ビタミンB2とは疲労回復の補酵素 | エネルギー代謝の仕組みを解説

ビタミンB2は体内でどうなる?

ビタミンB2(リボフラビン)は、食べ物をエネルギーに変換する際に必須の水溶性ビタミンです。体内でFAD(フラビンアデニンジヌクレオチド)とFMN(フラビンモノヌクレオチド)という補酵素に変換され、エネルギー代謝の中心的な役割を果たします。

TCAサイクル、電子伝達系、脂肪酸β酸化など、エネルギーを作り出すすべての経路でFADが必要です。また、皮膚や粘膜の健康維持、抗酸化作用にも関与します。欠乏すると口内炎、舌炎、疲労感、肌荒れなどが起こります。

この記事では、ビタミンB2がFAD・FMNに変換される仕組みと分子構造、エネルギー代謝(TCAサイクル、電子伝達系、脂肪酸β酸化)での具体的な働き、口内炎や疲労が起きる生化学的メカニズム、納豆・卵・牛乳からの効率的な摂取法と調理のコツを解説します。

化学構造と形態

分子構造

  • 化学式:C₁₇H₂₀N₄O₆、分子量376.4 g/mol
  • 基本構造:イソアロキサジン環(3つの環が融合)とリビトール(5炭糖アルコール)が結合
  • 機能部位:イソアロキサジン環が酸化還元反応の中心(電子の受け渡し)
  • 役割:この構造が「電子の運び屋」として機能し、エネルギー代謝を支える

体内での形態

食品中の形態:

  • 遊離型リボフラビン:10%
  • FAD(フラビンアデニンジヌクレオチド):70%
  • FMN(フラビンモノヌクレオチド):20%

吸収後の形態変換:

  1. 食品中のFAD・FMN → 消化管でホスファターゼにより遊離型リボフラビンに変換
  2. 遊離型リボフラビンが小腸上皮細胞で吸収
  3. 細胞内で活性型に変換:
    • 第1段階:リボフラビン + ATP → FMN + ADP(酵素:リボフラビンキナーゼ)
    • 第2段階:FMN + ATP → FAD + PPi(酵素:FADシンターゼ)

最終的にFADとFMNが補酵素として機能します。

化学的性質

  • 水溶性:親水性が高く、水に溶けやすい
  • 光感受性:紫外線・可視光線で急速に分解(最大の弱点)
  • 熱安定性:100℃に耐える(比較的安定)
  • pH感受性:アルカリ性環境で分解加速、中性(pH 6-7)で最も安定
  • 調理での損失:
    • 光による分解:牛乳を日光に2時間で50%以上失われる
    • 茹で汁への流出:20-40%

消化・吸収・代謝

消化過程

  • タンパク質結合型リボフラビンは胃酸と消化酵素(ペプシン、トリプシン)で遊離
  • FAD・FMNは小腸粘膜のホスファターゼで脱リン酸化され遊離型リボフラビンに変換

吸収メカニズム

  • 吸収部位:小腸上部(十二指腸と空腸)
  • 吸収率:
    • 通常の食事摂取量(1-5 mg):60-65%
    • 高用量(30 mg以上):15%以下に低下(飽和現象)
  • 吸収促進因子:食事と一緒の摂取(胃酸分泌促進)
  • 吸収阻害因子:
    • アルコール(腸管吸収阻害)
    • 抗生物質の長期使用
    • 甲状腺機能低下症

体内輸送と分布

  • 血中輸送:主にアルブミンと結合して輸送
  • 血中濃度:10-30 ng/mL
  • 組織分布:
    • 肝臓:30%
    • 腎臓:20%
    • 心臓:15%
    • 脳:10%
  • 細胞内局在:
    • ミトコンドリア:60%(TCAサイクル・電子伝達系)
    • 細胞質:40%(脂肪酸代謝・アミノ酸代謝)

貯蔵と代謝

  • 体内貯蔵量:総量1-2 mg(非常に少ない)
  • 半減期:60-84日
  • 貯蔵能力:非常に低く、毎日の摂取が必要
  • 排泄経路:主に尿中排泄、過剰分は速やかに排泄
  • 排泄のタイミング:
    • 摂取後2-3時間でピーク
    • 24時間以内に大部分が排泄
  • 尿の黄色化:リボフラビンの色素による(無害)

生化学的機能

エネルギー代謝(TCAサイクル)

FADはTCAサイクルでコハク酸脱水素酵素の補酵素として機能します。つまり、この酵素がFADなしでは働かないため、ビタミンB2はエネルギー産生の必須要素です。

反応式:コハク酸 + FAD → フマル酸 + FADH₂

この反応でFADが水素を受け取りFADH₂になり、電子伝達系に送られて1.5 ATPを生成します。ビタミンB2がないとTCAサイクルが回らず、エネルギー産生が著しく低下します。具体的には、TCAサイクル1回転で生成される30-32 ATPのうち、約5%がこの反応に依存します。

電子伝達系

FADは電子伝達系で複合体II(コハク酸-CoQ還元酵素)の補酵素として機能します。FADH₂から電子を受け取り、コエンザイムQ(ユビキノン)に渡します。

この反応でプロトン勾配が形成され、ATP合成酵素がATPを生成します。1分子のFADH₂から約1.5 ATPが生成されます。簡単に言えば、FADは「電子の運び屋」として、食べ物のエネルギーをATP(細胞のエネルギー通貨)に変換する橋渡し役を果たします。

脂肪酸のβ酸化

FADは脂肪酸β酸化でアシルCoA脱水素酵素の補酵素として機能します。つまり、脂肪をエネルギーに変える最初のステップでFADが必須です。

反応式:アシルCoA + FAD → エノイルCoA + FADH₂

この反応がないと脂肪をエネルギー源として利用できません。特に長時間の運動や絶食時には、脂肪酸が主要なエネルギー源となるため、ビタミンB2が非常に重要です。1分子のパルミチン酸(C16脂肪酸)の完全酸化には、7回のβ酸化サイクルが必要で、7分子のFADが消費されます。

抗酸化作用

FADはグルタチオン還元酵素の補酵素として、抗酸化システムを支えます。

反応式:GSSG + NADPH + H⁺ → 2 GSH + NADP⁺(FADが補酵素)

還元型グルタチオン(GSH)は活性酸素を除去する主要な抗酸化物質です。ビタミンB2が不足すると抗酸化能力が低下し、酸化ストレスが増加します。簡単に言えば、ビタミンB2は体を「サビ」から守る防御システムの一部として働きます。

ビタミンB6の活性化

ピリドキサミン5′-リン酸オキシダーゼ(FMN依存酵素)が、ビタミンB6を活性型(PLP:ピリドキサール5′-リン酸)に変換します。つまり、ビタミンB2が不足すると、ビタミンB6を摂取しても活性型にならず、アミノ酸代謝や神経伝達物質の合成に支障をきたします。

ナイアシン合成

キヌレニンヒドロキシラーゼ(FAD依存酵素)が、トリプトファンからナイアシン(ビタミンB3)を合成する経路に関与します。ビタミンB2が不足すると、ナイアシン合成も低下し、エネルギー代謝がさらに悪化する悪循環が起こります。

アミノ酸代謝

D-アミノ酸オキシダーゼ(FAD依存酵素)が、D-アミノ酸を分解します。また、複数のアミノ酸脱水素酵素がFADを補酵素として利用し、アミノ酸の代謝に関与します。

プリン代謝

キサンチンオキシダーゼ(FAD依存酵素)が、プリン塩基の最終分解産物である尿酸を生成します。この酵素は、体内の老廃物処理に重要な役割を果たします。

欠乏症と過剰症

欠乏症

主な症状:

  • 口角炎:口の端が切れて痛む
  • 舌炎:舌が赤く腫れ、痛みを伴う
  • 口内炎:口の中に炎症ができる
  • 脂漏性皮膚炎:鼻の周りや額に脂っぽい湿疹
  • 眼の症状:充血、光過敏、流涙、視力低下
  • 貧血:赤血球の産生低下
  • 成長障害:子供の成長遅延
  • 疲労感:エネルギー代謝の低下による

分子メカニズム

粘膜の炎症:口腔や舌の粘膜は細胞の入れ替わりが速く(ターンオーバー3-7日)、エネルギー不足で新しい細胞が作られず、炎症が起こります。FAD不足により、TCAサイクルとβ酸化が低下し、細胞分裂に必要なATPが不足します。

皮膚炎:皮脂腺の機能が低下し、皮膚のバリア機能が弱まります。特に皮脂分泌が盛んな鼻周辺で症状が出やすくなります。FAD依存酵素である脂肪酸脱水素酵素の活性が低下し、皮脂の合成と代謝が障害されます。

眼の症状:角膜や結膜の細胞代謝が低下し、血管新生が起こります。光を感じる視細胞の機能低下により、光に敏感になります。眼は代謝活性が非常に高い組織であり、FAD不足の影響を受けやすい器官です。

貧血:赤血球の産生には活発な細胞分裂が必要ですが、FAD不足によりエネルギーが不足し、赤血球の産生が低下します。骨髄での赤血球前駆細胞の増殖が抑制され、貧血が起こります。

疲労感:TCAサイクルと電子伝達系でのATP産生が低下し、全身のエネルギー不足が起こります。特に筋肉や脳など、エネルギー需要が高い組織で疲労感が顕著になります。

欠乏のリスク因子

  • アルコール多飲
  • 妊娠・授乳期(需要増加)
  • 高齢者(吸収率低下)
  • 激しい運動をする人(消費量増加)

過剰症

ビタミンB2は水溶性のため通常は過剰症はありません。腸管での吸収に上限があり、過剰分は速やかに尿中に排泄されます。耐容上限量は設定されていません。高用量摂取(400 mg/日以上)でも重篤な副作用は報告されていません。尿が黄色くなることがありますが、無害です。

必要量と補給

推奨摂取量

対象 推奨量(mg/日)
成人男性(18-64歳) 1.6
成人男性(65-74歳) 1.5
成人男性(75歳以上) 1.3
成人女性(18-64歳) 1.2
成人女性(65-74歳) 1.2
成人女性(75歳以上) 1.0
妊婦(付加量) +0.3
授乳婦(付加量) +0.6

需要が増加する状況

  • 激しい運動をする人(エネルギー代謝の亢進)
  • 成長期の子供(細胞分裂の亢進)
  • 妊娠・授乳期(胎児・乳児への供給)
  • 感染症・発熱(代謝亢進)
  • ストレス(コルチゾール分泌によるエネルギー需要増加)
  • アルコール多飲(吸収阻害と消費増加)
  • 甲状腺機能亢進症(基礎代謝の亢進)

サプリメント

形態:

  • リボフラビン:最も一般的、水溶性
  • リボフラビン5′-リン酸ナトリウム:FMNの形態、吸収率が高い

推奨摂取量:

  • 予防的補給:5-10 mg/日
  • 欠乏症の治療:10-30 mg/日(医師の指導下)

注意点:

  • 食事と一緒に摂取すると吸収率向上
  • ビタミンB群複合体(Bコンプレックス)での摂取が理想的
  • 光に弱いため遮光容器で保存

食品源

主な食品源

食品名 含有量(100gあたり) 1日必要量に対する割合(男性1.6mg基準)
豚レバー 3.60 mg 225%
牛レバー 3.00 mg 188%
鶏レバー 1.80 mg 113%
納豆 0.56 mg 35%
卵(1個50g) 0.43 mg 27%
牛乳(200ml) 0.30 mg 19%
ヨーグルト 0.14 mg 9%
ほうれん草 0.20 mg 13%
ブロッコリー 0.20 mg 13%
アーモンド 0.92 mg 58%

効率的な摂取のポイント

  • レバー:週1-2回食べる(50gで1日分以上)
  • 納豆:1パック(50g)で約30%摂取
  • 牛乳・ヨーグルト:200mlで約20%確保
  • 卵:1日1個で約25%摂取
  • 光を避けて保存:牛乳は紙パックが理想
  • 茹で汁も利用:スープ、煮汁として活用
  • 短時間加熱:損失最小化
  • 重曹は使わない:アルカリ性で分解

→ 詳しい調理法は:「調理003 – 脂溶性栄養素を守る調理法」で具体的なテクニックを解説しています。

他の栄養素との相互作用

協調する栄養素

ビタミンB1(チアミン):ビタミンB2がチアミンからTPPへの変換に必要な酵素の補酵素FADとして機能します。B2が不足すると、B1を摂取してもTPPに変換されず活性型にならないため、両者は協働して作用します。

ビタミンB3(ナイアシン):FADが関与するエネルギー代謝酵素は、NAD⁺(ナイアシンから合成)も補酵素として必要とします。B2とB3が同時に存在して初めて、これらの酵素が機能します。

ビタミンB6:ビタミンB6を活性型(PLP)に変換する酵素がFMN依存です。B2が不足すると、B6も不足状態になる可能性があります。

拮抗・阻害する因子

アルコール(エタノール):腸管でのリボフラビン吸収を直接阻害し、肝臓でのFAD合成を妨げます。慢性的なアルコール摂取は、ビタミンB2欠乏のリスク因子です。

抗生物質:長期使用は腸内細菌によるリボフラビン合成を阻害します。特にテトラサイクリン系抗生物質は注意が必要です。

光(紫外線・可視光線):リボフラビンを急速に分解します。透明な容器に入れた牛乳を日光に当てると、2時間で50%以上が失われます。

まとめ

    ビタミンB2はFADとFMNとして、エネルギー代謝の中心的な補酵素です。欠乏すると口角炎、舌炎、口内炎、皮膚炎、疲労感が起こりやすくなります。

実践のポイント:毎日納豆1パック、卵1個、牛乳200mlを食べることで、ほぼ1日分のビタミンB2を確保できます。レバーを週1-2回食べれば、さらに良いです。光を避けて保存し、茹で汁も利用することで、損失を最小化しましょう。

よくある質問(FAQ)

Q1. ビタミンB2の1日の必要量は?

A. 成人男性で1.6mg/日、成人女性で1.2mg/日です。納豆1パック、卵1個、牛乳200mlでほぼ1日分を摂取できます。

Q2. ビタミンB2が不足するとどうなりますか?

A. 口角炎、舌炎、口内炎、脂漏性皮膚炎、眼の充血、疲労感などが起こります。エネルギー代謝が低下し、疲れやすくなります。

Q3. ビタミンB2を多く含む食品は?

A. レバー、納豆、卵、牛乳、ヨーグルト、アーモンドなどに豊富です。レバー50gで1日分以上を摂取できます。

Q4. ビタミンB2はサプリで摂るべきですか?

A. 通常の食事で十分摂取可能ですが、乳製品や卵を摂らない人、アルコール多飲者はサプリメント(5-10mg/日)での補給が有効です。

Q5. ビタミンB2は調理で失われますか?

A. 光に非常に弱く、日光に当てると急速に分解します。牛乳は紙パックで保存し、茹で汁も利用すると損失を最小化できます。

次に読むべき記事

分子栄養学で理解を深める

  • 分子070 – ビタミンB1(チアミン):B2と協働するB1の役割を学ぶ
  • 分子027 – TCAサイクルとエネルギー:FADがコハク酸脱水素酵素でどう働くかを解説
  • 分子072 – ビタミンB3(ナイアシン):B2と協働するB3の役割を学ぶ

調理科学で実践する

  • 調理003 – 脂溶性栄養素を守る調理法:栄養素を守る調理テクニック
  • 調理065 – 疲労回復のための食事:ビタミンB群を活かしたエネルギー代謝最適化レシピ

参考文献

  • 日本人の食事摂取基準(2025年版)- 厚生労働省
  • 日本食品標準成分表2020年版(八訂)- 文部科学省
  • ハーパー・生化学 原書30版 – 丸善出版
  • 水流琴音(つることね)

    管理栄養士|分子栄養学と料理を理論から実践に落とし込んだおうちごはんが得意。栄養のいろはを詰めこんだ理系のごはん作りが好き。

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