コリン

コリン
コリンカチオン骨格式
コリンカチオン骨格式
ボールと棒のモデル
名前
IUPAC名
2-ヒドロキシエチル(トリメチル)アザニウム[1]
推奨IUPAC名
2-ヒドロキシ-N , N , N-トリメチルエタン-1-アミニウム
その他の名前
  • ビリネウリン
  • (2-ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウム
  • 2-ヒドロキシ-N , N , N-トリメチルエタナミニウム
識別子
  • 62-49-7 チェックはい
3Dモデル（JSmol）
  • インタラクティブ画像
1736748
チェビ
  • チェビ:15354 チェックはい
チェムブル
  • ChEMBL920 チェックはい
ケムスパイダー
  • 299 チェックはい
ドラッグバンク
  • DB00122 チェックはい
ECHA 情報カード100.000.487
EC番号
  • 200-535-1
E番号E1001 （追加の化学物質）
324597
  • 4551
ケッグ
  • C00114 チェックはい
  • 305
ユニイ
  • N91BDP6H0X チェックはい
  • DTXSID8043789
  • InChI=1S/C5H14NO/c1-6(2,3)4-5-7/h7H,4-5H2,1-3H3/q+1 チェックはい
    キー: OEYIOHPDSNJKLS-UHFFFAOYSA-N チェックはい
  • C[N+](C)(C)CCO
プロパティ
[(CH 3 ) 3 NCH 2 CH 2 OH] +
モル質量104.173  g·mol −1
構造
窒素原子の四面体
危険
労働安全衛生（OHS/OSH）：
主な危険
腐食性
GHSラベル：
GHS05: 腐食性
危険
H314
P260、P264、P280、P301+P330+P331、P303+P361+P353、P304+P340、P305+P351+P338、P310、P321、P363、P405、P501
NFPA 704（ファイアダイヤモンド）
NFPA 704 4色ダイヤモンドHealth 3: Short exposure could cause serious temporary or residual injury. E.g. chlorine gasFlammability 1: Must be pre-heated before ignition can occur. Flash point over 93 °C (200 °F). E.g. canola oilInstability 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazard COR: Corrosive; strong acid or base. E.g. sulfuric acid, potassium hydroxide
3
1
0
コル
致死量または濃度（LD、LC）：
LD 50（中間投与量）
3～6 g/kg（ラット、経口）[2]
安全データシート（SDS）4
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。
チェックはい 検証する （何ですか  ？）チェックはい☒北

コリンは化学式[(CH 3 ) 3 NCH 2 CH 2 OH] +で表される陽イオンです。[1] [2] [3]コリンは、塩化コリンや酒石酸コリンなど、様々な塩を形成します。動物にとって必須の栄養素であり、リン脂質や細胞膜の構造成分でもあります。[2] [3]

コリンは、筋肉の制御や神経系の多くの機能に関与する神経伝達物質であるアセチルコリンの合成に使用されます。 [2] [3]コリンは、脳の初期発達、遺伝子発現、細胞膜シグナル伝達、脳代謝に関与しています。[3]

ヒトは肝臓でコリンを合成しますが、自然に生成される量は細胞機能を満たすのに不十分であるため、食品やサプリメントからコリンを摂取する必要があります。[3]コリンを豊富に含む食品には、肉、鶏肉、卵、その他の動物性食品、アブラナ科の野菜、豆、ナッツ、全粒穀物などがあります。[3]コリンは母乳にも含まれており、ベビーフードの材料としてよく使用されています。[3]

化学

コリンは第四級アンモニウムカチオンです。コリン類は水溶性の第四級アンモニウム化合物群です。[2]コリンはコリン類の親化合物であり、同じ窒素原子に3つのメチル基が結合したエタノールアミン残基で構成されています。[1] [2]コリン水酸化物はコリン塩基として知られています。吸湿性があるため、トリメチルアミン（TMA）の臭いがする無色の粘性水和シロップとしてよく見られます。コリンの水溶液は安定していますが、この化合物はゆっくりとエチレングリコール、ポリエチレングリコール、およびTMAに分解されます。 [2]

塩化コリンはTMAを2-クロロエタノールで処理することによって製造できる：[2]

(CH 3 ) 3 N + ClCH 2 CH 2 OH → [(CH 3 ) 3 NCH 2 CH 2 OH] + Cl −

コリンは歴史的に、レシチンの加水分解などによって天然源から生産されてきました。[2]

栄養素としてのコリン

コリンは生物の体内に広く存在しています。ほとんどの動物において、コリンリン脂質は細胞膜、細胞小器官の膜、そして超低密度リポタンパク質の必須成分です。[2]

コリンはヒトをはじめとする多くの動物にとって必須栄養素です。 [2]ヒトはある程度のコリンを体内で合成することができますが、健康を維持するためには食事から摂取する必要があります。食事からの必要量は、コリン単体、またはホスファチジルコリンなどのコリンリン脂質の形で摂取することで満たすことができます。[2]コリンはアミノ酸に似た構造と代謝を持つ必須栄養素であるにもかかわらず、正式にはビタミンに分類されていません。[4]

コリンは、神経伝達物質であるアセチルコリンと、普遍的なメチル基供与体であるS-アデノシルメチオニン（SAM）の生成に必要です。SA​​Mはメチル化されると、S-アデノシルホモシステインに変換されます。[2]

症状のあるコリン欠乏は、非アルコール性脂肪性肝疾患や筋肉損傷を引き起こします。[2] [5]コリンの過剰摂取（1日7.5グラム以上）は、コリンの代謝時に生成されるトリメチルアミンが原因で、低血圧、発汗、下痢、魚のような体臭を引き起こす可能性があります。[2] [6]コリンとコリンリン脂質の豊富な食物源としては、内臓肉、卵黄、乳製品、ピーナッツ、特定の豆類、ナッツ類、種子類などがあります。アメリカ人の食生活では、パスタや米などの野菜もコリンの摂取に貢献しています。[2] [3]

代謝

生合成

植物におけるコリンの生合成

植物において、コリンのde novo生合成の第一段階は、セリンからエタノールアミンへの脱炭酸であり、これはセリン脱炭酸酵素によって触媒される。[7]エタノールアミンからのコリンの合成は、3つの並行経路で起こり、メチルトランスフェラーゼによって触媒される3つの連続したN -メチル化段階は、遊離塩基、[8]リン酸塩基、[9]またはホスファチジル塩基[10]のいずれかに対して行われる。メチル基の供給源はS -アデノシル - L -メチオニンであり、副産物としてS -アデノシル - L -ホモシステインが生成される。 [11]

コリン（Chol）の代謝、合成、排泄の主な経路。詳細についてはクリックしてください。このセクションでは一部の略語が使用されています。

ヒトおよびほとんどの他の動物では、コリンの de novo 合成はホスファチジルエタノールアミン N-メチルトランスフェラーゼ(PEMT) 経路によって進行しますが、[6]生合成だけではヒトの必要量を満たすのに不十分です。[12]肝臓の PEMT 経路では、3-ホスホグリセリン酸(3PG) がアシル CoAから2 つのアシル基を受け取り、ホスファチジン酸になります。これはシチジン三リン酸と反応してシチジン二リン酸ジアシルグリセロールを形成します。そのヒドロキシル基はセリンと反応してホスファチジルセリンを形成し、これが脱炭酸してエタノールアミンとホスファチジルエタノールアミン(PE) を形成します。PEMT 酵素は、3 つのS -アデノシルメチオニン(SAM) 供与体から3 つのメチル基をホスファチジルエタノールアミンのエタノールアミン基に移動させ、ホスファチジルコリンの形でコリンを形成します。副産物として3つのS-アデノシルホモシステイン（SAH）が形成される。 [6]

コリンは、より複雑な前駆体からも放出されます。例えば、ホスファチジルコリン（PC）は、ほとんどの細胞種においてコリン（Chol）に加水分解されます。また、コリンはCDP-コリン経路によっても生成されます。細胞質コリンキナーゼ（ CK）は、コリンをATPでリン酸化してホスホコリン（PChol）を生成します。 [4]これは、肝臓や腎臓などの一部の細胞種で起こります。コリンリン酸シチジルトランスフェラーゼ（CPCT）は、PCholをシチジン三リン酸（CTP）でCDP-コリン（CDP-Chol）に変換します。CDP-コリンとジグリセリドは、ジアシルグリセロールコリンホスホトランスフェラーゼ（CPT）によってPCに変換されます。[6]

ヒトでは、特定のPEMT酵素変異やエストロゲン欠乏（多くの場合、更年期障害に起因する）により、食事からのコリン必要量が増加する。げっ歯類では、ホスファチジルコリンの70%がPEMT経路で生成され、CDP-コリン経路で生成されるのはわずか30%である[6] 。ノックアウトマウスでは、PEMTの不活性化により、食事からのコリンに完全に依存するようになる[4] 。

吸収

ヒトにおいて、コリンはSLC44A1（CTL1）膜タンパク質を介して腸管から吸収されます。この吸収は、コリン濃度勾配と腸管上皮細胞膜を介した電位差によって促進拡散が制御されます。SLC44A1のコリン輸送能力には限界があり、高濃度では一部が吸収されません。吸収されたコリンは門脈を介して腸管上皮細胞から排出され、肝臓を通過して全身循環に入ります。吸収されなかったコリンは腸内細菌叢によってトリメチルアミンに分解され、肝臓でトリメチルアミンN-オキシドに酸化されます。[6]

ホスホコリンとグリセロホスホコリンはホスホリパーゼによってコリンに加水分解され、門脈に入ります。水溶性のため、一部は変化せずに門脈へ排出されます。脂溶性のコリン含有化合物（ホスファチジルコリンとスフィンゴミエリン）は、ホスホリパーゼによって加水分解されるか、カイロミクロンに取り込まれてリンパ管に入ります。[6]

輸送

ヒトにおいて、コリンは血液中で遊離イオンとして輸送されます。コリンを含むリン脂質やグリセロホスホコリンなどの物質は、血液中のリポタンパク質として輸送されます。健康な成人 の空腹時の血漿コリン濃度は、平均で7～20マイクロモル/リットル（μmol/L）および10μmol/Lです。濃度は調節されていますが、コリンの摂取量や欠乏によってこれらの濃度は変化します。コリン摂取後、濃度は約3時間上昇します。成人の空腹時の血漿中のホスファチジルコリン濃度は1.5～2.5mmol/Lです。ホスファチジルコリンの摂取は、遊離コリン濃度を約8～12時間上昇させますが、ホスファチジルコリン濃度に大きな影響を及ぼしません。[6]

コリンは水溶性イオンであるため、脂溶性細胞膜を通過するにはトランスポーターが必要となる。コリントランスポーターには3種類が知られている：[13]

SLC5A7はナトリウム（Na +）およびATP依存性トランスポーターである。[13] [6]コリンに対する高い結合親和性を有し、コリンを主にニューロンへ輸送し、間接的にアセチルコリン産生に関与している。[6] SLC5A7の機能不全は、ヒトにおいてアセチルコリン欠乏を介して肺やその他の筋肉の遺伝性筋力低下を引き起こす。ノックアウトマウスでは、機能不全によりチアノーゼと麻痺を伴い容易に死に至る。[14]

CTL1はコリンに対して中程度の親和性を持ち、腸​​、肝臓、腎臓、胎盤、ミトコンドリアなどほぼすべての組織にコリンを輸送する。CTL1は、ホスファチジルコリンとトリメチルグリシンの産生のためにコリンを供給する。[6] CTL2は、特に舌、腎臓、筋肉、心臓のミトコンドリアに発生する。これらは、ミトコンドリアによるコリンのトリメチルグリシンへの酸化に関与している。CTL1とCTL2はアセチルコリンの産生には関与していないが、血液脳関門を介してコリンを一緒に輸送する。脳関門にはCTL2のみが存在する。また、脳関門の過剰なコリンをニューロンから血液中に戻す役割も果たす。CTL1は脳関門の血液側にのみ存在するが、アストロサイトやニューロンの膜にも存在する。[13]

OCT1とOCT2はアセチルコリンの産生には関与していない。[6]これらは低親和性でコリンを輸送する。OCT1は主に肝臓と腎臓でコリンを輸送し、OCT2は腎臓と脳でコリンを輸送する。[13]

ストレージ

コリンは細胞膜や細胞小器官にリン脂質として蓄えられ、細胞内ではホスファチジルコリンやグリセロホスホコリンとして蓄えられます。[6]

排泄

コリンを2～8g摂取しても、ヒトの尿中に排泄されるコリンはごくわずかです。排泄は腎臓内のトランスポーターを介して行われます（輸送を参照）。トリメチルグリシンは肝臓と腎臓で脱メチル化されジメチルグリシンになります（メチル基の1つがテトラヒドロ葉酸に付加されます）。メチルグリシンは尿中に排泄されるか、脱メチル化されてグリシンになります。[6]

関数

コリンとその誘導体は多くの生物学的機能を有する。特に、コリンは、細胞膜を形成するリン脂質、神経伝達物質アセチルコリン、浸透圧調節物質 トリメチルグリシン（ベタイン）といった、他の重要な細胞成分やシグナル伝達分子の前駆体として機能する。トリメチルグリシンは、 S-アデノシルメチオニンの生合成に関与することでメチル基の供給源として機能する。[15] [16]

リン脂質の前駆体

コリンは、ホスファチジルコリンやスフィンゴミエリンといった多様なリン脂質に変換されます。[2] [3]これらはすべての細胞膜とほとんどの細胞小器官の膜に存在します。[4]ホスファチジルコリンは細胞膜の構造的に重要な部分です。ヒトでは、リン脂質の40～50%がホスファチジルコリンです。[6]

コリンリン脂質はコレステロールとともに細胞膜に脂質ラフトを形成します。[2]ラフトは、例えばコリン作動性受容体や受容体シグナル伝達酵素の中心です。[2] [4]

ホスファチジルコリンはVLDLの合成に必要であり、ヒトではそのリン脂質の70～95%がホスファチジルコリンである。[6]

コリンは、主にホスファチジルコリンからなる混合物である肺サーファクタントの合成にも必要です。サーファクタントは肺の弾力性、すなわち肺組織の収縮と拡張の能力に関与しています。例えば、肺組織におけるホスファチジルコリンの欠乏は、急性呼吸窮迫症候群と関連付けられています。[17]

ホスファチジルコリンは胆汁中に排泄され、胆汁酸塩とともに界面活性剤として働き、腸管での脂質の吸収を助けます。[4]

アセチルコリン合成

コリンは、筋肉の収縮、記憶、神経の発達に重要な役割を果たす神経伝達物質であるアセチルコリンの前駆体です。[2] [3] [6] [5]しかし、他の形態のコリンに比べて、人体にはアセチルコリンがほとんど存在しません。[4]ニューロンは、アセチルコリンを生成するために、細胞膜にリン脂質の形でコリンを蓄えます。[6]

トリメチルグリシンの供給源

ヒトでは、コリンは肝臓のミトコンドリアにおいてコリン酸化酵素によって不可逆的にグリシンベタインアルデヒドに酸化される。これはミトコンドリアまたは細胞質のベタインアルデヒド脱水素酵素によってトリメチルグリシンに酸化される。[6]トリメチルグリシンは必須の浸透圧調節因子である。また、ホモシステインをメチオニンにメチル化するBHMT酵素の基質としても働く。メチオニンはS-アデノシルメチオニン（SAM）の前駆体である。SAMは生物学的メチル化反応において一般的な試薬である。例えば、DNAのグアニジンやヒストンの特定のリジンをメチル化する。したがって、SAMは遺伝子発現とエピジェネティック制御に関与している。したがって、コリン欠乏は血中ホモシステイン濃度の上昇とSAM濃度の低下につながる。[6]

食品中の含有量

コリンは食品中に遊離陽イオンとして、またリン脂質、特にホスファチジルコリンの形で存在します。コリンは内臓肉と卵黄に最も多く含まれていますが、内臓肉以外の肉、穀物、野菜、果物、乳製品にも少量含まれています。[3] 食用油やその他の食品脂肪には、100gあたり約5mgの総コリンが含まれています。[6]米国では、食品ラベルには、1食分あたりのコリンの量が、1日当たりの適正摂取量550mgに基づく1日摂取量の割合（%DV）で表示されています。1日摂取量の100%とは、1食分の食品に550mgのコリンが含まれていることを意味します。[3]「総コリン」は、質量分率を考慮せずに、遊離コリンとコリン含有リン脂質の合計として定義されます。[3] [18]

人間の母乳にはコリンが豊富に含まれています。[2] [3]完全母乳育児では、赤ちゃんは1日あたり約120mgのコリンを摂取します。母親のコリン摂取量が増えると母乳中のコリン含有量は増加し、摂取量が少ないと減少します。[6] 乳児用調合乳には十分な量のコリンが含まれている場合と含まれていない場合があります。EUと米国では、すべての乳児用調合乳に100キロカロリー（kcal）あたり少なくとも7mgのコリンを添加することが義務付けられています 。EUでは、50mg/100kcalを超える添加は認められていません。[6] [19]

トリメチルグリシンはコリンの機能性代謝物です。栄養学的にはコリンの代替として機能しますが、その役割は限定的です。[4]小麦ふすま（1,339 mg/100 g）、焙煎小麦胚芽（1,240 mg/100 g）、ほうれん草（600～645 mg/100 g）などには、トリメチルグリシンが大量に含まれています。[18]

食品中のコリン含有量（mg/100g）[a] [18]
肉類野菜
ベーコン（調理済み）124.89豆、スナップ13.46
牛肉、トリムカット、調理済み78.15ビートルート6.01
牛レバーのソテー418.22ブロッコリー40.06
皮付きローストチキン65.83芽キャベツ40.61
鶏肉、ロースト、皮なし78.74キャベツ15.45
鶏レバー290.03ニンジン8.79
大西洋産タラ83.63カリフラワー39.10
牛ひき肉、赤身75～85%、焼き79.32～82.35スイートコーン、黄色21.95
豚ロース肉の調理102.76キュウリ5.95
エビ、缶詰70.60レタス、アイスバーグ6.70
乳製品（牛）レタス、ロメインレタス9.92
有塩バター18.77エンドウ27.51
チーズ16.50～27.21ザワークラウト10.39
カッテージチーズ18.42ほうれん草22.08
牛乳（全乳/脱脂乳）14時29分～16時40分サツマイモ13.11
サワークリーム20.33トマト6.74
ヨーグルト、プレーン15.20ズッキーニ9.36
穀物果物
オートブラン（生）58.57りんご3.44
オート麦、プレーン7.42アボカド14.18
白米2.08バナナ9.76
玄米9.22ブルーベリー6.04
小麦ふすま74.39カンタロープ7.58
小麦胚芽、トースト152.08グレープ7.53
その他グレープフルーツ5.63
ビーン、ネイビー26.93オレンジ8.38
卵、鶏肉251.00桃6.10
オリーブ油0.29梨5.11
落花生52.47プルーン9.66
大豆、生115.87いちご5.65
豆腐、柔らかい27.37スイカ4.07
  1. ^ 特に記載がない限り、食品は生です。含有量は上記で定義した「総コリン」です。

1日あたりの摂取量

以下の表は、新しい1日摂取量と新しい栄養成分表示、およびサプリメント成分表示ラベルを反映して更新されたコリンの供給源を示しています。[3]これは、米国農務省農業研究局のデータに基づいています。FoodData Central、2019年。[3]

コリンの代表的な食品源[3]
食べ物1食分あたりのミリグラム（mg）パーセントDV*
牛レバー、フライパンで焼いたもの、3オンス（85グラム）35665
ゆで卵（大）1個14727
牛トップラウンド、分離可能な赤身のみ、煮込み、3オンス（85グラム）11721
大豆、焙煎、1/2カップ（約120 mL）10719
鶏胸肉、ロースト、3オンス（85グラム）7213
牛肉、ひき肉、赤身93%、焼き、3オンス（85g）7213
大西洋産タラ、調理済み、乾熱、3オンス（85グラム）7113
きのこ、しいたけ、調理済み、1/2カップ（約120 mL）5811
ジャガイモ、赤、焼き、皮付き、大1個5710
小麦胚芽、トースト、1オンス（28g）519
缶詰のインゲン豆、1/2カップ（約120 mL）458
キヌア（調理済み）、1カップ（約240 mL）438
牛乳、脂肪分1%、1カップ（約240 mL）438
ヨーグルト、バニラ、無脂肪、1カップ（約240 mL）387
芽キャベツ（茹でたもの）、1/2カップ（約120 mL）326
ブロッコリー、みじん切り、茹でて水切り、1/2カップ（約120 mL）316
カッテージチーズ、無脂肪、1カップ（約240 mL）265
マグロ、白身、水煮缶詰、固形物水切り済み、3オンス（85g）255
ピーナッツ、ドライロースト、1/4カップ（約60 mL）244
カリフラワー、1インチ（2.5cm）に切り、茹でて水切りし、1/2カップ（約120mL）244
グリーンピース、ゆでたもの、1/2カップ（約120 mL）244
ひまわりの種、ローストオイル、1/4カップ（約60 mL）193
玄米、長粒米、炊いたもの、1カップ（約240 mL）193
パン、ピタ、全粒粉、大1枚（6+ 直径1 ⁄ 2インチまたは17 cm）173
ゆでたキャベツ1/2カップ（約120 mL）153
タンジェリン（マンダリンオレンジ）、1/2カップ（約120 mL）102
スナップイン、生、1/2カップ（約120 mL）81
キウイフルーツ（生）、1/2カップ（約120ml）スライス71
ニンジン（生、みじん切り）、1/2カップ（約120 mL）61
リンゴ（生、皮付き、4等分または刻み）、1/2カップ（約120 mL）20

DV = 1日摂取量。米国食品医薬品局（FDA）は、消費者が食事全体の中で食品や栄養補助食品の栄養成分を比較できるように、DV（1日摂取量）を策定しました。コリンのDVは、成人および4歳以上の子供で550mgです。[20] FDAは、食品にコリンが添加されていない限り、食品ラベルにコリン含有量を記載することを義務付けていません。DVの20%以上を含む食品は栄養素の高供給源とみなされますが、DVの割合が低い食品も健康的な食事に貢献します。[3]

米国農務省（USDA）のFoodData Centralは、多くの食品の栄養成分をリストアップしており、栄養成分含有量順に並べられたコリンを含む食品の包括的なリストを提供しています。[3]

食事に関する推奨事項

コリンの推定平均必要量（EAR）を確立するためのデータが不十分であるため、食品栄養委員会は適切な摂取量（AI）を設定した。[3] [21]成人の場合、コリンのAIは男性で550 mg/日、女性で425 mg/日に設定された。[3]これらの値は男性の肝臓の変化を予防することが示されている。しかし、これらの値を導き出すために使用された研究では、コリンの摂取量が少ない場合の有効性は評価されておらず、研究者はコリンを含まない食事と1日あたり550 mgのコリンを含む食事を比較しただけであった。この結果から、小児および青年のAIが推定された。[22] [23]

推奨摂取量は1日あたりのミリグラム（mg/日）で表されます。欧州食品安全機関（EFSA）の推奨はEU諸国における一般的な推奨です。EFSAは摂取量の上限を設定していません。[6] EU各国では、より具体的な推奨摂取量が定められている場合があります。米国医学アカデミー（NAM）の推奨は、米国、[3]オーストラリア、ニュージーランドに適用されます。[24]

コリンの推奨摂取量（mg/日）
年EFSAの適正摂取量[6]米国NAMの適正摂取量[3]米国NAMの許容上限摂取量[3]
乳幼児
0～6ヶ月未確立125未確立
7～12ヶ月160150未確立
1～3年1402001,000
4～6歳1702501,000
7～8歳2502501,000
9～10歳2503751,000
11～13歳3403752,000
男性
14年3405503,000
15～18歳4005503,000
19歳以上4005503,500
女性
14年3404003,000
15～18歳4004003,000
19歳以上4004253,500
妊娠している場合4804503,500（18歳以下の場合は3,000）
授乳中の場合5205503,500（18歳以下の場合は3,000）

人口における摂取量

2000年から2011年にかけてEU9カ国で実施された12の調査では、これらの国の成人の1日あたりのコリン摂取量は269～468ミリグラムと推定された。成人女性では269～444 mg/日、成人男性では332～468 mg/日であった。乳児では75～127 mg/日、1～3歳児では151～210 mg/日、3～10歳児では177～304 mg/日、10～18歳児では244～373 mg/日であった。コリンの総摂取量の平均推定値は、妊娠中の青年では336 mg/日、妊娠中の女性では356 mg/日であった。[6]

2009～2012年のNHANES調査に基づく研究では、米国の一部の集団におけるコリン摂取量が低すぎると推定されました。この期間の2歳以上の子供の摂取量は315.2～318.8mg/日でした。2歳以上の子供のうち、男性15.6 ± 0.8 ％、女性の6.1 ± 0.6 %が適正摂取量（AI）を超えました。AIを超過したのは2～3歳児の62.9 ± 3.1 ％、4歳から8歳児の45.4 ± 1.6 ％、9～13歳では9.0 ± 1.0 ％14～18歳では1.8 ± 0.4 ％、19歳以上の6.6 ± 0.5 %。いずれの集団でも上限摂取量を超えることはありませんでした。 [25]

2013～2014年に米国で行われたNHANES調査では、2歳から19歳までのコリン摂取量は256 ± 3.8  mg/日および 20歳以上の成人では339 ± 3.9mg /日であった。摂取量は20歳以上の男性では402 ± 6.1  mg/日、20歳以上の女性では278 mg/日であった。[26]

欠乏

兆候と症状

ヒトにおけるコリン欠乏症の症状はまれです。ほとんどのヒトは食事から十分な量のコリンを摂取しており、PEMTを介して少量のコリンを生合成することができます[4]。症状のあるコリン欠乏症は、特定の疾患やその他の間接的な原因によって引き起こされることがよくあります。重度のコリン欠乏症は、筋損傷や非アルコール性脂肪性肝疾患[5]を引き起こし、肝硬変へと発展する可能性があります[27]。

ヒト以外にも、脂肪肝はコリン欠乏症の典型的な症状です。一部の種では腎臓出血も起こります。これは、浸透圧調節因子として機能するコリン由来のトリメチルグリシンの欠乏が原因であると考えられています。[4]

原因とメカニズム

エストロゲン産生は、食事性コリン摂取量の減少とともに、コリン欠乏症にかかりやすい重要な要因です。エストロゲンはホスファチジルコリン産生PEMT酵素を活性化します。閉経前の女性は、男性よりもエストロゲン産生量が多いため、食事性コリンの必要量が低くなります。エストロゲン療法を受けていない場合、閉経後女性のコリン必要量は男性と同程度です。コリンと葉酸の代謝に影響を与えるいくつかの一塩基多型（遺伝的要因）も関連しています。また、特定の腸内細菌叢は他の細菌叢よりもコリンを効率的に分解するため、これらも関連しています。[27]

欠乏すると、肝臓におけるホスファチジルコリンの利用可能性が低下します。ホスファチジルコリンはVLDLの形成に必要です。そのため、VLDLを介した肝臓からの脂肪酸の輸送が減少し、肝臓への脂肪蓄積につながります。 [6]観察された肝障害を説明する他の同時発生メカニズムも示唆されています。例えば、コリンリン脂質はミトコンドリア膜にも必要です。コリンが利用できなくなると、ミトコンドリア膜は適切な電気化学的勾配を維持できなくなります。これは、特にβ酸化による脂肪酸の分解に必要です。したがって、肝臓における脂肪代謝が低下します。[27]

過剰摂取

コリンの過剰摂取は有害な影響を及ぼす可能性があります。例えば、1日8～20gのコリンを摂取すると、低血圧、吐き気、下痢、魚のような体臭を引き起こすことが分かっています。この体臭は、腸内細菌が吸収されなかったコリンからトリメチルアミン（TMA）を生成することで発生します（トリメチルアミン尿症を参照）。[6]

肝臓はTMAをトリメチルアミンNオキシド（TMAO）に酸化する。体内のTMAおよびTMAO値の上昇は、アテローム性動脈硬化症および死亡率のリスク増加に関連付けられている。そのため、腸内細菌によってTMAおよびTMAOに生成されるカルニチンに加えて、コリンの過剰摂取もこれらのリスクを高めるという仮説が立てられている。しかし、コリン摂取が心血管疾患による死亡リスクを高めることは示されていない。[28] TMAおよびTMAO値の上昇は、死亡率上昇の素因となる他の基礎疾患または遺伝的要因の症状に過ぎない可能性が高い。このような要因は、TMAおよびTMAO値に関連した死亡率を観察した特定の研究では適切に考慮されていない可能性がある。因果関係は逆転または交絡しており、コリンの大量摂取がヒトの死亡率を上昇させない可能性がある。例えば、腎機能障害は心血管疾患の原因となるだけでなく、TMAとTMAOの排泄を減少させる可能性もあります。[29]

健康への影響

神経管閉鎖

母親のコリン摂取量が少ないと、神経管閉鎖障害（NTD）のリスクが高くなります。 [5]母親のコリン摂取量が多いと、子供の神経認知能力や神経発達が良好になる可能性が高いです。[30] [2]コリンと葉酸はビタミン B12と相互作用してホモシステインへのメチル供与体として働き、メチオニンを形成します。メチオニンはその後、S -アデノシルメチオニン（SAM）を形成します。[2] SAMは、哺乳類のほぼすべてのメチル化反応の基質です。SA​​Mを介したメチル化の阻害が、葉酸とNTDの関係の原因である可能性が示唆されています。[31]これはコリンにも当てはまる可能性があります。[要出典]コリン代謝を阻害する特定の変異は、新生児のNTDの有病率を高めますが、2015年現在、食事性コリン欠乏の役割は不明です。[2]

心血管疾患と癌

コリン欠乏は脂肪肝を引き起こし、がんや心血管疾患のリスクを高めます。また、コリン欠乏はDNAメチル化に関与するSAM産生を減少させます。この減少は発がんにも寄与する可能性があります。そのため、コリン欠乏とこれらの疾患との関連性は研究されてきました。[6]しかし、自由人口を対象とした観察研究では、コリン摂取量の低さと心血管疾患やほとんどのがんとの関連性は説得力のある形で示されていません。[2] [6]前立腺がんに関する研究では、矛盾した結果が得られています。[32] [33]

認知

コリンの摂取量増加と認知機能への影響を観察する研究は成人を対象に実施されているが、矛盾する結果が得られている。[2] [34]同様の研究は乳児や小児を対象に行われているが、矛盾しており、限界もある。[2]

周産期の発達

妊娠と授乳はどちらもコリン需要を劇的に増加させます。この需要は、エストロゲンレベルの上昇によるPEMTの活性化によってコリンの新規産生が促進されることで満たされる可能性がありますが、PEMT活性の上昇後もコリン需要は依然として高く、体内の貯蔵量は一般的に枯渇してしまいます。これは、Pemt −/−マウス（機能的PEMTを欠損したマウス）がコリンを補給しないと9～10日で流産するという観察結果によって実証されています。[35]

妊娠と授乳期には母体のコリン貯蔵量が減少しますが、胎盤は濃度勾配に逆らってコリンを組織内に送り込むことでコリンを蓄積します。そして、コリンは様々な形で、主にアセチルコリンとして組織内に貯蔵されます。羊水中のコリン濃度は、母体血液中の10倍にも達することがあります。[35]

胎児の機能

コリンは、妊娠中に細胞膜構築の基質（胎児および母体組織の急速な増殖）、一炭素原子（DNAのメチル化やその他の機能の基質）の必要性増加、胎児および胎盤組織におけるコリン貯蔵量の増加、リポタンパク質（脂肪分を含むタンパク質）の産生増加などの理由から、高い需要があります。[36] [37] [38]特に、コリン摂取が脳に及ぼす影響には関心が寄せられています。これは、コリンが細胞膜（特にホスファチジルコリン）の原料として利用されていることに起因しています。ヒトの脳の成長は妊娠後期に最も急速に進み、5歳頃まで急速に成長し続けます。[39]この時期、スフィンゴミエリンの需要が高まります。スフィンゴミエリンはホスファチジルコリン（つまりコリン）から作られます。これは、神経線維の髄鞘形成（絶縁）に用いられる物質だからです。[40]コリンは神経伝達物質アセチルコリンの生成にも必要であり、脳領域の構造と組織化、神経新生、髄鞘形成、シナプス形成に影響を及ぼす可能性があります。アセチルコリンは胎盤にも存在し、細胞の増殖と分化（細胞数の増加と多目的細胞から特定の細胞機能への変化）および分娩の制御に役立つ可能性があります。[41] [42]

脳へのコリンの取り込みは、血液脳関門に位置する低親和性トランスポーターによって制御されている。[43]動脈血漿中のコリン濃度が14 μmol/Lを超えると輸送が開始され、これはコリンを豊富に含む食品の摂取後にコリン濃度が急上昇する際に起こり得る。一方、ニューロンは高親和性トランスポーターと低親和性トランスポーターの両方によってコリンを獲得する。コリンは膜結合型ホスファチジルコリンとして蓄えられ、後にアセチルコリン神経伝達物質の合成に利用される。アセチルコリンは必要に応じて生成され、シナプスを通過して次のニューロンに信号を伝達する。その後、アセチルコリンエステラーゼによって分解され、遊離コリンは高親和性トランスポーターによって再びニューロンに取り込まれる。[44]

用途

塩化コリンと酒石酸水素コリンは栄養補助食品に使用されています。酒石酸水素コリンは吸湿性が低いため、より頻繁に使用されています。[4]特定のコリン塩は、鶏肉、七面鳥肉、その他の動物の飼料のサプリメントとして使用されています。また、一部の塩は工業用化学薬品としても使用されており、例えば、フォトリソグラフィーでフォトレジストを除去するために使用されます。[2] テオフィリン酸コリンとサリチル酸コリンは医薬品として使用され、[2] [45]メタコリンやカルバコールなどの構造類似体も使用されています。[46] 11 C-コリンなどの放射性標識コリンは、医療用画像診断に使用されています。[47]その他の市販の塩には、クエン酸トリコリンと炭酸水素コリンがあります。[2]

最も一般的なコリンサプリメントの形態を次の表に示します。

補足重量（g/モル）コリン含有量（％）
アルファ-GPC
（コリンアルフォセレート）		257.2240.5%
酒石酸コリン253.2541.13
クエン酸コリン295.2935.28%
シチコリン（CDP-コリン）488.3221.33%
ホスファチジルコリン（PC）様々14～29% [48]
大豆レシチン
（ホスファチジルコリン12.69%～16.7%）		-1.67% – 2.20% [49]

歴史

発見

1849年、アドルフ・ストレッカーは初めて豚の胆汁からコリンを単離した。[50] [51] 1852年、L・バボとM・ヒルシュブルンは白マスタード種子からコリンを抽出し、シンカリンと名付けた。[51] 1862年、ストレッカーは豚と牛の胆汁で実験を繰り返し、その物質をギリシャ語の胆汁を意味する「 chole」にちなんで初めてコリンと名付け、化学式C5H13NOで特定した。 [ 52 ] [ 12 ] 1850年、セオドア・ニコラス・ゴブリーはコイの脳と卵巣から物質を抽出し、ギリシャ語の「卵黄」を意味する「lekithos」にちなんでレシチンと名付け、 1874年にそれがホスファチジルコリンの混合物であることを示した。[53] [54]

1865年、オスカー・リーブライヒは動物の脳から「ニューリン」を単離した。 [55] [12]アセチルコリンとリーブライヒの「ニューリン」の構造式は、1867年にアドルフ・フォン・バイヤーによって解明された。[56] [51]同年後半、「ニューリン」とシンカリンがストレッカーのコリンと同一物質であることが示された。こうして、バイヤーはコリンの構造を初めて解明した。[57] [58] [51]現在ニューリンとして知られている化合物は、コリンとは無関係である。[12]

栄養素としての発見

1930年代初頭、チャールズ・ベストとその同僚は、特別な食事を与えられたラットや糖尿病の犬にレシチンを与えることで脂肪肝を予防できることに気づき、[12] 1932年にレシチンに含まれるコリンがこの予防効果の唯一の原因であることを証明しました。[59] 1998年、米国医学アカデミーは人間の食事におけるコリンに関する最初の推奨事項を報告しました。[60]

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