トリプトファンとは?5つの効果効能・副作用と目安摂取量を徹底解説

トリプトファンとは?5つの効果効能・副作用と目安摂取量を徹底解説

トリプトファンという成分を知っていますか?サプリメントや薬などに入っていますよね。トリプトファンはアミノ酸の一種です。どんな効果効能や副作用があるのか、摂取する場合はどの程度摂取すればいいのか確認していきましょう。


トリプトファンという言葉を聞いたことがある人は多いと思います。トリプトファンは必須アミノ酸の一種で生体に重要な役割を果たしており、トリプトファンは多くの研究がなされています。いくつか研究を紹介しますので、その中で示唆されている5つの効果・効能を見ていきましょう。

トリプトファンとは

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まずはトリプトファンとは何かについてトリプトファンに纏わる基本的知識、歴史や事件を知っていきましょう。

トリプトファンの基本的知識、歴史、事件

トリプトファンは、1902年にHopkins氏とCoal氏が牛乳に含まれるリンタンパク質であるカゼインからトリプトファンを単離した後、EllingerとFlamandによってトリプトファンの分子構造が決定されました。L-トリプトファンは、9つの必須アミノ酸の1つです。必須アミノ酸とは人体で合成できず、食事によって供給されなければならないアミノ酸のことをいいます。タンパク質にはL異性体とS異性体という立体構造が異なる異性体が存在するのですが、L-トリプトファンを含むすべてのアミノ酸でL異性体のみがタンパク質合成に使用され、血液脳関門を通過することができます。

ヒトでは、トリプトファンは組織貯蔵率が比較的低く、体内全体のトリプトファン濃度はすべてのアミノ酸の中で最も低く、健康維持のためには少量必要になります。多くの人の一般的な摂取量は約900〜1000mg /日ですが、成人の1日当たりの推奨量は250mg/日〜425mg/日です。これは、1日当たり体重1kg当たり3.5〜6.0mgの食物摂取量に変換されます。つまり一般的な食事をしていれば十分量摂取できるということです。トリプトファンが含まれる一般的な食品にはオートミール、バナナ、乾燥プルーン、ミルク、マグロ、チーズ、パン、チキン、ピーナッツ、チョコレートなどがあります。

トリプトファンは1949年に初めて合成されましたが、1980年代初めにはトリプトファンの化学合成が発酵法に置き換えられ、得られる収量が大幅に増加し、トリプトファンのサプリメントがより製造されるようになりました。その後1988年から1989年にかけて、合成トリプトファンを摂取することに関連する好酸球筋痛症候群(EMS)が発生しました。

調査の結果、発症の原因はトリプトファンのサプリメントのメーカーの一つである日本の昭和電工株式会社がトリプトファンを合成するプロセスの中で発生した不純物にあると判断されました。トリプトファンの過剰摂取により発生したという説、自己免疫説もあり真偽のほどははっきりしませんが、EMSの流行によって、米国食品医薬品局(FDA)は、トリプトファンのサプリメントの店頭使用を禁止し、アメリカのメーカーによって製造されたトリプトファンの限定された使用にのみ許可が与えられました。その後問題が解消したとして2001年に禁止が解除されて以降、数多くの研究と臨床試験が実施されています。

トリプトファンの働きについて

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人体におけるトリプトファンの主要な役割は、タンパク質合成を構成することにあります。トリプトファンは体内のアミノ酸の中で最も低い濃度で見出されるため、比較的利用率が低く、タンパク質合成中に律速的な役割を果たすと考えられています。

そしてトリプトファンは2つの重要な代謝経路であるキヌレニン合成とセロトニン合成の前駆体として役立っています。

キヌレニン合成

タンパク質合成後、トリプトファンの2番目に普及した代謝経路はトリプトファン異化の約90%を占めるキヌレニンの合成です。キヌレニンは、多くの代謝産物の合成の鍵となる成分で、重要なものにキヌレン酸の前駆体およびキノリン酸の前駆体があります。これらの代謝産物は、他の神経伝達物質に影響を及ぼす可能性があります。それは、キヌレン酸はグルタミン酸受容体アンタゴニストであり、キノリン酸はグルタミン酸受容体アゴニストだからです。キヌレニンは他の経路の中でも、目の網膜をUV損傷から保護する紫外線(UV)フィルターとしての役割を果たすことが知られています。

セロトニン合成

哺乳動物のセロトニンの95%が消化管内に見出されていると推定されており、42%のトリプトファンしか体内のセロトニン合成に使用されていません。しかし、セロトニン合成は最も重要なトリプトファン経路の1つであり、活発に研究されています。脳内のセロトニン合成には、トリプトファンの1%のみが使用されていると推定されていますが、セロトニン濃度が比較的低いにもかかわらず、神経伝達物質としての影響が大きく、多数の精神医学的状態および心理学的プロセスに関与していると考えられています。

キヌレニン合成とセロトニン合成が2つの重要な代謝経路ですが、割合は少ないものの、生体内で役割を持っている生合成経路として他のものも紹介します。

トリプタミン合成

トリプトファンのタンパク質、キヌレニンおよびセロトニン合成の3つの主な役割に加えて、トリプタミンは、トリプトファンに由来する別の生物学的に活性な化合物です。トリプトファンの即時脱カルボキシル化により、1グラム当たり数ナノグラムという極微量のトリプタミンが合成されます。このトリプタミンはセロトニンの重要な神経調節物質です。動物実験では、トリプタミンが興奮性機能と抑制性機能のバランスのコントロールとして作用することが示されています。セロトニン、および他の場合には、トリプトファンは、セロトニン機能とは無関係の特異的受容体を有する神経伝達物質として作用します。

メラトニン合成

メラトニンは、トリプトファン/セロトニン経路で産生されるホルモンであり、日周リズムを調節し、生殖系や免疫系、消化過程、胃腸運動に影響を与えます。メラトニン合成は、青色光スペクトル(446〜477 nm)人工および太陽の両方の光の中でされます。メラトニンは夜の暗闇の間、松果体から活発に分泌され、行動、生理学、および睡眠パターンの概日リズムを調節する神経および内分泌作用を引き起こします。

NAD / NADP合成

トリプトファンはまた、補酵素ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD)およびNADホスフェート(NADP)の合成のための基質としての役割を果たす.NADおよびNADPは、すべての生きた細胞における電子伝達反応に必須の補酵素です。これらの酵素は、摂取したトリプトファンから、またはナイアシン(ビタミンB3)の摂取から新規に合成することができます。

ナイアシン合成

トリプトファンは、キヌレニン/キノリン酸経路によるナイアシン合成の基質として作用することができます。しかし、これはトリプトファンの効率的でない使用です。ナイアシンの1ミリグラムを生成するには約60mgのトリプトファンが必要です。ナイアシンの推奨1日当たりの許容量は、男性でわずか16mg /日、女性で14mg /日です。米国では、食物からのナイアシン摂取量の中央値は、男性では約41mg /日、女性では28mg /日であり、トリプトファンからのさらなる合成の必要性はほとんどありません。

その他の代謝機能

キヌレニン合成からナイアシン合成について見てきました。その他の代謝機能についても紹介します。

トリプトファンは、他にも神経伝達物質および中枢神経系化合物にも影響を及ぼします。ドーパミン、ノルアドレナリンおよびベータエンドルフィンは、トリプトファンの経口投与後に増加することが示されています。セロトニン合成により、トリプトファンはまた、内分泌系およびコルチゾールならびにプロラクチンおよび成長ホルモンの調節に関与すると考えられています。

まとめますと、トリプトファンは人体内の20種類のアミノ酸の中で、最小濃度で存在しますが、幅広い効果があり、代謝機能にとって重要な要素です。トリプトファンは、タンパク質、セロトニン、およびキヌレニン合成の3つの大きな機能がありますが、具体的にトリプトファンがどのような効果効能があるかを次に記します。

トリプトファンの5つの効果効能

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トリプトファンは先ほど述べた通り様々な合成経路を経てキヌレリン、セロトニン、メラトニン、ナイアシンなどの物質に合成されます。それぞれの物質は効果が重複することもありますが、月経前症候群の気分改善、片頭痛の緩和、不眠、時差ぼけ、代謝改善効果が考えられます。

①月経前症候群の気分改善

トリプトファン摂取によって月経前症候群の不快な気分や気分変動を改善するという論文がありますので紹介します。

Steinbergらは、月経前症候群の治療にトリプトファン(6g /日)の有効性を評価するために、無作為化二重盲検プラセボ対照試験をおこなった結果、トリプトファンを投与された患者は、プラセボを投与された患者と比較して有意に不快な気分、気分変動を減少させました。これらの影響は、月経周期の後期黄体期におけるキヌレニン合成の増加の結果であると考えられています。(Steinberg S, Annable L, Young S, et al. A placebo-controlled clinical trial of tryptophan in premenstrual dysphoria. Biol Psychiatry. 1999;45:313–20)

②片頭痛の緩和

セロトニンは血管平滑筋を収縮させる効果があります。セロトニンという名はSerum(血清)+tone(緊張)から名付けられています。脳血管が何らかの影響で拡張することで片頭痛が引き起こされますが、セロトニンは異常拡張された血管が収縮することで改善させます。トリプトファン摂取によりドーパミン、ノルアドレナリン、ベータエンドルフィンが増えることは前述しましたが、これらには鎮痛作用がありますので、その影響も考えられます。

③不眠の改善

トリプトファンから生合成されるメラトニンはGタンパク質共役型の受容体を介して生理作用を発揮します。哺乳類には2種類のメラトニン受容体が発見されていますが、どちらの受容体でもメラトニンと結合するとGiを活性化してアデニル酸シクラーゼ活性が低下し、細胞内cAMP濃度が低下します。これにより脳の興奮は抑制され眠りに繋がります。

④時差ぼけ

メラトニンの体内濃度は1日のサイクルで変化しており、いくつかの生物学的機能に概日リズム(サーカディアンリズム)を持たせています時差ぼけはサーカディアンリズムが乱れることによってメラトニンの自然な眠りに誘うため他の睡眠薬とは違い副作用が少ないと考えられています。このメカニズムを利用した医薬品にはロゼレム®があります。

⑤代謝の改善

トリプトファンから生合成されるナイアシン(ニコチン酸,ニコチンアミド)誘導体にはニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD)およびニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸(NADP)が含まれ,これらは酸化還元反応における補酵素で、これらは細胞代謝に不可欠です。ナイアシン欠乏症となるとペラグラといって、認知機能の低下、皮膚に発疹ができ下痢、悪心嘔吐が現れます。通常の食事を摂っている間は欠乏症にはなりませんが、ダイエットによってナイアシンが不足することはあり得ますのでサプリメントとして摂っておきたいですね。

トリプトリズム

トリプトファンが使用される8つの疾患

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日本ではトリプトファンはあくまでサプリメントとしての効果しか謳えませんが、アメリカで疾患の治療に役立てるための研究がされていますので、いくつか紹介します。ただしFDAが認めているわけではありません。

トリプトファンは疼痛、不眠症、うつ病、季節性情動障害、過食症、注意欠陥/多動性障害、および慢性疲労の治療などの広範囲にわたって研究されています。一般医薬品として、うつ病、痛み、不眠症、多動性障害、摂食障害のための自然療法として広く使用されています。

研究の結果、トリプトファンが含まれる食物の摂取ではトリプトファンの生体利用率にほとんど影響を与えないということが分かっています。しかし、トリプトファン単体(サプリメント)の投与の研究は多くされており、多数の臨床研究およびホメオパシーの研究で焦点を当てられています。最初期の研究の1つに、Lauer氏らがトリプトファン投与とモノアミンオキシダーゼ阻害薬(MAOI)であるイプロニルを組み合わせて統合失調症の治療反応を高める試みがありました。MAOI単独と比較した併用療法の成功により、研究者はトリプトファン治療の脳機能への影響に対する認識は変わりました。

気分障害(①大うつ病、②双極性障害、③統合失調症)

臨床障害および症候群の治療のためのトリプトファンの治療的使用は、抑うつ障害および関連状態の処置のためのトリプトファン摂取に主に集中しています。トリプトファンの最も頻繁な臨床用途の1つは、大うつ病の治療でした。しかしながら、トリプトファン治療の有効性の臨床所見は有効である研究と有効ではないとする研究が混在しています。

トリプトファンは、多くの試験において三環系抗鬱剤と同程度に有効であることが判明しており、トリプトファンとアミトリプチリンの効果は単独でも組み合わせてもプラセボより優れていることが判明しています。しかし、抗うつ薬は抑うつ症状の治療に一貫性のない有効性を示しています。トリプトファンと電気痙攣療法(ECT)との併用に関する研究でも、矛盾した知見が得られています。

ある研究では、トリプトファン(3g /日)とニコチンアミドを4週間併用したうつ病患者では、ECTを週2回おこなった患者と比較して有意にうつ尺度を低下させたことが示された。逆に、別の研究では、ECTを1日2回おこなった患者は、トリプトファン(6g)とピリドキシンを併用した1日1回投与の患者と比較して有意に改善した。さらに別の研究では、トリプトファン単独(6g /日)で治療したうつ病患者では、ECT単独と比較して有意差はなかった。

トリプトファンと三環系抗鬱剤またはECTとの効果の混合結果とは対照的に、トリプトファンはモノアミンオキシダーゼ阻害剤(MAOI)と組み合わせてより効果的であることが示されています。トリプトファンとMAOIとの治療的組み合わせの結果は、うつ病の治療において最も成功した結果を示していますが、ほとんどの臨床研究では、うつ病の治療のためのトリプトファンの有効性に関して混在した結果となりました。これらの混在した結果は、部分的には、有効性の判定を可能にするのに不十分な時間を使用した欠陥のある試験デザインおよび試験によるものであるとしています。研究内および試験間の一貫性のない診断などの方法論的差異も、結果が混在しています。この結果をまとめると、軽度から中程度の抑うつ症状を改善するのにトリプトファンが有効であるが、重度の抑うつ症状は改善しないという証拠です。

④季節性情動障害

トリプトファンは、季節性情動障害の治療にうまく使用されており、光線療法と同様に有効である可能性があるという研究があります。

1つのオープンラベル研究では、季節性(冬)パターンの再発性大うつ病性障害のDSM-IV基準を満たした16人の患者を、光線療法で2週間治療した。この光線療法の一部または非応答者に対する治療は、トリプトファン(3g /日)で2週間増強され、治療に対する顕著な反応を示した。第2の研究では、季節性パターンのうつ病は、光線療法とトリプトファンを併用して治療した。半分は2週間の光線療法を受け、残りの半分は4週間のトリプトファン治療を最初に受けた(治療間に1週間のウォッシュアウトを伴う)。患者の3分の1はどちらの治療に対しても反応を示さなかったが、患者の半数以上が治療の順序にかかわらず、両方の治療で有意な改善を示した。

睡眠障害(⑤入眠障害、⑥不眠、⑦睡眠時無呼吸症候群)

トリプトファンはまた、睡眠障害の治療に使用されており、メラトニン機構を介して治療効果をもたらすと考えられています。睡眠潜時(覚醒状態から眠りに入るまでの所要時間)の改善が報告されているのは、投与量が1gと少なく、第IV期(深い眠り)が改善されたときのトリプトファンの投与量は250mgという低用量で報告されています。トリプトファン治療の重要な特徴は、トリプトファンは、睡眠障害のために投与される他の多くの薬物療法とは異なり、認知能力を制限せず、覚醒が睡眠から阻害されることもないという点です。

そして、もう一つ特徴的なことは、睡眠時無呼吸症候群(SAS)の中でも中枢性睡眠時無呼吸症候群(CSA)ではなく閉塞性睡眠時無呼吸症候群(OSA)において有意な改善をもたらすというところです。SASにはCSAとOSAの2種類あるのですが、SASの大部分はOSAであり、9割程度がOSAであるとされています。

睡眠時に投与されるはトリプトファンの平均投与量は2.5mgで投与後、閉塞性睡眠時無呼吸症候群を有する患者は有意な改善を示したが、中枢性睡眠時無呼吸症候群の患者では改善を示しませんでした。

⑧禁煙

禁煙治療を受けている患者では、トリプトファン(50mg / kg /日)を高炭水化物食品と組み合わせると、禁断症状の不安や重症度を軽減し、禁煙やタバコの数を減らすことが報告されています。

一方で、トリプトファン治療では、ブラキシズム(歯ぎしり)には影響を及ぼさないと報告されており、慢性筋膜痛にも影響を与えないことが示されています。

トリプトファンの副作用

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トリプトファンの副作用には、興奮、混乱、下痢、発熱、反射亢進、協調運動不全、不穏、 震え、発汗、痙攣、嘔吐が起きる可能性がありますので、摂取後このような症状が現れましたら速やかに病院を受診してください。

過剰摂取は危険?トリプトファンの摂取方法と1日目安摂取量

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トリプトファン事件の原因の一つにトリプトファンの過剰摂取が考えられており、過剰摂取によりEMSが起きる可能性があります。過剰摂取がどのくらいの量に当たるかは個人差があるため、一概には言えませんが、食事から摂取する場合ではまず過剰摂取にはならないでしょう。

摂取方法と摂取する時間ですが、トリプトファンは炭水化物と一緒に摂取すると効率が上がり、タンパク質と一緒に摂取すると下がるという研究結果があります。トリプトファン/CAAs(competing amino acids;競合アミノ酸)比が高ければ効率が高いということになります。

炭水化物とトリプトファン/CAAs比、摂取時間についての研究にはこのようなものがあります。

トリプトファンの生体利用率を変える要素に、炭水化物とタンパク質の食事の能力は、摂取の時間に依存する可能性がある。ある研究では、カロリーは同じ3つの高炭水化物の食事を1日に渡って比較すると、最初の食事の後にのみトリプトファン/ CAA比が上昇することが示された。別の研究では、20%のタンパク質または500 kcalの炭水化物からなる夕食は、トリプトファン/ CAA比に有意な影響を及ぼさないことを示した。対照的に、その後の研究では、標準的な朝食を8時に、昼食を4時間後に投与する試験をした結果、デンプン(炭水化物63%)またはショ糖(炭水化物73%)の試験ランチは、次の5時間でトリプトファン/ CAA比を有意に増加させたが、昼食にタンパク質(47%タンパク質)を摂取することで4時間後にトリプトファン/CAAs比を有意に減少させた。前者の2件の研究ではエネルギー換算の食事を使用していたが、後者の食事では矛盾した結果の原因となる可能性がある。後者の研究での朝食は220kcalであり、デンプンおよびショ糖の試験食はそれぞれ632および672kcalであり、タンパク質の食事は615kcalであった。トリプトファンの生物利用率の変化は、食物摂取によってある程度まで操作することができると示唆されているが、トリプトファンやタンパク質や炭水化物を介したCAAの通常の変化は、健康な個人の行動に顕著に影響を受ける。

この一連の研究では、
・トリプトファンとタンパク質を摂取すると効率が悪くなること
・朝にトリプトファンと炭水化物を摂取することが効果的であること
が示されています。

トリプトリズム

まとめ

トリプトファンはありふれたアミノ酸ではありますが、体内に重要な働きがあり摂取することで様々な効果があることがお分かりいただけたと思います。

疾患に対する臨床研究を紹介しましたが、それは疾患の治療目的でトリプトファンのサプリメントを摂取することを推奨しているわけではありません。サプリメントの過剰摂取によるEMSによる死亡の可能性が否定されていない以上、治療量として使用されている5~6gを医療施設以外で摂取することは危険です。

健康に過ごすために必要な量は一般的な食事で摂れますが、過剰に摂取すると健康を損ねることになりますのでトリプトファンのサプリメントを摂取したい方は医師、薬剤師にも相談してみましょう。

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この記事のライター

薬剤師をしています。ヘルスケア分野の情報をわかりやすく説明します。

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