消化、吸収、および栄養素のバイオアベイラビリティ
消化、吸収、および栄養素のバイオアベイラビリティは、消化管が摂取した食物を、身体が取り込み利用できる分子に変換する過程を記述する概念です。機械的および酵素的消化は高分子を吸収可能な単位に分解し、特殊な上皮輸送はこれらの単位を腸壁を越えて移動させます。そして、バイオアベイラビリティは、摂取された栄養素のうち実際に吸収され、代謝機能に利用可能となる割合を捉えます。
Definition
消化とは、機械的および酵素的作用によって食物を吸収可能な分子に分解することであり、吸収とは、それらの分子が腸上皮を越えて血液またはリンパに移行することです。そして、バイオアベイラビリティとは、摂取された栄養素のうち、吸収されて生理的利用が可能となる割合を指します。
Scope
この分野は、消化管の構造と機能、多量栄養素と微量栄養素の消化と吸収、栄養素のバイオアベイラビリティの決定要因、および栄養素代謝における腸内微生物叢の役割について読者に概説します。これは、その下にあるより詳細なトピックの枠組みとなる参照的かつ教育的な概要であり、食事療法や臨床管理を提供するものではありません。
Sub-topics
Core questions
- 消化管はどのようにして食物を段階的に吸収可能な単位に分解するのか？
- 栄養素はどのような輸送メカニズムによって腸上皮を通過するのか？
- 栄養素が実際にどれだけ吸収されるかを決定する食事性および生理学的要因は何か？
- 腸内微生物叢は消化と栄養素供給にどのように貢献しているのか？
Key concepts
- 機械的および酵素的消化
- 小腸の吸収表面積
- 膜輸送（能動輸送、促進拡散、受動拡散）
- バイオアベイラビリティと吸収効率
- 栄養素取り込みの促進因子と阻害因子
- 大腸発酵と短鎖脂肪酸
- 宿主-微生物叢相互作用
Mechanisms
消化は口腔と胃で始まり、小腸で完了します。小腸では、膵酵素と刷子縁ヒドロラーゼが炭水化物、タンパク質、脂質をそれぞれ単糖、ペプチドとアミノ酸、脂肪酸とモノグリセリドに分解します。小腸粘膜は、ひだ、絨毛、微絨毛によって広大な吸収表面積に増幅されており、これらの分解産物を特定の輸送体やキャリアを介して取り込みます（Helander & Fändriks, 2014; Wright et al., 2011）。摂取された栄養素のうち吸収される割合、すなわちそのバイオアベイラビリティは、化学形態、食品マトリックス、および促進因子や阻害因子の存在に依存します。これは、食事性鉄の例で示されています（Hurrell & Egli, 2010）。小腸で吸収されなかった物質は大腸に到達し、そこで微生物叢が残存する炭水化物を短鎖脂肪酸に発酵させ、それ自体が吸収されて利用されます（Cummings et al., 1987）。
Clinical relevance
消化、吸収、およびバイオアベイラビリティを理解することは、健康科学において吸収不良、微量栄養素欠乏症、および消化管疾患の栄養学的影響がどのように解釈されるかの基礎となります。この項目は、参照および教育のために正常な生理機能と栄養素取り込みの決定要因を記述するものであり、個別の診断、食事処方、または治療の根拠となるものではありません。
Related topics
Seminal works
- wright-2011
- helander-2014
- cummings-1987
Frequently asked questions
- 消化と吸収の違いは何ですか？
- 消化は、機械的および酵素的作用によって食物を小さな吸収可能な分子に分解することであり、吸収は、それらの分子が腸の内壁を越えて血液またはリンパに移行することです。
- 栄養素の摂取量を超えてバイオアベイラビリティが重要であるのはなぜですか？
- 摂取された栄養素のうち、実際に吸収されて身体に利用可能となるのはごく一部に過ぎないためです。化学形態、周囲の食品マトリックス、および食事中の促進因子や阻害因子は、鉄の例に見られるように、その割合を大幅に変化させることがあります。