「ピボキシル基」を持つ抗菌薬で低血糖が起こるのは何故？～カルニチンと脂肪酸β酸化（糖新生）

回答：「ピボキシル基」の代謝に、糖新生で必要な「カルニチン」を消費するから

　『オラペネム（一般名：テビペネム ピボキシル）』など一部の経口抗菌薬には、消化管からの吸収率を良くするため「ピボキシル基（ピバリン酸）」がくっついているものがあります。
　この「ピバリン酸」を代謝する際に「カルニチン」が必要ですが、「カルニチン」は脂肪酸のβ酸化（糖新生）にも必要な物質です。そのため、「ピバリン酸」の代謝によって「カルニチン」が枯渇していると、飢餓・空腹状態になっても糖新生などのエネルギー産生を行えず、低血糖症状を起こす恐れがあります。

　特に乳児は「カルニチン」の合成能が低いため、「ピボキシル基」を持つ抗菌薬の服用時には、低血糖症状に注意する必要があります。

回答の根拠：「ピボキシル基（ピバリン酸）」の代謝と「カルニチン」の消費

　一部の経口抗菌薬は、消化管吸収性を高めるために「ピボキシル基（ピバリン酸）」が付加されています1)。

※「ピボキシル基」を持つ経口抗菌薬
『オラペネム（一般名：テビペネム ピボキシル）』
『メイアクト（一般名：セフジトレン ピボキシル）』
『フロモックス（一般名：セフカペン ピボキシル）』
『トミロン（一般名：セフテラム ピボキシル）』

　1) オラペネム小児用細粒　インタビューフォーム
　2) メイアクトMS小児細粒　インタビューフォーム

　こうした「ピボキシル基」を持つ抗菌薬は、吸収された後に加水分解を受け、抗菌薬の本体と「ピバリン酸」に分解されます。この「ピバリン酸」は、「カルニチン」による抱合を受けて尿中に排泄されるため、血清中の「カルニチン」濃度は低下することになります3)。

　3) Biochem Pharmacol.;36(20):3405-9,(1987) PMID:3675603

「カルニチン」が減ると何が起こるか

　ヒトは空腹・飢餓状態になると、ミトコンドリア内の脂肪酸β酸化によって必要なエネルギーを確保し、糖新生を行いますが、このとき、脂肪酸をミトコンドリアに取り込むために「カルニチン」が必要です。

　そのため、「ピボキシル基」を持つ抗菌薬の服用によって「カルニチン」が消費され枯渇していると、空腹時でも脂肪酸β酸化を行えず、糖新生に必要なエネルギーを確保できないため、低血糖症状を起こしてしまうことになります（他のエネルギー産生機構に異常を来たすため、痙攣などの症状も起こります）。
　実際、「カルニチン」合成能の低い乳児では低カルニチン血症になりやすく4)、これによって血糖値が11～21mg/dLまで低下（※通常、60mg/dLを下回った時点で冷や汗や震えなどの症状が現れる）し、痙攣や意識レベルの低下によって入院治療が必要となった事例も報告されています5)。

　4) 日本小児科学会 「カルニチン欠乏症の診断・治療指針2016」
　5) PMDAからの医薬品適正使用のお願い No.8,(2012)

　こうした「低カルニチン症」は、成人でも胃切除の既往があり、肉や乳製品の摂取が少ない高齢者で起きた事例が報告されています6)。

　6) Intern Med. 2019 Jun 27.[Epub ahead of print] PMID:31243204

薬剤師としてのアドバイス：抗菌薬は必要な時にだけ、無闇に欲しがらない

　子どもが熱を出した時には、「抗菌薬（抗生物質）」が欲しいと病院を受診する方は少なくありません。
　しかし、例えば「風邪」のようなウイルス性の感染症の時に、細菌を退治する「抗菌薬」を飲んでも意味はありません。また、細菌性の感染症であっても、「抗菌薬」が治療に必要でない場合もあります。
　「ピボキシル基」を持つ抗菌薬は子どもによく使われていますが、抗菌薬の使い過ぎは下痢などの副作用の原因になるだけでなく、薬が効かない耐性菌を増やすリスクを高めるほか、こうした低血糖症状を起こす恐れもあります。

　副作用ばかりを恐れて薬物治療を拒否してしまうのは問題ですが、抗菌薬は必要な時にだけ使う薬であって、「念のため」や「とりあえず」で処方をお願いするような薬ではない、ということは知っておいて欲しいと思います。

ポイントのまとめ

1. 「ピボキシル基」を持つ抗菌薬は、代謝に「カルニチン」が必要なため、「カルニチン」不足の原因になる
2. 「カルニチン」が不足すると、空腹時の脂肪酸β酸化（糖新生）を行えないため、低血糖になりやすい
3. 抗菌薬は細菌感染症の治療に重要な薬だが、「念のため」や「とりあえず」で使うような薬ではない

+αの情報①：「ピボキシル基」を持たない『バナン』

　経口のセフェム系抗菌薬の中でも、『バナン（一般名：セフポドキシム）』は「ピボキシル基」の代わりに「プロキセチル基」が付加されています。
　この「プロキセチル基」は、代謝過程で「ピバリン酸」ではなく、「イソプロパノール」・「アセトアルデヒド」・「二酸化炭素」になる7)ため、「カルニチン」を消費しません。

　7) バナンドライシロップ　インタビューフォーム

　どうしても第三世代セフェム系の経口抗菌薬が必要な場合、低カルニチン血症のリスクを考慮すれば『バナン』は良い選択肢になります。

+αの情報②：『デパケン』の服用でも「カルニチン」の欠乏は起こる

　てんかん治療に使われる『デパケン（一般名：バルプロ酸）』の代謝にも「カルニチン」が消費されます。そのため、『デパケン』の長期服用時にも「カルニチン」が欠乏し、高アンモニア血症を起こすことがあります4)。
　なお、この『デパケン』服用時に起こった高アンモニア血症は、「カルニチン」の投与で奏功するという報告があります8)。

　8) Eur J Intern Med.14(5):338-340,(2003) PMID:13678762

～注意事項～
◆用法用量はかかりつけの主治医・薬剤師の指示を必ずお守りください。
◆ここに記載されていることは「原則」であり、治療には各々の環境や状況により「例外」が存在します。