食品中の栄養素の生体利用能

生体利用能とは、摂取された栄養素のうち、生理機能または貯蔵に利用可能となる割合のことである。本稿では、栄養素が生体利用能に影響を与える食品そのもの、すなわち栄養素が存在するマトリックス、その化学形態、および存在する他の食品成分によってどのように形成されるかに焦点を当てる。これらが総合的に、表示された栄養素含有量のうち身体が実際に利用できる量を決定する。

Definition

生体利用能とは、摂取された栄養素のうち、腸管を介して吸収され、代謝利用または貯蔵に利用可能となる画分のことである。食品の文脈においては、栄養素の化学形態、食品マトリックスの構造、および他の食事成分との相互作用によって決定される。

Scope

本項目では、生体利用能および関連概念である生体吸収性の定義、吸収を増減させる食品マトリックスおよび化学形態の要因、食事による促進因子および阻害因子、ならびに生体利用能の測定原理について扱う。これは科学に関する参照的な記述であり、摂取推奨量を与えるものではない。

Core questions

• 生体吸収性と生体利用能の違いは何ですか？
• 食品の物理的構造（マトリックス）は栄養素の吸収をどのように変化させますか？
• 特定の栄養素の吸収を促進または阻害する食事成分は何ですか？
• 生体利用能はどのように測定され、なぜ測定が難しいのですか？

Key concepts

• 生体利用能
• 生体吸収性
• 食品マトリックス効果
• 化学形態（例：ヘム鉄と非ヘム鉄）
• 吸収促進因子と阻害因子
• 画分吸収

Mechanisms

栄養素はまず食品マトリックスから放出され（生体吸収性）、次に吸収可能な形態に溶解し、その後腸上皮を介して取り込まれる必要がある。食品の微細構造は、細胞壁や脂肪滴内に栄養素を閉じ込め、その放出を制限する可能性がある。化学形態は、容易に吸収されるヘム鉄と非ヘム鉄のように、本質的な吸収性を決定する。また、共摂取される成分は取り込みを調節し、アスコルビン酸は非ヘム鉄の吸収を促進する一方で、フィチン酸や特定のポリフェノールはミネラルと結合して吸収を阻害する。吸収はしばしば恒常的に調節されるため、吸収される画分は身体の必要性によっても変動し、測定を複雑にしている。

Clinical relevance

生体利用能は、栄養素の充足度が摂取量のみから判断できない理由や、鉄などのミネラルの食事摂取基準が、想定される吸収画分に基づいて設定されている理由を説明する。本稿は、食品がどのように栄養素を身体に供給するかに関する記述的な参考資料であり、個別の診断や治療の決定の根拠となるものではない。

Evidence & guidelines

生体利用能は、ヒトの吸収研究、しばしば安定同位体標識法やバランス法、血漿応答法を用いて研究され、レビューはこれらを統合して食事摂取基準を導き出すために用いられる吸収の仮定を形成する。カルシウムと鉄は、測定方法の選択と食事の文脈が生体利用能の推定値をどのように形成するかを示す、よく特徴づけられたモデルとして機能する。

History

初期の栄養学は食品中の栄養素の総含有量に焦点を当てていたが、20世紀半ばのバランス研究や放射性同位体研究により、吸収量が摂取量と大きく異なることが明らかになった。カルシウムと鉄は生体利用能研究の典型的なモデルとなり、その後の食品微細構造に関する研究は、化学だけでなく物理的なマトリックスが栄養素の放出と取り込みをどのように支配するかを明確にした。

Debates

生体利用能はどのように測定し、表現すべきか？

研究者たちは、単一食と全食事の測定、同位体法とバランス法の利点、および恒常性調節をどのように考慮するかについて議論している。これらの選択は、食品に帰属される生体利用能の推定値を大きく変えるためである。

Key figures

• Robert Heaney
• Richard Hurrell
• José Miguel Aguilera

Seminal works

• heaney-2001
• parada-aguilera-2007
• hurrell-egli-2010

Frequently asked questions

生体吸収性と生体利用能の違いは何ですか？

生体吸収性とは、食品マトリックスから放出され、腸管での吸収に利用可能となる栄養素の量であり、生体利用能とは、実際に吸収され、身体による利用に利用可能となる量のことである。栄養素は生体吸収性があっても、生体利用能が低い場合がある。

調理によって食品の栄養素の生体利用能が変化するのはなぜですか？

調理や加工は食品マトリックスを分解し、阻害因子を不活性化することで、閉じ込められた栄養素を放出し、しばしば吸収を増加させる。ただし、過度の加熱は一部の熱に弱い栄養素を分解することもある。