チアミン欠乏症

チアミン欠乏症[1]
その他の名前	脚気、ビタミンB1欠乏症、チアミン欠乏症候群[1] [2]
20世紀初頭の東南アジアにおける脚気患者
専門	神経学、心臓学、小児科
症状	湿潤：心拍数の上昇、息切れ、脚のむくみ[1] 乾燥：しびれ、混乱、足を動かすのが困難、痛み[1]
種類	湿性、乾性、胃腸性、[3]乳児性、[4]脳性[5]
原因	チアミン不足[1]
リスク要因	白米中心の食事、アルコール依存症、透析、慢性下痢、利尿剤[1] [6]
防止	食品強化、食品多様化[1]
処理	チアミン補給[1]
頻度	珍しい（アメリカ）[1]

チアミン欠乏症は、チアミン（ビタミンB1 _）のレベルが低い病状である。 ^[1]重度で慢性の病状は脚気として知られている。^{[1] [7]}脚気という名前は、この病状によって引き起こされる衰弱にちなんで、18世紀にシンハラ語のබැරි බැරි (bæri bæri、「できない、できない」) から借用された可能性がある。成人の2つの主なタイプは、湿性脚気と乾性脚気である。^[1]湿性脚気は心血管系に影響を及ぼし、心拍数の上昇、息切れ、脚の腫れを引き起こす。^[1]乾性脚気は神経系に影響を及ぼし、手足のしびれ、混乱、脚の動きの困難、痛みを引き起こす。^{[1]食欲不振や}便秘を伴う形態も起こる可能性がある。^[3]もう一つのタイプである急性脚気は主に乳児に見られ、食欲不振、嘔吐、乳酸アシドーシス、心拍数の変化、心臓肥大などの症状を呈します。^[8]

危険因子としては、白米中心の食事、アルコール依存症、透析、慢性下痢、高用量利尿薬の服用などがある。^{[1] [6]}稀に、食物に含まれるチアミンの吸収が困難になる遺伝的疾患が原因の場合もある。 ^[1] ウェルニッケ脳症とコルサコフ症候群は乾性脚気の一種である。^{[6]診断は症状、尿中のチアミン濃度の低下、血中}乳酸値の上昇、チアミン補給による改善に基づいて行われる。^[9]

治療は経口または注射によるチアミン補給によって行われます。^[1]治療により、症状は通常数週間で治まります。^{[9]この病気は、}食品の強化を通じて集団レベルで予防できる可能性があります。^[1]

チアミン欠乏症は米国ではまれです。^[10]サハラ以南のアフリカでは比較的一般的です。^[2]難民キャンプでの発生が見られました。^[6]チアミン欠乏症はアジアで何千年も前から報告されており、1800年代後半に米の加工が増えたことにより一般的になりました。^[11]

脚気の症状には、体重減少、感情障害、感覚知覚障害、手足の衰弱と痛み、不整脈などがあります。浮腫（体の組織の腫れ）がよく見られます。血液中の乳酸とピルビン酸の量が増加する可能性があります。進行すると、高拍出性心不全や死に至ることもあります。

症状は、主に神経系のチアミン欠乏に関連する疾患であるウェルニッケ脳症の症状と同時に発生することがあります。

脚気は 4 つのカテゴリーに分けられます。最初の 3 つは歴史的なものであり、4 番目の胃腸脚気は 2004 年に認識されました。

• 乾性脚気は特に末梢神経系に影響を及ぼします。
• 湿性脚気は特に心臓血管系やその他の身体系に影響を及ぼします。
• 乳児脚気は栄養失調の母親の乳児に影響を及ぼします。
• 胃腸脚気は消化器系やその他の身体系に影響を及ぼします。

乾性脚気は、末梢神経の損傷により、衰弱と部分的な麻痺を引き起こします。風土病性神経炎とも呼ばれ、次のような特徴があります。

• 歩行困難
• 手足のチクチク感または感覚喪失（しびれ）
• 腱反射の消失^[12]
• 下肢の筋肉機能の喪失または麻痺
• 精神混乱/発話障害
• 痛み
• 不随意眼球運動（眼振）
• 嘔吐

運動障害を伴わない大きな固有受容感覚線維の選択的障害が発生する可能性があり、顕著な感覚失調症として現れる。これは、末梢からの固有受容感覚入力の喪失と位置感覚の喪失によるバランスと協調性の喪失である。^[13]

ウェルニッケ脳症（WE）、コルサコフ症候群（アルコール性健忘症とも呼ばれる）、ウェルニッケ・コルサコフ症候群は乾性脚気の一種である。^[6]

ウェルニッケ脳症は、西洋社会で最も頻繁にみられるチアミン欠乏症の症状ですが、^{[14] [15]}胃腸疾患などの他の原因による栄養障害のある患者、^[14] HIV/AIDS患者、およびビタミンBの十分な補給なしに非経口ブドウ糖または高栄養を不用意に投与した患者にも発生する可能性があります。 ^[16]これは、眼球運動の麻痺、異常な姿勢と歩行、および著しく乱れた精神機能によって特徴付けられる顕著な神経精神疾患です。^[17]

コルサコフ症候群は、一般的に、WEと最初に診断された患者の脳機能の低下を伴って発生すると考えられています。^{[18]これは、}逆行性健忘と順行性健忘、概念機能の障害、自発性と主導性の低下を特徴とする健忘性作話症候群です。 ^[19]

アルコール依存症患者は、以下の理由でチアミン欠乏症になることがあります。

• 栄養摂取不足: アルコール依存症患者は、推奨されるチアミンの量よりも少ない量を摂取する傾向があります。
• 消化管からのチアミンの吸収の減少: 急性アルコール暴露中はチアミンの腸管上皮細胞への能動輸送が妨げられます。
• 肝臓のチアミン貯蔵量は肝臓脂肪変性症または線維化により減少する。^[20]
• チアミンの利用障害: 細胞内のチアミン使用酵素とチアミンの結合に必要なマグネシウムも、慢性的なアルコール摂取により欠乏します。細胞に到達したチアミンが効率的に利用されないと、チアミン欠乏症がさらに悪化します。
• エタノール自体は、消化管におけるチアミン輸送を阻害し、チアミンの補因子型（ThDP）へのリン酸化を阻害する。^[21]

栄養状態の改善とアルコール摂取の中止により、チアミン欠乏症に関連するいくつかの障害、特に脳機能の低下は改善されますが、より重篤なケースではウェルニッケ・コルサコフ症候群により永久的な損傷が残ります。（振戦せん妄を参照。）

湿性脚気は心臓と循環器系に影響を及ぼします。心不全と毛細血管壁の脆弱化が組み合わさって末梢組織が浮腫状になるため、致命的となることもあります。湿性脚気の特徴は次のとおりです。

• 心拍数の増加
• 血管拡張により全身血管抵抗が減少し、高拍出性心不全を引き起こす^[22]
• 頸静脈圧の上昇^[23]
• 運動時の呼吸困難（息切れ）
• 発作性夜間呼吸困難
• 末梢性浮腫^[23]（下肢の腫れ）または全身性浮腫^{[24] [25] [26] [27]}（全身の腫れ）
• 拡張型心筋症

胃腸性脚気は腹痛を引き起こします。次のような特徴があります。

• 腹痛
• 吐き気
• 嘔吐
• 乳酸アシドーシス^{[28] [29]}

乳児脚気は、通常、母親のチアミン摂取量が不十分な場合に、生後2～6か月の乳児に発症します。湿性脚気または乾性脚気として現れることがあります。^[2]

急性型では、赤ちゃんは呼吸困難とチアノーゼを発症し、すぐに心不全で死亡します。乳児脚気では、次のような症状がみられることがあります。

• 嗄声：子供がうめき声を出そうとするが、声は出ないか、かすかなうめき声しか出ない^{[30]。神経麻痺[12]}による。
• 病気が進行するにつれて体重が減少し、痩せて衰弱する^[30]
• 嘔吐^[30]
• 下痢^[30]
• 青白い肌^[12]
• 浮腫^{[12] [30]}
• 不機嫌^[12]
• 心血管系の変化、特に頻脈（心拍数の上昇）^[12]
• 末期には痙攣が時折観察される^[30]

脚気は、カロリーの高い白米（アジアで一般的）やキャッサバの根（サハラ以南のアフリカで一般的）を非常に多く含み、チアミンを含む動物性食品や野菜をほとんど、あるいは全く摂取しない食事によって引き起こされることが多い。^[2]

また、不十分な摂取以外の欠陥、例えば消化管の病気や手術、アルコール依存症、^[23] 透析、遺伝的欠陥などによっても引き起こされる可能性があります。これらの原因はすべて主に中枢神経系に影響を及ぼし、ウェルニッケ脳症の発症を引き起こします。

ウェルニッケ病は最も一般的な神経疾患または神経精神疾患の一つである。^[31]剖検シリーズでは、一般症例の約2％にウェルニッケ病変の特徴が観察される。 ^[32]医療記録の調査によると、約85％が診断されていなかったが、無症状なのはわずか19％であった。小児では、58％のみが診断された。アルコール乱用者では、剖検シリーズで神経学的損傷が12.5％以上の割合で示された。ウェルニッケ病による死亡率は疾患の17％に達し、これは3.4/1000または約2500万人の同時代人を意味する。^{[33] [34]}ウェルニッケ病の患者の数は、剖検で観察可能な病変が生じる前に初期段階で機能障害がある可能性があることを考慮すると、さらに多い可能性がある。さらに、数え切れないほどの人々が胎児の損傷とそれに続く疾患を経験する可能性がある。

チアミン輸送の遺伝性疾患はまれであるが重篤である。糖尿病および感音難聴を伴うチアミン反応性巨赤芽球性貧血症候群（TRMA）^[35]は、高親和性チアミントランスポーターである遺伝子SLC19A2 ^[36]の変異によって引き起こされる常染色体劣性疾患である。TRMA患者は全身性チアミン欠乏の兆候を示さないため、チアミン輸送システムの冗長性が示唆される。これにより、2番目の高親和性チアミントランスポーターであるSLC19A3 ^[37]の発見につながった。^[38]リー病（亜急性壊死性脳脊髄症）は、主に生後1年間の乳児に影響を与える遺伝性疾患であり、常に致命的である。リー病とWEの病理学的類似性から、原因はチアミン代謝の欠陥であるという仮説が立てられた。最も一貫した発見の一つは、ピルビン酸脱水素酵素複合体の活性化の異常である。^[39]

SLC19A3 遺伝子の変異は、ビオチン・チアミン反応性基底核疾患と関連付けられており^[40]、この疾患はチアミンと別のビタミンBであるビオチンの薬理学的投与で治療されます。

チアミンが関与していると考えられるその他の疾患としては、亜急性壊死性脳脊髄症、オプソクローヌスミオクローヌス症候群（腫瘍随伴症候群）、ナイジェリア季節性運動失調症（またはアフリカ季節性運動失調症）などがある。さらに、ThDP依存性酵素の遺伝性疾患がいくつか報告されており^[41]、チアミン治療に反応する可能性がある。^[19]

人体内のチアミンの半減期は17日で、特に代謝需要が摂取量を上回るとすぐに枯渇します。チアミンの誘導体であるチアミンピロリン酸（TPP）は、クエン酸回路に関与する補因子であり、糖の分解をクエン酸回路に結び付けています。クエン酸回路は、炭水化物、脂質、アミノ酸の代謝の調節に関与する中心的な代謝経路であり、チアミン欠乏によるその破壊は、神経伝達物質のグルタミン酸やGABAを含む多くの分子の生成を阻害します。^{[42]さらに、チアミンは}神経調節にも直接関与している可能性があります。^[43]

チアミン欠乏症の陽性診断検査には、赤血球中のトランスケトラーゼ酵素の活性を測定することが含まれる（赤血球トランスケトラーゼ活性化アッセイ）。あるいは、チアミンを蛍光チオクロム誘導体に変換し（チオクロムアッセイ）、高速液体クロマトグラフィー（HPLC）で分離した後、全血、組織、食品、動物飼料、医薬品製剤中のチアミンとそのリン酸化誘導体を直接検出することもできる。^{[44] [45] [46]}キャピラリー電気泳動（CE）法とキャピラリー内酵素反応法は、サンプル中のチアミン濃度を定量し、モニタリングする代替技術として登場した。^[47] EDTA血液中の正常なチアミン濃度は約20～100 μg/Lである。

脚気患者の多くはチアミンのみで治療できます。^[48]チアミンを静脈内（後に経口）投与すると、通常24時間以内に急速かつ劇的な^{[23]回復が起こります。 [49]}

末梢神経障害の改善には数ヶ月のチアミン治療が必要になる場合がある。^[50]

脚気は、今世紀においても拘置所で頻繁に発生する栄養性疾患である。1999年、台湾の拘置所で脚気の発生が急増した。^[51] 2007年にハイチの過密な刑務所で脚気による病気や死亡率が高かったのは、米を炊く前に洗うという伝統的な習慣が原因であった。この習慣により、米に加工後（強化白米）に塗布された栄養価の高いコーティングが除去されてしまうのである。 ^[52]コートジボワールでは、重い刑罰を受けた囚人のうち64%が脚気を患っていた。治療開始前、囚人は乾性脚気または湿性脚気の症状を示し、神経学的徴候（うずき：41%）、心血管徴候（呼吸困難：42%、胸痛：35%）、下肢浮腫（51%）を呈していた。治療により治癒率は約97%であった。^[53]

極度のストレス下にある集団は脚気のリスクが高い可能性がある。戦争難民などの避難民は、脚気を含む微量栄養素欠乏症にかかりやすい。 ^[54]飢餓による深刻な栄養失調も脚気を引き起こす可能性があるが、症状は臨床評価では見落とされたり、他の飢餓関連の問題に隠れたりすることがある。^[55]極端に減量する食事療法は、まれに、飢餓のような状態とそれに伴う脚気を引き起こすことがある。^[23]

中国のイカ漁船の労働者は、単純な炭水化物を多く含む食事と、上陸までの期間が長いため、脚気のリスクが高い。2013年から2021年の間に、14隻の船で15人の労働者が脚気の症状で死亡した。^[56]

チアミン欠乏症に関する最も古い文献は、中国医学の文脈で古代中国から来ています。最も古い文献の 1 つは、3 世紀頃に書かれた葛洪の著書「周后備蓄方(緊急時の処方を常に手元に置いておく)」です。葛洪はこの病気を「足の気」と解釈できる「足気」と呼びました。葛洪は、症状として足の腫れ、脱力感、しびれなどを挙げています。葛洪はまた、この病気が致命的になる可能性があることを認め、ワインに漬けた発酵大豆などの特定の食品を食べることで治癒できると主張しました。 「足気」の初期の記述としてよく知られているのは、趙元芳（550-630年）の著書『諸病原後論』^{[57] [58]}と孫思邁（581-682年）の著書『必備千金用方』 ^{[59] [58] [60] [61]で}ある。

19世紀半ば、東アジアと東南アジアでの食生活の変化に伴って脚気がより顕著になり、脚気への関心は着実に高まった。医学出版物は着実に増加し、1880年から1889年にかけて181冊に達し、その後の数十年間でさらに数百冊に達した。西洋の医師にとって白米との関連は明らかだったが、肉など他の食品では脚気を予防できなかったことが混乱要因となり、炭素や窒素などの既知の化学物質の不足では簡単に説明できなかった。ビタミンに関する知識がなかったため、脚気の病因はビクトリア朝の医学で最も熱く議論された主題の1つであった。^[62]

脚気に対する最初の効果的な予防法は、 1880年代半ばに、英国で訓練を受けた日本海軍の医師、高木兼寛によって発見されました。 ^[63]脚気は日本海軍にとって深刻な問題であり、1878年から1881年にかけて、船員は平均して年に4回病気になり、35%が脚気でした。^[63] 1882年、高木は、ニュージーランドと南米を経由して日本からハワイへの訓練任務に参加した士官候補生の間で脚気の発生率が非常に高いことを知りました。この航海は9か月以上に及び、376人の乗組員を乗せた船で169人が病気になり、25人が死亡しました。高木は、米を無料で支給されることが多く、そのためほとんど他のものを食べない下級の船員の間では脚気は一般的だが、西洋の海軍の船員や、より多様な食事を摂る日本の士官の間ではそうではないことに気づいた。日本海軍の支援を得て、彼は別の船を同じ航路に派遣し、その船の船員に肉、魚、大麦、米、豆の食事を与えて実験を行った。航海の終わりに、この船員の脚気患者はわずか14人で、死亡者はいなかった。^[63]この多様な食事への重点は他の医師の観察と矛盾し、高木の炭素に基づく病因論は彼以前の同様の理論と同じくらい間違っていたが、彼の実験結果は日本海軍に感銘を与え、提案された解決策が採用された。1887年までに、海軍の船では脚気は完全に根絶された。^[62]

高木の実験は『ランセット』誌で好意的に取り上げられたが、彼の誤った病因論は真剣に受け止められなかった。^[64] 1897年、オランダの医師で病理学者のクリスティアーン・エイクマンは、1880年代半ばに行われた実験で、精白米ではなく玄米を鶏に与えると脚気予防に役立つことを示した論文を発表した。これは、脚気の真の原因が主要な化学物質ではなく、微量栄養素であることを示す最初の実験であった。翌年、フレデリック・ホプキンス卿は、タンパク質、炭水化物、脂肪、塩に加えて、人体の機能に必要な「補助因子」が一部の食品に含まれていると仮説を立てた。^{[65] [66]} 1901年、オランダの医師でクリスティアーン・エイクマンの助手であったヘリット・グラインズは、脚気を欠乏症候群として正しく解釈し、^[67] 1910年から1913年の間に、エドワード・ブライト・ヴェダーは米ぬかの抽出物が脚気の治療薬であることを確立した。^[要出典] 1929年、エイクマンとホプキンスは発見により ノーベル生理学・医学賞を受賞した。

脚気は1913年までに欠乏症であることが疑いなく証明されていたが、森鴎外が率い東京帝国大学が支援する日本のグループは、1926年までこの結論を否定し続けた。1886年、当時陸軍医務局に勤務していた森は、兵士の食事としては白米で十分であると主張した。同時に、海軍軍医総監の高木兼寛が上記の画期的な結果を発表した。ドイツ人医師のもとで教育を受けていた森は、高木は名声ある医学的背景がないため「偽医者」であり、森自身と東京帝国大学の同僚卒業生は日本で唯一の「本物の医者」であり、彼らだけが「実験的誘導」ができると反論したが、森自身は脚気の実験を行っていなかった。^[68]

日本海軍は高木に味方し、彼の提案を採用した。森は、自身と陸軍の面目を失うことを避けるために、東京帝国大学と日本陸軍の医師と教授のチームを編成し、脚気は未知の病原体によって引き起こされるという説を提唱した。彼らは、この病原体をエトワス（ドイツ語の「何か」を意味するEtwasから来ている）と表現した。彼らは、ビタミン欠乏実験を非難し、公表を阻止するためにさまざまな社会的戦術を駆使したが、その間に脚気は日本陸軍を襲った。日清戦争と日露戦争の間、陸軍兵士は脚気で大量に死亡し続け、海軍水兵は生き残った。この深刻な人命損失を受けて、陸軍は 1907 年に森を長とする脚気緊急研究会議の設立を命じた。そのメンバーは脚気の原因を突き止めることを誓った。^[69] 1919年までに、ほとんどの西洋の医師が脚気は欠乏症候群であると認め、緊急研究委員会はさまざまなビタミンを使用した実験を開始しましたが、「さらなる研究が必要である」と強調しました。この期間中、30万人以上の日本兵が脚気を患い、27,000人以上が死亡しました。^[70]

森は1922年に亡くなった。脚気研究協議会は1925年に解散し、エイクマンとホプキンスがノーベル賞を受賞した頃には、そのメンバー全員が脚気が欠乏症候群であることを認めていた。

オックスフォード英語辞典によると、「脚気」という用語は「弱い、弱い」または「できない、できない」を意味するシンハラ語のフレーズから来ており、強調するために単語が重複しているが、 ^[71]このフレーズの起源は疑わしい。ヒンディー語、アラビア語、およびその他のいくつかの言語から来ているという説もあり、「弱さ」、「船乗り」、さらには「羊」など多くの意味がある。そのような起源の提案は、ハインリッヒ・ボト・ショイベなどによって挙げられている。エドワード・ヴェダーは著書「脚気」 （1913年）で「脚気という言葉の起源を明確にたどることは不可能である」と書いている。ベルベレという言葉は、少なくとも1568年にはディオゴ・ド・コウトがインドでのこの欠陥について記述した際に文書で使用されていた。^[72]

脚気（かっけ）は、チアミン欠乏症の日本語の同義語で、日本語で「脚気」と発音されることに由来する。^[73]「脚気」は中国医学で脚気を表す古い言葉である。^[57]「脚気」は6世紀から8世紀の間に日本語に入り込んだと考えられている。^[73]

家禽の飼料に使用されるほとんどの飼料には、この種の必要量を満たすのに十分な量のビタミンが含まれているため、市販の飼料ではこのビタミンの欠乏は発生しません。少なくとも1960年代にはそう考えられていました。^[74]

成鶏は、栄養不足の餌を与えられてから 3 週間後に症状が現れます。若いひなでは、生後 2 週間未満で症状が現れることがあります。若いひなでは突然発症し、食欲不振と不安定な歩行が見られます。その後、足指屈筋の明らかな麻痺を伴う運動症状が現れ始めます。特徴的な姿勢は「星空観察」と呼ばれ、罹患した動物は、後屈と呼ばれる姿勢で、飛節の上に座り、頭を後ろに倒します。ビタミン投与に対する反応は、数時間後に現れるため、かなり迅速です。^{[75] [76]}

ポリオ脳軟化症（PEM）は、若い反芻動物および非反芻動物に最もよく見られるチアミン欠乏症です。PEM の症状には、一過性の大量下痢、無気力、旋回運動、星空観察または後弓反張（首を後ろに引く）、筋肉の震えなどがあります。^[77]最も一般的な原因は、高炭水化物飼料によるチアミナーゼ産生細菌の過剰増殖ですが、チアミナーゼの食事摂取（ワラビなど）、または高硫黄摂取によるチアミン吸収の阻害も考えられます。^[78] PEM の別の原因は、クロストリジウム・スポロゲネスまたはバチルス・アネウリノリチカス感染です。これらの細菌はチアミナーゼを産生し、感染した動物に急性チアミン欠乏症を引き起こす可能性があります。^[79]

金魚や餌用の小魚を主食とするヘビは、チアミン欠乏症を発症しやすい。これは、金魚専用の餌を与えているガーターヘビやリボンヘビを飼育しているときによく見られる問題である。これらの魚には、チアミンを分解する酵素であるチアミナーゼが含まれているからである。^[80]

チアミン欠乏症は、1982年まで遡ってバルト海地域の野鳥に発症した麻痺性疾患の原因であることが確認されている。 ^[81]この疾患では、休息時に翼を体の側面に沿って折りたたむことが困難になり、飛翔能力と発声能力が失われ、最終的には翼と脚が麻痺して死に至る。この疾患は主に、ヨーロッパセグロカモメ（Larus argentatus）、ムクドリ（Sturnus vulgaris）、ケワタガモ（Somateria mollissima）などの0.5～1kgサイズの鳥類に発症する。研究者らは、「調査対象種は食物連鎖のさまざまな生態学的地位と位置を占めているため、他の動物種でもチアミン欠乏症を発症する可能性がある」と指摘している。^{[81] p. 12006}

ブレーキンゲ県とスコーネ県では、2000年代初頭から、特にヨーロッパカモメを中心とする数種の鳥類の大量死が観察されている。最近では、他の綱の種も影響を受けているようだ。モルムスーン川ではサケ（Salmo salar ）の死亡率が高いことが報告されており、ヨーロッパヘラジカ（Alces alces ）などの哺乳類も異常に多く死んでいる。分析を行った結果、チアミンの欠乏が共通点となっている。2012年4月、ブレーキンゲ県行政委員会は状況を非常に憂慮し、スウェーデン政府に詳細な調査を要請した。^[82]

• アーノルド・D (2010)。「イギリス領インドと脚気問題」。 医学史。54 ( 3): 295–314。doi :10.1017 / S0025727300004622。PMC 2889456。PMID 20592882。 
• チザム H編（1911年）。「ベリベリ」 。ブリタニカ百科事典。 Vol. 03（第11版）。ケンブリッジ大学出版局。 774–775ページ。
• スミス HA (2017).忘れられた病気: 中国医学で変容した病気. doi :10.1093/jhmas/jry029. ISBN 978-1-5036-0350-9. OCLC  993877848.

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