そもそもビタミン (Vitamin)とは?

ビタミンの定義

3大栄養素といえば、糖質、タンパク質、脂質で、それにビタミンとミネラルを合わせて5大栄養素と言われます。ビタミンとは、生体にとって必須であるにもかかわらず、体内で十分な量を合成することができないため、食べ物から摂取する必要がある化合物のことです。

ビタミンにはさまざまな種類があります。その多くは「補酵素」として酵素を助けて化学反応を触媒する働きをします。また、酸化反応や還元反応において、酸化剤や還元剤としての働きをもつビタミンもあります。

ビタミン説

5大栄養素といえば、糖質、タンパク質、脂質、ミネラル、そしてビタミンです。ビタミンが発見される前は、糖質、タンパク質、脂質、ミネラルの4つが人間が必要とする栄養素だと考えられていました。病気の原因といえば、毒素であったり病原菌であったわけです。ところが、どうやら病気によってはその原因が栄養素の欠乏にあるようだということがわかってきました。そこで「生きるために必要なアミン」として、vital amine = vitamine という名前が作り出されたのです。その後の研究の進展とともにamineに限るものではないことがわかり、vitaminと少し名前がかわりましたがこのコンセプトは生き残りました。微量だけれどもそれがないと人間が生きられない、そういう栄養素の正体が研究によって追い求められた結果、種々のビタミンが発見されたのです。

  1. Chapter 29: historical aspects of the major neurological vitamin deficiency disorders: overview and fat-soluble vitamin A Douglas J Lanska  Clin Neurol . 2010;95:435-44. doi: 10.1016/S0072-9752(08)02129-5.
  2. KJ カーペンター:栄養学小史 その三(1912ー1944) 西南女子学院大学

ビタミン欠乏による主な病気

  • 夜盲症(ビタミンA欠乏)
  • 脚気(ビタミンB1欠乏)
  • 悪性貧血(ビタミンB12欠乏)
  • 壊血病(ビタミンC欠乏)
  • くる病(ビタミンD欠乏)
  • ぺラグラ(ナイアシン欠乏)

ビタミンの働き

ビタミンの多くは、「補酵素」として、特定の代謝酵素の働きに必須の役割を持っています。そのためビタミンが欠乏すると、特定の代謝経路が阻害されることになり、必要な生体構成要素がつくれなくなったり、必要なエネルギーが得られなくなって、病気になります。

ビタミンの種類

ビタミンA、ビタミンB1,ビタミンB2,ビタミンB6,ビタミンB12、ビタミンC、ビタミンD、ビタミンE、ビタミンKという種類があります。なぜBだけ1,2,12とわかれているのか、なぜEの次がとんでKなのか、秩序が好きな人は発狂しそうないい加減な命名ですが、これはビタミンの研究の歴史によるものです。

さらにややこしいのは、ビタミンに分類されるのですが、ビタミンという名前では呼ばれていないものがあります。ナイアシンパントテン酸ビオチン葉酸もビタミンです。実際、これらはビタミン+アルファベット+数字の呼称で呼ばれることもあります。ナイアシン=ビタミンB3,パントテン酸=ビタミンB5,ビオチン=ビタミンB7,葉酸=ビタミンB9といった具合です。日本ではこれらは化合物名そのもので呼ばれることのほうが一般的です。

ビタミンは13種類もあるんですね。ビタミンB3,5,7,9は、ビタミンという言葉でなく、その化合物の名称そのもので呼ばれることが多いようです。ビタミンは文字通り生きるために重要な物質なので、全て名前、働き、欠乏したときの病気を覚えておく必要があります。まずは、水に溶けるか(水溶性ビタミン)、水に溶けないか(脂溶性ビタミン)とに分けて覚えましょう。抗酸化作用を持つビタミンとして、水溶性ビタミンであるビタミンC(アスコルビン酸)、脂溶性ビタミンのビタミンE(トコフェロール)を覚えておきましょう。

水溶性ビタミン

  1. ビタミンB1(チアミン)
  2. ビタミンB2(リボフラビン)
  3. ナイアシン(ビタミンB3)
  4. パントテン酸(ビタミンB5)
  5. ビタミンB6(ピリドキシン)
  6. ビオチン(ビタミンB7)
  7. 葉酸(ビタミンB9)
  8. ビタミンB12(シアノコバラミン)
  9. ビタミンC(アスコルビン酸) 抗酸化作用

脂溶性ビタミン

  1. ビタミンA(レチノール) 
  2. ビタミンD
  3. ビタミンE(トコフェロール) 抗酸化作用
  4. ビタミンK 補酵素として働く

ビタミン13個を暗記する方法

ビタミンの定義は、体に微量必要だけれども十分な量を合成できないので食事から摂取しなければいけない栄養素です。ビタミンの研究の歴史において、当初はビタミンだ(体の中では合成できない)と思われていなのに実は作れたというものもあるため、名前を与えられたあとでビタミンから外されたものがあります。そのため、ビタミンBの数字が飛び飛びになってしまいました。また、ビタミンに分類されますが別名のほうが通りがいいものもいくつかあります。

まずは13種類のビタミンのうち、脂溶性ビタミンはADEK(えいでっく),水溶性ビタミンはB群とCと覚えましょう。13-5=8個がビタミンB群ということになります。

12このうち、4,8,10,11,の4つはビタミンから外されました。ビタミンB群は1~12あるのに、途中が抜けていて、覚えにくいので、抜けた数字を覚えてしまったほうが楽です。4,8が抜けています。あとは12の前の2つが抜けています。

ビタミンB群は、「ちりなぱぴびようし」(散りな、パピ美容師)とでも覚えましょうか。

  • ビタミンB1 チアミン 補酵素チアミンピロリン酸(TPP)の材料
  • ビタミンB2 リボフラビン 補酵素FADや補酵素FMNの材料。ビタミンサプリを飲むと尿が鮮やかな黄色になるのはビタミンB2のせい。
  • ビタミンB3 ナイアシン(ニコチンアミド) 補酵素NADや補酵素NADPの材料
  • ビタミンB4 アデニン
  • ビタミンB5 パントテン酸 補酵素であるCoAの材料
  • ビタミンB6 ピリドキシン 補酵素
  • ビタミンB7 ビオチン 補酵素
  • ビタミンB8 イノシトール
  • ビタミンB9 葉酸 補酵素 ヌクレオチド合成に必要。欠乏すると胎児の神経管閉鎖障害。そのため妊活する女性は葉酸サプリを推奨されている(妊娠がわかってからでは遅すぎる恐れ)。
  • ビタミン10 パラアミノ安息香酸(para amino benzoic acid)
  • ビタミンB11 サリチル酸 (salicylic acid)
  • ビタミンB12 シアノコバラミン 補酵素 アミノ酸や脂質の代謝に関係
  • ビタミンC アスコルビン酸 抗酸化作用。プロリンをヒドロキシル化してヒドロキシプロリンにする酵素プロリルヒドロキシラーゼなど、補酵素(補因子)としての働きもある
  • ビタミンA レチノール 視物質で光を吸収する役割。
  • ビタミンD カルシフェロ―ル カルシムの吸収を促進
  • ビタミンE トコフェロール 抗酸化作用。
  • ビタミンK フィロキノン Kはドイツ語で凝固 KoagulationのK。血液凝固作用(止血作用)がある。

ビタミンB群は全て補酵素としての役割を持ちます。ビタミンCの一番の役割は抗酸化剤としてですが、補酵素としても働くことがあります。脂溶性ビタミンA,D,E,Kはそれぞれ特有の働きがあります。

初めてビタミンを発見したのは日本人!

ビタミンにはたくさんの種類がありますが、研究の歴史においては一つずつ発見されてきました。その最初のビタミンの発見者はなんと日本人で、鈴木梅太郎博士(1874~1943)です。最初に見つかったビタミンは、チアミン(ビタミンB1)でした(1910年)。ビタミンという呼び方は、鈴木梅太郎の発見よりもあとのことであり、鈴木梅太郎は自分が見つけたこの新たな栄養素をオリザニンと呼びました。

ビタミンB1は米ぬかに含まれており、精米して白米にすると摂取できません。白米ばかり食べていると脚気という病気になりますが、糠や玄米を食べることで脚気を予防したり快復させる効果があります。鈴木梅太郎は、糠の中に脚気を防ぐ物質があると考えて、その物質の精製を試みた結果、ビタミンB1の発見へとたどり着いたのです。

残念なことに鈴木梅太郎より1年おくれてビタミンB1を発見したポーランドのフンク博士がこれをビタミンを呼び、それが有名になってしまったそうです。

ビタミン発見の歴史

E.V.McCollum博士は実験により、牛乳中にネズミの成長に必須の物質としてFat soluble AWater soluble Bと呼ぶものを見出し、J.C.Drummond博士は航海中によくみられる壊血病の予防には檸檬などの柑橘類に含まれる成分が効果的であることを示してWater soluble Cと名付けたそうです。これらはそれぞれ、現在知られるビタミンA ,ビタミンB,ビタミンCです。

  1. ビタミン①ビタミンとは 食品分析開発センターSuntec

水溶性ビタミン、脂溶性ビタミン

どのビタミンが水溶性でどのビタミンが脂溶性かというのは国家試験で出題されたりします。覚えていないとどうしようもないのですが、ビタミンBとビタミンCは水溶性、のこりのビタミンA,D,E,Kが脂溶性です。化合物名で呼ばれているビタミンも水溶性です。

ビタミンB1

ビタミンB1が多く含まれる食べ物

ビタミンB1は、ぶた肉に多く含まれます。また、脚気の予防に使われたことからわかるように、玄米などにも含まれています。

  1. ビタミンB1を多く含む食品 大塚製薬
  2. ビタミンB1とは・・・ NST 栄養ひろばより

ビタミンB1の働き

ビタミンB1は、別名チアミンですが、リン酸機が2つついたチアミンピロリン酸(TPP)として、解糖系で補酵素の役割を果たします。

解糖系の産物であるピルビン酸は、アセチルCoAに変換されてTCA回路へと入りますが、ピルビン酸からアセチルCoAが作られる反応において、ピルビン酸脱水素酵素複合体(pyruvate dehydrogenase complex)が酵素として働きますが、その際、ビタミンB1は、チアミンピロリン酸として補酵素の役割を果たします。

  1. アミン 日本微量栄養素情報センター
  2. TCA回路 http://www.sc.fukuoka-u.ac.jp/
  3. ビタミンB1 日本薬学会 薬学用語解説
  4. 生物化学3(2-4)(9月28日~10月5日) 糖質の異化によるエネルギー獲得
  5. 2009年11月19日のつぶやき電子伝達系
  6. 人体の構造と機能及び疾病の成り立ち 管理栄養士国家試験徹底解説 diet2005.exblog.jp

アセチルCoAの産生とビタミンの必要性

ピルビン酸脱水素酵素複合体(pyruvate dehydrogenase complex)は、解糖系で産生されたピルビン酸を次のステップであるクエン酸回路に受け渡す際に、クエン酸をアセチルCoAに変換する反応で働く酵素で、エネルギー代謝において非常に重要な位置にいます。ピルビン酸脱水素酵素複合体は、いくつもの補酵素が必要ですが、これらの補酵素はビタミンから作られます。ビタミンが生体にとって重要なわけですね。補酵素「チアミンピロリン酸」はチアミンすなわちビタミンB1から作られます。補酵素「αーリポ酸(alpha-lipoic acide)」は、ビタミン様物質と呼ばれることもあります。CoA(補酵素A)の構成物質の一つとしてはパントテン酸が必要です。補酵素「フラビンアデニンジヌクレオチド(FAD)」はリボフラビン(ビタミンB2)から作られます。補酵素「ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD+)」はナイアシンから作られます。このように、ピルビン酸脱水素酵素複合体が働くときに必要な補酵素は、いくつものビタミンから作られているのです。

ビタミンB1欠乏症「脚気」

脚気は、日本で白米を食べるようになって流行した病気だそうです。それまでは玄米を食べていたため、ビタミンB1を摂取できていたのでした。また明治、大正、昭和の時代も軍隊で脚気が流行り多くの死者を出しています。

  1. 脚気の発生 農林水産省
  2. チアミン欠乏症 (脚気;ビタミンB1欠乏症)MSDマニュアルプロフェッショナル版
  3. 『銃弾よりも多くの命を奪った脚気心』川田志明(慶應義塾大学名誉教授、山中湖クリニック理事長) 日本心臓財団
  4. 日清、日露戦争で3万人以上が「脚気」で死亡…文豪・森鴎外の「大失敗」とは? DIAMOND ONLINE

ビタミンC

  1. ビタミンCの発見と大航海時代 その③
  2. 水溶性ビタミン(1) Suntec

壊血病

今どきビタミンC不足になることなんてあるんだろうかと思いますが、野菜や果物を食べない偏食を続けていると、壊血病になるそうです。

  1. 日本でも壊血病はなくならない ビタミンCの真実
  2. 食べ物の豊富な先進国でみつかっている壊血病患者 ビタミンCの真実
  3. 壊血病 手稲渓仁会病院 総合内科 作成者: 大橋 祐介 監修者: 松坂 俊 J Hospitalist Network clinical question 2019年6月10日 症例:中学時代から野菜などを摂取しない食生活が続いており, 高校生時代から, 1日1食で済ますなどの生活をしていた. <追加採血検査> ビタミンC <0.2 μg/ml (基準値5.5-16.8)

ビタミンA

  1. Vitamin A (Oregon State university Linus Pauling Institute » Micronutrient Information Center)
  2. Vitamin A: β-Carotene (LibreText Chemistry)
  3. Mechanisms of Transport and Delivery of Vitamin A and Carotenoids to the Retinal Pigment Epithelium Mol Nutr Food Res . 2019 Aug;63(15):e1801046. doi: 10.1002/mnfr.201801046. Epub 2019 Feb 14. Vision depends on the delivery of vitamin A (retinol) to the retina. Retinol in blood is bound to retinol-binding protein (RBP).

参考

  1. The discovery of the vitamins Richard D Semba Int J Vitam Nutr Res . 2012 Oct;82(5):310-5. doi: 10.1024/0300-9831/a000124. PubMED
  2. ビタミンQ&A(よくある質問)日本ビタミン学会
  3. 鈴木梅太郎(ウィキペディア)
  4. くすり偉人伝No.04 鈴木梅太郎 製薬協
  5. 栄養教養学部 / カラダ整え学科 ビタミンB1 大塚製薬
  6. ビタミンのはなし(14)~ビタミンK1とビタミンB12 2010年5月 6日 08:00 伊藤 仁  ビタミンKの大きな働きは出血時に血を固めたり、骨の形成に関与する。‥ デンマークのダムは、1929~30年にかけてニワトリのコレステロール代謝を研究している。無脂肪飼料で飼育したニワトリの成長が止まり、消化管や皮下、筋肉内で出血することを観察した。「出血を防止する」、すなわち「凝固(ドイツ語でKoagulation)」の頭文字をとって、この成分をビタミンKと名付けた。‥ B12悪性貧血を予防するのみでなく、神経の機能維持にも有効に働く。‥ B12は現在、ビタミンとして世界的に認知されている13種類最後に発見・構造決定・合成されたビタミンである。
  7. ビタミンのはなし(13) ナイアシンパントテン酸 2010年4月27日  伊藤 仁
  8. ビタミンのはなし(12)~ビタミンB2とビタミンB6 2010年4月19日 08:00 伊藤 仁 ビタミンB2(リボフラビン)が欠乏すると口角炎(口の端がきれ、カサブタができる)、口唇炎(唇がはれて赤くなる)、舌炎(舌がはれて痛みや灼熱感を伴う)などの口のまわりの症状や、脂漏性皮膚炎(小鼻の脇などに脂肪のブツブツが出来る)、眼瞼炎、眼精疲労などの目や鼻の症状がしばしば見られる。‥ ビタミンB2を含むビタミン剤を摂ると、尿が黄色くなる。‥ タンパク質の成分であるアミノ酸の合成や分解にかかわる酵素に対しB6は補酵素として働くので、B6が不足するとアミノ酸代謝に異常が起こる。
  9. ビタミンのはなし(11)~ビタミンEの抗酸化作用 2010年4月13日 08:00 1922年から41年にわたり動物における不妊症筋ジストロフィーなどのビタミンE欠乏症が報告されているが、ヒトでの必須栄養素に認定されたのは68年だった。‥ ビタミンEは当初、不妊症のビタミンとして知られていたが、現在ではその重要な生理作用は抗酸化作用にあり、老化ないし加齢に伴う様々な疾病の予防に有効であるとされる。
  10. ビタミンのはなし(10)~葉酸と新生児の神経管閉鎖障害 2010年4月 7日 08:00 剤の投与によっても治癒されない貧血があり、悪性貧血といわれ19世紀の医学界の大きな課題であった。1931年にアメリカのキャッスルが動物の栄養障害による貧血を予防する因子が肝臓中にあると報告した。1941年にアメリカのネスルは、悪性貧血予防因子がほうれん草に含まれることを発見し葉酸と命名した。‥ 妊娠予定の4,000人以上の女性へ、葉酸400μg(0.4mg)を投与したグループと非投与グループに分けて試験を実施したところ、非投与グループで6名の神経管閉鎖障害を持つ新生児が生まれたのに対し、葉酸を投与したグループでは0名であった。‥ 1998年からアメリカやカナダ、その後、イギリス、オーストラリア、アイルランド、オランダ、ノルーウェー等の各国ではコーンフレークやシリアル類等の小麦製品に葉酸400μg(0.4mg)の添加を義務づけたり、妊娠期の女性は1日400μg(0.4mg)以上の葉酸を摂取するよう勧告している。
  11. ビタミンのはなし(9)~ビオチンと掌蹠膿疱(しょうせきのうほう)症や糖尿病 2010年3月29日 08:00 伊藤 仁  ビオチンは長い間、ヒトでは乳児の脂漏性皮膚炎が欠乏症として知られていた。これまで難病の1つとして、あるいは尋常性乾癬として診断されてきた掌蹠膿庖性骨関節炎がビオチンの欠乏によって引き起こされることが、前橋賢(秋田県本荘第一病院免疫内科)によって明らかにされた。
  12. ビタミンのはなし(8)~ビタミンAとカロテンの様々な役割 2010年3月23日 10:57 伊藤 仁 植物中にはβ-カロテンと呼ばれるプロビタミンが存在する。β-カロテンは体内のビタミンAが不足すると小腸上皮細胞でビタミンAに変換されて利用されるので、プロビタミンAと呼ばれる。
  13. ビタミンのはなし(7)~ビタミンAとカロテンの発見と構造決定 2010年3月15日 15:00 伊藤 仁  ビタミンA化学構造1931年にスイスのカラーが、オヒョウ油からの研究で決定した。
  14. ビタミンのはなし(6)~ビタミンCと血圧調整等の有用性 2010年3月 8日 10:15 伊藤 仁
  15. ビタミンのはなし(5)~ビタミンCとライナス・ポーリング 2010年3月 1日 10:16 伊藤 仁 1977年に医師のキャメロンと共著で『がんとビタミンC』を出版、医学会をはじめ世間一般に大きな衝撃を与えた。このビタミン大量療法(メガビタミン主義)の臨床的効果は、否定的見解が多い。ただし、アメリカのNIH(国立衛生研究所)は、大量・高濃度ビタミンC点滴療法が、がんに対して有効かどうかの臨床試験を現在実施している。
  16. ビタミンのはなし(4)-ビタミンCの発見と合成 2010年2月16日  伊藤 仁 ほかの12種類のビタミンがヒトの体内で合成されるのに対し、ビタミンCだけはその合成にかかわる酵素(L-グロノラクトン酸化酵素)が遺伝的に欠損している。
  17. ビタミンのはなし(3) 伊藤 仁 2010年2月15日 日本において、脚気による死亡者数は1945年ごろまでに毎年1万人を超えている。1950(昭和25)年で約4,000人だった。脚気による死亡者が0(ゼロ)になったのは1960(昭和35)年代に入ってからである。‥ ところが1975年、西日本の高校生に脚気が再発した。原因は砂糖の多い飲料や食品、そしてインスタント食品などのジャンクフードを食べていたことに起因している。
  18. ビタミンのはなし(2) 伊藤 仁 2010年2月 8日  明治時代、脚気は結核と並んで二大国民病とされ、年間1万人から3万人もの死者を記録している。‥ 鈴木梅太郎1910年、米ヌカのなかの栄養素を結晶状に精製し、1912年にはドイツの学会誌に『オリザニン』という名称で発表した。前年の1911年、ポーランドのフンクはこれと類似した物質を「生命に必要なアミン」という意味で『ビタミン』と名付けて発表している。
  19. ビタミンのはなし(1) 伊藤 仁 2010年2月 1日 トウモロコシをひいた粉を主食とし、その他の食べ物を摂れない貧しい農民にひどい皮膚炎、慢性の下痢、さらには脳障害から痴呆にまでなる病気で年間20万人が発症し、1万人近くが死亡する状態がつづいていた。これは「ペラグラ」という病気で、ビタミンB群の一種であるナイアシンの欠乏症だった。