バイオアベイラビリティとは？
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バイオアベイラビリティとは、有効成分が吸収され、作用部位で利用可能になる速度と程度のことです1。絶対バイオアベイラビリティは製品を静脈内投与の基準と比較し、相対バイオアベイラビリティはある製剤を別の製剤と比較します1。溶解性、腸管透過性、腸壁と肝臓での代謝、食事はいずれも、摂取した化合物がどれだけ血流に到達するかを左右します2,3,4。
バイオアベイラビリティはどのように測定されますか？
米国食品医薬品局（FDA）は、バイオアベイラビリティ（BA）を、有効成分または活性部分が医薬品から吸収され、作用部位で利用可能になる速度と程度と定義しています1。経口製品の場合、通常は時間を追って採血し、得られた血漿中曝露プロファイルを適切な基準製品のものと比較して測定します1。血漿中濃度曲線下面積（AUC）と最高濃度（Cmax）が、吸収の程度と速度を表す標準的な指標です2。
基準が数値の意味を決めます。静脈内投与の基準を用いた試験は絶対的バイオアベイラビリティを定義し、ある製剤を別の製剤と比較する試験は相対的バイオアベイラビリティを示します1。「三倍よく吸収される」といった相対的な数値は別の製剤との比較であり、それだけでは化合物がどれだけ血流に到達したかを示すものではありません1。
血漿中濃度推移が捉えるのは吸収だけではありません。製品からの物質の放出と、物質が全身循環に到達する前に生じる変化の両方を反映します1。
| 絶対バイオアベイラビリティ | 相対的バイオアベイラビリティ | |
|---|---|---|
| 参考資料 | 静脈内投与の基準製剤1 | 同じ化合物の別の製剤1 |
| わかること | 化合物のうち全身循環に到達する割合1 | ある製剤が別の製剤より多く届けるか、少なく届けるか1 |
| 主な測定項目 | AUCとCmax2 | AUCとCmax2 |
| 主な用途 | 化合物とその投与経路の特性評価1 | 新しい製剤と既存の製剤の比較1 |
なぜバイオアベイラビリティが低い化合物があるのですか？
最初の限界を決めるのは二つの物理的性質です。ICH M9ガイドラインを通じて国際的に採用されている生物薬剤学分類システム（Biopharmaceutics Classification System、BCS）は、原薬を水への溶解性と腸管透過性によって分類します2。絶対的バイオアベイラビリティが85%以上である物質は、高透過性とみなされます2。
連邦規則は、製品の性能が低くなりうるさらなる理由として、低い水溶性、遅い溶出、粒子径、結晶形、吸収を助けるまたは妨げる添加剤、消化管の一部分に限られた吸収、消化管の一部での不安定性を挙げています3。同じ規則は、吸収の過程で腸壁や肝臓において化合物が速やかに代謝されること、すなわち初回通過代謝も挙げています3。ターメリック（Curcuma longa）の主な活性化合物であるクルクミンは広く研究されている例で、そのバイオアベイラビリティの低さは肝臓と腸壁での速やかな代謝によるものとされています6。
| BCSクラス | 溶解性 | 透過性 |
|---|---|---|
| クラスI | 高 | 高 |
| クラスII | 低 | 高 |
| クラスIII | 高 | 低 |
| クラスIV | 低 | 低 |
栄養補助食品のバイオアベイラビリティはどのように扱われますか？
科学は同じですが、監督の仕組みは異なります。米国の法律では、FDAには栄養補助食品を販売前に承認する権限がなく、健康強調表示など特定の種類の表示を除き、サプリメントの表示も承認しません8。そのため、サプリメントの表示にあるバイオアベイラビリティの主張は、販売前にFDAの審査を受けていません8。
栄養素も、バイオアベイラビリティが食事と個人にどれほど左右されるかを示しています。鉄の貯蔵がない人では、鉄のバイオアベイラビリティは混合食で14から18%、菜食で5から12%と推定されています5。同じレビューでは、個人の鉄の状態は食事の組成よりも鉄吸収に大きな影響を与えていました5。
サプリメントからの吸収を高める要因、低める要因は何ですか？
公表された研究は、繰り返し現れるいくつかの要因を示しています。一つは食品です。食事によって吸収が変わりうるため、医薬品開発者は専用の食事の影響試験を行います1。共存する化合物がもう一つの要因で、製剤そのものが三つ目の要因です6,7。
- 単回食の試験は、一つの食品成分の影響を過大に示す傾向があります。多様な食事による複数回食の試験では、鉄に対する個々の促進因子や阻害因子の影響はより小さいものでした5。
- 1998年のPlanta Medicaに掲載されたピペリン併用クルクミンの研究では、クルクミン単独では被験者の血清中濃度が検出されないかごく低い値にとどまり、ピペリンはそのバイオアベイラビリティを2000%高めました6。
- リポソームやフィトソームなどのデリバリーシステムも他と同じく製剤の一つであるため、それらに関する主張は、使用された基準製品に左右される相対的な比較です1。
| 要因 | 文献からの例 | 影響の方向 |
|---|---|---|
| 食事中の脂肪 | 50人の健康な高齢者を対象とした無作為化単回投与試験では、脂肪を含む食事とともにサプリメントを摂取した場合、脂肪を含まない食事の場合よりも血漿中ビタミンD3のピーク値が32%高くなりました4 | 脂溶性ビタミンの吸収を高める4 |
| 食事中の促進因子 | 単回食の同位体試験では、アスコルビン酸と筋肉組織が鉄吸収を高めます5 | 鉄吸収を高める5 |
| 食事中の阻害因子 | 単回食の同位体試験では、フィチン酸、ポリフェノール、カルシウムが鉄吸収を低下させます5 | 鉄吸収を低下させる5 |
| 代謝阻害因子 | 肝臓と腸でのグルクロン酸抱合を阻害するピペリンは、ラットとヒト被験者においてクルクミンのバイオアベイラビリティを高めました6 | 化合物への曝露を高める6 |
| 宿主因子 | 鉄の状態と肥満は鉄のバイオアベイラビリティに影響します5 | 個人によって異なる5 |
バイオアベイラビリティは高いほど良いのですか？
いいえ。FDAのガイダンスは、基準製剤より著しく高い曝露をもたらす製剤は安全性上の懸念を生じる可能性があり、著しく低い曝露は有効性を低下させる可能性があると指摘しています1。個人間のばらつきが大きいと、安全性と有効性の両方に影響する可能性があります1。
クルクミンはこの点をよく示しています。米国国立補完統合衛生センター（National Center for Complementary and Integrative Health、NCCIH）は、バイオアベイラビリティを高めたクルクミン製品が数多く市販されていること、そしてこれらの製剤を摂取した一部の人で肝障害が報告されていることを伝えています7。NCCIHはまた、バイオアベイラビリティがクルクミンの作用にどう影響するかを理解するには、さらなる研究が必要だとしています7。
バイオアベイラビリティの主張はどう読めばよいですか？
まず基準を確認します。静脈内投与との比較に基づく主張は絶対的バイオアベイラビリティを、別の製剤との比較に基づく主張は相対的バイオアベイラビリティを示します1。使用された測定項目（通常はAUCとCmax2）を確認し、食事は吸収を変えるため、試験が食事の条件を管理していたかどうかも確認してください1,4。
次に、誰が主張を審査したかを確認します。医薬品のバイオアベイラビリティデータは申請の一環としてFDAが審査します1が、サプリメントの表示は販売前にFDAの承認を受けません8。最後に、比較がヒトで行われたのか、動物のみで行われたのかを確認してください。1998年のクルクミン研究では、ピペリンはラットではバイオアベイラビリティを154%高めましたが、ヒト被験者では2000%高めました6。
要点
- バイオアベイラビリティとは、吸収の速度と程度、および作用部位での利用可能性のことです。
- 絶対的バイオアベイラビリティには静脈内投与の基準が必要です。相対的バイオアベイラビリティは製剤同士を比較するだけです。
- 溶解性、透過性、初回通過代謝が主な限界を決めます。
- 食品、食事中の他の化合物、その人自身の状態は、いずれも栄養素の吸収を変えます。
- NCCIHがクルクミンについて報告しているように、バイオアベイラビリティが高まると、作用だけでなく安全性も変わる可能性があります。
参考文献
- Bioavailability Studies Submitted in NDAs or INDs: General Considerations, Guidance for Industry
- M9 Biopharmaceutics Classification System-Based Biowaivers, Guidance for Industry (ICH)
- 21 CFR Part 320 Bioavailability and Bioequivalence Requirements (§ 320.33 criteria and evidence to assess actual or potential bioequivalence problems)
- Dietary fat increases vitamin D-3 absorption
- Iron bioavailability and dietary reference values
- Influence of piperine on the pharmacokinetics of curcumin in animals and human volunteers
- Turmeric
- Questions and Answers on Dietary Supplements