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ビタミンEは骨を減らす? 竹田 秀(医学部内科特任准教授)

はじめに

骨粗鬆症とは「骨の強度の低下によって、骨折のリスクが高くなる骨の障害」のことをいいます。我が国の75歳以上の女性の二人に一人は骨粗鬆症であると言われ、高齢化の進行に伴い、我が国における骨粗鬆症の患者数は1,300万人に達すると考えられています。また、骨粗鬆症によって発生する骨折は寝たきりの原因の第2位であり、その病態の解明が求められています。

骨では、骨を作る骨芽細胞と骨を壊す破骨細胞が常に働き、骨の新陳代謝を行なっています。この骨芽細胞と破骨細胞の新陳代謝(骨代謝)のバランスが崩れると、骨粗鬆症が発生することが知られています(図1)。骨を壊す破骨細胞は成長するとともに細胞同士が融合し、巨大化する(多核化する)ことが特徴ですが、その機序については未だ不明な点が多く残されています。

図1 骨の代謝

図1 骨の代謝

ビタミンは骨の強度と深く関わりがあることが知られており、中でもビタミンDは骨粗鬆症の治療に広く使用されています。ビタミンEはアンチエイジング効果があると考えられており、薬剤、サプリメントとして普及しています。一口にビタミンEと言っても、α、β、γ、δ-トコフェロール、トコトリエノール 8種類のサブタイプの混合物であり、各サブタイプにより吸収、分布、代謝が異なっています。生体においては、ほぼα-トコフェロールのみが吸収、ビタミンEとして働きます。これまで、ビタミンEの骨への影響についてはよくわかっていませんでした。

ビタミンEは破骨細胞を増やし、骨を減らす

私たちは血中のビタミンE濃度が極めて低い、ビタミンE欠乏モデルマウス(α-トコフェロール輸送蛋白欠損マウス)の骨の解析を行いました。すると、このマウスでは破骨細胞の大きさが小さく、うまく骨を壊すこと(骨の吸収)ができていませんでした。そのため、このマウスでは全身の骨の量が増加していました。したがって、ビタミンEが少ないと骨が増加することがわかりました。

続いて、破骨細胞を培養し、ビタミンEを添加しました。すると、破骨細胞が巨大化し、骨を吸収する能力が亢進しました(図2)。破骨細胞の巨大化にはDC-STAMPというたんぱく質が必要であることが知られていますが、ビタミンEはこのDC-STAMPの産生を誘導することがわかりました。また、DC-STAMPがないと、ビタミンEを添加しても破骨細胞が巨大化しなかったことから、DC-STAMPがビタミンEの破骨細胞への作用を仲介していることがわかりました。

図2 ビタミンEは破骨細胞の巨大化を促進する

図2 ビタミンEは破骨細胞の巨大化を促進する

ビタミンEは抗酸化作用を有することが知られています。そこで、抗酸化作用により破骨細胞の巨大化が促進されるかを検討するため、破骨細胞を培養し、色々な抗酸化剤を添加しました。すると、ビタミンE以外の抗酸化剤では破骨細胞の巨大化は見られませんでした。また、8種類のビタミンEのサブタイプはいずれも抗酸化作用を有していますが、破骨細胞を巨大化する作用はα-トコフェロールのみで認められました。したがって、ビタミンE(α-トコフェロール)が破骨細胞を巨大化し、骨の吸収を促進する作用は、抗酸化作用とは独立した機序によるものとわかりました。

さらに、正常マウスと正常ラットにビタミンEを添加したエサを8週間投与すると、破骨細胞による骨の吸収が亢進し、骨粗鬆症を発症しました(図3)。

図3 ラットにビタミンEを投与すると骨が減少する

図3 ラットにビタミンEを投与すると骨が減少する

以上の結果より、ビタミンEは破骨細胞を巨大化することで骨の吸収を促進すること、ビタミンEの摂取量が多いと骨粗鬆症を引き起こす可能性があることがわかりました(図4)。

図4 ビタミンEの過剰摂取は骨量減少を引き起こす

図4 ビタミンEの過剰摂取は骨量減少を引き起こす

ヒトへの影響は?

では、ヒトにおいてもビタミンEの摂取で骨粗鬆症が発症するのでしょうか。我々の実験ではラット一匹当たり、一日10mgのビタミンEを投与しました。ラットの体重は約500gですから、これは体重50kgのヒトでは、一日あたり1000mgのビタミンEを摂取することに相応します。我が国において、成人男性におけるビタミンE摂取上限量は900mgと規定されていますが、海外で販売されているサプリメントの中には1000mgのビタミンEを含有する物もあります。したがって、一部のサプリメントなどの摂取で骨粗鬆症を発症する可能性も否定はできません。

おわりに

本研究は、今まで不明であったビタミンEの骨代謝への影響を明らかにしただけでなく、ビタミンEを含む薬剤やサプリメントの過剰摂取が骨粗鬆症を引き起こす危険性があることを証明した点で画期的な発見であると考えます。
現在、我が国ではビタミンE摂取の目安量は7mgと定められています。今後、抗酸化作用など望ましい作用を発揮するが、骨には影響を及ぼさない、「ビタミンE摂取量の適量」の検討も必要と考えられます。また、抗酸化作用を有するが骨は減らさない、新たなビタミンE誘導体の開発も期待されます。

参考文献

Vitamin E decreases bone mass by stimulating osteoclast fusion.
Fujita K, Iwasaki M, Ochi H, Fukuda T, Ma C, Miyamoto T, Takitani K, Negishi-Koga T, Sunamura S, Kodama T, Takayanagi H, Tamai H, Kato S, Arai H, Shinomiya K, Itoh H, Okawa A, Takeda S.
Nat Med. 2012 Mar 4;18(4):589-94. doi: 10.1038/nm.2659.
http://www.nature.com/nm/journal/v18/n4/abs/nm.2659.html外部リンク

最終更新日:2012年9月7日
記事作成日:2012年9月7日

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