サプリメント

β-カロテン

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β-カロテンは、黄色やオレンジ色の野菜、濃い緑色の葉物野菜、一部の果物に多く含まれる植物色素です（Albanes et al., JNCI 1996）。「プロビタミンA」に分類されるカロテノイドで、体内で分解されてビタミンAになります。サプリメント（栄養補助食品）として販売されているほか、食品の着色料としても使われ、かつてはまれな光過敏症の処方薬（Solatene）でもありました。

この物質について最も重要なのは、好ましくない事実です。二つの大規模なランダム化試験で、高用量のβ-カロテンサプリメントは、喫煙者やアスベストに曝露した労働者の肺がんを増加させました。米国予防医学専門委員会（USPSTF）は現在、がんや心疾患の予防を目的としたβ-カロテンサプリメントの使用を推奨していません。食品由来のβ-カロテンでは、この害は示されていません。

このページでは、全米アカデミーズの栄養素報告書、ランダム化試験、規制当局が報告している内容をまとめています。教育目的のみの情報であり、医学的助言ではありません。

項目 詳細
分類 プロビタミンAカロテノイド（植物色素）
化学式／分子量 C₄₀H₅₆；536.9 g/mol
ビタミンA換算 油に溶かしたサプリメントのβ-カロテン 2 µg、または食品由来のβ-カロテン 12 µg が、レチノール活性当量（RAE）1 µg に相当
主要な試験での用量 15〜30 mg/日、または隔日で 50 mg；プロトポルフィリン症の研究では 15〜180 mg/日
血漿中半減期 約5〜7日（薬物動態のレビュー）
耐容上限量 設定なし；米国医学研究所（IOM）は、一般の人にはサプリメントは「望ましくない」と判断
米国での位置づけ サプリメント成分；認可されている食品着色料およびGRAS（一般に安全と認められる）栄養素；かつての処方薬 Solatene 30 mg（NDA 017589、販売中止）
USPSTF 心血管疾患やがんの予防のための使用を推奨せず（グレードD、2022年）

概要

β-カロテンは炭素数40の炭化水素で、二重結合が交互に並ぶ長い鎖の両端に環がついた構造をしています（PubChem）。酸素原子を含まず、この炭化水素構造のため水には溶けません（IOM 2000）。

北米の食事に多い六種類のカロテノイドのうち、ビタミンAに変換できるのはα-カロテン、β-カロテン、β-クリプトキサンチンの三つです。リコペン、ルテイン、ゼアキサンチンは変換できません（IOM 2000）。IOMは、ヒトにおけるカロテノイドの既知の機能はビタミンAの供給源としてのものだけである、と結論づけました。抗酸化作用などの効果は、提唱されている作用であり、確立された機能ではありません。

腸壁にある酵素、β-カロテン15,15′-ジオキシゲナーゼが分子の中央を切断し、ビタミンA（レチナール）が作られます。「中央以外」の部位で切断される経路もあり、さまざまな小さな分解産物が生じます。

β-カロテンがどれだけのビタミンAになるかは、摂取源によって大きく変わります。IOMは次の換算係数を定めました（IOM 2001）。

摂取源 1 µg RAE に相当する量
レチノール（既成ビタミンA） 1 µg
油に溶かしたサプリメントのβ-カロテン 2 µg
食品中のβ-カロテン 12 µg
食品中のその他のプロビタミンAカロテノイド 24 µg

サプリメントと食品の間にある6倍の差は、β-カロテンが植物の組織から放出されにくいことを反映しています。

体内での作用

β-カロテンは、吸収されるために胆汁酸のミセルに溶け込む必要があり、そのため食事に含まれる脂質が吸収を高めます（IOM 2000）。腸の細胞内では、一部がビタミンAに変換され、一部はそのままの形でカイロミクロン（脂質を運ぶ粒子）に取り込まれてリンパに入ります。空腹時の血中では主にLDL粒子に乗って運ばれ、主に脂肪組織と肝臓に蓄えられます。

パラメータ 所見 出典
単回投与後にピークに達するまでの時間 24〜48時間 IOM 2000
生物学的利用能の高い摂取源からの吸収 60〜75%がビタミンAに変換され、さらに約15%がそのままの形で吸収される IOM 2000
一部の食品からの吸収 低いもので2% IOM 2000
消失半減期 約5〜7日 Schwedhelm et al., Clin Pharmacokinet 2003
6 mg と 126 mg の用量での変換率 約27%と2% Schwedhelm et al. 2003

ビタミンAへの変換は、用量が増えるほど低下します。クロスオーバー試験では、7人のボランティアが重水素標識したβ-カロテンを 20 mg と 40 mg 摂取しました（Novotny et al., J Nutr 2010）。用量を倍にすると、血中のβ-カロテンへの曝露は倍になりましたが、そこから作られるビタミンAは36%しか増えませんでした。

この組み込まれた歯止めがあるため、IOMは、ビタミンAが十分足りている人では、β-カロテンサプリメントを長期に摂取しても血清レチノールは上昇しない、と指摘しています。ビタミンAの耐容上限量 3,000 µg/日は既成のビタミンAに適用されるもので、β-カロテンには適用されません（IOM 2001）。

規制上の位置づけ

  • サプリメントおよび食品成分。 FDAは、β-カロテンを、食品全般の着色に使用できる、認証が免除された着色料として掲載しています（21 CFR 73.95）。また、栄養補助成分としてGRAS（一般に安全と認められる）に該当することも確認されており、適正製造規範以外の制限はありません（21 CFR 184.1245）。
  • かつての処方薬。 Roche社の Solatene（30 mg経口カプセル）はNDA 017589のもとで承認され、現在は販売中止として掲載されています（Drugs@FDA）。
  • 耐容上限量なし。 IOMは、データに一貫性がなく耐容上限量を設定できないと判断しました。その代わりに、ビタミンA欠乏のリスクがあり、ビタミンAの供給源として使う場合や、骨髄性プロトポルフィリン症の場合を除いて、一般の人にはβ-カロテンサプリメントは望ましくないと結論づけました（IOM 2000）。
  • USPSTFグレードD。 2022年に同委員会は、心血管疾患やがんの予防において、β-カロテンサプリメントの害が益を上回るとの結論を、中程度の確実性をもって示しました（USPSTF, JAMA 2022）。

研究でわかっていること

がんと心疾患の予防試験

観察研究では、カロテノイドを多く含む野菜や果物をよく食べる人、または血中のβ-カロテン濃度が高い人は、肺がんになりにくいことがわかっていました。その後、四つの大規模なランダム化試験が、サプリメントを直接検証しました。

試験 対象 用量 主な結果
ATBC（フィンランド） 50〜69歳の男性喫煙者 29,133人；5〜8年 20 mg/日 肺がん +18%（95% CI 3〜36%）；総死亡 +8%（95% CI 1〜16%）
CARET（米国） 喫煙者、元喫煙者、アスベスト労働者 18,314人；平均4年 30 mg/日とパルミチン酸レチニル 25,000 IU 肺がん RR 1.28（1.04〜1.57）；全死因死亡 RR 1.17（1.03〜1.33）；21か月早く中止
Physicians’ Health Study（米国） 男性医師 22,071人；12年 隔日で 50 mg 効果なし：あらゆるがん RR 0.98（0.91〜1.06）；心臓発作、脳卒中、死亡に差なし
Women’s Health Study（米国） 45歳以上の女性 39,876人；治療期間の中央値2.1年 隔日で 50 mg 効果なし：あらゆるがん RR 1.03（0.89〜1.18）

出典：ATBC Study Group, NEJM 1994；Omenn et al., NEJM 1996；Hennekens et al., NEJM 1996；Lee et al., JNCI 1999。

ATBCでは、増えた死亡は主に肺がんと虚血性心疾患によるものでした。結果には一貫したパターンがあり、誰にも利益はなく、害は喫煙やアスベストによる肺への曝露が大きい人に集中していました。

プール解析

2022年のUSPSTF勧告の根拠となったエビデンスレビューでは、ビタミンAを併用した試験も含め、β-カロテンの試験をプールして解析しています（O’Connor et al., JAMA 2022）。

アウトカム オッズ比（95% CI） 試験数（n）
肺がん 1.20（1.01〜1.42） 4（94,830）
心血管死 1.10（1.02〜1.19） 5（94,506）

抗酸化サプリメントに関するコクランレビューも、同様の結論に達しています。バイアスのリスクが低い試験では、β-カロテンは全死因死亡の増加と関連していました：RR 1.05（95% CI 1.01〜1.09）、26試験（Bjelakovic et al., Cochrane 2012）。

加齢黄斑変性

最初のAREDS試験では、加齢黄斑変性（AMD）の徴候がある55〜80歳の3,640人をランダムに割り付け、平均6.3年間追跡しました（AREDS Research Group, Arch Ophthalmol 2001）。抗酸化錠剤には、ビタミンC 500 mg、ビタミンE 400 IU、β-カロテン 15 mg が含まれていました。亜鉛は単独および併用で別に検証されました。

  • 抗酸化成分に亜鉛を加えると、進行したAMDのオッズが低下しました：OR 0.72（99% CI 0.52〜0.98）。
  • 抗酸化成分のみでは、有意には至りませんでした：OR 0.80（99% CI 0.59〜1.09）。

その後のAREDS2では、4,203人の参加者で、処方からβ-カロテンを除いた場合が検証されました（AREDS2 Research Group, JAMA 2013）。除いてもAMDの進行には明らかな影響はありませんでした。肺がんは、β-カロテンなしより、ありのほうが多くみられました（23例・2.0%に対し11例・0.9%；名目上の p = 0.04）。多くは元喫煙者でした。研究者らは、代わりのカロテノイドとしてルテインとゼアキサンチンを提案しました。

骨髄性プロトポルフィリン症

骨髄性プロトポルフィリン症（EPP）は遺伝性の疾患で、光によって活性化される化合物であるプロトポルフィリンが蓄積し、日光に当たると痛みを伴う皮膚反応が起こります。β-カロテンは、この病気に対する最初の薬物治療でした。

  • 初期の非盲検研究は肯定的でした。 15〜180 mg/日を投与されたEPP患者133人の対照のないシリーズでは、84%で日光への耐性が三倍以上になりました（Mathews-Roth et al., Arch Dermatol 1977）。
  • 対照試験は否定的でした。 プラセボ対照のクロスオーバー試験では、β-カロテンとプラセボの間に有意差はなく、症状は日照時間に連動していました（Corbett et al., Br J Dermatol 1977）。
  • 最近のレビュー。 2023年の40件の研究を対象とした系統的レビューでは、対照試験で経口β-カロテンの効果は認められず、一方でアファメラノチドのインプラント（Melanotan Iを参照）と無機系の日焼け止めには中程度の良好な効果があるとされました（Heerfordt et al., Biomed Pharmacother 2023）。

筋肉、パフォーマンス、回復

β-カロテン単独が筋肉量、筋力、運動パフォーマンス、回復に与える影響を検証したランダム化試験は見つかりませんでした。トレーニング後の回復を助けるという主張は、抗酸化作用という化学的性質に基づくもので、アウトカムのデータに基づくものではありません。前述のとおり、IOMは抗酸化作用をヒトにおけるカロテノイドの確立された機能とはみなしていません。

副作用とリスク

喫煙者とアスベスト曝露者の肺がん

これは記録されている主な害で、食品ではなくサプリメントで現れます。ATBCでは、一日に20本以上喫煙していた男性（RR 1.25、95% CI 1.07〜1.46）と、一日に 11 g 以上のアルコール（一杯弱）を飲んでいた男性（RR 1.35、95% CI 1.01〜1.81）で、過剰なリスクがより強くみられました（Albanes et al., JNCI 1996）。研究者らは、これらの影響は他のサブグループより強いものの、大きく異なるわけではないと説明しています。

この害は、錠剤をやめると薄れました。ATBCの試験後追跡（25,563人の男性）では、サプリメントの終了後4〜6年で、過剰なリスクはもはや認められませんでした（Virtamo et al., JAMA 2003）。ATBCの研究者らは、喫煙者はβ-カロテンサプリメントを避けるべきだと結論づけました。AREDS2は、元喫煙者におけるシグナルを加えています。

カロテン血症

高用量を摂取すると、皮膚が黄みがかることがあります。IOMはこのカロテン血症を、無害で、摂取をやめれば元に戻るものと説明しており、30 mg/日以上を長期間摂取した場合に起こりうるとしています（IOM 2000）。白目が白いままである点で、黄疸とは異なります。

IOMはまた、プロトポルフィリン症に使われた非常に高い用量（約 180 mg/日）でも中毒作用は報告されておらず、長期の動物実験で先天異常、突然変異、がんの証拠もなかったとしています。

相互作用

  • オルリスタット（Xenical）。 この減量薬は、薬物動態試験で、β-カロテンサプリメントの吸収を30%低下させました。添付文書では、ビタミンA、D、E、K、β-カロテンを含むマルチビタミンを毎日摂取するよう助言しています（Xenical label）。
  • ビタミンAとの併用製品。 CARETでは、β-カロテンと一日 25,000 IU のパルミチン酸レチニルを併用したため、結果は両方の影響を反映しています。既成のビタミンAには、β-カロテンとは異なり、それ自体の耐容上限量と毒性があります。

サプリメントを避けるべき人

試験のエビデンスと、IOMおよびUSPSTFの立場に基づくと、害が記録されているグループは次のとおりです。

  • 現在の喫煙者、特にヘビースモーカー；
  • 元喫煙者（AREDS2での肺がんのシグナル）；
  • 過去にアスベストに曝露した人（CARET）。

要点

  • ビタミンAの前駆体であり、それ自体は必須栄養素ではありません。 体は必要に応じてビタミンAに変換し、用量が増えるほど変換率は低下します。
  • 食品とサプリメントは異なります。 油に溶かしたサプリメントのβ-カロテンは、食品中のβ-カロテンより約6倍利用されやすく、害との関連が示されているのはサプリメントだけです。
  • 予防効果はありません。 参加者が合計 100,000 人を超える四つの大規模試験で、がんや心疾患に対する予防効果は認められませんでした。
  • 喫煙者には実際の害があります。 肺がんはATBCで18%、CARETで28%増加し、USPSTFは予防目的でのβ-カロテンサプリメントを推奨していません。
  • 唯一の薬としての用途にも、エビデンスは弱いです。 初期のプロトポルフィリン症の研究は肯定的でしたが、対照試験では利益は確認されませんでした。
  • トレーニングや回復に対するエビデンスはありません。 筋肉やパフォーマンスのアウトカムについて、β-カロテン単独を検証したランダム化試験はありません。

出典

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