微量栄養素の腸管吸収メカニズム

ビタミンやミネラルといった微量栄養素は、その化学的性質に応じた経路で吸収されます。脂溶性ビタミンは脂質の取り込みに追随し、水溶性ビタミンは特定の輸送体を利用します。鉄、亜鉛、カルシウムなどのミネラルは、専用の輸送体に依存しており、その活性は体内の貯蔵量や食事の形態に応じて厳密に調節されています。

Definition

微量栄養素の腸管吸収とは、ビタミンやミネラルが、栄養素特異的でしばしば調節されるキャリアおよび取り込み経路を介して、腸管上皮を横断して輸送されることです。

Scope

本項目では、ビタミンとミネラルが腸管上皮を介してどのように取り込まれるかを記述し、調節されたミネラル輸送体と、その効率を決定する食事要因に焦点を当てます。微量栄養素の吸収を、臨床的ガイダンスとしてではなく、生化学的および生理学的トピックとして扱い、投与量やサプリメントに関する助言は行いません。

Core questions

• 鉄、亜鉛、カルシウムなどの食事性ミネラルはどのように腸管を横断して輸送されますか？
• 微量栄養素の吸収は、身体の必要性に応じてどのように調節されますか？
• 脂溶性ビタミンと水溶性ビタミンは、その取り込みにおいてどのように異なりますか？
• 化学形態がミネラル吸収にこれほど強く影響するのはなぜですか？

Key concepts

• 非ヘム鉄のための二価金属イオン輸送体（DMT1）
• ヘム鉄と非ヘム鉄の取り込み
• 体内の貯蔵量による吸収の調節
• 亜鉛輸送体ファミリーと食事による調節
• ビタミンD調節性カルシウム吸収（細胞内経路と細胞傍経路）
• 水溶性ビタミンのキャリアを介した取り込み
• 脂溶性ビタミンの脂質共役型取り込み

Mechanisms

多くのミネラルは、特異的で調節されたキャリアによって吸収されます。非ヘム鉄は、二価鉄に還元された後、プロトン共役型二価金属イオン輸送体DMT1（このファミリーで最初にクローン化され、特徴づけられたメンバー）を介して腸管細胞に入ります（Gunshin et al., 1997）。鉄全体の取り込みは体内の貯蔵量によって制御され、化学形態や食事中のリガンドによって強く修飾されます（Hurrell & Egli, 2010）。亜鉛の吸収は専用の輸送体を介して進行し、その溶解度を促進または阻害する食事要因によって調節されます（Lonnerdal, 2000）。カルシウムは、飽和可能なビタミンD調節性細胞内経路と受動的な細胞傍経路の両方で吸収され、活性成分はビタミンD内分泌系によって制御されます（Christakos et al., 2011）。ビタミンは溶解度によって分類されます。脂溶性ビタミンは食事中の脂質とともに取り込まれ、水溶性ビタミンは特定の膜キャリアを利用します。

Clinical relevance

これらの調節された経路は、微量栄養素の状態が摂取量だけでなく、化学形態、体内の貯蔵量、他の食事成分との相互作用を反映する理由、そして見かけ上十分な摂取量にもかかわらず欠乏症が生じる理由を説明しています。本項目は参照および教育を目的としており、個人の診断やサプリメントの決定の根拠となるものではありません。

Evidence & guidelines

鉄などのミネラルの吸収率は食事によって大きく異なるため、食事摂取基準は、総摂取量ではなく、吸収された鉄の量に基づいて設定されることがあります（Hurrell & Egli, 2010）。

History

ミネラル吸収の分子レベルでの理解は、プロトン共役型金属イオン輸送体（DMT1）のクローニングによって大きく進展しました。これにより、先端側非ヘム鉄取り込みの最初の分子同定が提供され、より広範な二価金属輸送を理解するためのテンプレートとなりました（Gunshin et al., 1997）。活性型腸管カルシウム吸収の調節におけるビタミンDの中心的な役割は、数十年にわたる内分泌学的および分子生物学的研究によって確立され、洗練されてきました（Christakos et al., 2011）。

Key figures

• Matthias A. Hediger
• Bo Lonnerdal
• Sylvia Christakos

Seminal works

• gunshin-1997
• christakos-2011

Frequently asked questions

非ヘム鉄がヘム鉄よりも吸収されにくいのはなぜですか？

非ヘム鉄は、DMT1輸送体を介して取り込まれるために可溶性の還元型である必要があり、フィチン酸やポリフェノールなどの食事性リガンドによって容易に結合されます。一方、ヘム鉄は、食事の影響を受けにくい別の経路で取り込まれます。

カルシウムの吸収は一定ですか？

いいえ。カルシウムは受動的な細胞傍経路と、必要性や摂取状況に応じてビタミンD内分泌系によって上方制御される飽和可能な細胞内経路の両方で吸収されます。