微量元素の必要量と欠乏症

微量元素は、鉄、亜鉛、ヨウ素、セレン、銅など、体が非常に少量、通常1日あたりミリグラムまたはマイクログラム単位で必要とするミネラルです。必要とされる量は少ないにもかかわらず、それらは不可欠です。それぞれが特定の酵素の補因子として機能するか、ヨウ素の場合はホルモンの構成要素として機能します。必要量が少なく、食事や土壌によって摂取量が異なるため、1つ以上の微量元素の欠乏は世界中で一般的です。

Definition

微量元素は、非常に少量（1日あたりミリグラムまたはマイクログラム単位）で必要とされる必須の食事性ミネラルであり、主に酵素の補因子として、またはホルモンやその他の機能性分子の構成要素として機能し、その不十分な摂取は特定の欠乏状態を引き起こします。

Scope

この項目では、必須微量元素の必要量がどのように定義されるか、主要な微量元素の主な機能、その欠乏の結果、および微量元素不足の公衆衛生上の規模について説明します。鉄、亜鉛、ヨウ素、セレンを例として取り上げます。これは参照および教育的なトピックであり、サプリメントの投与量や個別の臨床アドバイスを提供するものではありません。

Core questions

• どのミネラルが必須微量元素として分類され、その理由は何か？
• ごく少量で必要とされる栄養素の必要量はどのように確立されるのか？
• 主要な微量元素はどのような機能を果たすのか？
• 微量元素欠乏症の結果と世界的な分布はどのようなものか？

Key concepts

• 必須微量元素と多量ミネラル
• 鉄と酸素輸送および赤血球生成
• 多くの酵素における補因子および構造要素としての亜鉛
• ヨウ素と甲状腺ホルモン合成
• セレンと抗酸化セレノ酵素
• 欠乏、境界状態、および過剰への狭い範囲
• 土壌、食事、および摂取量の地理的変動

Mechanisms

微量元素は、主にタンパク質の触媒的または構造的構成要素として機能します。鉄はヘモグロビン、電子伝達、および多くの酵素の中心であり、亜鉛は多数のタンパク質の構造を安定させ、代謝および免疫機能全体で触媒補因子として機能します。ヨウ素は代謝率と発達を調節する甲状腺ホルモンに組み込まれ、セレンは抗酸化作用と甲状腺関連の役割を持つセレノプロテインに組み込まれます。これらの元素は微量で必要とされ、特定の機能を持つため、欠乏は特徴的な症候群を引き起こし、いくつかの元素では適切な摂取量と潜在的に有害な摂取量との間のギャップが比較的狭い傾向があります。

Clinical relevance

微量元素の状態は、血液学的、内分泌学的、免疫学的、および発達上の健康の根底にあり、微量元素栄養は、食塩ヨウ素添加や亜鉛補給プログラムなどの介入に情報を提供します。この項目は、参照目的で微量元素の生物学と疫学を記述するものであり、欠乏症の診断や個人のサプリメントの決定の根拠となるものではありません。

Epidemiology

鉄、亜鉛、ヨウ素の欠乏症は、世界で最も一般的な栄養問題の1つであり、貧血、成長障害、免疫機能低下、予防可能な認知障害の一因となっています。プールされた調査分析によると、これらの微量元素を含む微量栄養素の欠乏症は、世界中の幼児や生殖年齢の女性の間で一般的です。セレンの状態は土壌含有量によって地理的に異なり、一部の地域では風土病的な欠乏症を引き起こします。

Evidence & guidelines

微量元素の参照摂取量と耐容上限摂取量は、米国医学研究所（Institute of Medicine）や世界保健機関（World Health Organization）と国連食糧農業機関（Food and Agriculture Organization）の共同などの機関によって発行されており、ユニバーサル食塩ヨウ素添加などの世界的プログラムはこのエビデンスに基づいています。この項目は、その枠組みを概説するものであり、それ自体が臨床ガイドラインではありません。

History

個々の微量元素の必須性は20世紀を通じて徐々に確立されました。ヨウ素欠乏症は甲状腺腫と関連付けられ、食塩ヨウ素添加によって対処されました。鉄欠乏症は栄養性貧血の主要な原因として認識され、亜鉛欠乏症は1960年代にヒトで実証され、セレンは風土病的な欠乏症の研究を通じて必須であることが示されました。これらの発見は、ビタミン時代の欠乏症の概念をミネラル微量栄養素にまで広げました。

Seminal works

• stevens2022
• prasad2008
• zimmermann2007

Frequently asked questions

微量元素は、体がごく少量しか必要としないのに、なぜ必須なのでしょうか？

ミリグラムまたはマイクログラム単位であっても、特定の酵素の補因子として、あるいはホルモンの構成要素として不可欠な役割を果たしているため、わずかな不足でも重要な生理機能を阻害する可能性があります。

多くの国で食塩にヨウ素が添加されているのはなぜですか？

ヨウ素は甲状腺ホルモンを作るために必要であり、多くの土壌や食事がヨウ素をほとんど含まないため、食塩にヨウ素を添加することは、甲状腺腫やヨウ素欠乏症による発達上の害を防ぐための集団的な対策です。