遺伝子情報とビタミン吸収率の違い

Posted on 2024年 11月 15日

この記事の概要

ビタミンの吸収率や代謝は遺伝子によって個人差があります。本記事では、ビタミンD、B12、A、葉酸に関わる主要な遺伝子を紹介し、それぞれの遺伝的特性に基づいた効果的な摂取方法を解説します。遺伝子情報を活用することで、健康リスクの軽減や効率的な栄養補給が可能になります。


はじめに

ビタミンは、私たちの健康維持に欠かせない微量栄養素です。しかし、同じ食事を摂取しても、個々人のビタミン吸収率や必要量には差が生じることがあります。この違いの一因として、遺伝子多型(遺伝子のわずかな変異)が注目されています。本記事では、遺伝子多型がビタミンの吸収や代謝にどのような影響を与えるのか、具体的なビタミンを例に挙げて解説します。


遺伝子多型とビタミン代謝

遺伝子多型とは、DNA配列の一部が個人間で異なる現象を指します。これにより、酵素の活性や栄養素の輸送効率が変化し、ビタミンの吸収や代謝に影響を及ぼすことがあります。例えば、あるビタミンの代謝に関与する酵素の遺伝子に変異があると、そのビタミンの体内利用効率が低下する可能性があります。


葉酸(ビタミンB₉)とMTHFR遺伝子多型

葉酸は、DNA合成や修復に重要な役割を果たすビタミンです。メチレンテトラヒドロ葉酸還元酵素(MTHFR)は、葉酸の活性型への変換に関与する酵素であり、その遺伝子にC677Tという多型が存在します。この多型を持つ人は、酵素活性が低下し、葉酸の代謝効率が悪くなることが報告されています。結果として、血中ホモシステイン濃度が上昇し、心血管疾患のリスクが高まる可能性があります。

生化学会


ビタミンDとVDR遺伝子多型

ビタミンDは、カルシウムの吸収や骨の健康維持に不可欠なビタミンです。ビタミンD受容体(VDR)は、ビタミンDが細胞内で機能を発揮するために必要なタンパク質であり、その遺伝子多型がビタミンDの効果に影響を与えることが示唆されています。特定のVDR遺伝子多型を持つ人は、ビタミンDの作用が減弱し、骨密度の低下や骨折リスクの増加と関連する可能性があります。

LPI Oregon State University


ビタミンEと関連遺伝子多型

ビタミンEは、強力な抗酸化作用を持つ脂溶性ビタミンで、細胞膜の保護や免疫機能の維持に重要です。ビタミンEの代謝には、α-トコフェロール転送タンパク質(α-TTP)が関与しており、その遺伝子多型がビタミンEの血中濃度や効果に影響を与える可能性があります。特定の遺伝子多型を持つ人は、ビタミンEの輸送や分布に変化が生じ、酸化ストレスへの感受性が高まることが考えられます。

J-STAGE


ビタミンCと吸収効率

フルーツ、果物盛り合わせ

ビタミンCは、水溶性ビタミンであり、抗酸化作用やコラーゲン合成に関与しています。ビタミンCの腸管吸収は、特定の輸送体によって調節されており、その遺伝子多型が吸収効率に影響を与える可能性があります。例えば、ビタミンCの摂取量が1g/日を超えると、吸収率が50%未満に低下し、余剰分は尿中に排泄されることが知られています。

医療統計情報データベース


ビタミンB₁₂と遺伝子多型

ビタミンB₁₂は、赤血球の形成や神経機能の維持に必要なビタミンです。ビタミンB₁₂の吸収には、内因子と呼ばれるタンパク質が必要であり、その遺伝子多型が吸収効率に影響を与えることがあります。特定の遺伝子多型を持つ人は、ビタミンB₁₂の吸収が低下し、欠乏症のリスクが高まる可能性があります。

Genequest


腸内細菌とビタミン合成

腸内細菌は、ビタミンB群やビタミンKなどの合成に寄与しています。腸内細菌の構成や機能は個人差があり、これがビタミンの供給量や吸収に影響を与える可能性があります。例えば、腸内細菌によるビタミンKの産生量は、腸内環境や食事内容によって変動し、個々のビタミンKの状態に影響を及ぼすことが考えられます。


遺伝子検査とパーソナライズド栄養学

遺伝子多型の影響を考慮し、個々人に最適な栄養摂取を提案する「パーソナライズド栄養学」が注目されています。遺伝子検査によって、ビタミンの代謝や吸収に関与する遺伝的要因を解析し、個別の栄養戦略を立てることが可能になります。例えば、MTHFR遺伝子多型を持つ人には葉酸の活性型(メチル葉酸)のサプリメントを推奨し、VDR遺伝子多型を持つ人にはビタミンDの摂取量を増やすようアドバイスすることができます。

このアプローチは、特にサプリメント市場や医療分野において活用され始めています。健康診断や遺伝子検査と組み合わせることで、より精度の高い栄養管理が可能になりつつあります。さらに、食生活や生活習慣と組み合わせることで、ビタミンの吸収効率を最大化する方法も模索されています。


ビタミンの吸収に影響を与えるその他の遺伝的要因

遺伝子多型の影響は、ビタミンの代謝だけでなく、腸管の吸収機能や肝臓での処理能力にも関係しています。例えば、ナトリウム依存性ビタミンC輸送体(SLC23A1およびSLC23A2)における遺伝子多型は、ビタミンCの血中濃度を左右することが報告されています。これにより、特定の遺伝子を持つ人はビタミンCの吸収効率が低く、より多くの摂取が必要になる可能性があります。

また、ビタミンB₆の代謝に関与するPSTK遺伝子の多型は、ビタミンB₆の血中濃度や酵素活性に影響を与える可能性があることが示唆されています。これにより、ビタミンB₆を豊富に含む食品を意識的に摂取する必要がある人も存在します。


ビタミン吸収と代謝の環境要因

遺伝的要因に加えて、ビタミンの吸収と代謝には環境要因も大きな影響を及ぼします。例えば、腸内細菌叢のバランスはビタミンB群やビタミンKの供給に関係し、腸内環境が悪化するとビタミンの生合成や吸収が低下する可能性があります。特に、抗生物質の長期使用や食物繊維の不足は、腸内細菌の多様性を損ない、ビタミンの吸収に悪影響を及ぼすことが考えられます。

さらに、年齢や性別、ライフスタイルも影響を与えます。例えば、高齢者は胃酸の分泌が減少するため、ビタミンB₁₂の吸収が低下しやすくなります。また、妊娠中の女性は葉酸の必要量が増加するため、通常よりも多くの摂取が推奨されます。


ビタミンの相互作用と吸収率の変化

ビタミン同士の相互作用も、吸収率に影響を与える要因の一つです。例えば、ビタミンDはカルシウムの吸収を促進するため、カルシウムと同時に摂取すると吸収率が向上します。一方で、鉄分とカルシウムは競合的に吸収されるため、これらを一緒に摂取するとお互いの吸収率が低下する可能性があります。

また、ビタミンEは脂溶性ビタミンであるため、食事の脂質と一緒に摂取することで吸収率が向上します。逆に、水溶性ビタミンであるビタミンCは過剰摂取すると尿中に排泄されるため、一度に大量に摂取するのではなく、こまめに摂る方が効率的です。


遺伝子と食事の組み合わせによるビタミン最適化

遺伝子情報を基に、ビタミンの吸収や代謝を最適化するための食事戦略を立てることが可能です。例えば、MTHFR遺伝子多型を持つ人は、緑黄色野菜や豆類に含まれる葉酸を意識的に摂取するだけでなく、メチル葉酸を含むサプリメントを活用することが推奨されます。

また、VDR遺伝子多型を持つ人は、ビタミンDを多く含む食品(鮭、キノコ類、卵黄など)を意識的に摂取することに加え、日光浴によるビタミンD合成を促すことが重要です。特に、紫外線を浴びる機会が少ない人は、ビタミンDのサプリメントを併用することで、血中濃度を適正に保つことができます。


生活習慣の改善によるビタミン吸収率の向上

遺伝子多型の影響を考慮しつつも、生活習慣を改善することでビタミンの吸収率を向上させることが可能です。例えば、適度な運動は腸の蠕動運動を促進し、腸内環境を整えることでビタミンの吸収効率を高める効果があります。

また、ストレスは消化器系の機能低下を引き起こし、ビタミンの吸収率を低下させる可能性があるため、ストレスマネジメントも重要な要素となります。睡眠不足や過度な飲酒もビタミンの代謝に悪影響を及ぼすため、規則正しい生活を心がけることが推奨されます。


遺伝子情報を活用した栄養管理の未来

近年、遺伝子検査技術の進化により、個々の遺伝的特性に基づいた栄養管理が可能になってきています。今後は、AI技術と組み合わせたパーソナライズド栄養指導が普及し、個々人の遺伝情報に基づいた最適なビタミン摂取戦略が提案されるようになるでしょう。

特に、スマートフォンアプリを活用した遺伝子ベースの栄養管理システムが発展すれば、日々の食事やサプリメント摂取の最適化がより簡単に行えるようになります。これにより、個人の健康維持や疾病予防に役立つ新しいライフスタイルが確立されることが期待されます。


遺伝子とビタミンの個別最適化に向けた最新技術

遺伝子解析技術の進歩により、ビタミンの代謝や吸収に関わる遺伝的要因を詳細に分析できるようになっています。次世代シーケンシング(NGS)技術やDNAマイクロアレイ技術を活用することで、個々人の遺伝子プロファイルを高精度で解析し、どのビタミンが不足しやすいのか、またどのような摂取方法が最適かを特定することが可能です。

例えば、遺伝子情報を基にしたビタミンD摂取の推奨量を決定するアルゴリズムが開発されつつあります。VDR遺伝子の特定の変異を持つ人に対しては、標準的な摂取量よりも多めのビタミンDを推奨することで、骨密度の低下リスクを最小限に抑えることが可能になります。同様に、葉酸の代謝に関与するMTHFR遺伝子の解析により、特定の個人には活性型葉酸(5-メチルテトラヒドロ葉酸)の摂取を推奨することで、血中ホモシステイン濃度の上昇を防ぐことができます。

このようなアプローチは、医療分野だけでなく、健康食品やサプリメント市場にも応用され始めています。個別の遺伝子情報に基づいたサプリメントの処方が可能になれば、より効果的にビタミンの補給が行えるようになります。

遺伝子多型と食事の相互作用

食事の内容は、遺伝子多型の影響を補完または増強する可能性があります。特定の遺伝子変異を持つ人にとって、ある食品は有益に働くこともあれば、逆に害になることもあります。例えば、鉄の吸収を阻害する遺伝子多型を持つ人は、非ヘム鉄(植物性食品由来の鉄)の吸収が低下しやすいため、ビタミンCと一緒に摂取することで吸収率を高める工夫が必要になります。

また、ナイアシン(ビタミンB₃)の代謝に関与するNQO1遺伝子に多型がある場合、ナイアシンの変換効率が低下し、エネルギー代謝に影響を与える可能性があります。このような人は、ナイアシンを多く含む食品(レバー、鶏肉、魚など)を意識的に摂取することで、不足を補うことが重要です。

特に、脂溶性ビタミン(A、D、E、K)の吸収には食事中の脂質が必要であり、脂質代謝に関連する遺伝子(APOEやFABP2など)に変異があると、ビタミンの吸収効率が変化する可能性があります。これにより、遺伝子検査を活用して食事のバランスを調整することが、より健康的な栄養摂取へとつながります。

遺伝子に基づいたサプリメントの開発と市場動向

個々の遺伝子特性に応じたサプリメントの需要が高まる中、パーソナライズドサプリメントの市場が拡大しています。すでに海外では、遺伝子検査を受けた後に、その結果に基づいて最適な栄養素を含むサプリメントが提供されるサービスが登場しています。これにより、従来の「万人向け」のサプリメントではなく、個人に最適化された栄養補給が可能になります。

このようなサプリメントは、特定の遺伝子多型を持つ人向けにカスタマイズされることが多く、例えば以下のような特徴があります。

  • MTHFR遺伝子多型を持つ人向け:活性型葉酸を高濃度で含むサプリメント
  • VDR遺伝子多型を持つ人向け:ビタミンDとカルシウムを適切なバランスで配合
  • SLC23A1遺伝子多型を持つ人向け:高吸収型ビタミンCを配合
  • APOE遺伝子多型を持つ人向け:脂溶性ビタミンの吸収を助ける成分を強化

このようなパーソナライズドサプリメントは、特にアスリートや健康意識の高い人々に人気があり、今後さらに一般市場にも広がっていくことが予想されます。

遺伝子情報とライフスタイルの調整

遺伝子情報を活用することで、単なる栄養補給だけでなく、ライフスタイルの改善にも応用できます。例えば、遺伝的にビタミンDの吸収が低い人は、食事だけでなく生活習慣の見直しが重要になります。特に、日光を浴びる機会が少ない人は、定期的に外出して紫外線を適度に浴びることで、体内のビタミンD合成を促進することができます。

また、ビタミンB₁₂の吸収に関わる遺伝子多型を持つ人は、胃酸の分泌が不足しがちなため、食事前に消化を助ける酵素を含む食品(発酵食品や酢を使った料理)を摂取することで吸収率を高めることができます。さらに、鉄や亜鉛の吸収を阻害するフィチン酸を多く含む食品(豆類や全粒穀物)を食べる際には、発酵食品と一緒に摂取することでミネラルの吸収を改善することが可能です。

遺伝子解析の普及とビタミン管理の未来

現在、遺伝子解析のコストは年々低下しており、多くの人が手軽に自分の遺伝情報を知ることができるようになっています。これにより、ビタミンの代謝や吸収に関わる遺伝子多型を知ることで、個別の栄養戦略を立てることが可能になりつつあります。

将来的には、ウェアラブルデバイスと連携したリアルタイムの栄養管理が可能になるかもしれません。例えば、血液中のビタミン濃度を常時モニタリングし、不足が検知された場合に最適な食事やサプリメントを推奨するシステムが開発される可能性があります。また、遺伝子情報に基づいた食事プランを自動作成し、個人の健康維持をサポートするアプリも普及するでしょう。

このような技術が進化すれば、遺伝的特性を考慮した最適なビタミン管理が当たり前になり、より健康的な生活が実現されることが期待されます。

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遺伝子多型とミネラルの相互作用

ビタミンの吸収や代謝に関与する遺伝子多型は、ミネラルの利用効率にも影響を及ぼすことがあります。ビタミンとミネラルは互いに作用し合うため、特定の遺伝子変異がビタミンとミネラルのバランスに影響を与えることが知られています。

例えば、カルシウムとビタミンDの関係が挙げられます。ビタミンDは腸管でのカルシウム吸収を促進するため、VDR遺伝子多型を持つ人はカルシウムの吸収効率が低下する可能性があります。そのため、ビタミンDの摂取量を増やすだけでなく、カルシウムの摂取にも注意を払う必要があります。また、ビタミンKもカルシウムの代謝に関与しており、ビタミンKの摂取が不足するとカルシウムが骨ではなく血管に沈着しやすくなります。

鉄とビタミンCの関係も重要です。鉄は主にヘム鉄(動物性食品由来)と非ヘム鉄(植物性食品由来)の2種類が存在し、非ヘム鉄の吸収率は低いため、ビタミンCを一緒に摂取することで吸収を促進することが可能です。しかし、SLC23A1遺伝子多型を持つ人はビタミンCの吸収効率が低いため、通常よりも多くのビタミンCを摂取する必要があるかもしれません。

亜鉛とビタミンB群の相互作用にも注目すべきです。亜鉛は酵素の活性化に関与し、特にビタミンB₆と協力して神経伝達物質の合成に関わります。遺伝子多型により亜鉛の吸収や代謝が変化する場合、ビタミンB群の代謝効率にも影響が出る可能性があります。そのため、遺伝情報をもとに適切なミネラルとビタミンの組み合わせを考慮することが重要です。

腸内細菌とビタミン吸収の関係

腸内細菌はビタミンの合成や吸収に重要な役割を果たしています。特に、ビタミンB群やビタミンKは腸内細菌によって産生されるため、腸内環境の状態がこれらのビタミンの供給に大きく影響を与えます。

遺伝的要因と腸内細菌の相互作用も注目されています。例えば、腸内細菌のバランスが崩れると、ビタミンB₁₂や葉酸の吸収が低下することが報告されています。これに対し、プロバイオティクス(善玉菌を含む食品)やプレバイオティクス(腸内細菌のエサとなる食物繊維)を積極的に摂取することで、腸内細菌の多様性を高め、ビタミンの吸収を促進することができます。

また、短鎖脂肪酸(SCFA)の生成にも注目すべきです。短鎖脂肪酸は腸内細菌によって作られ、腸の健康を維持するだけでなく、ビタミンの吸収を助ける働きがあります。特に、食物繊維が豊富な食事を摂ることで短鎖脂肪酸の産生が促進され、結果的にビタミンの吸収が改善される可能性があります。

加齢による遺伝子発現の変化とビタミン吸収

加齢に伴い、遺伝子の発現パターンや酵素の活性が変化することで、ビタミンの吸収や代謝が変わることがあります。特に、高齢者では胃酸の分泌が低下し、ビタミンB₁₂の吸収が難しくなることが知られています。これは、内因子というタンパク質の分泌量が減少するためであり、遺伝子多型と組み合わさることでビタミンB₁₂の不足が深刻化する可能性があります。

また、加齢とともにビタミンDの活性化能力が低下するため、ビタミンDを十分に摂取しても体内で利用されにくくなることがあります。これは、腎臓での活性型ビタミンD(1,25-ジヒドロキシビタミンD)への変換能力が低下することに起因します。特に、VDR遺伝子に特定の多型を持つ人はこの影響を受けやすいため、食事やサプリメントからの摂取を増やすだけでなく、適度な日光浴を取り入れることが重要です。

さらに、抗酸化作用を持つビタミンEの必要量も加齢とともに変化します。酸化ストレスが増加する高齢者では、ビタミンEの消費量が増えるため、食品やサプリメントからの補給が推奨されます。しかし、α-TTP(α-トコフェロール転送タンパク質)をコードする遺伝子に多型がある場合、ビタミンEの輸送や分布に影響が出るため、より高濃度のビタミンEを摂取する必要があるかもしれません。

遺伝子と食事の個別最適化の実例

診察の準備

遺伝子情報をもとに食事を最適化することで、より効率的な栄養管理が可能になります。例えば、以下のような個別対応が考えられます。

  • MTHFR遺伝子C677T変異を持つ人
    • 推奨食品:ほうれん草、アボカド、豆類(メチル葉酸を豊富に含む)
    • 避けるべき食品:加工食品やアルコール(葉酸の代謝を妨げる可能性がある)
  • VDR遺伝子多型を持つ人
    • 推奨食品:鮭、マッシュルーム、卵黄(ビタミンDを豊富に含む)
    • 補助対策:屋外での活動を増やし、日光を適度に浴びる
  • SLC23A1遺伝子変異を持つ人
    • 推奨食品:オレンジ、パプリカ、イチゴ(ビタミンCを豊富に含む)
    • 補助対策:ビタミンCのサプリメントを利用し、こまめに摂取する
  • APOE遺伝子E4型を持つ人(脂溶性ビタミンの吸収低下の可能性)
    • 推奨食品:ナッツ類、緑黄色野菜(ビタミンEやKを豊富に含む)
    • 補助対策:脂質と一緒に摂取することで吸収率を向上させる

このように、遺伝子情報を活用することで、ビタミンの吸収効率を最大化し、個人の健康維持に役立てることが可能です。今後、遺伝子解析技術のさらなる発展により、より詳細な個別栄養管理が実現されることが期待されています。

まとめ

ビタミンの吸収率や代謝は、遺伝子多型によって個人差が生じることが明らかになっています。MTHFR遺伝子の変異による葉酸の利用効率の低下や、VDR遺伝子多型によるビタミンDの吸収変化など、遺伝的要因がビタミンの必要量に影響を及ぼすことがわかっています。また、腸内細菌や加齢などの環境要因もビタミンの吸収に大きく関わっています。

近年の遺伝子解析技術の進歩により、個々の遺伝的特性に基づいたパーソナライズド栄養学が注目されています。遺伝子情報を活用することで、食事やサプリメントを最適化し、より効率的にビタミンを摂取することが可能になります。今後、遺伝子と栄養の関係をさらに研究し、より科学的根拠に基づいた個別栄養管理の実現が期待されます。

Posted on 2024年 11月 15日

この記事の概要

ビタミンの吸収率や代謝は遺伝子によって個人差があります。本記事では、ビタミンD、B12、A、葉酸に関わる主要な遺伝子を紹介し、それぞれの遺伝的特性に基づいた効果的な摂取方法を解説します。遺伝子情報を活用することで、健康リスクの軽減や効率的な栄養補給が可能になります。


介绍

维生素是维持我们健康所必需的微量营养素。然而,即使人们食用相同的食物,维生素的吸收率和所需量也可能存在差异。基因多态性(基因的轻微突变)作为造成这种差异的因素之一正受到关注。在本文中,我们将以特定维生素为例,解释基因多态性如何影响维生素的吸收和代谢。


基因多态性与维生素代谢

基因多态性是指个体间DNA序列部分不同的现象。这会改变酶活性和营养运输效率,影响维生素的吸收和代谢。例如,参与某种维生素代谢的酶的基因突变可能会降低人体利用该维生素的效率。


叶酸(维生素 B9)和 MTHFR 基因多态性

叶酸是一种在DNA合成和修复中发挥重要作用的维生素。亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)是一种参与叶酸转化为活性形式的酶,其基因具有称为C677T的多态性。据报道,具有这种多态性的人酶活性降低,叶酸代谢效率较低。因此,血液中同型半胱氨酸水平可能会升高,从而潜在地增加患心血管疾病的风险。

生化学会


维生素 D 和 VDR 基因多态性

维生素 D 对于钙的吸收和维持骨骼健康至关重要。维生素 D 受体 (VDR) 是维生素 D 在细胞内发挥作用所需的蛋白质,有研究表明 VDR 的基因多态性会影响维生素 D 的作用。具有某些 VDR 基因多态性的个体可能会降低维生素 D 的作用,这可能与骨矿物质密度降低和骨折风险增加有关。

LPI 俄勒冈州立大学


维生素E及相关基因多态性

维生素E是一种脂溶性维生素,具有强抗氧化作用,对保护细胞膜和维持免疫功能很重要。维生素E代谢涉及α-生育酚转移蛋白(α-TTP),其基因多态性可能影响维生素E的血液浓度和功效。具有某些基因多态性的个体可能发生维生素E运输和分布的改变,从而增加其对氧化应激的敏感性。

J-STAGE


维生素C和吸收效率

フルーツ、果物盛り合わせ

维生素 C 是一种水溶性维生素,具有抗氧化作用,参与胶原蛋白的合成。维生素C的肠道吸收受特定转运蛋白的调节,其基因多态性可能会影响吸收效率。例如,已知如果维生素C的摄入量超过1克/天,吸收率就会下降到50%以下,多余的维生素C会通过尿液排出。

医疗统计数据库


维生素 B₁₂ 与遗传多态性

维生素 B₁₂ 是红细胞形成和维持神经功能所必需的。维生素B₁₂的吸收需要一种叫做内因子的蛋白质,其基因多态性会影响吸收效率。具有某些基因多态性的个体可能会减少维生素 B₁₂ 的吸收,并增加缺乏的风险。

Genequest


肠道细菌和维生素合成

肠道细菌有助于B族维生素和维生素K的合成。肠道细菌的组成和功能因人而异,这可能会影响维生素的利用率和吸收率。例如,肠道细菌产生的维生素 K 的量根据肠道环境和饮食而变化,这被认为会影响个体的维生素 K 状态。


基因检测和个性化营养

考虑到基因多态性的影响,为每个个体提供最佳营养摄入建议的“个性化营养”正受到关注。基因检测可以识别与维生素代谢和吸收有关的遗传因素,从而制定个性化的营养策略。例如,可能建议具有 MTHFR 基因多态性的个体补充活性叶酸(甲基叶酸),而可能建议具有 VDR 基因多态性的个体增加维生素 D 的摄入量。

这种方法开始被采用,特别是在补充剂市场和医疗领域。通过将其与健康检查和基因检测相结合,可以实现更精确的营养管理。此外,研究人员正在探索将维生素与饮食和生活习惯相结合以最大限度提高维生素吸收效率的方法。


影响维生素吸收的其他遗传因素

基因多态性的影响不仅与维生素代谢有关,还与肠道吸收功能和肝脏处理能力有关。例如,据报道,钠依赖性维生素 C 转运蛋白(SLC23A1 和 SLC23A2)的基因多态性会影响血液中的维生素 C 浓度。这意味着具有某些基因的某些人吸收维生素 C 的效率较低,可能需要摄入更多。

还有人认为,参与维生素 B6 代谢的 PSTK 基因多态性可能会影响血液中维生素 B6 浓度和酶活性。这意味着有些人需要有意识地食用富含维生素 B6 的食物。


维生素吸收和代谢的环境因素

除了遗传因素外,环境因素对维生素的吸收和代谢也有显著的影响。例如,肠道菌群的平衡与B族维生素和维生素K的供应有关,肠道环境的恶化可能会降低维生素的生物合成和吸收。特别是,长期使用抗生素和缺乏膳食纤维被认为会损害肠道细菌的多样性并对维生素的吸收产生负面影响。

此外,年龄、性别和生活方式也起着一定的作用。例如,老年人由于胃酸分泌减少,维生素B12的吸收率往往会降低。此外,孕妇对叶酸的需求增加,因此建议比平时摄入更多。


维生素相互作用和吸收变化

维生素相互作用也是影响吸收率的一个因素。例如,维生素D能促进钙的吸收,因此与钙同时服用可以提高吸收率。另一方面,铁和钙是竞争性吸收的,因此一起服用可能会降低彼此的吸收率。

此外,由于维生素 E 是一种脂溶性维生素,因此与膳食脂肪一起服用时其吸收率会提高。另一方面,维生素C是水溶性维生素,如果摄入过多也会通过尿液排出,所以少量多次地服用比一次性服用大量维生素更有效。


通过基因和饮食的结合来优化维生素

根据遗传信息,可以制定饮食策略来优化维生素的吸收和代谢。例如,建议具有MTHFR基因多态性的人不仅有意识地摄入绿色和黄色蔬菜和豆类中的叶酸,还要服用含有甲基叶酸的补充剂。

此外,对于具有VDR基因多态性的人来说,有意识地食用富含维生素D的食物(鲑鱼、蘑菇、蛋黄等),以及通过日光浴促进维生素D的合成非常重要。特别是很少接触紫外线的人,可以通过服用维生素D补充剂来维持适当的血液水平。


通过改善生活习惯改善维生素吸收

在考虑到基因多态性的影响的同时,可以通过改善生活习惯来改善维生素的吸收。比如,适度的运动可以促进肠道蠕动,改善肠道环境,进而提高维生素的吸收效率。

压力管理也是一个重要因素,因为压力会损害消化功能并减少维生素的吸收。睡眠不足、过量饮酒也会对维生素代谢产生不良影响,所以建议大家要有规律的生活。


利用基因信息进行营养管理的未来

近年来,基因检测技术的进步使得根据个人基因特征管理营养成为可能。未来,结合AI技术的个性化营养建议将更加普及,并根据每个人的基因信息提出最佳的维生素摄入策略。

特别是利用智能手机应用程序开发基于基因的营养管理系统将使优化日常饮食和补充摄入变得更加容易。希望这将导致建立新的生活方式,有助于维持个人健康和预防疾病。


基因和维生素个性化优化的最新技术

基因分析技术的进步使得对维生素代谢和吸收所涉及的遗传因素进行详细分析成为可能。通过利用下一代测序(NGS)和DNA微阵列技术,可以高精度地分析每个人的基因图谱,并确定个人可能缺乏哪些维生素,以及最佳的摄入方法。

例如,正在开发根据遗传信息确定推荐维生素 D 摄入量的算法。对于 VDR 基因具有某些突变的人来说,建议摄入高于平均水平的维生素 D 可能有助于最大限度地降低骨矿物质流失的风险。同样,对参与叶酸代谢的MTHFR基因进行分析,可以通过建议某些个体服用活性叶酸(5-甲基四氢叶酸)来帮助防止血液同型半胱氨酸水平升高。

这种方法不仅开始应用于医疗领域,也开始应用于保健食品和补品市场。如果能够根据个人基因信息开出补充剂,维生素补充将变得更加有效。

基因多态性与饮食之间的相互作用

饮食可能会补充或增强基因多态性的影响。对于具有某些基因突变的人来说,某些食物可能有益或有害。例如,具有抑制铁吸收的基因多态性的人往往会减少非血红素铁(来自植物性食物的铁)的吸收,因此他们需要采取措施,通过与维生素C一起服用来增加吸收。

此外,如果参与烟酸(维生素B₃)代谢的NQO1基因存在多态性,烟酸的转化效率可能会降低,从而影响能量代谢。对于这样的人来说,有意识地食用富含烟酸的食物(如肝脏、鸡肉和鱼类)来弥补缺乏是很重要的。

具体来说,膳食脂质是脂溶性维生素(A、D、E、K)吸收所必需的,而与脂质代谢相关的基因突变(例如 APOE 和 FABP2)会改变维生素吸收的效率。这意味着通过基因检测来调整饮食平衡可以带来更健康的营养。

基因补充剂的发展和市场趋势

随着针对个人基因特征的补充剂需求的增加,个性化补充剂的市场正在扩大。海外已经提供根据基因检测结果提供含有最佳营养成分的补充剂的服务。这使得营养补充可以针对个人进行优化,而不是传统的“一刀切”补充。

这些补充剂通常是针对具有特定基因多态性的人群定制的,可能包括以下特点:

  • 对于患有 MTHFR 基因多态性的人:补充高浓度活性叶酸
  • 对于具有 VDR 基因多态性的人:含有适当平衡的维生素 D 和钙
  • 对于具有 SLC23A1 基因多态性的人:含有高度可吸收的维生素 C
  • 对于具有 APOE 基因多态性的人:增强有助于脂溶性维生素吸收的成分

这些个性化补充剂在运动员和注重健康的人群中特别受欢迎,预计未来将在普通市场上得到更广泛的普及。

遗传信息和生活方式的调整

通过利用基因信息,它不仅可以应用于简单的营养补充,还可以应用于生活方式的改善。例如,对于基因上维生素 D 吸收率低的人来说,不仅要注意饮食,还要注意生活习惯。特别是那些很少有机会接触阳光的人,可以通过经常外出,适度接受紫外线照射来促进体内维生素D的合成。

此外,具有与维生素B₁₂吸收相关的基因多态性的人往往胃酸分泌不足,因此可以通过在饭前食用含有帮助消化的酶的食物(发酵食品和使用醋的菜肴)来增加吸收。此外,食用含有大量植酸的食物(豆类和粗粮)时,植酸会抑制铁和锌的吸收,与发酵食品一起食用可以改善矿物质的吸收。

基因分析的普及和维生素管理的未来

目前,基因分析的费用正在逐年下降,让很多人能够轻松查找自己的基因信息。通过了解涉及维生素代谢和吸收的基因多态性,可以制定个性化的营养策略。

未来或许可以结合可穿戴设备实时管理营养。例如,可以开发系统持续监测血液中的维生素水平,如果检测到缺乏,则推荐最佳饮食和补充剂。此外,根据基因信息自动制定膳食计划并帮助个人保持健康的应用程序可能会变得流行。

随着这项技术的进步,预计考虑到遗传特征的最佳维生素管理将变得普遍,从而带来更健康的生活方式。

基因多态性与矿物质之间的相互作用

涉及维生素吸收和代谢的基因多态性也会影响矿物质利用效率。维生素和矿物质相互作用,某些基因变异会影响维生素和矿物质的平衡。

一个例子是钙和维生素D的关系。由于维生素D促进肠道对钙的吸收,因此具有VDR基因多态性的个体可能存在钙吸收效率降低的情况。因此,除了增加维生素D的摄入量外,还要注意钙的摄入量。维生素 K 也参与钙代谢,如果您没有摄入足够的维生素 K,钙就更有可能沉积在您的血管中而不是骨骼中。

铁和维生素C之间的关系也很重要。铁主要有两种类型:血红素铁(来源于动物性食物)和非血红素铁(来源于植物性食物)。由于非血红素铁的吸收率较低,与维生素C一起服用可以促进吸收。然而,具有 SLC23A1 基因多态性的人可能需要比平时摄入更多的维生素 C,因为他们的吸收效率较低。

锌和B族维生素之间的相互作用也值得注意。锌参与酶的活化,特别是与维生素B6协同作用,参与神经递质的合成。如果基因多态性改变锌的吸收或代谢,它们也可能影响 B 族维生素的代谢效率。因此,根据遗传信息考虑矿物质和维生素的适当组合非常重要。

肠道细菌与维生素吸收的关系

肠道细菌在维生素的合成和吸收中起着重要作用。特别是B族维生素和维生素K是由肠道细菌产生的,因此肠道环境的状态对这些维生素的供应有很大的影响。

遗传因素和肠道细菌之间的相互作用也受到关注。例如,据报道,肠道细菌失衡会降低维生素 B12 和叶酸的吸收。针对此,通过积极摄入益生菌(含有有益细菌的食物)和益生元(作为肠道细菌食物的膳食纤维),可以增加肠道细菌的多样性并促进维生素的吸收。

同样值得注意的是短链脂肪酸(SCFA)的产生。短链脂肪酸由肠道细菌产生,不仅能维持肠道健康,还有助于维生素的吸收。特别是,食用富含膳食纤维的饮食可以促进短链脂肪酸的产生,从而改善维生素的吸收。

与年龄有关的基因表达和维生素吸收的变化

随着年龄的增长,基因表达模式和酶活性的变化会改变维生素的吸收和代谢。特别是老年人的胃酸分泌减少,导致他们难以吸收维生素B12。这是由于一种叫做内在因子的蛋白质分泌减少造成的,当与基因多态性相结合时,会导致严重的维生素 B₁₂ 缺乏症。

此外,随着年龄的增长,我们身体激活维生素 D 的能力会下降,因此即使我们摄入了足够的维生素 D,身体也可能难以利用它。这是由于肾脏将维生素 D 转化为活性形式(1,25-二羟基维生素 D)的能力下降所致。 VDR 基因具有某些多态性的人特别容易受到这种影响,因此不仅要增加饮食和补充剂的摄入量,还要适度晒太阳。

此外,对抗氧化剂维生素E的需求也会随着年龄的变化而变化。对于老年人来说,氧化应激增加,维生素E的消耗也增加,因此建议通过食物和补充剂进行补充。然而,如果您的 α-TTP(α-生育酚转移蛋白)编码基因存在多态性,从而影响维生素 E 的运输和分布,那么您可能需要服用更大量的维生素 E。

基因和饮食个性化优化的例子

診察の準備

根据基因信息优化饮食将实现更有效的营养管理。例如,可以考虑以下个人回应:

  • 患有 MTHFR 基因 C677T 突变的人
    • 推荐食物:菠菜、鳄梨、豆类(富含甲基叶酸)
    • 应避免的食物:加工食品和酒精(可能干扰叶酸代谢)
  • 具有VDR基因多态性的人群
    • 推荐食物:鲑鱼、蘑菇、蛋黄(富含维生素D)
    • 支持措施:增加户外活动和充足的阳光照射
  • 患有 SLC23A1 基因突变的人
    • 推荐食物:橙子、辣椒、草莓(富含维生素C)
    • 推荐食物:橙子、辣椒、草莓(富含维生素C)
  • 具有 E4 型 APOE 基因的人(脂溶性维生素的吸收可能会减少)
    • 推荐食物:坚果、绿色和黄色蔬菜(富含维生素E和K)
    • 补充措施:与脂质一起服用,提高吸收率

这样,通过利用遗传信息,可以最大限度地提高维生素的吸收效率,帮助维持个人健康。预计未来基因分析技术的进一步发展将带来更详细、个性化的营养管理。

概括

显然,由于基因多态性,每个人的维生素吸收和代谢都不同。已知遗传因素会影响维生素需求,例如由于 MTHFR 基因突变导致叶酸利用效率降低,以及由于 VDR 基因多态性导致维生素 D 吸收改变。此外,肠道细菌和衰老等环境因素也在维生素的吸收中起着重要作用。

随着基因分析技术的进步,根据个体基因特征制定的个性化营养越来越受到关注。通过利用遗传信息,可以优化饮食和补充剂并更有效地获取维生素。未来希望通过对基因与营养关系的进一步研究,实现基于更科学证据的个体化营养管理。

Posted on 2024年 11月 15日

この記事の概要

ビタミンの吸収率や代謝は遺伝子によって個人差があります。本記事では、ビタミンD、B12、A、葉酸に関わる主要な遺伝子を紹介し、それぞれの遺伝的特性に基づいた効果的な摂取方法を解説します。遺伝子情報を活用することで、健康リスクの軽減や効率的な栄養補給が可能になります。


Introduction

Vitamins are micronutrients essential for maintaining our health. However, even when consuming the same food, there can be differences in the rate at which individuals absorb and the amount they require of vitamins. Genetic polymorphisms (slight mutations in genes) have been attracting attention as one of the causes of these differences. In this article, we will explain how genetic polymorphisms affect vitamin absorption and metabolism, using specific vitamins as examples.


Genetic polymorphisms and vitamin metabolism

Genetic polymorphism refers to the phenomenon in which a portion of a DNA sequence differs between individuals. This can change enzyme activity and nutrient transport efficiency, affecting vitamin absorption and metabolism. For example, if there is a mutation in the gene for an enzyme involved in the metabolism of a certain vitamin, the efficiency with which that vitamin can be utilized by the body may decrease.


Folic acid (vitamin B9) and MTHFR gene polymorphism

Folic acid is a vitamin that plays an important role in DNA synthesis and repair. Methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) is an enzyme involved in the conversion of folic acid to its active form, and its gene has a polymorphism called C677T. It has been reported that people with this polymorphism have reduced enzyme activity and poor folic acid metabolism efficiency. As a result, blood homocysteine ​​levels may increase, increasing the risk of cardiovascular disease.

Biochemical Society


Vitamin D and VDR gene polymorphism

Vitamin D is essential for calcium absorption and bone health. The vitamin D receptor (VDR) is a protein required for vitamin D to function within cells, and it has been suggested that its genetic polymorphism affects the effects of vitamin D. People with certain VDR genetic polymorphisms may have reduced vitamin D effects, which may be associated with reduced bone mineral density and increased fracture risk.

LPI Oregon State University


Vitamin E and related gene polymorphisms

Vitamin E is a fat-soluble vitamin with strong antioxidant properties, and is important for protecting cell membranes and maintaining immune function. The metabolism of vitamin E involves α-tocopherol transfer protein (α-TTP), and its genetic polymorphism may affect the blood concentration and effects of vitamin E. People with certain genetic polymorphisms may have changes in the transport and distribution of vitamin E, which may increase their susceptibility to oxidative stress.

J-STAGE


Vitamin C and Absorption Efficiency

フルーツ、果物盛り合わせ

Vitamin C is a water-soluble vitamin that is involved in antioxidant activity and collagen synthesis. Intestinal absorption of vitamin C is regulated by a specific transporter, and its genetic polymorphism may affect absorption efficiency. For example, it is known that when vitamin C intake exceeds 1 g/day, the absorption rate decreases to less than 50%, and the excess is excreted in the urine.

Medical Statistics Database


Vitamin B₁₂ and genetic polymorphism

Vitamin B₁₂ is necessary for the formation of red blood cells and the maintenance of nerve function. A protein called intrinsic factor is required for the absorption of vitamin B₁₂, and its genetic polymorphism can affect the absorption efficiency. People with certain genetic polymorphisms may have reduced absorption of vitamin B₁₂ and be at higher risk of deficiency.

Genequest


Intestinal bacteria and vitamin synthesis

Intestinal bacteria contribute to the synthesis of vitamins such as B complex and vitamin K. The composition and function of intestinal bacteria varies from person to person, which may affect the supply and absorption of vitamins. For example, the amount of vitamin K produced by intestinal bacteria varies depending on the intestinal environment and dietary content, which may affect the vitamin K status of each individual.


Genetic testing and personalized nutrition

“Personalized nutrition,” which considers the effects of genetic polymorphisms and proposes optimal nutritional intake for each individual, is gaining attention. Genetic testing can analyze genetic factors involved in vitamin metabolism and absorption, making it possible to develop individual nutritional strategies. For example, active folic acid (methylfolate) supplements can be recommended for people with MTHFR gene polymorphism, and increased vitamin D intake can be advised for people with VDR gene polymorphism.

This approach is beginning to be used especially in the supplement market and medical field. By combining it with health checkups and genetic testing, more precise nutritional management is becoming possible. In addition, methods are being explored to maximize vitamin absorption efficiency by combining it with diet and lifestyle habits.


Other genetic factors that affect vitamin absorption

The effects of genetic polymorphisms are related not only to vitamin metabolism, but also to intestinal absorption function and liver processing capacity. For example, genetic polymorphisms in sodium-dependent vitamin C transporters (SLC23A1 and SLC23A2) have been reported to affect blood levels of vitamin C. This may mean that people with certain genes have lower vitamin C absorption efficiency and need to take more.

In addition, it has been suggested that polymorphisms in the PSTK gene, which is involved in the metabolism of vitamin B₆, may affect the blood concentration and enzyme activity of vitamin B₆. As a result, some people need to be conscious of consuming foods rich in vitamin B₆.


Environmental factors in vitamin absorption and metabolism

In addition to genetic factors, environmental factors also have a significant impact on vitamin absorption and metabolism. For example, the balance of the intestinal flora is related to the supply of B vitamins and vitamin K, and a poor intestinal environment may reduce vitamin biosynthesis and absorption. In particular, long-term use of antibiotics and a lack of dietary fiber may impair the diversity of intestinal bacteria and have a negative effect on vitamin absorption.

In addition, age, gender, and lifestyle also have an impact. For example, elderly people tend to have a reduced secretion of stomach acid, which reduces the absorption of vitamin B₁₂. Pregnant women also need more folic acid, so it is recommended that they take more than usual.


Vitamin interactions and changes in absorption

The interactions between vitamins are also a factor that affects absorption. For example, vitamin D promotes calcium absorption, so taking it at the same time as calcium improves absorption. On the other hand, iron and calcium are absorbed competitively, so taking them together may reduce each other’s absorption.

In addition, since vitamin E is a fat-soluble vitamin, its absorption rate is improved by taking it with dietary fat. Conversely, vitamin C is a water-soluble vitamin, and if taken in excess it is excreted in urine, so it is more efficient to take it in small amounts frequently rather than in large amounts all at once.


Vitamin optimization through a combination of genes and diet

Based on genetic information, dietary strategies can be developed to optimize vitamin absorption and metabolism. For example, individuals with MTHFR gene polymorphisms are recommended to not only consciously consume folic acid found in green and yellow vegetables and legumes, but also to utilize supplements containing methylfolate.

Furthermore, for people with VDR gene polymorphism, it is important to promote vitamin D synthesis through sunbathing in addition to consciously consuming foods rich in vitamin D (salmon, mushrooms, egg yolk, etc.). In particular, people who have little opportunity to be exposed to ultraviolet rays can maintain appropriate blood levels by taking vitamin D supplements in combination.


Improving vitamin absorption by improving lifestyle habits

While taking into account the effects of gene polymorphisms, it is possible to improve vitamin absorption by improving lifestyle habits. For example, moderate exercise promotes intestinal peristalsis and improves the intestinal environment, which in turn increases the efficiency of vitamin absorption.

In addition, stress can cause the digestive system to function poorly and reduce the absorption rate of vitamins, so stress management is also an important factor. Lack of sleep and excessive drinking also have a negative effect on vitamin metabolism, so it is recommended to try to live a regular life.


The future of nutritional management using genetic information

In recent years, advances in genetic testing technology have made it possible to manage nutrition based on individual genetic characteristics. In the future, personalized nutritional advice combined with AI technology will likely become more widespread, proposing optimal vitamin intake strategies based on each individual’s genetic information.

In particular, the development of genetic-based nutritional management systems using smartphone apps will make it easier to optimize daily meals and supplement intake, which is expected to lead to the establishment of new lifestyles that are helpful in maintaining personal health and preventing disease.


Latest technologies for personalized optimization of genes and vitamins

Advances in genetic analysis technology have made it possible to perform detailed analysis of genetic factors related to vitamin metabolism and absorption. Using next-generation sequencing (NGS) and DNA microarray technologies, it is possible to analyze an individual’s genetic profile with high precision and identify which vitamins are likely to be deficient and the optimal method of intake.

For example, algorithms are being developed to determine recommended vitamin D intakes based on genetic information. For people with certain mutations in the VDR gene, it may be possible to minimize the risk of bone mineral density loss by recommending a higher-than-average intake of vitamin D. Similarly, analysis of the MTHFR gene, which is involved in folate metabolism, may allow certain individuals to be recommended to take activated folic acid (5-methyltetrahydrofolate) to prevent elevated blood homocysteine ​​levels.

This approach is beginning to be applied not only in the medical field, but also in the health food and supplement markets. If it becomes possible to prescribe supplements based on individual genetic information, vitamin supplementation will become more effective.

Interactions between genetic polymorphisms and diet

The contents of the diet may complement or enhance the effects of gene polymorphisms. For people with certain gene mutations, certain foods may be beneficial or harmful. For example, people with gene polymorphisms that inhibit iron absorption tend to have reduced absorption of non-heme iron (iron derived from plant foods), so they need to take vitamin C with them to increase absorption.

In addition, if there is a polymorphism in the NQO1 gene, which is involved in the metabolism of niacin (vitamin B₃), the conversion efficiency of niacin may decrease, which may affect energy metabolism. For such people, it is important to make a conscious effort to consume foods that are rich in niacin (liver, chicken, fish, etc.) to make up for the deficiency.

In particular, fat in the diet is necessary for the absorption of fat-soluble vitamins (A, D, E, K), and mutations in genes related to lipid metabolism (such as APOE and FABP2) can affect the efficiency of vitamin absorption. This means that adjusting the balance of your diet using genetic testing can lead to healthier nutritional intake.

Development and market trends of gene-based supplements

As demand for supplements tailored to individual genetic characteristics increases, the market for personalized supplements is expanding. Services have already emerged overseas that provide supplements containing optimal nutrients based on the results of genetic testing. This makes it possible to provide nutritional supplements that are optimized for individuals, rather than the traditional “one size fits all” supplements.

These supplements are often customized for people with specific gene polymorphisms and may include the following features:

  • For people with MTHFR gene polymorphisms: supplements with high concentrations of active folic acid
  • For people with VDR gene polymorphism: Contains the right balance of vitamin D and calcium
  • For people with SLC23A1 gene polymorphism: Contains highly absorbable vitamin C
  • For people with APOE gene polymorphism: Enhanced ingredients that aid in the absorption of fat-soluble vitamins

These personalized supplements are particularly popular among athletes and health-conscious people, and are expected to become more widespread on the general market in the future.

Genetic information and lifestyle adjustments

By utilizing genetic information, it can be applied not only to simple nutritional supplementation but also to lifestyle improvements. For example, for people who genetically have low vitamin D absorption, it is important to review not only their diet but also their lifestyle. In particular, people who have few opportunities to be exposed to sunlight can promote vitamin D synthesis in the body by going outside regularly and getting moderate exposure to ultraviolet rays.

In addition, people with genetic polymorphisms related to vitamin B₁₂ absorption tend to have insufficient secretion of gastric acid, so consuming foods containing enzymes that aid digestion before meals (fermented foods and dishes using vinegar) can increase absorption. Furthermore, when eating foods that contain a lot of phytic acid (beans and whole grains) that inhibit the absorption of iron and zinc, consuming them together with fermented foods can improve mineral absorption.

The spread of genetic analysis and the future of vitamin management

Currently, the cost of genetic analysis is decreasing year by year, and many people can easily learn their own genetic information. This means that it is becoming possible to develop individual nutritional strategies by learning about gene polymorphisms related to vitamin metabolism and absorption.

In the future, it may become possible to manage nutrition in real time in conjunction with wearable devices. For example, a system may be developed that constantly monitors vitamin levels in the blood and recommends optimal meals and supplements if a deficiency is detected. In addition, apps that automatically create meal plans based on genetic information and support personal health maintenance will also become widespread.

As this technology advances, it is expected that optimal vitamin management that takes genetic characteristics into account will become commonplace, leading to healthier lifestyles.

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Interactions between genetic polymorphisms and minerals

Genetic polymorphisms involved in vitamin absorption and metabolism can also affect mineral utilization efficiency. Because vitamins and minerals interact with each other, it is known that certain genetic mutations affect vitamin and mineral balance.

For example, there is the relationship between calcium and vitamin D. Because vitamin D promotes calcium absorption in the intestinal tract, people with VDR gene polymorphisms may have reduced calcium absorption efficiency. Therefore, in addition to increasing vitamin D intake, it is necessary to pay attention to calcium intake. Vitamin K is also involved in calcium metabolism, and insufficient intake of vitamin K makes it easier for calcium to be deposited in blood vessels rather than bones.

The relationship between iron and vitamin C is also important. There are two main types of iron: heme iron (derived from animal foods) and non-heme iron (derived from plant foods). Since the absorption rate of non-heme iron is low, it is possible to promote absorption by taking vitamin C together. However, people with SLC23A1 gene polymorphisms have a lower absorption rate of vitamin C, so they may need to take more vitamin C than usual.

It is also important to pay attention to the interaction between zinc and B vitamins. Zinc is involved in the activation of enzymes, and in particular in cooperation with vitamin B6, is involved in the synthesis of neurotransmitters. If zinc absorption or metabolism is altered due to genetic polymorphism, it may also affect the metabolic efficiency of B vitamins. Therefore, it is important to consider the appropriate combination of minerals and vitamins based on genetic information.

The relationship between intestinal bacteria and vitamin absorption

Intestinal bacteria play an important role in the synthesis and absorption of vitamins. In particular, since vitamin B and vitamin K are produced by intestinal bacteria, the state of the intestinal environment greatly affects the supply of these vitamins.

The interaction between genetic factors and intestinal bacteria has also been attracting attention. For example, it has been reported that an imbalance in intestinal bacteria reduces the absorption of vitamin B₁₂ and folic acid. In response to this, by actively consuming probiotics (foods containing good bacteria) and prebiotics (dietary fiber that serves as food for intestinal bacteria), it is possible to increase the diversity of intestinal bacteria and promote the absorption of vitamins.

It is also important to pay attention to the production of short-chain fatty acids (SCFAs). Short-chain fatty acids are produced by intestinal bacteria and not only maintain intestinal health but also help with vitamin absorption. In particular, eating a diet rich in dietary fiber may promote the production of short-chain fatty acids, which may result in improved vitamin absorption.

Age-related changes in gene expression and vitamin absorption

As we age, changes in gene expression patterns and enzyme activity can affect vitamin absorption and metabolism. In particular, it is known that elderly people have a decreased secretion of gastric acid, making it difficult to absorb vitamin B₁₂. This is due to a decrease in the secretion of a protein called intrinsic factor, and when combined with gene polymorphisms, vitamin B₁₂ deficiency can become serious.

In addition, as we age, our body’s ability to activate vitamin D decreases, so even if we take in enough vitamin D, it may be difficult for the body to utilize it. This is due to a decrease in the kidney’s ability to convert it to active vitamin D (1,25-dihydroxyvitamin D). In particular, people with certain polymorphisms in the VDR gene are more susceptible to this effect, so it is important to not only increase intake from food and supplements, but also to incorporate moderate exposure to sunlight.

Furthermore, the requirement for the antioxidant vitamin E also changes with age. Elderly people, who experience increased oxidative stress, require higher vitamin E consumption, and supplementation through food and supplements is recommended. However, polymorphisms in the gene encoding α-TTP (α-tocopherol transfer protein) affect vitamin E transport and distribution and therefore may require higher vitamin E intake.

An example of individualized optimization of genes and diet

診察の準備

Optimizing your diet based on genetic information will enable more efficient nutritional management. For example, the following individual responses are possible:

  • People with the MTHFR gene C677T mutation
    • Recommended foods: spinach, avocado, beans (rich in methylfolate)
    • Foods to avoid: Processed foods and alcohol (which can interfere with folic acid metabolism)
  • People with VDR gene polymorphism
    • Recommended foods: Salmon, mushrooms, and egg yolks (rich in vitamin D)
    • Supportive measures: Increase outdoor activity and adequate exposure to sunlight
  • People with SLC23A1 gene mutations
    • Recommended foods: oranges, peppers, strawberries (rich in vitamin C)
    • Supportive measures: Take vitamin C supplements regularly
  • People with the E4 type of APOE gene (possibility of reduced absorption of fat-soluble vitamins)
    • Recommended foods: Nuts, green and yellow vegetables (rich in vitamins E and K)
    • Supplementary measures: Improve absorption by taking with lipids

In this way, by utilizing genetic information, it is possible to maximize the efficiency of vitamin absorption and help maintain individual health. It is expected that further developments in genetic analysis technology will lead to more detailed individual nutritional management in the future.

Summary

It has been revealed that vitamin absorption and metabolism vary from person to person due to genetic polymorphisms. It is known that genetic factors affect vitamin requirements, such as reduced folic acid utilization due to MTHFR gene mutations and changes in vitamin D absorption due to VDR gene polymorphisms. In addition, environmental factors such as intestinal bacteria and aging also play a major role in vitamin absorption.

With recent advances in genetic analysis technology, personalized nutrition based on individual genetic characteristics is attracting attention. By utilizing genetic information, it is possible to optimize diet and supplements and take in vitamins more efficiently. In the future, it is expected that further research into the relationship between genes and nutrition will lead to the realization of individual nutritional management based on more scientific evidence.