ビタミンC

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ビタミンC
L-Ascorbic acid.svg
Ascorbic-acid-from-xtal-1997-3D-balls.png
IUPAC命名法による物質名
臨床データ
Drugs.com Multum Consumer Information
胎児危険度分類
  • A
法的規制
投与方法 経口
薬物動態データ
生物学的利用能 rapid & complete
血漿タンパク結合 negligible
半減期 10-20日[1]
排泄 腎臓
血液脳関門 透過 (酸化型として)[2]
識別
CAS番号
50-81-7 チェック
ATCコード A11G (WHO)
PubChem CID: 5785
DrugBank DB00126 チェック
ChemSpider 10189562 チェック
UNII PQ6CK8PD0R チェック
KEGG D00018  チェック
ChEBI CHEBI:29073 チェック
ChEMBL CHEMBL196 チェック
NIAID ChemDB 002072
別名 L-アスコルビン酸
化学的データ
化学式 C6H8O6
分子量 176.12 g/mol
物理的データ
密度 1.694 g/cm3
融点 190 °C (374 °F)
沸点 553 °C (1,027 °F)

ビタミンC (vitamin C, VC) は、水溶性ビタミンの1種。化学的には L-アスコルビン酸をさす[3]。生体の活動においてさまざまな局面で重要な役割を果たしている。食品に含まれるほか、ビタミンCを摂取するための補助食品もよく利用されている。WHO必須医薬品モデル・リスト収録品。

壊血病の予防・治療に用いられる[4]鉄分カルシウムなどミネラルの吸収を促進する効果がある。鉄過剰症(ヘモクロマトーシス)患者がビタミンCを摂取しすぎると鉄過剰が促進される[5]が、健康な成人であれば影響はない[6]。風邪をひいてからのビタミンCを摂取する「治療」効果は7件のランダム化比較試験 (RCT) からはっきりせず[7]、31件のRCTから日常的なビタミンC摂取では風邪の発症率は低下しない(予防しない)が、重症度と期間は減少させ、スポーツ選手や寒冷地の兵士といった特定の集団では予防効果があるとされる[3]

機能[編集]

ビタミンCは、コラーゲンの合成に深く関与している[3]プロリンリジン残基を含めた形でコラーゲンタンパク質が合成され、タンパク質鎖が形成された後で酸化酵素によりプロリン・リジン残基がそれぞれヒドロキシ化(水酸化)を受けてヒドロキシプロリンヒドロキシリジン残基に変化し、これらは水素結合によってタンパク質鎖同士を結び、コラーゲンの3重螺旋構造を保つ働きがある。またこの反応の際にはビタミンCを必要とするため、ビタミンCを欠いた食事を続けていると正常なコラーゲン合成ができなくなり、壊血病を引き起こすものである[3]

ビタミンCは、水溶性で強い還元能力を有し、スーパーオキシド(O2−)、ヒドロキシラジカル(・OH)、過酸化水素(H2O2)などの活性酸素類を消去する。ビタミンCの過酸化水素の消去は、グルタチオン-アスコルビン酸回路によって行われる。この回路に代表されるように、ビタミンCがデヒドロアスコルビン酸に酸化されても各種酵素によりビタミンC(アスコルビン酸)に還元・再生されて触媒的に機能する。

ビタミンCは、ビタミンEの再生機能がある。ビタミンEは、脂質中のフリーラジカルを消失させることにより自らがビタミンEラジカルとなり、フリーラジカルによる脂質の連鎖的酸化を阻止する。発生したビタミンEラジカルは、ビタミンCによりビタミンEに再生される[8]

その他のビタミンCの機能としては、生体異物を代謝するシトクロムP450の活性化、チロシンからノルアドレナリンへの代謝(ドーパミンヒドロキシラーゼ)、消化器官中で鉄イオンを2価に保つことによる鉄の吸収の促進、脂肪酸の分解に関与するカルニチンリジンから生合成される過程のヒドロキシ酵素の補酵素としての参画、コレステロールをヒドロキシ化し7α-ヒドロキシコレステロールを経た胆汁酸の合成等の様々な反応に関与している[9]

適応[編集]

壊血病[編集]

壊血病の予防・治療に用いられる[4][10]。ビタミンCを含まない食事を約60 - 90日間続けた場合、体内のビタミンCの蓄積総量が300 mg以下になり[11]、軽度の欠乏症状である疲労、倦怠感や筋肉痛を感じ、易怒性を呈し数カ月後に出血性の障害をもたらす重度の欠乏症である壊血病を発症する[5]

風邪[編集]

ノーベル化学賞を受賞したライナス・ポーリングが、1970年代に、毎日100mg以上のビタミンCの摂取によって、風邪の発生率と期間を意味する「風邪の総負担」の減少が、4件のランダム化比較試験 (RCT) を分析した「統合された罹患率」よって裏付けられているとした[12]。その後、予防、治療、対象集団を変えて賛否両論のある形で研究が続いてきた[3]。ポーリングによって一般大衆にまで興味を引き、1972年から1979年まで約8400人が参加した29件のRCTが実施されたが、その後、関心は薄れ1985年以降にはわずかにしか実施されず参加者の数も小規模となっている[13]。2008年の世界保健機関 (WHO) の処方薬一覧の簡単な記載には、風邪の治療効果には証拠が確認されていないと記されているが、この記載には証拠の引用はない[10]

アメリカ国立衛生研究所 (NIH) の医療向けサプリメントの解説ページでは、2018年時点で、2007年のコクランレビューやそれ以外の研究も引用し、総合的には、風邪をひいてからではおそらく効果はないが、毎日200mgの定期的なビタミンCでは一般集団の風邪の発生率には影響しないが、風邪の期間や重症度を下げ、寒冷地や激しい運動、高齢者や喫煙者のようにビタミンCが少なくなっている人では予防効果があるかもしれないとしている[3]

米国家庭医学会(AAFP)の2012年ガイドラインでは、ビタミンCの200mgから2グラムは小児の風邪の予防に効果ありとし、成人の風邪治療にはビタミンCは効果を示さないということを効果なしの研究一覧にも、効果ありの研究一覧にも、同じ2007年のコクランレビューを記載している[14]。なおこのガイドラインは医薬品にも効果なしを判定しており厳格なものとなっている。

2013年に改訂されたコクランレビューでは同じような内容だが、31研究の合計9745人から定期的にビタミンCを200mg摂取することで、一般集団では発症率の低下はないが、重症度を下げ、回復までの日数は成人8%、小児14%減少し、スポーツ選手や寒冷地の兵士では発症率は半減していた[7]。治療薬としてビタミンCを投与した場合、7件のランダム化比較試験があったが結果は一貫しておらず、回復までの期間減少も再現されていないが、日常的な服用で効果があることとビタミンCが安全で安いことから、治療薬としてのビタミンCの研究も実施すべきだとしている[7]。それまでの治療薬としてのビタミンCの研究は、定期摂取で有望な小児での研究は実施されておらず、成人では初日に5グラムや、2-3日間に2-4グラムなど一貫したものではない[13]

2018年の9件のRCTを分析したメタアナリシスでは、発症時にのみ高用量のビタミンCを摂取した場合には効果はなく、定期的なビタミンCの摂取があり、風邪の発症後に毎日1グラムから6グラムを追加して服用したグループでは、胸痛、発熱、悪寒の減少、平均10時間の風邪の期間の短縮がみられた[15]

2013年のコクランレビューは、肺炎を予防したという3件のRCT、治療したという2件のRCTを発見している[13]

重症の敗血症では、比較群の治療による約40%の死亡率よりも、静脈内ビタミンCでは8.5%と生存率を大きく向上させ、重症化も防いでいる[16]

がん[編集]

食品中のビタミンC摂取は多くのコホート研究で様々ながんの発症の減少と関連しており、ビタミンCサプリメントは様々なランダム化比較試験でがんの発生率と無関係だとされている[3]

1976年にライナス・ポーリングとキャメロンは、様々な末期がん患者に100名に対し10日間ビタミンC10グラムを「静脈注射」し、その後経口摂取したことで、生存期間を延長すると報告した[17]。また、1974年には分子矯正医学研究所のキャメロン・キャンベルらは様々ながん患者50名に対し最初10日間ビタミンC10グラムを「静脈投与」し、それから経口のビタミンCを摂取したことで、標準的な治療法を補助する手段だと報告した[18]。1985年にはメイヨークリニックのMoertelらが、「経口」のビタミンCを使った偽薬対照のランダム化比較試験を実施し、進行性の結腸直腸がん患者で効果が見られなかったと報告した[19]。前者の肯定的研究は静脈投与であり、後者のような否定的研究は経口投与したものだったが、人々の注目は小さくなり、しかし静脈投与の方が血中濃度が高くなるという事実から後に再び関心を集めることになる[3][20]

アメリカ国立がん研究所の公開情報では、静脈投与では経口投与よりも血中ビタミンCが高くなり、副作用は非常に少なくQOLの向上が見られ、がん治療の副作用を軽減させる効果も見られるとされている[21]。2019年のレビューでは、経口・静脈含め症例報告などを除外し、既に紹介した1980年代の研究から、2010年代までの賛否両方の合計19件の試験があり、そのうち偽薬対照が設けられていたのは4件で、これら全研究から非常に軽い副作用しか害はなさそうだが、効果を裏付けるには研究は足りていないので、続くランダム化比較試験が計画されているとした[20]

その4件のRCT
  • 1970年と1985年の経口摂取によって効果がなかった2研究がある[22][19]
  • 2014年の有意ではないが比較群の約17か月に比較しビタミンC静脈注射では25.5か月と長い生存期間だったという研究と[23]、2018年の高濃度ビタミンCの静脈投与によって完全治癒率の上昇・生存期間の延長が見られた研究がある[24]

摂取[編集]

ヒトを含む類人猿はアスコルビン酸を体内で合成できないため、必要量をすべて食事などによって外部から摂取する必要があり、ビタミンとして扱われている。一方、多くの動物にとっては、アスコルビン酸は生体内で生合成できる物質であるため、必ずしも外界から摂取する必要はない。体内でアスコルビン酸を合成できないのは、ヒトを含むサル目の一部やモルモットなどだけである。

推奨量[編集]

成人の1日あたり摂取量としての厚生労働省による推奨量(RDA)は100mgである[25]、血漿中ビタミンC濃度基準値を0.7mg/100ml以上に設定して、ビタミンCの1日あたり適正摂取量は成人で100mg(妊婦は+10mg、授乳婦は+40mg ) である。血漿中ビタミンC濃度の正常範囲は 0.5-1.5mg/100mL である[26]。0.2mg/100mL を下回ると、各種欠乏症状が現れる可能性がある[27]

血中濃度[編集]

ビタミンCの血液検査の参考基準値は以下のとおりである。なお、ヒトの母乳のビタミンC濃度は0.5mg/100gとの報告がある。

項目 被験者の
タイプ
標準範囲 単位 最適範囲
下限値 上限値 下限値 上限値
ビタミンC
(アスコルビン酸)
0.4[28] 1.5[28] mg/dL 0.9[29]
23[30] 85[30] μmol/L 50[29]

大量摂取[編集]

健康な成人であれば、摂取量 2000mg までは毒性は無い[5]、体内で吸収されなかった余剰のビタミンCは尿中に排出されるが、数グラムレベルで一度に大量摂取し、腸管耐容量を超えると下痢を起こす可能性がある[5]。体内でビタミンCの一部がシュウ酸に代謝されるとして、生成したシュウ酸塩結晶により腎臓が損傷することで腎不全を発症すると報告[31]されたことがあるが、ビタミンC摂取と腎不全の因果関係は立証されておらず、現在では否定されている。腎臓移植を受けた31歳の女性での続発性シュウ酸症の症例が報告されている[31]として、高度の腎不全患者のビタミンC大量摂取については、注意が必要であるとする考え方もある。

これまでのところ米国FDAはビタミンCの大量点滴を禁止こそしてはいないものの、癌の治療としては認可もしていない。尚、大量経口投与についてはビタミンCが補助食品のカテゴリーに入るため、FDAの許認可の対象外となっている。

厚生労働省によると、通常の食品から摂取することを基本とし、いわゆるサプリメント類から 1g/日以上の量を摂取することは推奨できないとしており、生活習慣病の発症予防についても、ビタミンCの摂取量と血液中濃度、体外排泄を検討した研究から、1g/日以上を摂取する意味はないことが示されているとしている[32]

含有食品[編集]

柑橘類

多くの食品やサプリメントにおいて、「レモン何個分のビタミンC」という表現が用いられるが、このとき「レモン1個分のビタミンC」は 20mg に換算される。この表記は農林水産省によって1987年に制定された「ビタミンC含有菓子の品質表示ガイドライン」によるものであるが、ビタミンCが主成分であるビタミン添加菓子を対象とするものであり、それ以外の食品やサプリメントに対して用いることは適当でない。また、このことから「レモンはビタミンCを豊富に含む果物である」と誤解されがちだが、実際には同じ柑橘類であるグレープフルーツやユズよりも含有量は低い。

レモン・ライム・オレンジ・グレープフルーツなどの柑橘類のほか、カムカム、、アセロラ、キウイフルーツ、トマトはビタミンCの含有量が非常に多い。その他にビタミンCの多く含まれる食品としては、グァバ、パパイヤ、ブロッコリー、芽キャベツ、ブラックベリー、イチゴ、カリフラワー、ほうれん草、マスクメロン、ブルーベリー、パセリ、ジャガイモ、サツマイモなどがある。

ビタミンCそのものは強い癖のある味であるが、食品に含まれる程度の量では食品の味にはあまり影響しない。しかしながら柑橘類でもすっぱい物のほうが含有量は多い傾向にあるため「酸味の強い果物ほどビタミンCが豊富だ」と思われがちだが、実際にはそれらの酸味の多くはクエン酸によるものである。上に挙げたように酸味がまったくないにも関わらず豊富なビタミンCを有している食品が多いのはこのためである。

乳酸菌発酵の際、ビタミンCも産生し、発酵前の生乳等のビタミンCよりも濃度が高くなる[33]牛乳にはビタミンCがほとんど含まれていない。その理由は、子牛が自らビタミンCを合成できるので牛乳から摂取する必要がないためである。牛乳を発酵して作ったヨーグルトでは若干ながらビタミンCが含まれている。牛乳のみならず肉にもビタミンCは含まれていないので、野菜や果物を摂取できないモンゴル遊牧民は、大人のみならず子供を含め馬乳乳酸発酵させ微量のビタミンCを生成した馬乳酒を大量に飲むことでビタミンCを補っている[33]。アフリカの遊牧民族であるマサイ族も日常的に発酵乳を飲む。

加熱に弱い[編集]

ビタミンCは、加熱すると空気中の酸素や水分との反応が促進され、酸化されてデヒドロアスコルビン酸となり、さらに加水分解されたジゲトグロン酸へ分解しやすくなる[34]。デヒドロアスコルビン酸は人体内でアスコルビン酸に還元され利用されるが、ジゲトグロン酸にはビタミンCのような生理活性はないとされる。ジャガイモさつまいもに含まれるビタミンCのように、デンプンに保護されて酸素に接触しない場合には、加熱してもビタミンCは壊れにくいとの指摘もある[35]が、ジャガイモの加熱時間に従いビタミンC残存量が顕著に減少し、ゆで加熱では28%程度のビタミンC残存量となる[36]。酸素と接する加熱過程を有する、果汁100%の加熱型濃縮還元ジュースでは、ビタミンCの大半は壊れてしまうことになる。ただし現在では、加熱型濃縮還元は探すことが困難なほどでほぼ絶えており、超音波による果汁濃縮が主流となっている(超音波加湿器の原理で、果汁液の水分のみを飛ばすことによって果汁を濃縮するシステム(超音波霧化分離装置)。加熱式にくらべ、エネルギー効率が良く、工場の冷房費用もかからないため主流となった)。しかし、この方式でも加熱殺菌は行われるため、やはりビタミンCは壊れてしまう。そのため高栄養価を謳う野菜ジュースは別途ビタミン類が添加されている。

サプリメント[編集]

風邪インフルエンザ、その他の感染症に対してアスコルビン酸粉末などとして医薬品と併用される。その理由としては、これらの肉体的ストレスや治癒に際してはアスコルビン酸の要求量が増大するからというものである。喫煙[37]等のストレスによっても血中濃度が低下するため[38]、結果的にアスコルビン酸の要求量が増大する。

ビタミンC錠剤を飲むよりビタミンC入りのガムを噛んだ場合、血中のビタミンCの上昇が速やかに起こり、また吸収量が多いことが分かった[39]。サプリメントや野菜ジュースは、野菜サラダを直接摂取することでビタミンC以外の栄養素や食物繊維などと同時に摂取した場合と比較して排出速度が非常に速いとする研究もある[40]

外用[編集]

顔の皮膚を光損傷し、その程度が軽症から中等度の19人にランダム化比較試験を実施し、ビタミンCセラムの外用薬は偽薬よりも、シワ、たるみなどを改善した[41]。ビタミンC前駆体のリン酸アスコルビン酸ナトリウムの外用薬は、20人での試験において紫外線Aによる皮脂酸化を抑制し、また5%濃度のローションを1日2回塗った60人でのランダム化比較試験は、3か月後にニキビを予防また治療していることを見出した[42]

二重盲検ではない80人での試験は、ビタミンC含有シリコン製ジェルの6か月の使用によって、アジア人の顔面の手術後に対し、瘢痕の隆起、紅斑を減少させ、メラニンの指数を低下させていた[43]

フェルラ酸は、ビタミンC、ビタミンEの化学的な安定性を向上させ、太陽光に対する防御性を数倍にする[44]。10名のランダム化比較試験で、ビタミンC、フェルラ酸、フロレチンを含有する外用薬を、紫外線による皮膚損傷に備えて事前に塗ることで防御作用があった[45]。12名の中国人女性を用いて、ビタミンC、ビタミンE、フェルラ酸からなる外用薬は、これを塗った部分は、塗っていない部分に比較して光から防御された[46]

吸収[編集]

ヒトでは経口投与量が、30-180mg で 70-80% が吸収される[6]。1.5g 投与では 50% が吸収されるが、3g で飽和するとの報告がある[6]。また、飲酒により吸収が阻害される[47]、しかし飲酒により血中濃度は低下しない[47]

細胞内への輸送[編集]

ビタミンCは腸管上部で吸収され[6]ナトリウム依存性輸送体が存在するが、そのナトリウム依存性輸送体は、グルコース輸送体、特に、アスコルビン酸に戻るリサイクルにおいて必要な酵素補因子と細胞内抗酸化物質を生成する体のほとんどの細胞でビタミンC(その酸化型であるデヒドロアスコルビン酸[48]の輸送を担当するものがGLUT1で、特殊化した細胞内に主に存在する。

脳への輸送[編集]

は、ビタミンCの最大濃度を有する器官の一つであるが、ビタミンCは血流から脳への関門を通過しない。このためアスコルビン酸に代わって、デヒドロアスコルビン酸がGLUT1トランスポーターを介して血液脳関門を通過して輸送され、その後にアスコルビン酸に変換される[49]

ミトコンドリアへの輸送[編集]

ビタミンCは、グルコーストランスポーターGLUT1を介してデヒドロアスコルビン酸が輸送され、還元され、フリーラジカルの大部分が生成される場所であるミトコンドリアに蓄積される。アスコルビン酸は、ミトコンドリアのゲノムを保護する[50]

歴史[編集]

壊血病の報告(1841年)

16世紀から18世紀大航海時代には、壊血病の原因が分からなかったため、海賊以上に恐れられた。ヴァスコ・ダ・ガマのインド航路発見の航海においては、180人の船員のうち100人がこの病気にかかって死亡している。

1753年にイギリス海軍省のジェームズ・リンドは、食事環境が比較的良好な高級船員の発症者が少ないことに着目し、新鮮な野菜果物、特にミカンレモンを摂ることによってこの病気の予防ができることを見出した。その成果を受けて、キャプテン・クック南太平洋探検の第一回航海(1768年 - 1771年)で、ザワークラウトや果物の摂取に努めたことにより、史上初めて壊血病による死者を出さずに世界周航が成し遂げられた。

しかし、当時の航海では新鮮な柑橘類を常に入手することが困難だったことから、イギリス海軍省の傷病委員会は、抗壊血病薬として麦汁ポータブルスープ、濃縮オレンジジュースなどをクックに支給していた。これらのほとんどは、今日ではまったく効果がないことが明らかになっている(濃縮オレンジジュースは加熱されていて、ビタミンCは失われている)。結局、おもにザワークラウトのおかげだったことは当時は不明で、あげく帰還後にクックは麦汁を推薦したりしたもので、長期航海における壊血病の根絶はその後もなかなか進まなかった。

1920年、ドラモンドオレンジ果汁から還元性のある抗壊血病因子を抽出し、これをビタミンCと呼ぶことを提案した。1927年にはセント-ジェルジウシ副腎から強い還元力のある物質を単離し、「ヘキスロ酸」として発表したが、1932年にこれがビタミンCであることが判明した。1933年にハースによってビタミンCの構造式が決定されてアスコルビン酸と命名され、1933年にはライヒシュタイン有機合成によるビタミンCの合成に成功した。

ビタミンC合成能を失った動物種[編集]

L-グロノラクトンオキシダーゼ(ビタミンC合成酵素)遺伝子の活性は、いくつかの進化史のなかでそれぞれ独立に失われている。哺乳類ではテンジクネズミ直鼻猿亜目霊長類がこの遺伝子の活性を失っており、そのためにビタミンCを合成できないが、その原因となった突然変異は別のものである。どちらの系統でも、活性を失った遺伝子は多数の変異を蓄積しつつ、偽遺伝子として残っている[51]スズメ目鳥類では、活性の喪失が何度か起こっており、またおそらくは再獲得も起こったために、種によってビタミンC合成能力が異なる。他に、コウモリ類もこの遺伝子の活性を失っている[52]。これらの動物が遺伝子変異によるビタミンC合成能力を失ったにもかかわらず継続的に生存し得た最大の理由は、これらの動物が果物、野菜等のビタミンCを豊富に含む食餌を日常的に得られる環境にあったためである。なお、鳥類のビタミンC合成能力について、原始的な鳥類は腎臓でビタミンCを合成しており、さらに進化した高等な鳥類(スズメ目)では、肝臓で合成するようになった。これは、酸素消費量の増大に伴う過酸化物質産生から身を守るため、より多くのビタミンC合成を行う必要があり、ビタミンC合成部位が腎臓よりも大きな肝臓に移行したと推測されることを示す文献もある[53]

霊長目でこの酵素の活性が失われたのは約6300万年前であり、直鼻猿亜目(酵素活性なし)と曲鼻猿亜目(酵素活性あり)の分岐が起こったのとほぼ同時である。ビタミンC合成能力を失った直鼻猿亜目にはメガネザル下目真猿下目サル類人猿ヒト)を含んでいる。ビタミンC合成能力を有する曲鼻猿亜目には、キツネザルなどが含まれる[54]

霊長類狭鼻下目であるヒト上科オナガザル上科から分岐したのは、2800万年から2400万年前頃であると推定されている[55][56]。ヒト上科の共通の祖先が旧世界のサルから分枝した際に、尿酸オキシダーゼ活性が消失したものと推定されている[57]。尿酸オキシダーゼ活性の消失の意味付けは、尿酸が抗酸化物質として部分的にビタミンCの代用となるためである[58]

出典[編集]

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関連項目[編集]

外部リンク[編集]