butter/ja | 13.1 |
| Bacon/ja | 10.4 |
| Tuna/ja, ライト, 缶詰 | 10.1 |
| Salmon/ja | 10.0 |
| ターキー どの部分をどのように調理するかによる | 7-12 |
| チキン どの部分をどのように調理するかによる | 7-12 |
| 摂取源 | 量 (mg / 100g) |
|---|---|
| Beef/ja どの部分をどのように調理するかによる | 4-8 |
| Pork/ja どの部分をどのように調理するかによる | 4-8 |
| Sunflower seeds/ja | 7.0 |
| Tuna/ja, ホワイト, 缶詰 | 5.8 |
| Almond/ja | 3.6 |
| Mushroom/ja, ホワイト | 3.6 |
| タラ | 2.5 |
| 玄米 | 2.5 |
| Hot dog/ja | 2.0 |
| 摂取源 | 量 (mg / 100g) |
|---|---|
| Avocado/ja | 1.7 |
| Potato/ja, 焼き, 皮付き | 1.4 |
| コーン (とうもろこし) | 1.0 |
| 白米 | 0.5 |
| Kale/ja | 0.4 |
| 卵 | 0.1 |
| Milk/ja | 0.1 |
| チーズ | 0.1 |
| Tofu/ja | 0.1 |
栄養酵母、ピーナッツ、ピーナッツバター、タヒニ、玄米、マッシュルーム、アボカド、ヒマワリの種などの製品が含まれていれば、ベジタリアンやビーガンの食事で十分な量を摂取することができる。十分な摂取量を確保するために、強化食品や栄養補助食品を摂取することもできる。
食品の調理法
食品に自然に含まれるナイアシンは、高熱調理、特に酸性の食品やソースの存在下で破壊されやすい。ナイアシンは水に溶けるので、水で煮た食品からも失われる可能性がある。
食品強化
各国は、既知の欠乏症に対処するため、食品に栄養素を強化している。2020年現在、54カ国が小麦粉にナイアシンまたはナイアシンアミドの食品強化を義務付けており、14カ国がトウモロコシ粉、6カ国が米の食品強化を義務付けている。国によって、ナイアシンの強化量は1.3～6.0mg/100gの幅がある。
栄養補助食品としてのナイアシン
米国では、ナイアシン（酸）は非処方箋の栄養補助食品として、1食あたり100～1000mgの範囲で販売されている。これらの製品には、多くの場合、米国食品医薬品局（FDA）によって許可された構造／機能の健康強調表示がある。例えば、"Supports a healthy blood lipid profile"（健康的な血中脂質プロファイルをサポートする）などがある。米国心臓協会（AHA）は、深刻な副作用の可能性があるため、処方箋ナイアシンではなく、非処方箋栄養補助食品ナイアシンの使用を強く勧めている。この理由と、栄養補助食品ナイアシンの製造は処方箋ナイアシンのようにFDAによって十分に規制されていないため、AHAは栄養補助食品ナイアシンは医療専門家の監督下でのみ使用するよう助言している。栄養補助食品として30 mg以上のナイアシンを摂取すると、皮膚の紅潮を引き起こす可能性がある。顔、腕、胸の皮膚は、小さな皮下血管の血管拡張のために赤みを帯び、熱感、ヒリヒリ感、かゆみを伴う。これらの徴候および症状は典型的には一過性で、数分から数時間持続する；毒性というよりはむしろ不快なものと考えられている。
毒性
ビタミンB3の1日の上限は35 mgに設定されている。1日30mgという低用量では、顔面紅潮が報告されており、常に顔面から始まり、時に皮膚の乾燥、かゆみ、知覚異常、頭痛を伴う。肝毒性は最も重篤な毒性反応であり、2グラム/日を超える用量で起こる。劇症肝炎は3～9グラム/日の用量で報告されており、肝移植の必要性がある。その他の反応には耐糖能異常、高尿酸血症、黄斑浮腫、黄斑嚢胞がある。
歴史
トウモロコシはアメリカ南東部やヨーロッパの一部で主食となった。1735年にスペインでGaspar Casalによって、日光にさらされた皮膚の皮膚炎を特徴とする病気が報告された。彼はその原因を貧しい食生活にあるとした。北イタリアではロンバルド語からペラグラと名付けられた（agra=ヒイラギ様または血清様、pell=皮膚）。やがて、この病気はトウモロコシとより密接に関連するようになった。アメリカでは、Joseph Goldbergerがアメリカ軍医総監からペラグラの研究を命じられた。彼の研究では、トウモロコシを主食とする食事が原因であることは確認されたが、根本的な原因は特定されなかった。
ニコチン酸は生化学者によって肝臓から抽出された。1937年にコンラッド・エルヴェヘムによって肝臓から抽出された。彼は後にこの有効成分を特定し、"ペラグラ予防因子"や "抗黒舌因子"と呼んだ。"ビタミンPP"、"ビタミンP-P"、"PP-ファクター"とも呼ばれたが、これらはすべて "ペラグラ予防因子"という用語に由来する。1930年代後半、トム・ダグラス・スパイ、マリオン・ブランケンホーン、クラーク・クーパーの研究により、ナイアシンがヒトのペラグラを治癒することが確認された。その結果、この病気の流行は大幅に減少した。
ニコチン酸による小麦粉の|濃縮が始まった1942年、一般紙には「パンにタバコ」という見出しが躍った。これを受けて、アメリカ医師会の食品栄養評議会は、主に非科学者が使用するために食品栄養委員会の新しい名称ナイアシンとナイアシンアミドを承認した。ビタミンやナイアシンが豊富な食品にニコチンが含まれている、あるいはタバコにビタミンが含まれているという認識を避けるために、ニコチン酸とニコチンを解離させる名称を選択することが適切であると考えられた。その結果、niacinという名称はnicotinicacid+vitaminから派生した。
J. ラグナとK.J.カーペンターは1951年、トウモロコシに含まれるナイアシンは生物学的に利用できず、pH11の非常にアルカリ性の石灰水でのみ放出されることを発見した。11. このことは、トルティーヤを作るためにアルカリ処理（ニクタマリゼ）されたコーンミールを使用していたラテンアメリカの文化が、ナイアシン欠乏の危険性がなかった理由を説明している。