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三価のクロムは栄養的に不可欠なミネラルとして認識されているが、それが体内でどのように機能するのかについては未だに正確にわかっていない。クロムのもっとも一般的な形態は三価クロムと六価クロムである。三価クロムは食品中での主な形態であり、人体で利用される形態でもある。六価クロムは三価クロムをアルカリ性のpHにおいて加熱することによって得られ、工業用クロムの原料として使用される。強い刺激性があり、吸入すると発がん性を示すことがわかっている。低濃度では、食品中や胃の酸性環境における物質を還元することで六価クロムは三価クロムにたやすく還元され、それによって六価クロムの摂取が防がれている(1-3)

機能

生物学的活性型の形態のクロムは、インスリンの効果を増進してブドウ糖の代謝に関わる。インスリンは、食後等の血糖値の上昇によって膵臓の特殊な細胞から分泌される。インスリンは細胞表面のインスリン受容体と結合し、それによって受容体を活性化させ、細胞によるブドウ糖の取り込みを促す。インスリン受容体との相互作用を通して、インスリンは細胞にエネルギーとしてブドウ糖を供給し、血糖値の上昇を防ぐ。炭水化物(ブドウ糖)の代謝への効果に加えて、インスリンは脂肪やタンパク質の代謝にも影響する。インスリンへの反応が低下したり、インスリン感受性が低下したりすると、インスリン非依存型糖尿病(NIDDM)としても知られる耐糖能異常(境界型糖尿病)や、2型糖尿病になる可能性がある。2型糖尿病は、血糖値の上昇とインスリン耐性が特徴である(1)

生物学的活性型クロムの正確な構造は不明である。最近の研究では、低分子量クロム結合物質(LMWCr)がインスリン受容体のインスリンに対する反応を促進している可能性が示されている。以下はインスリンの作用に対するクロムの効果として提案されたモデルである(下図)。まず、不活性型インスリン受容体がインスリンと結合することで活性型に変わる。インスリン受容体とインスリンの結合は、細胞へのクロムの移動を刺激し、クロムのないLMWCrであるapoLMWCrがクロムと結合することになる。いったんクロムと結合すると、LMWCrはインスリン受容体と結合し、そのチロシンキナーゼ活性を増進する。LMWCrがインスリン受容体を活性化させる能力は、そのクロム含有量に依存する。血糖値の正常化によってインスリン濃度が減少すると、LMWCrはその効果を終了させるために細胞から放出されるのかもしれない(4)。その後の研究では、インスリンによって刺激されるブドウ糖輸送体の細胞膜への移動を促進することで、クロムがインスリンの作用を強めていることが示された(5)。インスリンの作用におけるクロムの効果のメカニズムは、現在研究中である(5-7)

Figure 1. A Proposed Model for the Potential Effects of Chromium on Insulin Action. 1. Insulin binds to and activates the insulin receptor. 2. Insulin receptor activation stimulates the movement of chromium into the cell. 3. Chromium binds to a peptide known as Apo-LMWCr* (Apo-LC). 4. Functional LMWCr (LC) binds to the insulin receptor and enhances its activity.  *LMWCr = low-molecular weight chromium-binding substance. Figure adapted from Vincent, J.B. Quest for the molecular mechanism of chromium action and its relationship to diabetes. Nutr Rev. 2000; 58: 67-72.

栄養成分との相互作用

クロムは鉄の輸送タンパク質であるトランスフェリンの結合部位の1つで鉄と競合する。しかしながら、年配(中高年)の男性に925μg/日のクロムを12週間にわたって服用してもらった結果では、鉄の栄養状態を示す値に重大な影響はなかった(8)。より若い男性の研究では、200μg/日のクロムを8週間にわたって服用した後に、鉄と飽和しているトランスフェリンがわずかに減ったとの結果になったが、この問題を長期間調べた研究はない(9)。遺伝性ヘモクロマトーシスにおける鉄の過負荷は、トランスフェリンとの結合をめぐってクロムと競合することで、クロム輸送を妨げている可能性がある。このことから、クロム輸送の減少が遺伝性ヘモクロマトーシスに伴う糖尿病に関わっているのではないかという仮説が導かれた(1)

ビタミンC

ビタミンCと同時摂取すると、動物でのクロムの摂取が強化される(3)。3人の女性の研究では、100mgのビタミンCを1mgのクロムとともに摂取すると、ビタミンCを同時に摂らない場合に比べて血漿中のクロム濃度が高くなった(1)

炭水化物

複合糖質(未精白穀物など)に富む食事に比べて、単糖(ショ糖など)を多く含む食事は成人の尿へのクロムの排出を増加させることになる。これは、複合糖質より単糖の消費にインスリン分泌が増加することと関係している可能性がある(1)

欠乏症

クロムの欠乏症は、点滴液にクロムが補われていない静脈栄養補給を長期間受けた3人の患者で報告されている。これらの患者は異常なブドウ糖消費を示し、クロムの補給に反応してインスリンの所要量が増えた。加えて、栄養失調の幼児における耐糖能異常は、塩化クロムの経口投与に反応を示す。クロムがインスリンの作用を強化するようであること、およびクロム欠乏症が耐糖能異常になることから、クロムの不足は2型糖尿病の進行に寄与する要素であると仮定されてきた(1,10)

男性ランナーを調べたいくつかの研究では、尿中へのクロムの排出は持久運動によって増え、定期的に運動をする個人にはクロムがより必要である可能性を示唆している(11)。より最新の研究では、抵抗運動(ウェイトリフティング)が中高年男性で尿中へのクロムの排出を増やすことがわかっている。しかしながら、クロムの吸収もまた増加し、抵抗運動の結果としてのクロムの損失はほとんどなかった(12)

現在では、クロムの栄養状態を決定する感度のよい正確な試験が不足していることから、クロムの不適切な摂取の効果とクロム欠乏症のリスク要因に関する研究は限られている(1,3)

目安量(AI)

クロムの必要性に関して推奨量(RDA)を設定するための情報の不足により、米国食品栄養委員会は目安量(AI)を通常の食事におけるクロムの含有量に基づいて設定している(1)

表1 クロムの目安量(AI)
ライフステージ 年齢 男性(μg/日) 女性(μg/日)
乳児 0-6ヵ月 0.2 0.2
乳児 7-12ヵ月 5.5 5.5
幼児 1-3歳 11 11
子供 4-8歳 15 15
子供 9-13歳 25 21
青少年 14-18歳 35 24
成人 19-50歳 35 25
成人 51歳以上 30 20
妊婦 18歳以下 - 29
妊婦 19歳以上 - 30
母乳授乳女性 18歳以下 - 44
母乳授乳女性 19歳以上 - 45

疾病の予防

耐糖能異常と2型糖尿病

耐糖能異常を持つ患者を対象とした15の対照試験のうち12の試験で、クロムの補給がブドウ糖消費の値を向上させたり、血中脂質プロフィールに有益な効果があることがわかった(13)。耐糖能異常とは、正常なブドウ糖調節と明白な糖尿病との間のメタボリックな状態をいう。一般に、血糖値が正常より高いが、糖尿病と診断されるには低い状態である。耐糖能異常は心血管疾患のリスク上昇を伴うが、糖尿病のその他の典型的合併症は伴わない。耐糖能異常を持つ個人の約25%から30%が、最終的には2型糖尿病を発症する(14)。一般的に、多様な形でのクロムの補給を約200μg/日の用量で2~3ヶ月行うと、有効であることがわかっている。いくつかの研究における効果のバラ付きや効果がなかった理由ははっきりしないが、クロムの欠乏のみが耐糖能異常の原因として知られているわけではない。加えて、クロムの栄養状態の正確な測定がないことが、クロムの補給によって最も恩恵を受けるであろう患者の識別の妨げになっている(3,15)。最近の15のランダム化臨床試験をメタ分析した結果では、糖尿病でない個人にはブドウ糖やインスリンの濃度にクロムが何の影響もおよぼさないことが報告されている(16)

心血管疾患

耐糖能異常と2型糖尿病は、脂質プロフィールの悪化や心血管疾患のリスクの増大と関連する。クロムの補給が脂質プロフィールに及ぼす影響を調べた研究は、結果の不整合が著しい。ある研究では血清総コレステロール量、LDLコレステロール量、および中性脂肪量の減少またはHDLコレステロール量の増加を示すが、他の研究では何の効果も見られない。クロムの補給に対するそのような脂質およびリポタンパク質濃度の不整合な反応は、クロムの栄養状態の違いを反映している可能性がある。食事からのクロムの摂取が不十分な個人のみが、クロムの補給によって脂質プロフィールに有効な結果を得るということが考えられる。

健康上の訴求点

筋肉量の増加

クロムの補給が除脂肪体重を増加させ体脂肪を減少させるという主張は、クロムとインスリンの作用との関係に基づく(「機能」の項参照)。ブドウ糖の代謝に影響をおよぼすだけでなく、インスリンは脂肪やタンパク質の代謝にも影響することが知られている。少なくとも12のプラセボ対照試験では、運動有りまたは無しでクロムの補給(ピコリン酸クロム200-1,000μg/日)を行って除脂肪体重および体脂肪の値への効果を比べた。一般に、体脂肪と除脂肪体重を最も感度良く正確に測定する方法(二重エネルギーX線吸収測定法(DEXA)やハイドロデンシトメトリー(水中体重秤量法)を用いた研究では、クロムの補給が体組成に与える有益な効果は示されていない(2,17)

体重減少の促進

クロム補給の対照試験(ピコリン酸クロム200-400μg/日)では、体重や体脂肪の減少に有益な効果はほとんど示されていないし(18)、ヒトの体重が減少したという主張は誇張されているようである。1997年には、ピコリン酸クロムがヒトの体重および脂肪の減少を促進するという主張には裏付けがないと米国連邦取引委員会(FTC)が断定した(2,15,17)。その後、ピコリン酸クロム補給に関する10のランダム化二重盲検プラセボ対照試験のメタ分析で、ピコリン酸クロムによって1.1kgの体重減少がみられたことが判明した。しかしながら、そのようなわずかな変化は臨床的に関連があるとはいえない可能性がある(19)。そして最近の研究では、ピコリン酸クロムの補給がスルホニル尿素剤を服用している2型糖尿病患者の体重増加を緩和すると報告されている(20)

疾病の治療

2型糖尿病

2型糖尿病は高い血糖値とインスリン抵抗性が特徴である。2型糖尿病患者のインスリン濃度は健康な個人より高いかもしれないが、インスリンの生理学的効果は低下している。クロムはインスリンの作用を強めることが知られているので、クロムの栄養状態と2型糖尿病の関係は科学的に考慮すべき対象となっていた。2型糖尿病患者は健康な個人よりもクロムの尿中への排出率が高いことがわかっており、2年以上にわたって患っている場合は特にそうである(21)。1997年以前は、よく計画された2型糖尿病患者へのクロム補給に関する研究で血糖値調整に何の向上も見られなかったが、インスリン濃度の減少と血液脂質プロフィールの向上にいくつかのエビデンス(根拠)が示された(22)。1997年に中国で行われたプラセボ対照試験の結果、2型糖尿病の治療にクロム補給が有益である可能性が示された(23)。180人の試験参加者が、プラセボまたは200μg/日および1,000μg/日のピコリン酸クロムを服用した。4ヶ月後、プラセボ(偽薬)を服用した人よりも1,000μg/日の補給をした人の方が血糖値が15~19%低下した。200μg/日の服用をした人はプラセボを服用した人と比べて血糖値に大きな差がなかった。ピコリン酸クロムを200μg/日または1,000μg/日服用した人のインスリン濃度は低かった。長期間の血糖調整を測定するグリコヘモグロビン濃度もクロム補給をしたグループの方が低く、1,000μg/日の服用をしたグループでは特にそうであった。中国人試験対象者のクロムの栄養状態が評価されていない上、肥満の割合が米国における2型糖尿病患者に典型的に見られるよりもずっと低いため、これらの結果を米国に当てはめることは困難である。2型糖尿病の治療におけるピコリン酸クロムの効用を調べたその後の研究がある。15の臨床研究のうち、中国での研究を含む13の研究でピコリン酸クロムが糖尿病患者の血糖調整の少なくとも1つの測定値を向上させることが最近のレビューで報告された(24)。ピコリン酸クロムはその他のクロムサプリメントよりも生物学的に利用可能で、したがってより有効である可能性がある。しかしながら、2型糖尿治療病にクロムが有効かを決定するための2型糖尿病に対するクロム補給の大規模なランダム化対照試験が必要である。

妊娠糖尿病

妊娠糖尿病へのクロム補給の効果を調べた研究はほとんどない。妊娠糖尿病は約2%の妊婦に発生し、通常は妊娠期間の第二もしくは第三の三半期にみられる。発達中の胎児への悪影響を防ぐために、血糖値は厳しく調整されなければならない。出産後、耐糖性は一般的に正常に戻る。しかし、妊娠糖尿病を経験した妊婦のうち30~40%が、5~10年以内に2型糖尿病を発症する。妊婦の観察研究では、妊娠後期における耐糖能測定値またはインスリン測定値と血清クロム濃度が関連しているという結果はみられなかったが、血清クロム濃度は組織中のクロム濃度を反映していない可能性がある(25)。8週間にわたって毎日体重1kgあたり4μgのピコリン酸クロムを補給した妊娠糖尿病の妊婦は、空腹時血糖値およびインスリン濃度がプラセボを服用した妊婦よりも低かった。しかしながら、重大な高血糖を正常化するには、ピコリン酸クロムよりもインスリン療法の方が必要である(2,26)

摂取源

食品の摂取源

食品中のクロムの量は変動が大きく、比較的少数の食品でのみ正確に測定されている。現在では、食品中のクロム含有量の大規模なデータベースはない。加工肉、未精白穀物製品、すぐに食べられるふすま入りシリアル、サヤインゲン、ブロッコリ、およびスパイスがクロムを比較的豊富に含む。ショ糖や果糖といった単糖を多く含む食品はクロムが少ないだけでなく、クロムの損失を促進することすらわかってきた(2)。米国でのクロムの推定平均摂取量は、成人女性で23~29μg/日、成人男性で39~54μg/日である(1)。下にいくつかの食品のクロム含有量をマイクログラム(μg)で示す(27)。同じ食品でもサンプル群ごとにクロム含有量が大きく異ることがわかっているため、下表の数字は食品のクロム含有量の目安として捉えなければならない。

表2 Some Food Sources of Chromium
食品 分量 クロムの量(μg)
ブロッコリ 約120ml 11.0
サヤインゲン 約120ml 1.1
ジャガイモ マッシュポテト約240ml 2.7
ぶどうジュース 約240ml 7.5
オレンジジュース 約240ml  2.2
牛肉 約85g 2.0
七面鳥の胸肉 約85g 1.7
七面鳥のハム(加工品) 約85g 10.4
ワッフル 1個(約70gまで) 6.7
ベーグル 1個 2.5
イングリッシュマフィン 1個 3.6
皮付きリンゴ 中サイズ1個 1.4
バナナ 中サイズ1個 1.0 

サプリメント

三価クロムは、塩化クロム、ニコチン酸クロム、ピコリン酸クロム、および高クロム酵母などの形態で、サプリメントとして入手可能である。これらは、単体のサプリメントまたは他の成分との組み合わせのサプリメントとして販売されている。服用量は通常、クロム元素の量として50~200μg/日である(28)。ニコチン酸クロムとピコリン酸クロムは、塩化クロムよりも生物学的に利用しやすい可能性がある(17)。耐糖能異常や2型糖尿病の研究の多くでは、ピコリン酸クロムがクロム源として使用された。しかし、ピコリン酸クロムのサプリメントの長期間使用に関する安全性について、懸念が示されている(「安全性」の項参照)。

安全性

毒性

六価クロムは発がん性物質であると認識されている。塵に含まれる六価クロムにさらされると、肺がんの発生が増え、皮膚の炎症(皮膚炎)を引き起こすことが知られている。対照的に、三価クロムは人体に有害であるというエビデンスはほとんどない。食品やサプリメントからの三価クロムの過剰摂取で副作用があったという説得力のある報告がないので、米国医学研究所の食品栄養委員会(FNB)はクロムの許容上限摂取量(UL)を設定していない。情報が限られているので、FNBは三価クロムのサプリメントの大量摂取によって副作用がおこる可能性も認識し、注意を促している(1)

長期の三価クロム補給による安全性への懸念の大部分は、いくつかの細胞培養研究から出たものであり、三価クロム、特にピコリン酸クロムがDNAの損傷を増大させる可能性を示唆している(29-31)。現在、三価クロムが生体組織のDNA損傷を増やすというエビデンスはない(1)。ピコリン酸クロムを400μg/日摂取した10人の女性の研究では、酸化されたDNAの塩基に対する抗体として測定されるDNAの酸化損傷が増えたというエビデンスはなかった(32)

いくつかの研究では、毎日最大1,000μgのクロムを数ヶ月服用しても安全であったことが示されている(23,33)。しかし、ピコリン酸クロムへの重大な薬害反応の単独報告もいくつかある。ピコリン酸クロムとしてクロムを6週間にわたって600μg/日摂取した5ヶ月後に、腎不全が報告された(34)。また、ピコリン酸クロムとしてクロムを4~5ヶ月間1,200μg~2,400μg/日使用した後に、腎不全と肝機能障害が報告された(35)。さらに、24才の健康な成人男性がピコリン酸クロムを含むサプリメントを2週間摂取したところ、可逆性の急性腎不全を発症したと報告された(36)。腎臓や肝臓に既存の疾患がある個人は副作用のリスクが高まるかもしれないので、サプリメントでのクロムの摂取を限定すべきである(1)

薬物相互作用

ヒトでのクロムに関する薬物相互作用については殆ど知られていない。炭酸カルシウムや、制酸薬を含む水酸化マグネシウムの大量摂取は、ラットではクロムの吸収を減少させる。対照的に、アスピリンおよびインドメタシン(非ステロイドの抗炎症薬)はともにラットでのクロムの吸収を増大させる(3)

ライナス・ポーリング研究所の推奨

ヒトにおけるクロムの栄養状態を感度良く示す指標がないことから、健康を最大に増進するであろうクロムの摂取量を決定することは困難である。大部分の栄養素の一日摂取量(DV)を100%含むマルチビタミンやマルチミネラルのサプリメントを摂取するというLPIの推奨に従えば、60-120μg/日のクロムが一般的に摂取できる。これは成人女性で20-25μg、成人男性で30-35μg/日という目安量を大きく上回る。

中高年(50歳より上)

年齢が高くなるとクロムの需要も増えるのかどうかは知られていないが、髪、汗、および尿のクロム濃度は年齢とともに減少するという研究がある(37)。大部分の栄養素の一日摂取量(DV)を100%含むマルチビタミンやマルチミネラルのサプリメントを摂取するというLPIの推奨に従えば、大部分の中高年に十分な量のクロムが摂れる。

耐糖能異常や2型糖尿病は潜在的に重大な健康上の問題を伴うので、これらの症状を治療するために高用量のクロムサプリメントの摂取を検討している個人は、有資格のヘルスケア提供者と連携して摂取すべきである。


Authors and Reviewers

Written in April 2003 by:
Jane Higdon, Ph.D.
Linus Pauling Institute
Oregon State University

Updated in September 2007 by:
Victoria J. Drake, Ph.D.
Linus Pauling Institute
Oregon State University

Reviewed in September 2007 by:
Richard A. Anderson, Ph.D.
Lead Scientist
Beltsville Human Nutrition Research Center
Beltsville, Maryland

Copyright 2001-2019  Linus Pauling Institute


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