Vitamin B3

Vitamin B₃, colloquially referred to as niacin, is a vitamin family that includes three forms, or vitamers: nicotinic acid (niacin), nicotinamide (niacinamide), and nicotinamide riboside.^[1][2] All three forms of vitamin B₃ are converted within the body to nicotinamide adenine dinucleotide (NAD).^[1][3] NAD is required for human life and people are unable to make it within their bodies without either vitamin B₃ or tryptophan.^[1] Nicotinamide riboside was identified as a form of vitamin B₃ in 2004.^[2][4]

Niacin (the nutrient) can be manufactured by plants and animals from the amino acid tryptophan.^[5] Niacin is obtained in the diet from a variety of whole and processed foods, with highest contents in fortifiedpackaged foods, meat, poultry, red fish such as tuna and salmon, lesser amounts in nuts, legumes and seeds.^[1][3] Niacin as a dietary supplement is used to treat pellagra, a disease caused by niacin deficiency. Signs and symptoms of pellagra include skin and mouth lesions, anemia, headaches, and tiredness.^[1][6] Many countries mandate its addition to wheat flour or other food grains, thereby reducing the risk of pellagra.^[3][7]

アミドであるニコチンアミドは、補酵素ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NAD）およびニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸（NADP+）の成分です。ニコチン酸とニコチンアミドはビタミン活性において同一ですが、ニコチンアミドはニコチン酸と同じ薬理作用、脂質修飾作用、または副作用を持ちません。つまり、ニコチン酸がアミド基を持つと、コレステロールを低下させたり、紅潮を引き起こしたりしません。^{[ 1 ] [ 8 ] [ 9 ]}ニコチンアミドは、副作用と考えられている紅潮を引き起こすことなく治療量で投与できるため、ナイアシン欠乏症の治療薬として推奨されています。^{[ 1 ] [ 10 ]}以前は、このグループは漠然とビタミンB3_複合体と呼ばれていました。^{[ 11 ]}

地球外のニコチン酸とニコチンアミドは、炭素質コンドライト隕石^{[ 12 ]}や、小惑星162173リュウグウ^{[ 13 ] [ 14 ]}および101955ベンヌ^{[ 15 ]}からのサンプルリターンで検出されている。

米国で小麦粉の強化にナイアシンが添加され始めたため、米国政府は1942年に、それぞれニコチン酸とニコチンアミドの別名としてナイアシン（「ニコチン酸ビタミン」の短縮形）とナイアシンアミドという用語を採用し、一般の人々がこれらをほとんど無関係な（そして有毒な）ニコチンと混同しないように、非専門的な文脈での使用を奨励した。^{[ 16 ] [ 17 ]}これらの用語は、1961年に作成された米国採用名辞典^{[ 18 ]}に組み込まれた。^{[ 19 ]}

その後、ナイアシンという用語は、欠乏症の兆候を防ぐことができるすべての食事性NAD前駆体を含むより広い意味で、複数の機関（ WHO / FAO、^{[ 20 ]} EFSA、^{[ 21 ]} FDA、^{[ 22 ]} Anvisa ^{[ 23 ]} ）によって国際的に採用されました。言い換えれば、この用語はビタミンB3_と同じ意味で使用され、ニコチン酸だけでなく、ニコチンアミド、ニコチンアミドリボシドも含まれます。^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]}

ナイアシンアミドという用語はニコチンアミドに取って代わることはなかった。Google Ngram Viewerによると、1942年から2022年の間に、出版された書籍における出現頻度でニコチンアミドを上回ったことは一度もない。^{[ 27 ]}

ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NAD）は、そのリン酸化体であるニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸（NADP）とともに、 DNA修復およびカルシウム動員における転移反応に利用される。NADはまた、解糖系とクレブス回路の両方で補酵素として働き、ヒトの代謝において重要な役割を果たしている。^{[ 28 ]}

食事中のビタミンB3の重度の_欠乏は、下痢、日光過敏性皮膚炎（色素沈着と皮膚の肥厚を伴う）（画像参照）、口と舌の炎症、せん妄、認知症を特徴とするペラグラという病気を引き起こし、治療せずに放置すると死に至ります。 ^{[ 6 ]}一般的な精神症状には、易怒性、集中力の低下、不安、疲労、記憶喪失、落ち着きのなさ、無気力、うつ病などがあります。^{[ 29 ]}観察された欠乏症による神経変性の生化学的メカニズムはよく理解されていませんが、A）神経毒性トリプトファン代謝産物の生成を抑制するためにニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NAD+）が必要であること、B）ミトコンドリアATP生成の阻害により細胞が損傷すること、に基づいている可能性があります。 C)ポリ(ADP-リボース)ポリメラーゼ(PARP)経路の活性化。PARPはDNA修復に関与する核内酵素であるが、NAD+が欠乏すると細胞死を引き起こす可能性がある。D) 神経保護作用のある脳由来神経栄養因子またはその受容体であるトロポミオシン受容体キナーゼBの合成低下。E)ナイアシン欠乏によるゲノム発現の直接的な変化。 ^{[ 30 ]}

ナイアシン欠乏症は先進国ではまれであり、貧困、栄養失調、または慢性アルコール中毒に起因する栄養失調とより一般的に関連している。^{[ 31 ]}また、トウモロコシは消化可能なナイアシンが少ないため、トウモロコシを主食とする地域で発生する傾向がある。 ^{[ 1 ]}ニシュタマリゼーションと呼ばれる調理法、つまりアルカリ成分で前処理すると、トウモロコシ粉や小麦粉の製造中にナイアシンの生物学的利用能が増加する。^{[ 32 ]}このため、トウモロコシをトルティーヤやホミニーとして食べる人は、ナイアシン欠乏症のリスクが低い。

欠乏症の治療には、世界保健機関（WHO）は、ニコチン酸の代わりにニコチンアミドを投与することを推奨しています。これは、ニコチン酸でよく見られる顔面紅潮の副作用を避けるためです。ガイドラインでは 、3～4週間、1日300mgの使用を推奨しています。^{[ 10 ]}認知症と皮膚炎は1週間以内に改善が見られます。他のビタミンB群の欠乏症も存在する可能性があるため、WHOはニコチンアミドに加えてマルチビタミンを推奨しています。^{[ 10 ]}

ハートナップ病は、ナイアシン欠乏症を引き起こす遺伝性栄養障害です。 ^{[ 33 ]}この病気は、必須アミノ酸であるトリプトファンの吸収不全を引き起こす遺伝性疾患を持つイギリスの家族にちなんで名付けられました。トリプトファンはナイアシン合成の前駆体です。症状はペラグラに似ており、赤く鱗状の発疹や日光過敏症などがあります。この病気の治療には、経口ニコチン酸またはニコチンアミドが 1日2回、50～100mgの用量で投与され、早期に発見して治療すれば予後は良好です。^{[ 33 ]}カルチノイド症候群でも、ナイアシン合成は欠乏しています。これは、ナイアシンの前駆体であるトリプトファンがセロトニンを生成するために代謝的に転用されるためです。^{[ 3 ]}

米国医学研究所（ 2015年に米国医学アカデミーに改称）は、1998年にナイアシンの推定平均必要量（EAR）と推奨栄養所要量（RDA）を更新し、耐容上限摂取量（UL）も更新しました。RDAの代わりに、ほとんどの人の栄養必要量を満たすのに十分な食事摂取量レベルを特定するのに十分な証拠がない集団については、適切な摂取量（AI）が特定されています。^{[ 38 ]}（表を参照）。

欧州食品安全機関(EFSA) は、この情報の集合体を食事参照値 (DRV) と呼び、RDA の代わりに人口参照摂取量 (PRI)、EAR の代わりに平均必要量を使用しています。EU では、AI と UL の定義は米国と同じですが、単位は mg/日ではなく、摂取したエネルギーのメガジュール (MJ) あたりのミリグラムです。女性 (妊娠中または授乳中の女性を含む)、男性、および子供の PRI は 1.6  mg/メガジュールです。1 MJ = 239 kcal の換算なので、2390 キロカロリーを摂取する成人は 16 mg のナイアシンを摂取する必要があります。これは米国の RDA (成人女性で 14 mg/日、成人男性で 16 mg/日) に匹敵します。 ^{[ 39 ]}  

ULは、有害な影響を引き起こすビタミンやミネラルの量を特定し、次に「有害な健康影響を引き起こす可能性が低い最大1日摂取量」を上限として選択することによって設定されます。^{[ 38 ]}各国の規制機関は必ずしも一致していません。米国では、 10代と成人のナイアシンは30mgまたは35mg、子供はそれより少ない量です。^{[ 5 ]} EFSAの成人のULは、 皮膚の紅潮反応を避けるためにニコチン酸は10mg/日、 紅潮を引き起こさないニコチンアミドは900mg/日に設定されています。^{[ 37 ]}

DRIとDRVはどちらも、必要な量をナイアシン当量（NE）で表しており、1  mg NE = 1  mgのナイアシンまたは 必須アミノ酸トリプトファン60 mgとして計算されます。これは、このアミノ酸がビタミンの合成に利用されるためです。^{[ 5 ] [ 39 ]}

米国の食品および栄養補助食品の表示目的では、1食分に含まれる量は1日摂取量のパーセント（%DV）で表されます。ナイアシンの表示目的では、1日摂取量の100%は16mgです 。2016年5月27日以前は20mgでしたが 、RDAに合わせるために改訂されました。^{[ 40 ] [ 41 ]} 更新された表示規則への準拠は、年間食品売上高が1,000万米ドル 以上の製造業者には2020年1月1日までに、それ以下の食品売上高の製造業者には2021年1月1日までに義務付けられました。^{[ 42 ] [ 43 ]}旧および新成人1日摂取量の表は、Reference Daily Intakeで提供されています。

ナイアシンは、強化包装食品、様々な動物由来の肉、魚介類、香辛料など、様々な未加工食品や加工食品に含まれています。^{[ 3 ] [ 44 ]}一般的に、動物由来の食品は1食あたり約5～10mgのナイアシンを提供しますが、乳製品や卵にはほとんど含まれていません。ナッツ、豆類、穀物などの植物由来の食品は1食あたり約2～5mgのナイアシンを提供しますが、一部の穀物製品では、この天然のナイアシンは多糖類や糖ペプチドに大きく結合しているため、生物学的利用能は約30%に過ぎません。小麦粉などの強化食品成分には、生物学的利用能のあるナイアシンが添加されています。^{[ 1 ]} 100グラムあたりのナイアシン含有量が最も高い未加工食品源の中では、  

ベジタリアンやビーガンの食事でも、栄養酵母、ピーナッツ、ピーナッツバター、タヒニ、玄米、きのこ、アボカド、ひまわりの種などの食品を摂取すれば、十分な量を摂取できます。強化食品や栄養補助食品を摂取することで、十分な摂取量を確保することもできます。^{[ 1 ] [ 47 ]}

米国食品栄養委員会は、医師の監督下にある場合を除き、 ビタミンB3の_{1日摂取量の上限を35mgに設定しています。} ^{[ 1 ]} ニコチン酸を1日30mgという低用量で摂取すると 、顔面紅潮が報告されており、常に顔から始まり、皮膚の乾燥、かゆみ、知覚異常、頭痛を伴うことがあります。^{[ 28 ]} (これらの影響はニコチンアミドでは発生しません)。^{[ 1 ]} 肝毒性は最も深刻な毒性反応であり、1日2グラムを超える用量で発生し、^{[ 51 ]}ニコチン酸またはニコチンアミドのどちらでも起こり得ます。^{[ 1 ]}劇症肝不全は、 1日数グラムのナイアシン過剰摂取の症例で報告されています。^{[ 52 ]}その他の反応には、耐糖能異常、高尿酸血症、黄斑浮腫、黄斑嚢胞などがあります。^{[ 28 ]}

ナイアシンはマルチビタミンに配合され、単一成分の栄養補助食品として販売されています。後者は即効性または徐放性です。^{[ 53 ]}ニコチンアミドは、ニコチン酸に見られるような紅潮の副作用を引き起こさないため、ナイアシン欠乏症の治療や補給に使用されます。ニコチンアミドは、成人で1日3gを超える用量では肝臓に毒性を示す可能性があります 。^{[ 54 ]}

米国で販売されている栄養補助食品の一種に、イノシトールヘキサニコチネート（IHN）、別名イノシトールニコチネートがあります。これは、イノシトールの6つのアルコール基すべてにナイアシンがエステル結合したイノシトールです。 ^{[ 55 ]} IHNは通常、「フラッシュフリー」または「フラッシュなし」のナイアシンとして、250、500、または1000mg /錠またはカプセル単位で販売されています。米国では、市販薬として販売されており、ナイアシンとして販売およびラベル付けされていることが多いため、消費者は薬の活性型を入手していると誤解する可能性があります。この形態のナイアシンは、即効性製品に関連するフラッシュを引き起こしませんが、高脂血症の治療にIHNを推奨する十分な証拠はありません。^{[ 56 ]} 

トウモロコシは、アメリカ合衆国南東部とヨーロッパの一部で主食となった。日光にさらされた皮膚の皮膚炎を特徴とする病気は、1735年にスペインでガスパール・カサルによって記述された。彼はその原因を栄養不良に帰した。^{[ 57 ]}北イタリアでは、ロンバルディア語（agra =ヒイラギのような、または血清のような、pell = 皮膚）からペラグラと名付けられた。^{[ 58 ] [ 59 ]}やがて、この病気は特にトウモロコシとより密接に関連付けられるようになった。^{[ 60 ]}アメリカでは、ジョセフ・ゴールドバーガーがアメリカ合衆国公衆衛生局長官によってペラグラの研究を命じられた。彼の研究はトウモロコシを主食とする食事が原因であることを裏付けたが、根本原因は特定できなかった。^{[ 61 ] [ 62 ]}

ニコチン酸は、1937年に生化学者のコンラッド・エルヴェジェムによって肝臓から抽出されました。彼は後にその有効成分を特定し、「ペラグラ予防因子」および「抗黒舌因子」と呼びました。^{[ 63 ]}また、「ビタミンPP」、「ビタミンPP」、「PP因子」とも呼ばれ、これらはすべて「ペラグラ予防因子」という用語に由来しています。^{[ 10 ]} 1930年代後半、トム・ダグラス・スパイス、マリオン・ブランケンホーン、クラーク・クーパーによる研究で、ニコチン酸がヒトのペラグラを治癒することが確認されました。その結果、この病気の罹患率は大幅に減少しました。^{[ 64 ]}

1942年、小麦粉へのニコチン酸の添加が始まったとき、大衆紙の見出しは「パンにタバコ」と報じた。これに対し、米国医師会の食品栄養評議会は、主に非科学者が使用するための食品栄養委員会の新しい名称であるナイアシンとナイアシンアミドを承認した。ビタミンやナイアシンを豊富に含む食品にニコチンが含まれている、あるいはタバコにビタミンが含まれているという誤解を避けるため、ニコチン酸とニコチンを区別する名称を選ぶのが適切だと考えられた。結果として生まれたナイアシンという名称は、ニコチン酸+ビタミンから派生したものである。^{[ 16 ] [ 17 ]}

J. LagunaとKJ Carpenterは1951年に、トウモロコシに含まれるナイアシンは生物学的に利用できず、pH11の非常にアルカリ性の石灰水でのみ放出されることを発見した。このことから、アルカリ処理（ニシュタマリゼーション）したトウモロコシ粉を使ってトルティーヤを作っていたラテンアメリカの文化圏では、ナイアシン欠乏症のリスクがなかったことが説明できる。^{[ 65 ]}現代の説明では、アルカリ処理はトリプトファンの生物学的利用能を高めるのであって、ナイアシンのいかなる形態の生物学的利用能も直接高めるわけではないとされている。^{[ 66 ] : §5.2}

地球外由来のビタミンB3の異性体は、炭素質コンドライト隕石や、小惑星162173リュウグウおよび101955ベンヌからのサンプルリターンから発見されている。