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 上: β-ヒドロキシβ-メチル酪酸 下: β-ヒドロキシβ-メチル酪酸 | |
| 臨床データ | |
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| その他の名前 | 共役酸形態： β-ヒドロキシイソ吉草酸 3-ヒドロキシイソ吉草酸 共役塩基形態： ヒドロキシメチル酪酸 |
投与経路 | 経口投与[1]または経鼻投与[2] |
| ATCコード |
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| 法的地位 | |
| 法的地位 |
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| 薬物動態データ | |
| 代謝物 | HMB-CoA、HMG-CoA、メバロン酸、コレステロール、アセチルCoA、アセト酢酸、β-ヒドロキシ酪酸 |
| 作用発現 | HMB-FA : 30～60分[1] HMB-Ca : 1～2時間[1] |
| 消失半減期 | HMB-FA : 3時間[1] HMB-Ca : 2.5時間[1] |
| 排泄 | 腎臓（10～40%排泄）[1] [3] |
| 識別子 | |
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| CAS番号 |
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| パブケム CID |
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| ケムスパイダー |
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| ユニ |
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| ケッグ |
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| チェビ |
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| CompTox ダッシュボード ( EPA ) |
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| ECHA 情報カード | 100.128.078 |
| 化学および物理データ | |
| 式 | Ｃ5Ｈ10Ｏ3 |
| モル質量 | 118.132 グラムモル−1 |
| 3Dモデル（JSmol） |
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| 密度 | 20℃で約1.1 g/cm3 [ 4] |
| 融点 | −80 °C (−112 °F) (ガラス) [5] |
| 沸点 | 128 °C (262 °F) 7 mmHgで[4] [6] |
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| （確認する） | |
β-ヒドロキシβ-メチル酪酸[注 1] ( HMB )は、共役塩基であるβ-ヒドロキシ β-メチル酪酸としても知られ、人間の体内で自然に生成される物質で、栄養補助食品として、また、創傷治癒を促進し、癌やHIV/AIDSによる筋肉の消耗を患う人々の栄養補給を目的とした特定の医療用食品の成分として使用されています。[出典 1]健康な成人では、HMBの補給により、運動による筋肉のサイズ、筋力、除脂肪体重の増加が増加し、運動による骨格筋の損傷が軽減され、有酸素運動のパフォーマンスが向上し、運動からの回復が早まることが示されています。[出典 2]医学的レビューとメタアナリシスは、HMB補給が、加齢に伴う筋肉の減少を経験している人々の除脂肪体重と筋力の維持または増加にも役立つことを示しています。[注2] [11] [12] [13] HMBは、筋肉組織におけるタンパク質の生成を刺激し、タンパク質の分解を阻害することによって、これらの効果を生み出します。 [11] [14] [15]成人における栄養補助食品としての長期使用による悪影響は確認されていません。 [16] [17] [18]
HMBは栄養補助食品として販売されており、1日3グラムを摂取した場合、1か月あたり約30～50ドルの費用がかかります。 [16] [19] [20] HMBは、 EnsureやJuvenの特定の製剤を含むいくつかの栄養製品にも含まれています。[8] [21] HMBは、アルファルファ、アスパラガス、アボカド、カリフラワー、グレープフルーツ、ナマズなどの特定の食品にも微量に含まれています。[22] [23]
HMBが人間の骨格筋に及ぼす効果は、1990年代半ばにアイオワ州立大学のスティーブン・L・ニッセンによって初めて発見されました。[8] [24] 2018年現在、 HMBは全米大学体育協会、世界アンチ・ドーピング機関、またはその他の著名な国内または国際スポーツ組織によって禁止されていません。 [25] [26] [27] 2006年には、米国の大学生アスリートのうち、HMBを栄養補助食品として使用していたのはわずか2％程度でした。 [19] [28] 2017年現在、HMBは若いアスリートの間でエルゴジェニックサプリメントとして広く使用されています。[29][アップデート]
用途
利用可能なフォーム
HMBは、遊離 酸の形態であるβ-ヒドロキシβ-メチル酪酸（HMB-FA）と、共役塩基の一水和カルシウム塩であるβ-ヒドロキシβ-メチル酪酸カルシウム一水和物（HMB-Ca、CaHMB）の形で、市販の栄養補助食品として販売されている。[ 19] [20] HMBの代謝前駆体であるL-ロイシンのごく一部のみがHMBに代謝されるため、血漿および筋肉中の化合物の薬理学的に活性な濃度は、HMBを直接補給することによってのみ達成できる。[1] [30] [31]健康な成人は1日に約0.3グラムを生成しますが、サプリメントとしてのHMBは通常、1日3～6 グラムの用量で摂取されます。[17] HMBは、 1日3グラムの用量で摂取した場合、1か月あたり約30～50米ドルで販売されています。 [16] HMBはアボットラボラトリーズが販売するいくつかの栄養製品や医療食品（例えば、エンシュアやジュベンの特定の製剤）にも含まれています。[8] [21]また、アルファルファ、アスパラガス、アボカド、カリフラワー、グレープフルーツ、ナマズなどの特定の食品にも微量に含まれています。[ 22] [23]
医学
HMBサプリメントは、筋肉が消耗する状態、特にサルコペニアにおける除脂肪体重の維持治療として臨床試験で使用されており、レジスタンス運動と組み合わせた補助療法として臨床試験で研究されてきました。[11] [16] [30] 2件の医学レビューと7件のランダム化比較試験のメタアナリシスに基づくと、HMBサプリメントはサルコペニアの高齢者の除脂肪筋肉量と筋力を維持または増加させることができます。 [注2] [11] [12] [13] HMBは高齢者の脂肪量に大きな影響を与えないようです。[11] [12]予備的な臨床的証拠は、HMBサプリメントがベッドで安静にしているときの筋萎縮を防ぐ可能性も示唆しています。[11] [29]癌性悪液質などの異化亢進の疾患状態で起こる筋肉量、筋肉機能、筋力の喪失を軽減、さらには回復させるための栄養補給におけるHMBの有効性を支持する証拠が増えています。[16] [30] [32]その結果、2016年に行われた臨床的証拠に関する2つのレビューの著者らは、サルコペニアと筋肉の消耗の予防と治療には、HMBの補給、定期的なレジスタンス運動、高タンパク質食の摂取が含まれることを推奨した。[16] [30]
筋萎縮の治療にHMBを使用した臨床試験では、さまざまな投与計画で1日3グラムのHMBを投与しました。[16]あるレビューによると、最適な投与計画は、1日を通してHMBの血漿濃度を高めるため、1回1グラムを1日3回投与することです。[16]ただし、2016年現在、[アップデート]筋萎縮状態に対する最適な投与計画はまだ調査中です。[30]
HMB を含むブランド製品（Ensure や Juven の特定の製剤など）の中には、医師の管理下でHIV/AIDSや癌による筋肉の消耗がある人に栄養補給をしたり、手術や怪我の後の傷の治癒を促進したり、医療専門家が推奨した場合に使用することを目的とした医療用食品があります。[出典 3] Juven は、2 回分あたり3 グラムのHMB-Ca、14 グラムのL -アルギニン、14 グラムのL -グルタミンを含む栄養製品で、 [2] AIDS や癌の人の臨床試験で除脂肪体重が改善することが示されていますが、リウマチ性悪液質には改善が見られませんでした。 [ 17] [33] [34]治療効果を適切に判断するには、数か月間にわたる Juven による癌悪液質の治療に関するさらなる研究が必要です。[17] [33]
パフォーマンスの向上
適切な運動プログラムでは、1日3グラムのHMBを食事から補給すると、運動による筋肉のサイズ、筋力とパワー、除脂肪体重の増加、運動による骨格筋の損傷の軽減、[注3]、高強度運動からの回復の促進が示されています。[出典2]限られた臨床研究に基づくと、HMBサプリメントは、高強度インターバルトレーニングと組み合わせた場合、有酸素運動のパフォーマンスを向上させ、有酸素フィットネスの増加を促進する可能性もあります。[12] [14] HMBのこれらの効果は、トレーニングを受けていない個人や、高強度のレジスタンス運動または有酸素運動を行うアスリートでより顕著です。[1] [12] [14]レジスタンストレーニングを受けた集団では、筋力と除脂肪体重に対するHMBの効果は限られています。[37] HMBは、ラパマイシン複合体1の標的タンパク質（mTORC1）の活性化や骨格筋におけるプロテアソームを介したタンパク質分解の阻害など、さまざまなメカニズムを通じて筋原線維筋タンパク質合成を刺激し、筋肉タンパク質の分解を阻害することで、筋肉のサイズ、強度、質量、パワー、回復に影響を与えます。[ 14 ] [15]
長時間または高強度の運動による骨格筋の損傷を軽減するためのHMBサプリメントの有効性は、運動に対するHMBサプリメントの使用時間によって影響を受けます。[1] [36]運動1～2時間前にHMB-Caを摂取する か、運動30～60分前にHMB-FAを摂取すると、 1回の運動による骨格筋の損傷が最も軽減されることが示されています 。[1]
2006年には、米国の大学生アスリートのうち、HMBを栄養補助食品として使用していたのはわずか2％程度でした。 [19] [28] 2017年現在、HMBはアスリートの間でエルゴジェニックサプリメントとして広く使用されています。[29] 2018年現在、 HMBは全米大学体育協会、世界アンチ・ドーピング機関、またはその他の著名な国内または国際スポーツ団体[アップデート]によって禁止されていません。 [25] [26] [27]
副作用
成人におけるHMBの安全性プロファイルは、ヒトでの臨床試験および動物実験からの証拠に基づいています。[16] [18]ヒトでは、HMBを1日3グラムの用量で最大1年間摂取した場合、若年成人または高齢者に有害な影響は報告されていません。 [16] [17] [18]若年成人が1日6グラムのHMBを最大2か月間摂取した研究でも、有害な影響は報告されていません。[17] [18]若い成長期のラットおよび家畜にHMBサプリメントを投与した研究では、臨床化学または観察可能な特性に基づく有害な影響は報告されていません。 [1] [23] 18歳未満のヒトについては、HMBサプリメントの安全性に関するデータは限られています。[1]ラットモデルで特定された無有害作用レベル（NOAEL）のHMBのヒト相当用量は、約0.4 g/kg体重/日です。[注4] [18] [23]
2つの動物実験では、妊娠した豚にHMBを補給した場合の子孫への影響が調べられ、胎児への悪影響は報告されていない。[23]妊婦に対するHMB補給の臨床試験は実施されておらず、[38]安全性研究が不足しているため、HMBを栄養補助食品に含めるライセンスを付与しているMetabolic Technologies, Inc.は、妊娠中および授乳中の女性はHMBを摂取しないよう勧告している。[38]
薬理学
薬力学
HMBによるヒト骨格筋タンパク質合成の増加を媒介するシグナル伝達カスケードのいくつかの成分が生体内で同定されている。[14] [15] HMBの代謝前駆体であるL-ロイシンと同様に、 HMBはラパマイシンの機構標的（mTOR）のリン酸化とそれに続くmTORC1の活性化を介してヒト骨格筋のタンパク質合成を増加させることが示されている。、これはmTORC1の直接の標的（すなわち、p70S6キナーゼおよび翻訳抑制タンパク質4EBP1 ）のリン酸化を介して細胞リボソームにおけるタンパク質生合成につながる。[注5] [15] [39] [41]いくつかの非ヒト動物種におけるHMBの補給は、未知のメカニズムを介して成長ホルモンおよびインスリン様成長因子1 （IGF-1）の血清濃度を上昇させ、次にmTORリン酸化の増加を介してタンパク質合成を促進することが示されている。[1] [16] [23]ヒトにおける限られた臨床的証拠に基づくと、サプリメントとしてのHMBは、抵抗運動に反応して成長ホルモンおよびIGF-1の分泌を増加させると思われる。[14]
2016年現在[アップデート]、HMB誘発性の筋タンパク質分解の減少を媒介するシグナル伝達カスケードは生きたヒトでは特定されていないが、ヒトの生体内でタンパク質分解を減弱させることは十分に確立されている。[11] [15] L-ロイシンとは異なり、HMBはインスリン非依存的にヒトの筋タンパク質分解を減弱させる。[注 6] [15] HMBは、骨格筋のユビキチン-プロテアソーム系の19Sおよび20Sサブユニットを阻害し、未知のメカニズムを介して骨格筋核のアポトーシスを阻害することにより、ヒトの筋タンパク質分解を減らすと考えられている。[15] [16] [41]
動物実験に基づくと、HMBは骨格筋内でコレステロールに代謝され、それが筋細胞膜に組み込まれることで膜の完全性と機能を高めると考えられています。[34] [35] HMBの筋肉タンパク質代謝に対する効果は、筋細胞構造の安定化に役立つ可能性があります。[23]あるレビューでは、激しい運動後のヒトにおける筋肉損傷バイオマーカー（クレアチンキナーゼや乳酸脱水素酵素などの筋肉酵素）の血漿濃度のHMB誘発性低下が観察されたのは、コレステロールを介した筋細胞膜機能の改善による可能性があると示唆されています。[注3] [23]
HMBは、特定の筋原性調節因子（例：myoDおよびミオジェニン）および遺伝子転写因子（例：MEF2）のタンパク質発現を増加させることによって、体外でヒトミオサテライト細胞の増殖、分化および融合を刺激し、骨格筋の再生能力を高める可能性があることが示されています。[1] [17] [42] HMB誘導による体外でのヒトミオサテライト細胞の増殖は、ミトゲン活性化プロテインキナーゼERK1およびERK2のリン酸化を介して媒介されます。[17] [23] [42] HMB誘導による体外でのヒトミオサテライト分化およびミオサテライト細胞の筋組織への融合の促進は、セリン/スレオニン特異的プロテインキナーゼであるAktのリン酸化を介して媒介されます。[17] [23] [42]
薬物動態
剤形間の薬物動態の比較
HMBの遊離酸（HMB-FA）と一水和カルシウム塩（HMB-Ca）の形態は、薬物動態が異なります。[1] [20] HMB-FAは、HMB-Ca（2.5時間）に比べて血流に吸収されやすく、消失半減期（3時間）が長くなります。[1] [ 20] HMB-FAの組織への取り込みと利用は、HMB-Caよりも25～40％高くなります。 [1] [ 20]摂取量のうち尿中に排泄される割合は、2つの形態で違いはありません。[1]
HMB-Caの吸収
摂取後、HMB-Caは腸管内でカルシウム部分が解離し、β-ヒドロキシβ-メチル酪酸に変換されます。 [1] HMB-Ca剤形を摂取すると、HMBの血漿中濃度のピークの大きさと発生時間は、用量と同時に摂取した食物によって異なります。[ 1] HMB-Caの用量が高いほど吸収率が上がり、その結果、血漿中HMBピークレベル（Cmax ）が線形用量反応関係から予想されるよりも不釣り合いに高くなり、低用量に比べて早く発生します。[注7] [1] HMB-Caを糖分と一緒に摂取すると、HMBの吸収率が遅くなり、血漿中HMBピークレベルが低下し、遅く発生します。[注7] [1]
HMB-Caの排泄
HMBは腎臓から排出され、摂取量の約10～40%が尿中にそのまま排泄されます。[1] [3]残りの60～90%は組織に保持されるか、HMB代謝物として排泄されます。[1] [3]一定量のHMBが尿中にそのまま排泄される割合は、摂取量に応じて増加します。[注 8] [1]
代謝
HMBの代謝は、β-ヒドロキシ β-メチルブチリルCoA（HMB-CoA）に変換する未解析酵素によって触媒されます。[43] [46] HMB-CoAは、エノイルCoAヒドラターゼまたは別の未解析酵素によって代謝され、それぞれβ-メチルクロトニルCoA（MC-CoA）またはヒドロキシメチルグルタリルCoA（HMG-CoA ）を生成します。 [3] [46] MC-CoAは、次にメチルクロトニルCoAカルボキシラーゼ酵素によってメチルグルタコニルCoA（MG-CoA ）に変換され、続いてメチルグルタコニルCoAヒドラターゼによってHMG-CoAに変換されます。[3] [46] [47] HMG-CoAはその後HMG-CoAリアーゼによってアセチルCoAとアセト酢酸に切断されるか、メバロン酸経路を介してコレステロールの生成に使用されます。[3] [46]
生合成
HMBは、分岐鎖アミノ酸であるL-ロイシンの代謝を通じて人体内で合成されます。[46]健康な人では、食事中のL-ロイシンの約60％が数時間後に代謝され、食事中のL-ロイシンの約5％（2～10％の 範囲）がHMBに変換されます。[3] [16] [46]
L-ロイシン代謝 の大部分は、最初に分岐鎖アミノ酸アミノトランスフェラーゼ酵素によって触媒され、α-ケトイソカプロン酸（α-KIC）を生成します。[3] [46] α-KICは主にミトコンドリア酵素分岐鎖α-ケト酸脱水素酵素によって代謝され、イソバレリルCoAに変換されます。[3] [46]イソバレリルCoAはその後イソバレリルCoA脱水素酵素によって代謝され、アセチルCoAやその他の化合物の合成に使用されるMC-CoAに変換されます。 [46]ビオチン欠乏時には、エノイルCoAヒドラターゼと未知のチオエステラーゼ酵素を介してMC-CoAからHMBが合成され、[43] [44] [48] MC-CoAはHMB-CoAに、HMB-CoAはHMBに変換されます。[44]比較的少量のα-KICは、肝臓で細胞質酵素4-ヒドロキシフェニルピルビン酸ジオキシゲナーゼ（KICジオキシゲナーゼ）によって代謝され、α-KICをHMBに変換します。 [3] [46] [49]健康な個人では、このマイナー経路（L-ロイシンからα-KIC、そしてHMBへの変換を含む）がHMB合成の主な経路です。[3] [46]
化学
β-ヒドロキシ β-メチル酪酸は、モノカルボン酸 β-ヒドロキシ酸であり、分子式C 5 H 10 O 3の天然物である。[50] [51]室温では、純粋なβ-ヒドロキシβ-メチル酪酸は透明で無色から淡黄色の液体であり、水に溶ける。[6] [52] β-ヒドロキシβ-メチル酪酸はpK aが4.4の弱酸である。 [5]その屈折率（）は1.42である。[5]
化学構造
β-ヒドロキシ β-メチル酪酸は、有機化合物のカルボン酸ファミリーのメンバーです。[50]これは、ヒドロキシル官能基とメチル置換基をベータ炭素上に配置する酪酸の構造類似体です。 [50] [ 53]拡張により、他の構造類似体には、β-ヒドロキシ酪酸とβ-メチル酪酸が含まれます。[50] [ 53]
合成
β-ヒドロキシ β-メチル酪酸の合成経路は多岐にわたります。最初に報告された化学合成法は、アルケン、ビシナル ジオール、アルコール前駆体の酸化によるHMBの合成でした。
- 1877年、ロシアの化学者ミハイル・ザイツェフとアレクサンダー・ザイツェフは、 2-メチルペンタ-4-エン-2-オールをクロム酸（H 2 CrO 4）で酸化することによりHMBを合成したと報告した。[54]
- 1880 年と 1889 年に、シロコフとレフォマツキーはそれぞれ、ビシナルジオール 4-メチルペンタン-1,2,4-トリオールを酸性過マンガン酸カリウム(KMnO 4 ) で酸化分解すると HMB が得られることを報告しました[55] [56]。この結果は最初の合成に最も近いもので、冷たい希薄 KMnO 4 がアルケンをビシナルcis -ジオールに酸化し、それが熱い酸 KMnO 4でさらにカルボニル含有化合物に酸化されるのに対し、アルケンの酸化に熱い酸性条件を使用するとジオール中間体は得られません[57]。 言い換えれば、ラセミ体の4-メチルペンタン-1,2,4-トリオールは2-メチルペント-4-エン-2-オールの誘導体であり、β-ヒドロキシ β-メチル酪酸は両方の誘導体です。
- 1892年、コンダコウは3-メチルブタン-1,3-ジオールの過マンガン酸酸化によるHMBの合成を報告した。[58]
実験条件に応じて、アセトンとケテンの環化付加により、 β-イソバレロラクトンまたは4,4-ジメチルオキセタン-2-オンが生成されます。 [59] [60]どちらも塩基性条件下で加水分解され、HMBの共役塩基を生成します。ハロホルム反応は、ジアセトンアルコールのメチルケトン領域を次亜臭素酸ナトリウムまたは次亜塩素酸ナトリウムで徹底的にハロゲン化するHMBへの別の経路を提供します。 [5] [61] [62]ジアセトンアルコールは、アセトンのアルドール縮合から容易に入手できます。 [61] HMBへの有機金属アプローチでは、一酸化炭素とフェントン試薬（過酸化水素と鉄）によるtert-ブチルアルコールのカルボキシル化が含まれます。[5] [63]あるいは、HMBは、真菌Galactomyces reessiiによるβ-メチル酪酸の微生物酸化によって調製できます。[64]
体液中の検出
天然に生成されるHMBの濃度は、核磁気共鳴分光法、液体クロマトグラフィー質量分析法、ガスクロマトグラフィー質量分析法を用いて、いくつかのヒトの体液で測定されています。[65] [50]健康な成人の血漿と脳脊髄液（CSF）では、HMBの平均モル濃度は4.0マイクロモル（μM）と測定されています 。 [50] 21～23歳の健康な男性の筋肉内液中のHMBの平均濃度は7.0μMと測定されています。[15]あらゆる年齢の健康な個人の尿では、排泄されたHMBの尿中濃度はクレアチニン1ミリモルあたり0～68マイクロモル（μmol/mmol）の範囲で測定されています。[50]健康な授乳中の女性の母乳では、HMBとL-ロイシンはそれぞれ42～ 164μg/Lと2.1～88.5mg /Lの範囲で測定されています 。[65]比較すると、健康な牛の乳ではHMBが20～29μg/L未満の濃度で検出され、測定されています 。[66]この濃度は、血漿中に薬理学的に活性な濃度の化合物を得るために適切なHMBの食事源としては低すぎます。[66]
参加者が空腹時に純粋なHMB-FA 2.42グラムを摂取した研究では、平均血漿HMB濃度は基礎レベルの5.1μMから30分後に408μMに増加しました 。 [ 15]摂取後150分で、参加者の平均血漿HMB濃度は275μMでした。[15]
尿中および血漿中のHMB濃度の異常は、特に代謝障害の場合に診断バイオマーカーとして機能する可能性があるいくつかの疾患状態で確認されています。[50]次の表は、これらの疾患のいくつかと、尿または血漿中に検出された関連するHMB濃度を示しています。[50]
歴史
HMBの化学合成に関する最初の報告は、1877年にロシアの化学者ミハイル・ザイツェフとアレクサンダー・ザイツェフによって発表されました。[54] HMBは1941年にレオポルド・ルジチカによってエリスロフレウム・クミンガ（マダガスカルの樹木）の樹皮から単離されました。[67]ヒトの代謝物としてのHMBの単離の最も古い報告は、 1968年に田中と同僚によってイソ吉草酸血症の患者から単離されたものです。[68] [69]
HMBのヒト骨格筋への効果は、1990年代半ばにアイオワ州立大学のスティーブン・L・ニッセンによって初めて発見されました。[8] [24]ニッセンは発見と同時期にMetabolic Technologies, Inc. (MTI)という会社を設立し、後に同社は6件のHMB関連特許を取得し、HMBの製造および栄養補助食品への組み込みの権利のライセンスを取得しました。[24] [70] [71] 1990年代後半に初めて市販されたとき、HMBはアスリートやボディビルダーの筋肉増強を助ける運動補助食品としてのみ販売されていました。[70]その後、MTIはHMBを含む2つの製品、JuvenとRevivorを開発し、アボットニュートリションが2003年と2008年にそれぞれ販売権を取得しました。[8] [70]それ以来、アボットはジュベンを医療用食品として、またHMBのリバイガーブランドを食品（例えば、エンシュアの特定の製剤）や他の医療用食品（例えば、ジュベンの特定の製剤）の有効成分として販売してきました。[8] [21] [70]
参照
注記
- ^ 同義語および別表記には、β-ヒドロキシ β-メチル酪酸、3-ヒドロキシ-3-メチルブタン酸（IUPAC名）、3-ヒドロキシイソバレリック酸、およびβ-ヒドロキシイソバレリック酸がある。[7]
- ^ ab メタ分析では、高齢者におけるHMB補給による筋肉量の平均増加は0.35キログラム（0.77ポンド）であることが判明した。[11] HMB補給による筋肉量の推定増加の95％信頼区間は0.11〜0.59キログラム（0.24〜1.30ポンド）である。 [11]メタ分析に含まれた7つのランダム化比較試験には、HMB治療群
に合計147人の高齢者と対照群に140人の高齢者が含まれていた。[11] 7つの試験の期間は2〜11か月で、サンプルサイズで重み付けされた研究の平均期間は約6か月であった。[11] - ^ ab HMBの骨格筋損傷に対する効果は、筋肉損傷またはタンパク質分解の4つの異なるバイオマーカー（血清 クレアチンキナーゼ、血清乳酸脱水素酵素、尿中尿素窒素、尿中3-メチルヒスチジン）を使用したヒトの研究で評価されています。[1] [19] [35]長距離走や漸進性過負荷など、運動の強度と量が骨格筋損傷を引き起こすのに十分である場合、HMBサプリメントはこれらのバイオマーカーの上昇を20～60％緩和することが実証されています。[1] [19] [36]
- ^ NOAELは、HMB-FAの異なる1日用量を投与されたSprague-Dawleyラットのいくつかのグループを対象とした3か月間の研究に基づいて確立されました。[18] [23] HMBを投与されたどのグループでも有害な影響は観察されなかったため、この研究で投与されたHMBの最高1日用量がNOAELとして特定されました。[18] [23]
- ^純粋な HMB-FA（2.42グラム）とL-ロイシン（3.42グラム）をほぼ同量摂取しても、生きた人間の骨格筋における筋原線維タンパク質の分数合成で測定した場合、統計的に区別できる同化作用は生じない。 [15] [ 40 ] ある研究では、摂取後150分で、これらのHMB-FAとL-ロイシンの投与により、筋肉タンパク質合成がそれぞれ約70％と約110％増加した。[15] [40]
- ^ ある研究では、摂取後150分で、2.42グラムの純粋なHMB-FAを摂取したところ、生きた人間の骨格筋タンパク質分解が57%減少しました。 [15] [40] L-ロイシンの筋肉タンパク質分解に対する効果は、インスリン分泌に完全に依存するため、同じ研究では測定されていません。[15]比較すると、 L-ロイシンと炭水化物を含む食事全体後のインスリン依存的な筋肉タンパク質分解の減少は、平均で約50%です。[15]
- ^ ab ある研究では、健康なボランティアが HMB-Ca 1 グラムを摂取すると、 摂取後 2 時間で血漿 HMB のピーク値が 120 μMに達したのに対し、HMB-Ca 3 グラムを摂取すると、摂取後 1 時間で血漿 HMB のピーク値が 487 μM に達した。 [1] HMB-Ca 3 グラムをグルコース
75 グラムとともに摂取すると、摂取後 2 時間で血漿 HMB のピーク値が 352 μM に低下した。[1] - ^ ある研究では、1グラムと3グラムのHMBを摂取すると、それぞれ14％と28％のHMBが尿中に排泄された。[1]
- ^ この反応は未知のチオエステラーゼ酵素によって触媒される。[43] [44]
参考資料
- ^ [1] [8] [9] [10]
- ^ ab [1] [11] [12] [14] [19] [35] [36]
- ^ [2] [8] [9] [10]
参考文献
- ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab ac ad ae af ag ah ai Wilson JM、Fitschen PJ、Campbell B、Wilson GJ、Zanchi N、Taylor L、Wilborn C、Kalman DS、Stout JR、Hoffman JR、Ziegenfuss TN、Lopez HL、Kreider RB、Smith-Ryan AE、Antonio J (2013 年 2 月)。「国際スポーツ栄養学会の立場: β-ヒドロキシ-β-メチル酪酸 (HMB)」。国際スポーツ栄養学会誌。10 (1): 6。doi : 10.1186 /1550-2783-10-6。PMC 3568064。PMID 23374455。[国際スポーツ栄養学会]は 次
のように結論付けています。 1. HMB は、トレーニングを受けた人、受けていない人を問わず、運動による骨格筋の損傷を軽減することで回復を促進するために使用できます。... 4. 適切な運動処方が採用されている場合、1 日 38 mg/kg/BM
の
HMB を摂取すると、トレーニングを受けた人、受けていない人を問わず、骨格筋の肥大、筋力、およびパワーが強化されることが実証されています。... 8. HMB の作用機序には、タンパク質分解の阻害とタンパク質合成の増加が含まれます。9. HMB の慢性的な摂取は、若者、高齢者を問わず安全です。
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• 医師の監督下で使用してください。
• 筋肉の健康のための HMB + プロテイン。
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• 経口投与または栄養チューブによるモジュールとして投与します...
• 医師の監督下で使用してください。
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実験的溶解度:
水に可溶
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病気による過度の体重減少に悩む HIV または AIDS 患者に栄養を提供する。
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全体として、このメタ分析は、HMBが高齢者の除脂肪体重減少を予防できることを示しています。しかし、HMBが筋力と身体機能に及ぼす影響は、異なる集団で異なるようです。筋力と身体機能の低下予防におけるHMBの有効性を確認するには、さらに適切に設計された臨床研究が必要です。 ... 筋肉再生における HMB の役割の根底にあるメカニズムも調査されており、結果から、HMB は同化シグナル伝達経路の上方制御を介してタンパク質合成を促進し、異化シグナル伝達経路の下方制御を介してタンパク質分解を弱めることが示されています (Wilkinson ら、2013)。
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ここで要約したレポートは、HMBが筋力スポーツや持久力スポーツに携わる被験者に多くの利点をもたらすことを示しています。特にレジスタンストレーニング中の筋肉量と筋力に対する効果は、タンパク質分解の抑制とタンパク質合成へのプラス効果に関連している可能性があります。有酸素パフォーマンスにおけるその利点は、おそらくミトコンドリア生合成と脂肪酸化の改善に関連しています。運動誘発性損傷からの回復に対する好ましい効果は、膜流動性を調節し、イオンチャネルおよび膜興奮性に影響を与えるコレステロールの前駆体としての HMB の役割に関連している可能性があります。... 研究では、HMB は高齢者のサルコペニアの発症を予防できること、および HMB が筋肉の成長と強度に対して最適な作用を発揮するのは、運動と組み合わせた場合であることが実証されています。
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高齢者を対象に実施された臨床試験では、HMBが高齢者のサルコペニアの進行を緩和できることが確認されています。HMBサプリメントは高齢者の骨格筋量と筋力の増加をもたらし、運動と組み合わせるとその効果はさらに高まります。
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筋肉タンパク質の合成と筋肉タンパク質の分解の両方に対する効果に関連していると考えられています（図1）[2、3]。 HMBは、筋肉タンパク質合成の翻訳開始の調整に関与するシグナル伝達カスケードである哺乳類/ラパマイシン標的複合体1（mTORC1）の上方制御を介して、筋肉タンパク質合成を刺激するようです[2、4]。さらに、HMBは、細胞内タンパク質を分解するシステムであるユビキチン-プロテアソーム経路に拮抗する効果を持つ可能性があります[5、6]。また、HMBが筋原性の増殖、分化、細胞融合を促進するという証拠もあります[7]。...外因性HMB-FA投与は、ヒトにおいて筋肉内の同化シグナル伝達を増加させ、筋肉タンパク質合成を刺激し、筋肉タンパク質分解を減衰させることが示されています[2]。
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曝露後のmTORc1シグナル伝達によるMPSの刺激は、前臨床研究（Eley et al. 2008）と一致している。...さらに、LeuとHMBの両方に対する4EBP1（Thr37/46およびSer65/Thr70）とp70S6K（Thr389）のリン酸化の振幅には明らかな相違があり、後者の方がより顕著で持続的なリン酸化を示した。...とはいえ、全体的なMPS反応は同様であったため、この細胞シグナル伝達の区別は、MPSの主要な結果指標における統計的に区別可能な同化効果にはつながらなかった。...興味深いことに、経口投与されたHMBは血漿インスリンを増加させなかったが、MPBの抑制（−57％）を引き起こした。通常、食後の MPB の減少（約 50%）はインスリンの窒素節約効果によるものとされており、
AA を持続的に注入（18 g h
−1 ）しながらインスリンを吸収後濃度（5 μU ml
−1
）でクランプしてもMPB は抑制されなかった（Greenhaff et al. 2008）ため、高インスリン血症が予想されるため、Leu グループでは MPB を測定しないことを選択しました（図 3C）。このように、HMB はインスリンと同様に MPB を減少させますが、インスリンとは独立しています。これらの結果は、前臨床モデルで HMB の抗異化作用が LPS に反応してプロテアソームを介したタンパク質分解を弱めることで MPB を抑制するという報告と一致しています（Eley et al. 2008）。
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消耗に対する安全で強力な戦略であることが明らかです。 HMB は、筋肉の脱コンディショニングに関与する 4 つの主要なメカニズム (タンパク質の代謝回転、アポトーシス、再生プロセス) のうち 3 つに作用できるようですが、4 つ目のメカニズム (ミトコンドリアのダイナミクスと機能) に強い影響を与えると仮説されています。さらに、HMB は安価 (1 日 3 g で 1 か月あたり約 30 ～ 50 米ドル) であり、骨減少症を予防し (Bruckbauer および Zemel、2013 年、Tatara、2009 年、Tatara ら、2007、2008、2012 年)、心血管リスクを低下させる可能性があります (Nissen ら、2000 年)。これらすべての理由から、HMB は、特に高齢者の筋肉消耗状態で日常的に使用する必要があります。 ... 1日3回3gのCaHMB（1回1g）を摂取するのが最適な用量であり、これにより体内でのHMBの継続的な生物学的利用能が確保されます（Wilson et al.、2013）
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通常、人は60 gのL-LEUを代謝して3 gのHMBを生成しますが、70 kgの人は食事中のLEUの摂取量に応じて1日あたり0.2～0.4 gのHMBを生成します (Van Koevering and Nissen 1992). ... 健康および病気における筋肉量と機能を維持または改善するために、通常 1 日 3 g の摂取が推奨されます。HMB の安全性プロファイルは明確です。... これらの結果は、HMB/ARG/GLN がエイズおよび癌関連の筋肉消耗の治療に安全に使用できることを示しています。
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た91日間の研究を実施しました。この新しい形態のHMBは、CaHMBよりも高いHMB血清濃度をもたらします。この研究では、ラットに体重の 0%、0.8%、1.6%、または 4% の食事の HMBFA 介入が行われました。最高用量は、人間の場合約 400 mg ⋅ kg
−1
⋅ d
−1
に相当します。どの治療グループでも有害な事象は観察されませんでした。同様に、血液と尿の分析はすべてのグループで正常範囲内であり、グループ間の差はありませんでした。著者は、ラットモデルでは HMBFA を摂取しても安全であると結論付けました。... ロイシン、EAA、または HMB サプリメントによる深刻な副作用は報告されておらず、これらのサプリメントに関連する健康リスクは少なく、予測可能です。
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脱水素酵素（LDH）レベルの上昇が抑えられ、HMBが痛みを軽減する傾向があることを実証しました。Knitterら[92]は、非レジスタンストレーニングを受けた男性が運動前にHMBを摂取すると、乳酸脱水素酵素（LDH）レベルの上昇が抑えられ、HMBが痛みを軽減する傾向があることを実証しました。 [92]は、長時間のランニング後にHMBを摂取すると、筋肉分解の副産物であるLDHとクレアチンホスホキナーゼ（CPK）が減少することを示した。...HMBの有用性は、トレーニング前の摂取タイミングと投与量に影響を受けるようだ[97]。さらに、HMBの慢性的な摂取は安全であると思われる[97]。...HMB摂取による重大な副作用は報告されていない。
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いる2つのカプセル形態のHMB-FAとCa-HMBを使用して、HMBの生物学的利用能を比較するために実施されました。...結論として、カプセル形態のHMB-FAは、カプセル形態のCa-HMBと比較して、HMBのクリアランス率と利用性を改善します。
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細胞膜の適切な機能に不可欠なコレステロールを十分な量生成する能力を欠く可能性があるストレスの多い状況下で重要です。多くの生化学研究により、HMB はコレステロール合成の前駆体である可能性があることが示されています (Bachhawat ら、1955 年、Bloch ら、1954 年、Coon ら、1955 年、Adamson および Greenberg、1955 年、Gey ら、1957 年)。関連文献によると、HMB 炭素はコレステロールに組み込まれます。したがって、筋肉内の HMB 濃度が上昇すると、筋線維膜の形成と安定化に必要なコレステロール合成にすぐに利用できる基質が提供される場合があります。... HMB サプリメントを摂取すると、クレアチニン ホスホキナーゼ (CK) や乳酸脱水素酵素 (LDH) など、筋肉の損傷を示す酵素の運動後レベルが低下することが知られており、これは筋細胞膜機能の強化を示唆しています。これは、抵抗力トレーニングと持久力トレーニングの両方を受けている人間を対象とした多数の研究で示されています (Wilson ら、2013) ... 理論的には、コレステロールの前駆体としての HMB の使用は、筋肉細胞膜の安定化に役立つ可能性がありますが、これは研究によって確認されていません。HMB のタンパク質代謝に対する効果は、細胞内のコレステロール代謝に対する効果よりも、実際には筋肉構造の安定化に役立つ可能性があります。
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されています。...これらの研究により、ロイシン代謝物β-ヒドロキシβ-メチル酪酸（HMB）は、悪液質の重症例におけるタンパク質合成の強力な刺激剤であると同時に、タンパク質分解の阻害剤であることが確認されています。 ... ますます多くの証拠から、HMB はサルコペニアで経験される筋肉損失を遅らせ、あるいは逆転させ、筋力の指標を改善する可能性があることが示唆されています。... しかし、食事中のロイシンは大量の HMB を提供しません。異化ロイシンのわずか 5% のみが HMB に代謝されます。... したがって、食事中のロイシン自体は少量の HMB を生成することでタンパク質合成を適度に刺激しますが、HMB を直接摂取すると、そのようなシグナル伝達にさらに強力に影響し、筋肉量の増加が実証されます。... 実際、膨大な数の研究で、食事に HMB を補給すると、サルコペニアや異化亢進性疾患で見られる筋肉損失の一部を逆転させることができることがわかっています。... 筋萎縮の総合的な治療には HMB の食事補給が含まれますが、各病態の最適投与量はまだ調査中です。 ...
現在、サルコペニアのリスクがある、またはサルコペニアに苦しんでいる患者には、高タンパク質の食事を摂取し、レジスタンス運動を行い、ロイシン代謝物 HMB のサプリメントを摂取することが推奨されています。
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HMB は、筋肉内の mTOR シグナル伝達経路を活性化する活性ロイシン代謝物です。吸収後、食物中のロイシンは α-ケトイソカプロン酸 (KIC) に変換され、さらにイソバレリル CoA または HMB に代謝されます
。通常の状態では、KICの大部分はイソバレリルCoAに変換されますが、ロイシンの約5％のみがHMBに代謝されます。これは、HMBの薬理学的レベルに達するためには、ロイシンの投与量を増やすのではなく、この化合物を直接投与する必要があることを意味します。... HMBは保護的、抗異化メカニズムを通じて効果を発揮し、タンパク質合成に直接影響を及ぼします。HMBは、筋細胞膜を安定化し、タンパク質分解を調整し、タンパク質合成をアップレギュレーションすることも示されています[68]。
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筋肉量と機能の改善に臨床応用できると思われます。筋肉消耗の状況で栄養失調を予防および/または改善するためにこの栄養補助食品を使用する継続的な研究が必要です。
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タンパク質やその他の栄養補助食品に関する研究を見ると、HMB、アルギニン、グルタミンの組み合わせは興味深い結果を示しています... ある研究では、32 人の患者の体重が平均約 2 kg 増加しました。[21]この研究は、HIV/AIDS患者や健康な成人など、さまざまな診断/病状におけるこの組み合わせの肯定的な効果を確認した3つの研究のうちの1つでした。[40] 約470人の癌患者というはるかに大規模なサンプルベースでの別の研究では、8週間後のLBMに関しては有意差は見られませんでしたが、生体インピーダンスと皮下脂肪の測定値の両方で測定したところ、LBMが増加する傾向が強く見られました。[22] 要約すると、HMB、アルギニン、グルタミンの組み合わせが体重増加に及ぼす影響は、数か月の期間を調査する癌患者に対するさらなる研究で調査されるべきです。
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筋力マーカーの改善、トレーニングによる筋肉痛の発現の減少、筋肉損傷マーカーの減少などのメリットが実証されています。... HMB の細胞メカニズムとして提案されているものの 1 つは、主に筋細胞内のコレステロール膜の安定化によるものです。 HMB は、筋肉細胞の細胞質内で β-ヒドロキシ-β-メチルグルタリル-コエンザイム A (HMG-CoA) に代謝され、コレステロールに変換されます。... 筋肉は、循環からの吸収によって必要なコレステロールを供給できないため、通常は HMG-CoA から、細胞膜の完全性を維持するために独自のコレステロールを生成します。
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防ぎ、筋力を高め、除脂肪体重の増加にも役立ちます。...HMBはHMB-CoAに変換され、その後、筋肉細胞でのコレステロールの合成に使用されます（Nissen and Abumrad、1997）。コレステロールは、運動中の細胞膜の成長、修復、安定化に必要です (Chen、1984)。... 実施されたメタ分析研究および個々の研究は、HMB が体力と体組成を高め、抵抗トレーニング中の筋肉損傷を防ぐ効果的な補助として使用されることを裏付けています。
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の両方が関与しています。 MPS の強力な増加は、ほぼ完全に必須アミノ酸 (EAA) によって引き起こされます (Smith et al. 1992)。分岐鎖アミノ酸 (BCAA: ロイシン、イソロイシン、バリン)、特にロイシン [およびその代謝物、例: β-ヒドロキシ β-メチル酪酸 (HMB) (Van Koevering & Nissen 1992)] がこれらの効果の中心となります (Wilkinson et al. 2013)。ロイシンのユニークな同化特性の根底にあるメカニズムは完全には解明されていませんが、酵母および培養された哺乳類細胞での最近の研究では、ロイシル tRNA 合成酵素が、これまで「細胞 AA センサー」と呼ばれていた、ロイシンに反応するラパマイシン複合体 1 (mTORC1) のメカニズム標的を活性化する上流にあることが実証されています (Bonfils et al. 2012、Han et al. 2012)。このことは、すべての EAA の中で、ロイシンが mTORC1 (Atherton et al. 2010b) とその基質の活性 (つまりリン酸化) を高めるのに最も効果的な EAA であることを示す実験によって再確認されました。
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の分解における必須ステップの触媒作用が阻害される。代謝障害は、エノイルCoAヒドラターゼによって触媒される反応で、メチルクロトンCoAを3-ヒドロキシイソバレリルCoAに転換します（22、23）。3-ヒドロキシイソバレリルCoAの蓄積は、3-ヒドロキシイソバレリルCoAのさらなる代謝と解毒が起こらない場合は、直接またはアシルCoA：遊離CoAの比率に影響を与えることで細胞呼吸を阻害する可能性があります（22）。細胞内コンパートメントに分布する4つのカルニチンアシルCoAトランスフェラーゼによるカルニチンへの転移は、アシル部分の重要な貯蔵庫として機能している可能性があります（39–41）。 3-ヒドロキシイソバレリル CoA は、カルニチンアセチルトランスフェラーゼによって解毒され、3HIA-カルニチンを生成すると考えられています。これは、カルニチン-アシルカルニチントランスロカーゼ (39) を介してミトコンドリア内膜を通過して (したがって、ミトコンドリアから効果的に排出されます)。3HIA-カルニチンは、加水分解酵素によって直接 3HIA に脱アシル化されるか、または 2 回目の CoA 交換を受けて再び 3-ヒドロキシイソバレリル CoA を形成し、その後、チオエステラーゼによって 3HIA と遊離 CoA が放出されると考えられています。
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、ベータ-ヒドロキシ-ベータ-メチル酪酸に関連するメディアがあります。
- 米国国立医学図書館の医学件名標目(MeSH)にあるベータヒドロキシイソ吉草酸
