結腸における水分および電解質の吸収

結腸における水分および電解質の吸収は、小腸からの液状残渣に含まれる水分、ナトリウム、塩化物イオンの大部分を回収し、それらを体内に戻すことで、液状の排出物を形成された半固形の便に変換するプロセスである。水分の移動は受動的であり、主にナトリウムイオンの能動的な吸収に追随して起こる。

Definition

結腸における水分および電解質の吸収とは、結腸上皮を介した水分、ナトリウム、塩化物イオン（調節されたカリウムおよび重炭酸イオンの処理を伴う）の正味の再吸収であり、水分はイオンの能動輸送に浸透圧的に追随する。

Scope

このトピックでは、結腸が処理する水分量とイオン種、ナトリウム、塩化物イオン、カリウムイオン、水分の移動を担うアピカル側および基底膜側の輸送メカニズム、輸送様式における近位から遠位への勾配、およびこれらのプロセスのホルモンによる調節について扱う。これは正常な生理機能に関する参考資料である。

Core questions

• 結腸は毎日どのくらいの水分を吸収し、その予備能力はどのくらいか？
• ナトリウムはどのようなアピカル側および基底膜側のメカニズムによって吸収されるか？
• 近位結腸と遠位結腸では輸送がどのように異なるか？
• 結腸の塩分と水分輸送はどのようにホルモンによって調節されるか？

Key concepts

• 電気的に中性のNa-HおよびCl-HCO3交換
• 上皮性ナトリウムチャネル（ENaC）を介した電気発生性ナトリウム吸収
• 基底膜側の駆動ポンプとしてのナトリウム-カリウムATPase
• 浸透圧的に共役した（受動的な）水分吸収
• 近位結腸と遠位結腸の輸送様式
• 遠位ナトリウム吸収のアルドステロンによる調節
• 結腸の吸収予備能力
• 短鎖脂肪酸によって刺激されるナトリウム吸収

Mechanisms

結腸は通常、毎日1〜2リットルの回腸液を受け取り、その大部分を吸収する。かなりの予備能力があり、供給量が増加した場合には数リットルを吸収できる。正味の吸収は、能動的なナトリウム取り込みによって駆動される。近位結腸では、電気的に中性のナトリウム吸収が優勢であり、アピカル側のナトリウム-水素交換と塩化物-重炭酸交換が共役している。遠位結腸では、アミロライド感受性上皮性ナトリウムチャネル（ENaC）を介した電気発生性吸収が重要になり、アルドステロンによって強く刺激される。すべての場合において、基底膜側のナトリウム-カリウムATPaseは、アピカル側への流入を駆動する低い細胞内ナトリウム濃度を維持するために、ナトリウムを細胞外に汲み出し、その後水分が追随する浸透圧勾配を生成する。塩化物イオンは重炭酸イオンと交換されて吸収され、結腸は調節下でカリウムイオンを分泌および吸収する。発酵によって生成される短鎖脂肪酸は、ナトリウムと水分の吸収をさらに促進する（Sandle, 1998; Kunzelmann & Mall, 2002）。

Clinical relevance

結腸の水分吸収能力が便の硬さを決定するため、吸収障害または能動的な分泌は多くの下痢状態の根底にあり、過剰な水分回収は硬便の一因となる。この正常な輸送に関する記述は参考資料であり、個々の診断や治療の根拠となるものではない。

Evidence & guidelines

ここで要約されているメカニズムは、結腸の塩分と水分輸送に関する生理学的レビュー（Sandle, 1998）および哺乳類の結腸電解質輸送に関するレビュー（Kunzelmann & Mall, 2002）から引用されている。この正常生理学のトピックについては、臨床診療ガイドラインは参照されていない。

History

初期のバランス研究および灌流研究により、結腸が水分とナトリウムの回収の主要な部位であることが確立された。その後の電気生理学的研究により、近位結腸における電気的に中性の吸収と遠位結腸におけるアミロライド感受性の電気発生性吸収が区別され、アルドステロンの役割が明確にされた。これらの知見は、Sandleの1998年の評価とKunzelmannおよびMallの2002年のレビューにまとめられている。

Key figures

• Geoffrey I. Sandle
• Henry J. Binder
• Karl Kunzelmann
• Marcus Mall

Seminal works

• sandle-1998
• kunzelmann-mall-2002

Frequently asked questions

結腸は毎日どのくらいの水分を吸収しますか？

通常、小腸から送られてくる1〜2リットルの液状残渣の大部分を吸収し、負荷が増加した場合には数リットルを吸収できる予備能力があるため、便は通常半固形です。

結腸から水分は能動的に排出されますか？

いいえ。水分の移動は受動的かつ浸透圧的であり、主にナトリウムイオンの能動的な吸収に追随します。ナトリウムイオンは上皮を横断して輸送され、基底膜側でナトリウム-カリウムATPaseによって細胞外に汲み出されます。