主要栄養素の腸管吸収メカニズム

主要栄養素は、消化によって小さな輸送可能な単位に分解されて初めて吸収されます。炭水化物は単糖に、タンパク質はアミノ酸と小ペプチドに、食事性脂肪は脂肪酸とモノグリセリドに分解されます。それぞれのクラスは、ナトリウム共役能動輸送から促進拡散、脂質相取り込みに至るまで、特徴的な輸送メカニズムによって腸管上皮を通過します。

Definition

主要栄養素の腸管吸収とは、炭水化物、タンパク質、脂肪の消化産物が、特定の膜キャリアおよび脂質取り込み経路を介して、小腸上皮を越えて体内へ輸送されることです。

Scope

本項目では、主要な主要栄養素が管腔内消化後に小腸上皮をどのように取り込まれるかについて記述し、関与する膜輸送体と物理的経路に焦点を当てます。炭水化物とアミノ酸の輸送体、および脂質の処理に焦点を当て、吸収を臨床的ガイダンスではなく生化学的および生理学的トピックとして扱います。

Core questions

• 消化後、食事性糖はどのように腸細胞を横断して輸送されますか？
• アミノ酸と小ペプチドはどのようなキャリアによって吸収されますか？
• 脂肪消化産物はどのように取り込まれ、再構成されますか？
• 主要栄養素輸送のどのステップが能動的で、どのステップが受動的ですか？

Key concepts

• ナトリウム-グルコース共輸送 (SGLT1)
• 促進グルコースおよびフルクトース輸送 (GLUTファミリー)
• アミノ酸およびペプチド輸送体
• 取り込みに先行する刷子縁膜消化
• ミセル形成と脂質取り込み
• カイロミクロン形成とリンパ輸送
• 能動輸送、促進輸送、受動輸送

Mechanisms

炭水化物は単糖として吸収されます。グルコースとガラクトースは、刷子縁膜のナトリウム-グルコース共輸送体SGLT1によってその勾配に逆らって取り込まれます。SGLT1は、糖の取り込みを基底膜側のナトリウムポンプによって維持される内向きのナトリウム勾配と共役させます。一方、フルクトースは促進拡散によって細胞内に入ります。その後、糖は促進輸送体によって腸細胞から血液中へ排出されます（Wright et al., 2011）。タンパク質はアミノ酸と小ペプチドに消化され、これらは一連のナトリウム共役およびプロトン共役アミノ酸・ペプチド輸送体を介して刷子縁膜を通過します。食事性脂肪は、乳化とリパーゼによる分解の後、混合ミセルに可溶化され、アピカル膜を介して取り込まれ、腸細胞内で再エステル化され、カイロミクロンにパッケージ化されてリンパ液中に排出されます。これらのステップの効率は、食品マトリックスとともに、摂取された主要栄養素がどれだけ利用可能になるかを決定します（Srinivasan, 2001）。

Clinical relevance

これらの輸送経路は、体が食物からエネルギーと構成要素をどのように抽出するかを説明し、吸収不良の理解と、ナトリウム共役グルコース輸送を利用する経口補水戦略の設計のためのメカニズム的背景を提供します。本項目は参照および教育を目的としており、診断または治療のガイダンスを提供するものではありません。

History

糖の取り込みとナトリウム輸送の共役は20世紀半ばに提唱され、後にナトリウム-グルコース共輸送体ファミリーのクローニングと特性評価によって分子レベルで確認されました。これはWrightらが詳細にレビューしています（Wright et al., 2011）。この研究は、経口補水療法の根拠も裏付けました。

Key figures

• Ernest M. Wright
• Bruce A. Hirayama

Seminal works

• wright-2011

Frequently asked questions

なぜグルコース吸収はナトリウムと関連しているのですか？

グルコースはSGLT1によって腸細胞内に運ばれ、SGLT1はナトリウムとグルコースを一緒に移動させます。基底膜側のナトリウムポンプによって維持される内向きのナトリウム勾配は、グルコースが自身の濃度勾配に逆らって吸収されることを可能にするエネルギーを提供します。

すべての主要栄養素は同じ方法で吸収されますか？

いいえ。糖とアミノ酸は特定の膜キャリアを使用しますが、脂肪消化産物はミセルを介して取り込まれ、細胞内で再構成され、カイロミクロンとしてリンパ液中に排出されます。