厚生労働科学研究費補助金（循環器疾患等生活習慣病対策総合研究事業）
日本人の食事摂取基準（栄養所要量）の策定に関する基礎的研究
平成 16 年度～18 年度

主任研究者

総合研究報告書柴田克己

Ⅰ．総合研究報告

8．成人におけるビオチンの目安量についての検討

分担協力者

渡邊敏明

兵庫県立大学

教授

研究協力者

榎原周平

兵庫県立大学

助手

研究協力者

木村幸子

兵庫県立大学

助手

研究協力者

谷口歩美

兵庫県立大学大学院

学生

研究協力者

福井

病体生理研究所室長

徹

要旨
ビオチンは，カルボキシラーゼの補酵素として，炭酸固定反応に関与している．β-メチル
クロトニ CoA カルボキシラーゼは分岐鎖アミノ酸のロイシンの分解に必要な酵素であり，ビオチン欠乏すると，尿中に 3-ヒドロキシイソ吉草酸（3-hydroxyisovaleric acid:3-HIA）が増加することから，ビオチン栄養状態の指標として注目されている．日本人の食事摂取基準
2005 年版において，成人の目安量は 45μg/日と策定されたが，科学的根拠は十分ではない．
食物や食物とサプリメントからのビオチン摂取の全国的に典型的な概算量というものは全
くない．また，ビオチンの上限量の基準について充分なデータはない．そこで，本研究においては，ビオチン摂取量の新しい算出方法を検討するとともに，トータルダイエット調査法を用いてビオチンの摂取量を算出した．得られた結果と，これまでの報告と勘案すると，ビオチンの目安量は 50μg/日が妥当と考えられる．

１．はじめにのビオチン酵素の機能を介して糖新生，アビオチンは 1927 年，酵母の成長促進の有ミノ酸代謝，脂肪酸合成に重要な役割をは機成分として Boas によって発見された．

たしていることが明らかになった．一方でこの成分はビオス（bios）とよばれ，その後はビオチンの生合成経路の解明や定量法の三つの異なった成分からなることが明らか開発がされ，ビオチン含有酵素異常によるになった．その一つのビオスⅡb がビオチ

先天性代謝異常症をはじめ臨床面のビオチ

ンで，Kogl と Tonnis(1936)によって卵黄かンの研究も進み，皮膚疾患や種々の疾患にらメチルエステル化合物として単離，結晶

おいてビオチンとの関連性に興味がもたれ化された．

ている．また，ビオチンの新しい生理機能

一方，実験動物においては生卵白を多量として，胎児の発育・分化における成長因に与えると，皮膚炎や脱毛などの特徴的な子（growth factor）としての役割も解明され症状が引き起こされる卵白障害（egg white

つつある．

injury）が知られていた．これらの症状は肝臓に存在する因子によって治癒することが２．生化学的特性

できた．

２－１化学的構造

また，これとは別に，Gyogy(1931)も肝臓

ビオチンは卵黄，ウシ肝臓およびミルクに存在する同様の因子を見出し，ビタミンから初めて結晶化され，その化学名はH（Haut:皮膚の意）と名づけた．この因子(+)-cis-hexahydro-2-oxo-1H-thieno[3,4]-imida

は卵白障害防御因子とも呼ばれたが，根粒

zole-4-valeric acid で，分子量は 244.3 である．

菌（Rizolium trifolii）に存在している成長呼天然に存在するビオチンは D 型で，２つの吸促進因子（コエンチーム R: coenzyme R）

５員環の結合がシス配位し，絶対配位は Xと同じものであった．このほか，factor S,

線解析によって決定されている．ウレイド

factor W, vitamin Bw などとも呼ばれたが，環を形成する 6 個の原子（C,N,O）は同一平

後にビオチンとビタミン H は生理学的，生面上にあり，環状部分は舟型をしている（図化学的，生物学的に同一の特性をもつこと

1）．

が認められた．さらに，du Vigneaud ら（1940），

５員環部分は輸送タンパク質やアビジン

Harris ら（1945）によってビオチンの構造との結合に重要な役割を果たし，特にアビが決定され，化学合成も可能になった．ビ

ジンやストレプトアイジンとは特異的に強オチンの異性体として，卵黄および肝臓に固な結合（Kd=10-15M）をする．吉草酸部分存在しているビオチンをそれぞれビオチン

はビオチン補酵素のペプチド結合への関与

α，β と区別した．

や細胞内取り込みの際の認識部位となってその後，ビオチンはカルボキシラーゼのいる．

補酵素として炭酸固定や炭酸転移反応に直接関与していることが判明し，さらに種々

２－２測定方法

ビオチンの定量は微生物学的定量法（microbioassay），アビジンやストレプトア

最近の HPLC による血清ビオチン値は1.7±0.6 ng/mL である．

ビジンとの結合法（バインディングアッセ
イ，binding assay），高速液体クロマトグラ

３．生理作用フィー（HPLC）法に大別できる．

３－１カルボキシラーゼ

ビオチンは大部分がタンパク結合型であビオチンの生理作用は直接的にはビオチ

るため，総ビオチンの定量には前処理が必

ン酵素の補欠分子族としてカルボキシル化要である．酸加水分解やパパインによる酵反応への関与であり，間接的にはそれらの素処理によって遊離型とする．

酵素反応が関与する糖新生，分岐鎖アミノ

生体試料の場合には微生物学的定量法が酸代謝，脂肪酸合成，エネルギー代謝であ

一般的であり，特異性も高いため，試料のる．ビオチンの欠乏はビオチン酵素を介し分離精製が不要である．測定には特異性のて体内代謝に影響し，特定の代謝物の体内点で乳酸菌の Lactobacillus plantarum ATCC

レベルや尿中排泄量の増減として現れる．

8014 を使用する場合が多い．しかし，報告

ビオチンは哺乳動物の中で見出される 4者によってヒト血清での基準域にバラツキ

つのカルボキシラーゼの補酵素として機能がある．この中でも比濁法を改良した寒天

するが，それはそれぞれビオチンと共有的プレート法は簡便性，測定範囲，精度，感に結合している

度などにおいて優れている．この方法での（Bonjour,1991;McCormic,1976）．4 つのカル

基準域は血清 1.6～3.0 ng/mL, 尿 4.0～

ボキシラーゼにうち 3 つはミトコンドリア

25.0μg/g クレアチニンである．また，非処内（pyruvate carboxylase, methylcrotonyl-CoA

理血清のビオチン（遊離型）濃度は健常人

carboxylase, propionyl-CoA carboxylase）にあにおいて 0.4～1.1 ng/mL である．

るが，（acetyl-CoA carboxylase）はミトコン

バインディングアッセイは競合的タンパ

ドリアと細胞質内に見出される．acetyl-CoAク結合反応を利用したもので，酵素やラジ

carboxylase の非活性型はミトコンドリア内

オアイソトープを標識したビオチンと試料でビオチンの貯蔵として提供することが求中のビオチンとをアビジンもしくはストレ

められてきた（Allred andプトアビジンに競合させる方法で，検出法

Roman-Lopez,1988; Allred et.al.,1989; Shriverとしては比色法，同位体希釈法が行われて

et. Al./1993）．

きたが，最近では電子スピン共鳴法，バイ
オセンサー法も報告されている．
HPLC 法はある程度の試料の精製が必要

アセチル CoA カルボキシラーゼはアセチ
ル CoA のマロニル CoA への反応を進め，脂肪酸合成に関与する．

であり，電気化学検出（ECD），ラジオアイ

ピルビン酸カルボキシラーゼはピルビン

ソトープ，蛍光，分離後のバインディング

酸をオキサロ酢酸に変える．そして，肝臓，

アッセイとの組み合わせで測定されている．

腎臓などでグルコースに変えられる．ビオチン欠乏で本酵素の活性が低下すると，ピ細胞分裂などの細胞周期の進行に必須であ

ルビン酸や乳酸の蓄積が起こる．脳においることが判明している．

ては乳酸の蓄積によって緊張低下，けいれん，運動失調，発育遅延など，神経系症状と関連している．

３－２

3-Hydroxyisovaleric acid 排泄

最も重要な程度を実証されてきたビオチ

β-メチルクロトニ CoA カルボキシラーゼ

ン状態の指標は尿中へのビオチン排泄の異は分岐鎖アミノ酸のロイシンの分解に必要常な減少と 3-Hydroxyisovaleric acid の異常な酵素であり，ビオチン欠乏によって本酵な増加である(NI Mock et al.,1997)．生卵白

素の活性は低下し，ロイシンは他の経路に摂食の健常者で劇的にビオチンの尿中排泄

よって 3-ヒドロキシイソ吉草酸が減少し，10 名中 9 名で 20 日目までには（3-hydroxyisovaleric acid:3-HIA） と 3-メチ

著しく異常な値に到達した．Bisnorbiotin 排

ルクロトニルグリシン

泄は併行して減少し，ビオチンの調節され（3-methylcrotonylglycine）の 産生が増加す

た異化の証拠を与えている．生卵白摂食 14

る．

日までに 10 名全員で 3-Hydroxyisovaleric

プロピオニル CoA カルボキシラーゼはプacid 排泄は異常に増加（195μmol/day 以上）

ロピオニル CoA を D-メチルマロニル CoAし，ビオチンの消耗が β-methylclotonylCoAの形にする．その後，スクシニル CoA になの活性を減少させ，ビオチン欠乏症においり，ひきつづいて TCA サイクルに入る．本て比較的早期にロイシン代謝を変化させる

酵素の活性低下は尿中に３－ヒドロキシプ（NI Mock et al.,1997）．

ロピオン酸と３－メチルクエン酸排泄の増加として現れる(図 2)．
細胞内タンパクの正常な分解ではこれら正常範囲は 77-195μmol/day（MEAN±1SD:112±38），ビオチン欠乏 10 日
で 272±92μmol/day であった．ビオチン排泄のビオチン含有酵素はビオシチンの異常低下と 3-Hydroxyisovaleric acid の異（ε-N-biotinyl- L-Lysin）あるいはビオチン結常増加，あるいは両者は明らかな数例のビ合のリジン残基を含む短鎖のオリゴペプチ

オチン欠乏症例で報告されている（Carlson

ドに分解される（Mock,1996）．ビオチニダ

et al.,1995; Gillis et al.,1982; Kien et al.,1981;

ーゼ（初期はビオシチナーゼと呼ばれていLagier et al.,1987; Mock et al.,1981,1985）．こた）は加水分解酵素であるが，このオリゴ

れらの指標については性別による差は明らペプチドを再利用するためにビオチンを遊かではない．

離する（Mock,1996）．
分子生物学的にはグルコキナーゼ，ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ，
オルニチントランスカルバミラーゼのmRNA への影響が報告されている．また，

４．体内動態
４－１

吸収・代謝・排泄

ビオチンは食物中で遊離ビオチンとタン
パク結合型として存在する．タンパク結合

型ビオチンの腸内加水分解のメカニズムは

送体はラットの小腸基部において最もアク充分に特徴づけられていずわずかに生物学

ティブであり，結腸基部からのビオチンの的利用能に影響を及ぼす要因が知られてい大事な吸収が起こっている．そしてそれは，るにすぎない．最も多くの食事性ビオチン

結腸の中での微生物合成されたビオチンがは肉と穀物の中でタンパクと結合している

ヒト要求量を満たすことに寄与している，

ことは明らかであるが，穀物中ビオチンはという概念を立証させている．ビオチンの生物学的に利用できにくいことが明らかで

結腸点滴後の血中濃度上昇の報告ではビオある（Mock,1996）アビジン，これはかなり

チンはヒト結腸から吸収されていたことがの量が生卵の卵白に見出されるものである

明らかである（Innisa and Allardyce,1983,

が，小腸内でビオチンと結合し，ビオチン

Oppel,1948,Sorrell,1971）．しかしながら，吸収を妨げることが示されてきた

Kopinski とその同僚たち（1989）は，腸内（Mock,1996）.

細菌叢によって合成されたビオチンは局在

ビオチニダーゼはタンパクとの共有結合せず，またはビオチン吸収に寄与する形でからのビオチンの解離において重要な役割は存在しないのかもしれないことを示してを果たすと考えられている（Wolf etいる．

al.,1984）．ビオチニダーゼ欠損症の人に食事性摂取と見積もられた 50－150μg/day の範囲内の遊離ビオチンの投与は，ビオチニ

４－３

運搬

吸収後のビオチンの肝臓や他の臓器へのダーゼ欠損症にみられる症状を防止し，ビ運搬はそれほどよく確立されていない

オチニダーゼ欠損症がビオチン結合タンパ（Mock,1996）．ビオチニダーゼはたぶんビ

クの消化，あるいは不適当な腎臓再吸収，

オチン血漿中の結合タンパクとしての役割

またはその両方の欠如を通したビオチン欠として，あるいはビオチンに細胞への取り乏症との関連の結果であることを示してき込みを助けるものとして扱われている

た．

(Chauhan and Dakshinamuruti,1988;Wolf etal.,1985)．他の研究は血清中のビオチンは４－２

腸管吸収と微生物合成

腸管境界膜ブラシ中に局在するビオチン

80％以上が非結合であることを示唆している（Hu et al.,1994; Mock and Malik,1992

キャリアーはナトリウムイオン濃度勾配にSchenker et al.,1993）．ビオチンに対して比対抗してビオチンを運搬し，構造的に特異較的特異的な腸管輸送と似てきている酸ア

的で温度依存性であり，電気的中性である．

ニオンキャリアーは肝臓細胞による取り込

すなわち，薬理学的濃度においては拡散がみを介在することは明らかである

支配する（Mock,1996）．

（Bowers-Komro and McCormic,1985）．胎

ビオチンは腸内細菌叢によって合成され盤へのビオチンの取り込みと胎児への輸送る（Bonjour,1991）.ビオチン吸収の中間輸はビオチンに対して特異的であることが証明され，解明された(Hu et al.,1994; Karl and常姿勢（カンガルー様姿勢）などが特徴的

Fisheer,1992; Schenker et al.,1993)が，胎児はである．これらは卵白に含まれているアビ

ビオチンを濃縮せず，胎盤輸送は通過であジンが消化管内でビオチンと特異的に結合ることが明らかである．

し，腸管からのビオチン吸収を阻害しているためである．これらの症状はビオチンの

４－４

代謝と排泄

ビオチンの多数の代謝物の分離と化学的同定は微生物と哺乳類での利用の主な特徴

飼料への添加や皮下注射により速やかに消失する．
ヒトでの臨床所見は顔面周囲の皮膚炎，が解明されてきた（MacCormik,1976;

結膜炎，脱毛，運動失調，緊張低下，ケト

MacCormic and Wright,1971）．約半分のビ

乳酸アシドーシス，有機酸尿，けいれん，

オチンは排泄前に代謝され，Bisnorbiotin と皮膚感染，乳児や幼児の発育遅延である．

Biotin sulfoxide になる．ビオチン，

さらに，慢性的に生卵白を摂取した成人や

bisnorbiotin, Biotin sulfoxide はヒト尿と血漿青少年では毛髪の退色を伴う脱毛，落屑性

中に分子量としてほぼ 3：2：1 の割合で存の脂漏性湿疹，紅斑性湿疹，うつ，嗜眠，

在する（Mock,1996）．それ以外の少量の 2

幻覚，四肢の感覚異常がみられている．

つの代謝物，bisnorbiotin methyl ketone，biotin

免疫系では細胞性，体液性の免疫機能に

sulfone は最近になってヒト尿中から同定さおいて影響が現れ，先天性ビオチン代謝異れた（Zempleni et al.,1997）．ビオチンの尿常の小児においてカンジダ皮膚炎が観察さ

中排泄と血清中濃度，その代謝物は多量のれている．このような小児では皮内テスト

ビオチンの静脈または経口投与においてもで反応が遅く，IgA 欠乏や T 細胞の割合がほぼ同様の形態で増加する（Mock and Heird,

低い．ラットでは抗体産生が低下し，マウ

1997; Zempleni et al., 1997）．

スではビオチン依存性カルボキシラーゼの活性の低下，脾臓 B 細胞数は減少するが，５．ビオチン欠乏症
５－１

T 細胞の割合は増加する．

食事性欠乏症

ビオチン欠乏障害を最初に報告したのは５－２

臨床的欠乏症

Boas(1927)である．多量の生卵白飼料を与えヒトにおけるビオチン欠乏症の兆候は長たラットに脱毛を伴った湿疹性の皮膚炎を期にわたる生卵白の摂取した健常人（Baugh

観察した．その後，多くのげっ歯類や小型et al., 1968）と short-gut 症候群を含む吸収不の哺乳動物では，卵白飼料を長時間与える

全患者でのビオチン添加前の総合静脈栄養と，体重の減少に伴って口周囲に赤色鱗状（TPN）（Mock et al.,1981）で最終的に証明

斑や眼瞼の炎症を生じ，体毛が粗になり脱された．ビオチン欠乏症の臨床的知見は皮毛が現れる．特に眼瞼周囲の脱毛（眼鏡状膚炎，結膜炎，脱毛，中枢神経系障害を含脱毛：spectacle eye），後肢のけいれん，異む（Mock,1996）．

成人において 1 ヶ月から 1 年の生卵白の５－３

遺伝性欠乏症

摂取とビオチンを含まない TPN を受けるこ

アセチル CoA カルボキシラーゼとプロピとは薄毛，と頻繁に髪の脱色を伴うことがオニル CoA カルボキシラーゼは前者が脂肪報告されている．大部分の欠乏症の成人は酸合成，後者がコレステロール側鎖および頻繁に眼，鼻，口のまわりに，赤く，うろ奇数鎖脂肪酸の代謝に直接関与するビオチ

こ状の皮疹がある．大部分の成人は抑うつ，ン酵素であるが，ビオチン欠乏により引き

無気力，幻覚，末端の知覚異常を含む中枢起こされたこれらの酵素の活性低下は肝臓，神経系の症状がある．

皮膚，血清中の脂肪酸の割合を変化させ，ビオチンを含まない TPN で幼児はビオチ

特に奇数鎖脂肪酸の割合を増加させる．

ン欠乏症の症状は TPN 開始後 3 から 6 ヶ月

ヒトのビオチン欠乏症は，先天性代謝異の摂取で現れ始め，これは成人の場合より常症としてビオチニダーゼ欠損症，カルボも早期であり，多分成長に関連したビオチ

キシラーゼ欠損症，栄養性ビオチン欠乏症

ン要求の増加によるものであろう

として大量の生卵を摂取した者，特殊ミル（Mock,1996）．関連した皮疹は口，眼，鼻

ク摂取の乳幼児，長期にわたりビオチン無の周りに最初に現れる．これらの幼児に共添加の高カロリー輸液を受けた患者などに通して観察される皮疹と異常に広がった太みられる．

った顔はビオチン欠乏顔貌とよばれている．

ビオチニダーゼ欠損症は活性低下によっ皮疹の広がりと同時に，耳と会陰開口部がて細胞内ではカルボキシラーゼの分解によ冒される．結果として生じる皮疹は皮膚カるビオチンのリサイクルに障害を起こし，ンジダ症（通常，病巣から培養できる

細胞外ではビオシチンあるいはビオチニル

Candida からそのように名づけられている）

ペプチドからのビオチンの遊離，細胞内へのそれと現れ方が似ており，亜鉛欠乏小にのビオチン取り込みの低下を起こし，結果見られるそれと全くよく似ている．TPN の的にビオチン欠乏を引き起こす．血清ビオ

6 から 9 ヶ月後の幼児において脱毛が特徴

チニダーゼ活性が正常平均値の 10％以下をである．2 名の幼児は脱毛開始の 3 から 6

完全欠損，10％～30％を部分欠損としていヶ月以内で眉毛とまつげを含む総ての毛がる．

なくなってしまった（Mock,1996）．ビオチ

カルボキシラーゼ欠損症は単一あるいはン欠乏症幼児では，特徴的な自閉性に伴っ多数のカルボキシラーゼ欠損がある．マルての低血圧，倦怠，発達遅延がビオチンのチプルカルボキシラーゼ欠損症は新生児・欠如に起因した中枢神経系疾患の総ての特乳児型と遅発・乳幼児型があり，前者はホ徴である．自閉的行動は成人での中枢神経

ロカルボキシラーゼ合成酵素の欠損でビオ

機能机上に基づく抑うつに相当するものか

チン薬理量のビオチン経口投与によってカもしれない．

ルボキシラーゼ活性は正常に戻るが，後者は繊維芽細胞のカルボキシラーゼ活性は正常であり，腸管でのビオチン吸収異常によdisease: 落屑性紅皮症）で血中，尿中のビオって起こる．

チンが低下している．これは母乳中ビオチ

これらの先天性代謝異常症に対して 5～ンの不足や腸管からのビオチン吸収障害が40mg/日のビオチン投与が一般的である．

考えられている．一般に乳児では母乳から

栄養性ビオチン欠乏症は先天性代謝異常のビオチン供給が妨げられると，容易にビ症とは異なり，腸管から吸収されるビオチ

オチンの不足状態になる．突然死の乳幼児ンの不足によって引き起こされる．そのうの肝臓ビオチン量が先天異常などを原因とち卵白障害の実験（Sydenstricker,1942）では，して死亡した乳幼児と比べ低くなっている

毎日 200ｇの乾燥卵白を与えたとき，7 週以

ことから突然死にビオチンの関与が考えら

降では体内のビオチン低下に伴って皮膚のれている．

発赤，疲労感，筋肉痛，知覚異常，嘔吐な

掌蹠膿疱症性骨関節炎や乾癬，アトピー

どの症状が現れ，血液学的にもヘモグロビ性皮膚炎がビオチンの大量投与によって改ン減少，コレステロールの増加などが観察

善が見られる例があり，ビオチンの免疫機されている．これらの症状はビオチン

能やアミノ酸代謝への関与が考えられてい150μg/日を投与すると 3～5 日後に消失し，る．

尿中ビオチンも正常にもどっている．

長期血液透析患者でもビオチン欠乏症状

摂取不足によるビオチン欠乏症として，と種々の神経障害がみられ，ビオチン投与

わが国ではアレルギー治療用特殊ミルクやにより神経症状の改善が報告されている．

メチルマロン酸血症治療用ミルクの摂取に抗けいれん剤の長期投与で血中ビオチン

よるビオチン欠乏症，またビオチン無添加

濃度の低下と有機酸の増加が認められていの高カロリー輸液によるビオチン欠乏症もる．特にプリミドンやカルバマゼピンは腸報告されている．

管でのビオチン吸収を妨げることが判明し，
フェノバルビタール，フェニトイン，カル

その他のビオチン関連疾患

バマゼピンはビオチニダーゼとビオチンの糖尿病では，インスリン依存性糖尿病で結合を阻害し，細胞への取り込みに影響が５－４

ビオチン内服により絶食時血糖の低下が観あると考えられている．

察され，ビオチン欠乏ラットではインスリン分泌応答が低下し，ビオチン投与によっ６．ビオチン欠乏の催奇形性作用て回復すること，さらにインスリン抵抗性

ビオチン欠乏は数種類の動物で催奇形性

糖尿病ラットへのビオチン投与による筋肉作用が報告されているが，哺乳動物ではげへの糖の取り込みの実験においてビオチンっ歯類において，ラットを妊娠前からビオ

はインスリン抵抗性を改善することが示唆

チン欠乏状態にすると，胎仔や出産仔の数されている．

や体重の減少，吸収胚，死亡胎仔の増加が

乳幼児の脂漏性湿疹，レイナー病（Leiner’sある．しかし，形態異常は認められていない．マウスでは妊娠中のビオチン欠乏は胎ダーゼ欠損症の頻度は新生児の６万人に一仔の奇形や死亡を著しく増加させる．主な人の割合であり，それも白人に限られてい形態異常は口蓋裂，小顎症，短肢症で，骨る．単独のカルボキシラーゼ欠損症として格は下顎骨，頭骸の低形成や頸椎弓の異常

最多のプロピオニル CoA カルボキシラーゼが特徴的である．ハムスターにおいても胎欠損症の推定頻度は 35 万人に一人の割合

仔発育の抑制や吸収胚，死亡胎仔の増加がである．他のカルボキシラーゼ欠損症の発あり，生存胎仔には妊娠中期から形態異常

生頻度はさらに低い．

や骨格異常がみられる．げっ歯類の中でのわが国におけるビオチン欠乏症は，日常催奇形性の違いは母体から胎仔へのビオチ

遭遇する疾患の中でのビオチン欠乏や依存

ン輸送の違いによって起こるものと思われ症の可能性が推測されてはいるが，データる．

の蓄積は不充分である．

ビオチン欠乏によって生じた脂質代謝の一方，健常者を対象とした血清，血漿，変化がビオチン欠乏のヒナの発育と骨格に

尿中ビオチン濃度は測定法，報告者により影響を及ぼしている可能性も報告されていさまざまである．

る．
雄の哺乳動物の生殖器およびその付属機

７－２

乳児

関においても，長期間のビオチン欠乏状態

一方で母乳中，健常成人の血清中濃度やで前立腺や精巣の萎縮，細精管の変性があ

尿中濃度も測定されているが，いずれも小り，ビオチンは雄性生殖腺の発育，機能維

規模なものであり，さらに健常小児につい持に必要であり，性ホルモン合成と分泌にては困難な点が多く，日本人のビオチン必関連している．

要量を推定するには至っていない．

７．疫学調査８．摂取基準７－１

成人

健常者の食品からのビオチン吸収と血中部分欠損を含む先天的なビオチニダーゼ

濃度，尿中排泄との関係，どの程度の食品欠損症，ビオチン依存性のカルボキシラー

中濃度でビオチン欠乏を起こすかという情ゼ欠損症，特殊ミルクやビオチン無添加の報からビオチンの EAR を推定し，栄養所要高カロリー輸液によるビオチン欠乏症など量を算出するためのデータは現状ではきわはごくまれである．

めて不十分である．最も重要な課題は通常

このうち，先天性代謝異常症としてのビオチニダーゼ欠損症は，わが国ではこれまで完全欠損が 1 例のみで，部分欠損症の報
告は数例に過ぎない．
海外では部分欠損を含む先天性ビオチニの食品中のビオチン濃度と生物学的有用性の測定が確立していないためである．
食品中ビオチン濃度は前述したように測定法の課題が残っており，生物学的有用性についても Mock らが HPLC とアビジン結合法によってビオチンとビオチン代謝物のリド，遊離脂肪酸の増加があるが，組成の分別定量を報告したが，研究は緒についた変化が一定ではなく，この測定の感度と臨ところである．ヒト母乳が唯一ビオチン代

床的有用性は残された課題である．

謝物を含めて測定されてきた食品であり，尿ではビオチン欠乏によって尿中排泄が初乳および成乳までの過渡的な母乳のビオ

異常低下し，β-メチルクロトニル CoA カル

チン代謝物濃度はビオチン濃度を上回るが，ボキシラーゼの活性低下によるロイシン代

成乳ではビオチンは約 70％となる．この意

謝の変化で 3-HIA の異常増加があり，同時義付けも明確ではない．また，多くの食品にビスノルビオチンの排泄も減少し，ビオ

におけるビオチンの存在形態はタンパク結チンの生物学的有用性の低下を表している．

合であり，ビオチン測定のための前処理段

3-HIA は比較的早期に出現し，ビオチン欠

階でビオチン自体の分解も問題となる．酸

乏の良い指標といわれている．

加水分解法では母乳の場合，ビオチンの 12～37％破壊されたと報告されており，食品

９．ビオチン摂取中のビオチン濃度を真の値よりも低く算出９－１することになる．
測定法の確立と標準化が焦眉の課題であ

食事からの摂取

US.DACS，NAANES ，BNSS はビオチン摂取を報告していない．Murphy とCalloway(1986)は NHANES からのデータ

る．

を用いて，18 歳から 24 歳の若い女性の摂
８－１

目安量

所要量の指標に関してはビオチンが含ま取量平均を 39.9±26.9（SD）μg/day と概算した．この結果は人工の Canadian

れない輸液を受けている患者，先天性代謝

diet(62μg/day)中のビオチンの食事性摂取の異常，大量の生卵白摂食によるビオチン欠

概算量と，実際の食事分析（60μg/day）

乏症など，限られた症例やビオチンの生物（Hopper et. Al, 1978）よりもかなり低い．

学的利用や体内動態の研究を参考とする以英国の成人と小児に対する計算上の平均摂外にない．

取量は US の概算，33 と 35μg/day（Bull and

ビオチン欠乏の指標として，血清あるいは血漿ビオチン濃度があるが，生卵白摂取

Buss, 1982; Lewis and Buss, 1988）と近似していた．

者の 50％，明らかなビオチン欠乏症の例で食品中のビオチン濃度は微生物学的定量も低下が認められず，必ずしも良い指標と法が使われている．ビオチンは種々の食品はいえない．

に含まれ，他のビタミン B 複合体とともにまた，ビオチン欠乏によるプロピオニル

存在している．特にローヤルゼリー（約CoA カルボキシラーゼ活性低下伴って，血400μg/100g），酵母（200μg），レバー（100μg），

漿脂質の奇数鎖脂肪酸が蓄積され，コレス

卵黄（50μg）や魚肉（20μg）などに多く含

テロールエステル，リン脂質，トリグリセ

まれているが，肉（2～10μg），野菜（2～10μg），

果物（1～3μg）には少ない．また，食品加

オチン欠乏症が報告されている．ビオチン

工や保存加工によって損失し，残存率は 20

添加を早急に実施する必要がある．

～90％（肉では 70％）である．西洋人の食ビオチンはまた，高血糖やグルコース利事からのビオチン摂取量は 35～70μg/日

用能との関連が示されており，その他の潜（143～287nmol/日）と推定されている．

在的なビオチン欠乏状態による疾患も推測

これまでの各国の報告で，ビオチン濃度

され，ビオチンの食品添加物としての有用は 3.9～12.7μg/L の範囲で平均 6μg/L である．

性に期待できる．

成乳 750ｍL/日を飲んでいる乳児はビオチ
ン摂取量は 4.5μg/日である．腸内細菌叢のビオチン産生がどのように関係しているかは不明である．

１０．ビオチン必要量に影響する因子
ビオチン所要量に影響する因子がいくつか確認されている．すなわち， 大量の生卵摂取の場合，これはビオチンと結合する

９-２

サプリメントからの摂取

基質（アビジン）を含んでいる． ビオチ

1986 年の NIHS によれば，約 17％の US

ニダーゼ欠損症（遺伝的欠損）の場合．

の成人はビオチンを含むサプリメントを服

ビオチン異化を誘導する抗ケイレン剤を使用している（Moss et.al, 1989）．サプリメン用している人の場合． 妊婦である．後者

トからの摂取量について特にデータは得らの二つの場合は尿中のビオチンに対するビ

れていない．

オチン代謝物の割合が増加する（Mock andビオチンサプリメントはビオチン摂取に

Dyken,1997: Mock and Stadler,1997: DM

十分役立つものと思われる．ビオチンは哺Mock et al.,1997b）．妊娠はビオチンの必要

乳動物の妊娠，胎仔発育・分化，乳児の成量を増加させる．妊婦の尿中のビオチン，

長の維持に関与しており，胎仔の形態形成

ビスノルビオチンの低下，3-HIA の増加，過程において細胞増殖因子として重要な役

血清ビオチンの低下は，軽度のビオチン欠割を果たしている．乳幼児の食品である調乏が起きていることを示している．授乳は

製粉乳は，牛乳が粉ミルクとなる過程とそ

またビオチンの必要性を高める．

の希釈化によってビオチン総量や生物活性

先天性ビオチニダーゼ欠損症は臨床症状は著しく減少するため，WHO はビオチン添が主として通常の食事摂取の中での副次的加を勧告し，世界中の粉乳にはビオチンがな結果として現われるため，ビオチン欠乏

添加されるようになった．例外はわが国で症の理解に特に関連している．

ある．わが国の粉ミルク中のビオチン量は母乳や FAO/WHO の推奨値に比べ低値であ

１０－１

乳児

り，添加されていないために引き起こされ

AI は主にヒト乳を摂取した乳児で観察さた，アレルギー治療用特殊ミルクやメチルれた平均的ビオチンの取り込みを反映する．

マロン酸血症治療用ミルクの摂取によるビ

ヒトの初期と過渡期乳において，ビオチン

代謝物の濃度はビオチン濃度の 2 倍近いン吸収が必要性に関係していることを示す（DM Mock et.al,1997 a）.出産後の乳生産ののかは判っていない．しかしながら，これ成熟期で，ビオチン濃度は上昇するが，代らのデータは青年期妊婦を除いては妊娠要

謝物は総ビオチンの約 1/3 となる．成熟期

求に応えるための AI 増大を判断するのに乳（出産後 21 日以上ではビオチン濃度は多は充分ではない．

様になる（Mock et.al,1992）．すなわち前段
階の量を超えてくる．このことは母乳への１１．上限量ビオチンの能動輸送があることを示唆して

ヒトや動物でのビオチンの影響の報告はいる．Hirano ら（1992）によれば，母乳中ない．ビオチン反応性先天性代謝異常症との遊離ビオチン濃度は 3.8±1.2（SD）μg/L（微急性ビオチン欠乏症に対して 200mg 以上の生物学的定量法）で，加水分解処理後は経口投与と，静注 20mg/day で治療した患者

5.2±2.1μg/L であり，初期の概算量のにおいて毒性は報告されていない

baioassei による総ビオチン（Mock,1996）．妊娠前後のラットに対して4.5μg/L(Salmenpera et al, 1985)や７μg/L（Paul10mg/100g body weight の急性投与が胎児とand Southgate, 1985）よりもわずかに高い．

胎盤の発育を阻害したという研究報告がい最近の報告（Hirano et.al,1992）で最高値のくつかある（Paul and Duttagupta, 1975, 1976）．

結果であるが，他の研究（Paul and Southgate,

この投与量は 70kg のヒトに対して 70g 投与

1985）の範囲内であり，ヒト母乳のビオチに等しく，推奨摂取量よりもはるかに多い．

ンの濃度は 6μg/L と概算された．

これらの結果は大量投与で，しかも投与方
法と手段（0.1mol/L の皮下注射，これ自体

１０－２

妊娠

最近の二つの研究（Mock and Stadler,1997;

が毒性があるだろう），適正な対照群が欠落しているため，ヒトの摂取量に対して上限

DM Mock et.al,1997 b)は以前の発表

量（UL）を導くには有用であるとは思われ（NRC,1989）の妊娠期間内のビオチン充分ない．

量について疑問を投げかけてきた．いくつ

高ビオチン摂取の影響についてのデータかの研究では血漿でビオチン低濃度であるは定量的危険評価に対して不充分であり，ことを見出し（Bhagavan, 1969:

UL は引き出せない．高ビオチン摂取を含む

Dostalova,1984）が，他の研究ではそうでは

いくつかの研究は影響がないことを報告しなかった（Mock and Stadler,1997）．DM Mockている．Koutsikos et al(1996)は血液透析患者

ら（1997ｂ）は妊娠 3 ヶ月までの健康な妊に対する 50mg のビオチン静注で副作用が婦の半数以上で尿中 3-HIA が上昇し，ビオなかったと報告している．Roth et.al(1982)

チンの尿中排泄は約 50％の妊婦で減少したは妊娠の 9 ヶ月間 10mg/day を投与し，母親と報告している．これらの値の変化が妊婦と乳児に影響がなかったと報告している．

にとって正常なことなのか，低濃度ビオチ

Ramaekers et.al(1993)は先天性代謝異常のMCD の 15 歳の少年に 10mg/day を投与し，を用いているからである．ビオチンとビオ

副作用は認められなかったと報告している．

チン代謝物は HPLC を用いてビオチンとビColamaria et.al(1989)は同様に無気力・薄

オチン代謝物を分離し，続いてアビジン結毛・自閉症様挙動・間代性筋痙攣・薬物抵

合法でそれぞれの標準曲線によって個々に抗性発作を伴う症候群の乳児に 10mg/day

測定しているからである．これまでの研究

投与で影響なしとの報告をしている．合わでも経口投与後のビオチンの尿排泄の増加

せてみると，これらの研究は将来のビオチを測定しており，生体利用率は投与量に対ンの毒性研究の中で，摂取量の可能範囲をする尿中へのビオチン排泄の割合を計算し示唆している．

ている．しかし，微生物学的定量法はほとんどのビオチン代謝物を検出できず，アビ

１２．生体利用率

ジン結合法はビオチン代謝物のアビジンへ

Hamid M Said（1999）によれば，生体利の弱い結合親和性を考慮していない，とい

用率については次のように考えられている．

う定量法を用いていた．ビオチン代謝物は栄養素ビオチンに対する興味の増大にもか

尿中で分子量としてビオチンとビオチン代

かわらず，ビオチンの生体利用率と栄養学

謝物の合計の約 1/2 と計算されるため，最的な位置づけに関して重要かつ基本的な内近の研究はビオチンの生体利用率を有意に容は解明されていない．Zempleni と Mock

少なく見積もっているようである．さらにの論文は，重要な生体利用率の知見についその上に，最近の研究は対照として静脈投て意義深い寄与をしている．ビオチンが６与を使っていない．

名の健康成人に対し経口的に投与（2.1,8.2,

最近の研究の中で，研究者は測定された

89.1μmol）され，連続した 24 時間の中で，生体利用率（24－58％）は多分最少の概算

ビオチンとビオチン代謝物の増加した尿中量であることを認識している．ビオチンの排泄量はビオチンとビオチン代謝物につい薬物学的投与は通常ビオチン依存的な先天て特異的に定量をした．生体利用率はビオ

性代謝異常への処置に使われる．したがっ

チンの中間範囲の投与量（18.4μmol）で排て，Zempleni と Mock による研究結果はビ

泄されたビオチンとビオチン代謝物の合計

オチン大量投与が正当であった小グループとよく似ていた．２名の最大経口投与では直接的に有効であった．その上，薬物学的約 100％であった．理由は理解できないが，投与時のビオチンの高い生体利用率の発見

最少量投与では回収率は 200％の生体利用は少なくとも生体利用率は低濃度投与にお率であった．100％以上の生体利用率を明瞭いても高くなるだろうと予測できるいくつに説明できないにもかかわらず，Zempleni

かの基礎を少なくとも提供するものである．

と Mock の研究はビオチンの生体利用率に不幸にしてラジオアクティブなビオチンのついてのわれわれの理解にとって意義深い投与を避けることの要望が，トレーサーとものである．なぜなら，進歩した分析手法

薬物投与において安定したアイソトープ標

識ビオチンと確立されたマススペクトル法となるが，TDS では，固有の問題点として，による尿中アイソトープ標識ビオチン測定

食品群の分類，食品の選択，対象とする食を妨げる風潮となっている．

品数，選択基準，均一化，代表値の決め方などについての検討が必要である．
東京都の TDS は，残留農薬のプロトコー

１３．ビオチンの目安量

ルに基づいて平成 13 年度に行われたもの

食事摂取基準の策定においては，日本人である．しかし，平成 11 年度の東京都栄養を対象としたデータはほとんどなく，多く調査の摂取量を利用して，ビオチンの摂取の場合，食生活が異なる欧米人のデータが量を 45.1μg/日と算出している．栄養調査で用いられている．このため，現在用いられは，平成 13 年度から，食品の食形態を考慮ている食事摂取基準は，わが国の食生活をして摂取量を記載することになった．たと十分に反映しているとは云えない．
「日本人

えば，米類の摂取量が，平成 11 年度では国の食事摂取基準（2005 年版）」において，民栄養調査および東京都栄養調査でそれぞ

ビオチンやパントテン酸など 5 種類の水溶れ 190.5ｇ（男性）および 140.9ｇであるの性ビタミンは推定平均必要量から推奨量がに対して，平成 14 年度ではそれぞれ 417.9

求められず，目安量の設定となっている．

ｇ（男性）および 301.2g と，両年度で著しビオチンの食事摂取基準の策定においては，

い差異が認められた．また嗜好飲料，調味東京都のトータルダイエット調査（TDS）

料及び香辛料類の摂取量も，東京都栄養調によるビオチン摂取量が科学的な根拠とし査では平成 11 年度で 207.2g であるのに対して用いられている．この調査結果に基づき，て，平成 14 年度で 709.5g と，3 倍の違いが健常な成人男女のビオチンの目安量があった．つまり，分析した食品群のビオチ

45μg/日と策定されている．

ン含量を基に，平成 11 年度の摂取量を利用

TDS は，従来，残留農薬や食品添加物なして，ビオチン摂取量を算出すると過少評

どの 1 日摂取量を算出するために作成され価となると考えられる．著者らが，実際にた方法である．しかしながら，TDS は，栄平成 14 年度および 15 年度の東京都栄養調

養素の食事からの摂取量をモニターしたり，

査の摂取量を利用して，ビオチンの摂取量

食事摂取基準に対する充足率を評価するたを算出すると 65μg となる．

めにも重要な調査方法である．また TDS を

著者らは，分析したビオチン含量および利用して，栄養素の供給源や寄与率，つま国民栄養調査の結果を利用して，ビオチン

りどんな食品からどれだけ摂取しているかの摂取量の算出を試み，東京都の TDS の結を明らかにすることも可能である．微量栄

果との比較検討を行った．両者のビオチン

養の摂取量を算出するためには，食事調査

摂取量には大きな違いが認められたが，では，一般に，対象者の負担やリコールバ

TDS は栄養素の摂取量を求めるために有用

イアス，試料分析の手間や費用などが問題な方法と考えられる．現在，TDS によって

残留農薬の摂取量の調査が行われている．

GNG : Analysis of macrocomponents andこれと並行して，ある種の栄養素について

fatty acids in the market basket of male

は摂取量の推定を行うことが可能である．

adolescents in the Netherlands. J Am Diet

今後 TDS を利用して，ビタミンやミネラル

Assoc 90, 77-81 (1990)の摂取量を算出することは，わが国の食事

Egan SK, Tao SS, Pennington JA, Bolger PM:

摂取基準を策定するための有効な手段としUS food and drug administration’s total dietて期待される．

study: Intake of nutritional and toxic

最後に，表１に示したように，これまでのビオチンの摂取量に関する国内学のデー

elements, 1991-1996. Food Addit Contam 19,
103-125 (2002)

タをまとめると，成人におけるビオチンのIyengar GV, Kawamura H, Parr RM, Miah FK,

1 日あたりの必要量は 50μg であると推定で

Wang J-X, Dang HS, Djojosubroto H, Cho

きる．

S-Y, Akher P, Natera ES, Nguy MS: Dietary

１４．主な文献

intake of essential minor and trace elements

Booth SL, Pennington JAT, Sadowski JA:

from Asian diets. Food Nutr Bull 23,

Dihydro-vitamin K1: Primary food sourcesand estimated dietary intakes in theAmerican diet. Lipids 31, 715-720 (1996)

124-128 (2002)
Lombardi-Boccia G, Aguzzi A, Cappelloni M,
di Lullo G, Lucarini M: Total-diet study:

Booth SL, Pennington JAT, Sadowski JA: Food

Dietary intakes of macro elements and tracesources and dietary intakes of vitamin K-1

elements in Italy. Br. J Nutr 90, 1117-1121(phylloquinone) in the American diet: Data

(2003)

from the FDA total diet study. J Am Diet
Assoc 96, 149-154 (1996)
Chen J, Gao J: The Chinese total diet study in1990. Part II. Nutrients. J AOAC Internat 76,
1206-1213 (1993)
van Dokkum W, de Vos RH, Cloughley FA,

Ophaug RH, Singer L, Harland BF: Estimatedfluoride intake of 6-month-old infants in four
dietary regions of the United States. Am J
Clin Nutr 33, 324-327 (1980)
Ophaug RH, Singer L, Harland BF: Dietary
fluoride intake of 6-month and 2-year-old

Hulshof, KFAM, Dukel F, Wijsman JA: Foodchildren in four dietary regions of the United

additives and food components in total diets

States. Am J Clin Nutr 42, 701-707 (1985)

in The Netherlands. Br J Nutr 48, 223-231

Pennington, JAT (1983) Revision of the total(1982)
van Dokkum W, de Vos RH, Muys Th, Wesstra

diet study food list and diets. J. Am. Diet.
Assoc., 82-166-173.

JA: Minerals and trace elements in total diets

Pennington JAT, Wilson DB: Daily intakes ofin the Netherlands. Br J Nutr 61, 7-15 (1989)

nine nutritional elements: Analyzed vs.

van Dokkum W, de Vos RH, Dukel F, Hilwig

calculated values. J Am Diet Assoc 90,

375-381 (1990)

齋東由紀，牛尾房雄：トータルダイエット

Pennington JA, Schoen SA: Total diet study:

調査による東京都民のビオチン，ビタミ

Estimated dietary intakes of nutritional

ン B6，ナイアシンの一日摂取量の推定．

elements, 1982-1991. Internat J Vitam Nutr

栄養学雑誌 62, 165-169（2004）

Res 66, 350-362 (1996)
de Vos RH, van Dokkum W, Olthof PDA,

食品成分研究調査会編：五訂日本食品標準
成分表．医歯薬出版，東京 (2001)

Quirijns JK, Muys T, Van der Poll JM:

食品添加物協会編：あなたが食べている食

Pesticides and other chemical residues in品添加物-食品添加物 1 日摂取量の実態とDutch total diet samples (June 1976-July

傾向-，日本食品添加物協会，東京，

1978). Food Chem Toxcicol 22, 11-21 (1984)

pp.67-82（2001）

World Health Organization : Pesticide Residues

谷口歩美，大串美沙，武智隆祐，渡邊敏明：in Food. Technical report series no. 592,

わが国の食品に含まれるビオチン量の分

Geneva: WHO (1976)

析．日本栄養・食糧雑誌（印刷中）World Health Organization : Guidelines for the
Study of Dietary Intakes of Chemical
Contaminants. Technical report series no.
592, Geneva: WHO (1985)
健康･栄養情報研究会編：国民栄養の現状．
平成 11 年度厚生労働省国民栄養調査結果．
第一出版，東京 (2001)

坪野吉孝，久道茂：栄養疫学，南江堂（2001）
東京都衛生局編：東京都民の栄養状況．東京都，東京 (1999)
東京都衛生局編：東京都民の栄養状況．東京都，東京 (2002)
東京都衛生局編：東京都民の栄養状況．東京都，東京 (2003)

健康･栄養情報研究会編：国民栄養の現状．

細貝祐太郎，松本昌雄監修：食品安全セミ

平成 14 年度厚生労働省国民栄養調査結ナー2，食品添加物，中央法規出版，東京，

果．第一出版，東京 (2004)

pp.83-97（2001）

健康･栄養情報研究会編：国民栄養の現状．

文部科学省科学技術・学術審議会資源調査

平成 13 年度厚生労働省国民栄養調査結分科会：五訂増補日本食品標準成分表．

果．第一出版，東京 (2003)

国立印刷局，東京（2005）

厚生省：第六次改定日本人の栄養所要量-食渡邊敏明，大串美沙，福井徹：わが国の実事摂取基準-．平成 11 年 6 月，東京 (1999)

年者におけるビオチンの体内動態につい厚生労働省：日本人の食事摂取基準（2005年版）．平成 16 年 11 月 22 日，建白社，
東京 (2005)ての検討．生物試料分析（2004）

27，403-408

表１．各国におけるビオチン摂取量の比較
文献
Hoppner et al ., 1978
Bull and Buss, 1982
Murphy and Calloway, 1986

摂取量
μg/日
62.0
60.0
35.5

対象

調査法

成人男女 （カナダ）

食事記録調査陰膳法

7,277世帯 （イギリス）

食事記録調査39.9±26.8

女性1,066名 （18～24歳） （アメリカ）

24時間思い出し法

35-70

6,925世帯 （18,855人） （イギリス）

食事記録調査Bliss et al ., 2000

32±12

成人男女39名 （25～85歳） （アメリカ）

連続8日間出納試験

Iyenger et al ., 2000

35.5±7.5

成人男性 （25～30歳） （アメリカ）

トータルダイエット調査

渡邊ら, 2004

29.8-33.3

中高齢者 120名 （男女各60名, 45～76歳） （東北地方）

陰膳法

Lewis and Buss, 1988

斎東と牛尾, 200445.1

成人男女 （東京都民）

トータルダイエット調査

谷口ら, 2005

109.8
92.8

成人男性 （2001年度国民栄養調査結果）
成人女性 （2001年度国民栄養調査結果）

食品群別計算法（17食品群）

渡邊と谷口, 2006

60.7

成人男女 （2002年度国民栄養調査結果および東京都民）

東京都トータルダイエット調査 再解析

谷口と渡邊 （投稿中）

51.4
54.8

成人男女 （2004年度国民栄養調査結果）

トータルダイエット調査
食品群別計算法（98食品群）

渡邊ら，2007

52.6

成人男女 （2003年度近畿/京阪神地区）

トータルダイエット調査

H

O

N
H

H N
H

S

H
R

H

H

R: (CH2)4COOH

図1. ビオチンの絶対構造

グルコース

ロイシン
MCC
アセトアセチルCoA

糖新生

ピルビン酸
PC

コレステロール
奇数鎖脂肪酸

アセチルCoA

マロニルCoA
ACC

オキサロ酢酸PCC
プロピオニルCoA

脂肪酸合成
スクシニルCoA

クエン酸

分岐鎖アミノ酸（バリン・イソロイシン）
メチオニン
スレオニン

図2. カルボキシラーゼが関与している代謝経路