1 厚生労働科学研究費(効果的医療技術の確立推進 - 人間文化学部

厚生労働科学研究費(効果的医療技術の確立推進臨床研究事業)
日本人の水溶性ビタミン必要量に関する基礎的研究
主任研究者 柴田克己 滋賀県立大学 教授
研究報告書
水溶性ビタミンの食事摂取基準の妥当性の検討 −総括−
主任研究者 柴田克己 滋賀県立大学 教授
研究要旨
成人の栄養所要量の妥当性の科学的根拠を示すための実験:現在の栄養所要量の妥当性の科学的根拠を示すた
めに,成人男女学生(19∼23 歳)各 10 名を被験者として,栄養所要量(生活活動強度 IIに設定)通りの栄養
素含有精製食を 7 日間投与し続けた時の翌朝空腹時の血液中と実験最終日の 24 時間尿中に排泄された水溶性
ビタミンを測定し,すでに明らかにされている健常人の基準となる値と比較した.
ビタミン名
(基準となる値)
ビタミン B1
(全血総B1:90pmol/ml以上)
(尿B1:333nmol/day以上)
ビタミン B2
(全血総B2;180pmol/ml以上)
(尿B2;319nmol/day以上)
ビタミン B6
(血漿総B6;40pmol/ml以上)
(尿PIC;3.00µmol/day以上)
ビタミン B12
(血清B12;0.5pmol/ml以上)
成人男子
成人女子
全血:2 名が 81,86 と低値.
尿:全員が基準となる値以上.
結論:要検討.
全血:全員が基準となる値以上.
尿: 1 名が 291 と低値.
結論:要検討.
全血:1 名が 175 と低値.
尿:3 名が,155,209, 215 と低値.
結論:要検討.
全血:全員が基準となる値以上.
尿:全員が基準となる値以上.
結論:OK.
血漿総B6:全員が基準となる値以上.
尿:全員が基準となる値以上.
結論:OK.
血漿総 B6:全員が基準となる値以上.
尿:全員が基準となる値以上.
結論:OK.
血清B12:10名全員が0.26, 0.28, 0.31, 0.33,
0.33, 0.35, 0.35, 0.35, 0.39,0.43 と低値.
血清 B12:3 名が 0.41, 0.43, 0.43 と低
値
結論:要検討.
結論:要検討.
0.15 pmol/ml 以上という値もある
ナイアシン
(尿Nam異化代謝産物:
50µmol/day以上)
パントテン酸
(尿PaA:10µmol/day以上)
葉酸
(血清葉酸:7pmol/ml以上)
尿 Nam 異化代謝産物:全員が基準となる 尿 Nam 異化代謝産物:全員が基準となる値
値以上.
以上.
結論:OK.
結論:OK.
尿:4 名が 6.23, 6.32, 7.31, 7.59 と低値. 尿:全員が基準となる値以上.
結論:要検討.
結論:OK.
血清:全員が基準となる値以上.
結論:OK.
血清:全員が基準となる値以上.
結論:OK.
血清:全員が基準となる値以上.
結論:OK.
血清:全員が基準となる値以上.
結論:OK.
血漿:4 名が 47, 53, 54, 59 と低値.
結論:要検討.
血漿:2 名が 47, 54 と低値.
結論:要検討.
ビオチン
(血清ビオチン:6.6pmol/ml以上)
ビタミン C
(血漿 C:60 nmol/ml 以上)
第六次改定の成人男女の水溶性ビタミン所要量の科学的根拠を効率的に示すことができた.その中で,成人男
子のビタミン B1,B2,B12,C,パントテン酸と成人女子のビタミン B1,B12 及び C に関しては,所要量の値
を再検討する必要性があるものと判断した.次年度に検討する.
1
で,尿は Day 7 の値である.以下,図 3∼
11 に 9 種類のビタミンの値を示した.
分担研究者氏名・所属機関名及び所属機関
における職名
橋詰直孝・東邦大学医学部教授
渡辺敏明・姫路工業大学環境人間学部教授
戸谷誠之・昭和女子大学大学院教授
西牟田守・国立健康・栄養研究所室長
C.研究結果の概要
1.ビタミン B1
図 3 は,栄養所要量通りのビタミン B1 を
与えた時の血液中と尿中の結果である.図
3∼図 11 では,一つの図に 4 つのサブグラ
フが出てくるが,左側の二つは男性の値で,
右側の二つが女性の値である.上の二つが
血液の値で,下の二つが尿の値である.グ
ラフの中に書いてある線が,基準となる値
である.それぞれのグラフの上に書いてあ
る数値は,平均値±SD である.影がついて
いるサブグラフがあれば,その値から要検
討と判断したということであるす.ビタミ
ン B1 は,全血中の総 B1 値と尿中の値が栄養
状態の判定に使用されている.欠乏実験の
データーによれば,尿中の値は非常に早く
応答するので,尿中の値を指標とする方が
良い.尿中の値では成人男子の被験者では,
全員が基準となる値の 333 nmol/1 日尿以上
であった.しかし,全血中の総ビタミン B1
値は基準となる値の 90 nmol/ml 以下の被験
者が 2 名いた.そのため,要検討と判断し
た.成人女子は,尿中の値で 1 名が基準と
なる値(333 nmol/1 日尿)以下であった.
しかし,全血中の総ビタミン B1 値は,全員
が,基準となる 90 nmol/ml 以上であった.
尿の値を重視して,要検討と判断した.
A. 研究目的
現在使われている第六次改定日本人の栄
養所要量では,13 種類すべてのビタミンの
所要量が策定された.その中で,9 種類が
水溶性ビタミンの所要量の妥当性について
効率的に科学的根拠を与えることを目的と
する.第六次改定の策定作業において,日
本人を用いたデーターが少なすぎる,とい
う指摘がなされた.また,実際に使用する
栄養士からは,外国の所要量のようだ,と
いうような批判もある.そこで,第七次改
定に向けて,日本人にとって妥当な所要量
と要検討の所要量のスクリーニングを効率
的に行う方法を考えた.図 1 に判断方法を
示した.
栄養所要量の定義では,被験者に,栄養
所要量通りの食事を摂取させると,97%以上
の被験者が,指標となる基準値以上となる.
もしそのような値となれば,そのビタミン
の所要量は妥当であると判断した.一方,
被験者の 3%以上が,指標となる項目の基準
となる値以下の場合は,二つに分けて判断
した.11%以上の場合は,要検討と判断しま
した.3∼10%の場合は,他の可能な指標で
も検討した.その指標で被験者の 97.5%以
上が,指標となる項目の基準となる値以上
であった場合,妥当であると判断した.一
方,被験者の 3%以上が,指標となる項目の
基準値以下の場合,要検討と判断した.
2. ビタミン B2
ビタミン B2 は欠乏実験から,応答の早さ
は血液中よりも尿中の値である.図 4 がビ
タミン B2 の結果である.成人男子の全血中
の総 B2 値は,1名が基準となる値(180
pmol/ml)以下であった.また,尿中の値で
は,3 名が基準値(319 nmol/1 日尿)以下
であった.そこで,成人男子のビタミン B2
の所要量は要検討と判断した.成人女子は
全血中も尿中の値も,全員が所要量通りの
摂取量で,全員が基準となる値以上であっ
たので,妥当と判断した.
B. 実験方法の概略
被験者は成人男女,20 歳前後の学生,各
10 名.食事は,生活活動強度 II の,栄養
所要量通りの栄養素を含む精製食を摂取さ
せた.ビタミンは,すべて化学的合成品を
用いた.分析項目は,9 種類の水溶性ビタ
ミン.実験期間は 7 日間で,図 2 に示した
スケジュールに従って,採尿と採血を行い
ました.ここで報告する値は,血液は Day 8
の朝食前(午前 8 時 30 分)で採血したもの
3. ビタミン B6
ビタミン B6 は欠乏実験から,応答の早さ
は血液中よりも尿中の値である.尿中へは
ビタミン B6 そのものの排泄量はごくわずか
2
7. 葉酸
図 9 に葉酸の結果を示した.血清中の値
は,性差が認められたが,男女ともに全員
が基準となる値(7 pmol/ml)以上であった.
従って,現在の所要量は妥当であると判断
した.尿中の値は,基準となる値は定めら
れていない.
であり,異化代謝産物の 4-ピリドキシン酸
(PIC)が排泄され,栄養状態の指標として
利用される.図 5 は,ビタミン B6 の結果で
ある.このビタミンは,全員が基準となる
値(3.0μmol/1 日尿)以上であったので,
男女ともに妥当である判断した.なお,血
漿中の値も男女ともに全員が基準となる値
以上であった.
8. ビオチン
図 10 にビオチンの結果を示した.血清中
のビオチンの値は,男女ともに全員が基準
となる値(6.6 nmol/ml)以上であったので,
現在の所要量は妥当であると判断した.尿
中の値は,基準となる値は定められていな
い.
4. ビタミン B12
図 6 は,ビタミン B12 の結果である.摂取
量は男女ともに所要量通りの 2.4μg であ
るが,血清中の B12 の値は図 6 に示したよう
に性差が認められ,男性は全員が,基準と
なる値以下となり,逆に女性は全員が,そ
れ以上の値であった.なお,男性の基準と
なる値については,0.15 pmol/ml であると
いう報告もあるが,まだ統一的な見解とは
なっていない.尿中の値に関しては,基準
となる値は決められていないが,図 6 に示
したように性差が認められた.
5. ナイアシン
図7にナイアシンの結果を示した.ナイ
アシンそのものは指標とならず,その異化
代謝産物の MNA(N1-メチルニコチンアミド),
2-Py(N1-メチル-2-ピリドン-5-カルボキサ
ミド)及び 4-Py(N1-メチル-4-ピリドン-3カルボキサミド)の合計量が栄養状態の指
標となる.この値は男女ともに,全員が基
準となる値(50mol/1 日尿)以上であった
ので,妥当であると判断した.なお,全血
中の総ニコチンアミド濃度も,男女ともに
基準となる値(50 nmol/ml)以上であった.
6. パントテン酸
図 8 にパントテン酸の結果を示した.パ
ントテン酸の栄養状態の指標は,尿中の値
が使用される.パントテン酸の所要量は男
女ともに 5 mg であるが,成人男子では 10
名中 4 名が,基準となる値(10μmol/1 日
尿)以下であったので,要検討と判断した.
成人女子は,図 8 に示したように全員が基
準となる値(10μmol/1 日尿)以上であっ
たので,妥当であると判断した.なお,尿
中のパントテン酸の値は,男性の平均値は
女性の 1/2 であった.
3
9. ビタミン C
図 11 にビタミン C の結果を示した.ビタ
ミン C は欠乏症を予防するための量ではな
く,生活習慣病の一次予防という観点から,
所要量が設定されているビタミンである.
従って,基準となる値(60 nmol/ml)が高
いが,男性では 4 名が,女性では 2 名が,
基準となる値よりも低い値であった.従っ
て,ビタミン C の所要量は男女ともに要検
討であると判断した.
D. 今後の方針
9 種類のビタミンを同時に測定し,判断
できる研究班を作ることで,効率的に実験
を行うことができた.その結果,9 種類す
べての水溶性ビタミン所要量の科学的根拠
を与える実験が,短期間にでき,妥当であ
る所要量と要検討である所要量を,効率的
に分類することができた.要検討のビタミ
ンについては,今後時間をかけてきっちり
と科学的根拠に基づいた値を示していく.
今回の実験は化学的合成品のビタミンを
投与した時の結果である.食品中のビタミ
ンの生物有効性は,ビタミンによって異な
り,50∼75%などと報告されている.次年度
は,所要量の値を,生物有効性を勘案した
ものするか否かを,第 7 次改定では十分討
論出来る資料をまとめる.
乳児のビタミン所要量の精度を高めるた
めに,母乳中のビタミン含量を測定してい
るが,次年度はさらにサンプル数を増やし
て,より高い精度にする.
許容上限摂取量に関する実験は,まだ動
物実験段階であるが,指標となるべきもの
が見つかってきた.次年度もこの実験を続
け,許容上限摂取量に関する化学的指標を
提示できる努力を続ける.
E.結論
要検討と判断されたビタミンを次年度に
検討する.男子は,ビタミン B1,B2,B12,C
及びパントテン酸である.女子は,ビタミ
ン B1,B12 及び C である.
F.健康危機情報
特記する情報はなし.
G.研究発表
1.論文発表
なし.
2.学会発表
日本ビタミン学会第 55 回大会で発表
(2003 年 5 月 29・30 日)
H.知的財産権の出願・登録状況(予定を
含む)
1.特許取得
なし
2.実用新案登録
なし
3.その他
なし
4
日本人の水溶性ビタミン必要量に関する基礎的研究
目的:現在の栄養所要量の妥当性の科学的根拠を得るため
妥当な所要量と要検討の所要量のスクリーニング
被験者の3%以上が指標と
なる項目の基準値以下
栄養所要量通りの
栄養素を摂取
被験者の97%以上が指標
となる項目の基準値以上
所要量は妥当
3∼10%以下
11%以上
他の可能な
指標で検討
被験者の97%以上
が指標となる項目
の基準値以上
被験者の3%以上が
指標となる項目の
基準値以下
所要量は妥当
要検討
図 1. 第六次改定日本人の栄養所要量−食事摂取基準−の水溶性ビタミンの値の妥当性を判
断するための考え方の概略
5
実験方法
被験者:成人男女(学生)各10名
食事:対象の栄養所要量通りの栄養素を含む精製食
分析試料:血液と尿
分析項目:9種類の水溶性ビタミン
実験期間:7日間(1日は6時30分から翌日6時30分)
Day 1
Day 2
Day 3
Day 4
Day 5
Day 6
Day 7
採尿
採尿
採尿
採尿
採尿
採尿
採尿
Day 8
6時30分まで
6時30分∼
採 8時30分
血
採 8時30分
血
採 8時30分
血
採 8時30分
血
今回報告する値は,
血液:精製食投与7日間後の空腹時血液
尿:Day 7の値
図 2.
第六次改定日本人の栄養所要量−食事摂取基準−の水溶性ビタミンの値の妥当性を
判断するための実験方法の概要
6
118±20pmol/ml
140
130
120
110
要
検
討
100
90
90pmol/ml
80
70
60
成人女子全血総B1
(pmol/ml)
成人男子全血総B1
(pmol/ml)
106 ±15 pmol/ml
160
150
160
150
140
130
120
110
100
90
70
60
50
50
503±211nmol/day
682±138nmol/day
1000
1000
900
900
成人女子尿 B1
(nmol/day)
成人男子尿 B1
(nmol/day)
90pmol/ml
80
800
700
600
500
400
300
800
700
600
500
400
300
333nmol/day
200
尿B1(nmol /day)
200
要
検
討
図 3.
ビタミン B1 栄養所要量の妥当性を検討するための実験結果
7
333nmol/day
214±22pmol/ml
280
260
260
成人女子全血総 B2
(pmol/ml)
成人男子全血総B2
(pmol/ml)
216 ±25pmol/ml
280
240
220
200
180
180pmol/ml
160
240
220
200
180
180pmol/ml
160
140
140
957±559nmol/day
2400
2200
2000
要
検
討
319nmol/day
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
319nmol/day
400
200
尿B2(nmol/day)
1300
1200
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
成人女子尿B2
(nmol/day)
成人男子尿 B2
(nmol/day)
563±342nmol/day
図 4. ビタミン B2 栄養所要量の妥当性を検討するための実験結果
8
217±25pmol/ml
127 ±29pmol/ml
270
成人女子血漿 総B6
(pmol/ml)
成人男子血漿B6
(pmol/ml)
190
170
150
130
110
90
70
50
40pmol/ml
180
150
120
90
60
µmol/day
3.72±0.90
40pmol/ml
3.33±0.33
6
µmol/day
4.0
5
4
3.0 µmol/day
成人女子尿 PIC
(B6代謝産物)
( µmol/day)
成人男子尿PIC
(B6代謝産物)
( µmol/day)
210
30
30
3
240
2
3.5
3.0
2.5
尿PIC(umol/day)
2.0
図 5. ビタミン B6 栄養所要量の妥当性を検討するための実験結果
9
3.0 µmmol/day
0.67±0.20pmol/ml
0.34 ±0.05 pmol/ml
1.0
0.6
0.3
成人女子 血清 B12
(pmol/ml)
成人男子血清B12
(pmol/ml)
0.4
0.9
0.5pmol/ml
0.5
要
検
討
0.2
0.1
0.15pmol/ml
0.8
0.7
0.6
0.5
0.3
0.2
0.1
0.0
0
93±31pmol/day
150±31pmol/day
175
200
150
成人女子尿B12
(pmol/day)
成人男子 尿B12
(pmol/day)
0.5pmol/ml
要
検
討
0.4
125
100
75
50
175
150
125
尿B12(pmol/day)
尿B12(pmol/day)
100
図 6. ビタミン B12 栄養所要量の妥当性を検討するための実験結果
10
61.9±6.0nmol/ml
59.1±5.0nmol/ml
80
成人女子全血総Nam
(nmol/ml)
成人男子全血総Nam
(nmol/ml)
80
70
60
50
50nmol/ml
全血Nam(nmol/ml)
成人女子尿Nam代謝産物量
( µmol/day)
成人男子尿Nam代謝産物量
( µmol/day)
84.1 ±25.6μmol/day
120
100
80
60
40
60
50
50nmol/ml
40
40
140
70
50 µmol/day
83.0 ±19.2μmol/day
130
110
90
70
50
50 µmol/day
30
図7. ナイアシン栄養所要量の妥当性を検討するための実験結果
11
2.48±0.30nmol/ml
1.6nmol/ml
9.3±2.3
3.4
3.2
3.0
2.8
2.6
2.4
2.2
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
µmol/day
1.6nmol/ml
18.2±4.1
25
13
成人女子尿PaA
( µmol/day)
成人男子 尿PaA
( µmol/day)
12
11
10
9
8
要
検
討
10 µmol/day
全血総PaA(nmol/ml)
成人女子 全血 PaA
(nmol/ml)
成人男子全血PaA
(nmol/ml)
2.45 ±0.37 pmol/ml
3.4
3.2
3.0
2.8
2.6
2.4
2.2
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
µmol/day
20
15
10
7
10 µmol/day
5
尿PaA(umol/day)
6
図 8. パントテン酸栄養所要量の妥当性を検討するための実験結果
12
17.1±5.1pmol/ml
28.3±5.0pmol/ml
40
25
成人女子血清葉酸
(pmol/ml)
20
15
10
7pmol/ml
5
35
30
25
20
15
10
血清葉酸(pmol/ml)
26.3 ±7.6nmol/day
22.7±2.7nmol/day
30
成人女子尿 葉酸
(nmol/day)
成人男子 尿葉酸
(nmol/day)
40
7pmol/ml
5
30
20
血清葉酸(pmol/ml)
成人男子血清葉酸
(pmol/ml)
30
尿葉酸(nmol/day)
10
尿葉酸(nmol/day)
10
20
図 9. 葉酸栄養所要量の妥当性を検討するための実験結果
13
8.4±0.4pmol/ml
9
8
7
6
6.6pmol/ml
5
9
8
7
5
83.2±22.5pmol/day
83.0±18.3nmol/day
110
100
140
成人女子 尿ビオチン
(pmol/day)
成人男子尿ビオチン
(pmol/day)
120
6.6pmol/ml
6
血清総ビオチン(pmol/ml)
成人女子血清総ビオチン
(pmol/ml)
10
血清総ビオチン(pmol/ml)
成人男子血清総ビオチン
(pmol/ml)
8.3±0.5pmol/ml
10
90
80
70
60
120
100
80
60
40
尿ビオチン (pmol/day)
尿ビオチン (pmol/day)
50
図 10. ビオチン栄養所要量の妥当性を検討するための実験結果
14
67±14nmol/ml
62±10nmol/ml
110
成人女子血漿総C
(nmol/ml)
成人男子血漿総C
(nmol/ml)
90
80
70
60
50
60nmol/ml
要
検
討
40
100
90
80
70
60
50
要
検
討
60nmol/ml
40
148±51
µmol/day
140±51
µmol/day
300
250
成人女子尿C
( µmol/day)
成人男子尿 C
( µmol/day)
250
200
150
100
200
150
100
50
尿C(umol/day)
尿C(umol/day)
50
図 11. ビタミン C 栄養所要量の妥当性を検討するための実験結果
15