微量栄養素の欠乏と過剰摂取

微量栄養素の欠乏と過剰摂取は、ビタミン、ミネラル、微量元素における用量反応関係の両極を示します。すなわち、不足すると特徴的な欠乏症候群を引き起こし、過剰摂取は特定の微量栄養素の毒性を引き起こします。これらの状態はどちらも、関与する微量栄養素の補因子、抗酸化、構造、またはシグナル伝達の役割の障害に生化学的根拠があり、特に欠乏症は世界中で最も一般的な栄養失調の形態の一つとして残っています。

Definition

微量栄養素欠乏症とは、ビタミン、ミネラル、または微量元素の体内含有量または機能が不十分な状態であり、特徴的な疾患を引き起こすものです。一方、微量栄養素毒性とは、過剰な摂取または蓄積によって生じる有害な状態であり、これらが各微量栄養素の安全な摂取範囲の限界を定めます。

Scope

このトピックでは、古典的な欠乏症（鉄欠乏性貧血、ビタミンA欠乏症、ヨウ素欠乏症、壊血病、くる病、脚気、ペラグラなど）および微量栄養素の毒性やビタミン過剰症の生化学的・臨床的特徴について扱います。安全な摂取範囲、欠乏、過剰の概念を参照レベルで扱い、診断閾値、投与量、治療プロトコルは提供しません。

Core questions

• 各古典的欠乏症候群の根底にある生化学的障害は何ですか？
• どの微量栄養素が過剰摂取で毒性を示し、そのメカニズムは何ですか？
• 安全な摂取範囲と耐容上限摂取量はどのように考えられていますか？
• なぜ一部の微量栄養素欠乏症は世界的に非常に蔓延しているのですか？

Key concepts

• 欠乏症候群（貧血、壊血病、くる病、脚気、ペラグラ）
• 潜在性欠乏症と顕性欠乏症
• ビタミン過剰症（ビタミンAおよびD毒性）
• ミネラル毒性と過負荷
• 安全な摂取範囲と耐容上限摂取量
• 微量栄養素状態のバイオマーカー
• 公衆衛生対策としての強化食品とサプリメント

Mechanisms

欠乏状態は、微量栄養素の生化学的機能が維持できなくなったときに生じます。鉄が不足するとヘモグロビン合成が制限され貧血を引き起こし、ビタミンCが不足するとコラーゲンの水酸化が損なわれ壊血病を引き起こします。ビタミンD欠乏症はカルシウムの処理と骨の石灰化を障害し、くる病や骨軟化症を引き起こします（Holick, 2007）。ナイアシンまたはチアミン欠乏症は補酵素依存性のエネルギー代謝を阻害し、ペラグラまたは脚気を引き起こします。毒性は、摂取量が身体の栄養素を利用または隔離する能力を超えた場合に生じます。特に貯蔵される脂溶性ビタミンAおよびD、ならびに特定の微量金属において顕著であり、欠乏と過剰の両方が有害であり、安全な摂取範囲を定義する用量反応曲線につながります。微量栄養素は相互作用するため、補充自体にもトレードオフが伴い、鉄の補充における利益とリスクのバランスがその例として挙げられます（Georgieff, 2019）。

Clinical relevance

欠乏症と毒性の生化学的特徴を認識することは、健康科学における栄養状態の解釈の基礎となり、食事、強化食品、サプリメントによる欠乏症の予防は主要な公衆衛生活動です（Black, 2008; Black, 2013）。この項目は、これらの状態を参照および教育のために記述するものであり、個人の診断、サプリメント摂取、または治療の指針ではありません。

Epidemiology

鉄、ビタミンA、ヨウ素、亜鉛の欠乏症は、世界の疾病負荷に寄与する主要な栄養要因の一つであり、低・中所得国の幼児や生殖年齢の女性に不均衡に影響を与え、貧血、成長障害、失明、死亡率の増加に寄与しています（Black, 2008; Black, 2013）。

Evidence & guidelines

安全な範囲を定義する耐容上限摂取量と適切な摂取量は、食事摂取基準（Dietary Reference Intake）の枠組み内で設定されており、ランセットの低栄養シリーズのような大規模なエビデンス統合は、世界の栄養政策に情報を提供しています（Black, 2013）。サプリメント摂取の決定は、ナラティブレビューやシステマティックレビューにおいて潜在的な害と照らし合わせて検討されます（Georgieff, 2019）。

History

欠乏症の研究は、ビタミンという概念そのものを生み出しました。壊血病、脚気、くる病、ペラグラはそれぞれ、18世紀から20世紀初頭にかけて、感染症や毒素ではなく特定の食事因子の欠如に起因することが示されました。貯蔵されたビタミンの過剰摂取も有害であるという認識は、微量栄養素には限定された安全な摂取範囲があるという現代的な見方を確立し、その後、世界の栄養プログラムは最も一般的な欠乏症を対象としました。

Debates

微量栄養素のサプリメント摂取はいつ役立ち、いつ害を及ぼす可能性がありますか？

サプリメント摂取は欠乏症を予防できますが、一様に有益であるとは限りません。鉄のような栄養素の場合、利益と潜在的な害のバランスはベースラインの状態と状況に依存するため、一律のサプリメント摂取については議論があります。

Seminal works

• black-2008-dt
• black-2013-dt
• holick-2007-dt

Frequently asked questions

人は微量栄養素を過剰に摂取することがありますか？

はい、あります。いくつかの微量栄養素、特に貯蔵される脂溶性ビタミンAおよびD、ならびに特定の微量金属は、摂取量が要求量を大幅に超えると毒性濃度まで蓄積する可能性があります。そのため、これらの栄養素には上限値を含む安全な摂取範囲が定義されています。

微量栄養素欠乏症が「隠れた飢餓」と呼ばれることがあるのはなぜですか？

ビタミンやミネラルの欠乏症は、エネルギー摂取量が十分であっても健康、発達、免疫を損なう可能性があり、その欠乏が外見上は明らかでないため、しばしば隠れた飢餓と表現されます。