微量栄養素の吸収と輸送

微量栄養素の吸収と輸送は、ビタミン、ミネラル、および微量元素が腸管上皮を通過し、循環に入り、組織に送達される過程に関わる。摂取された微量栄養素のうち、生体内で利用可能となる割合、すなわち生体利用能は、栄養素の化学形態、食品マトリックス、他の食事成分との相互作用、および生理学的調節に依存するため、吸収は栄養状態の重要な決定因子である。

Definition

微量栄養素の吸収と輸送とは、食事由来のビタミン、ミネラル、および微量元素が腸管上皮を介して取り込まれ、結合タンパク質またはキャリアタンパク質によって血液中に運ばれ、組織に分布する一連のプロセスであり、その生体利用能を決定する調節および食事因子も含む。

Scope

このトピックでは、微量栄養素の取り込みに関する共通の生理学、すなわち脂溶性対水溶性の吸収経路、特異的および促進された輸送メカニズム、バランスを維持するための吸収調節、キャリアタンパク質および貯蔵タンパク質の役割、ならびに生体利用能を促進または阻害する食事因子について扱う。これらのプロセスは生化学的に扱われ、臨床的ガイダンスではない。

Core questions

• 腸管を介した異なる微量栄養素の取り込みを媒介する経路と輸送体は何か？
• 鉄のような調節された栄養素の体内貯蔵量を範囲内に保つために、吸収はどのように調節されているのか？
• 微量栄養素の生体利用能を促進または阻害する食事因子および宿主因子は何か？

Key concepts

• 生体利用能
• ミセルとカイロミクロンを介した脂溶性吸収
• 水溶性栄養素のキャリア媒介および能動輸送
• 調節された吸収とヘプシジン-フェロポーチン軸
• キャリアタンパク質と貯蔵タンパク質（トランスフェリン、フェリチン）
• 促進因子と阻害因子（フィチン酸、ビタミンC、カルシウム）
• 内因子とビタミンB12の取り込み

Mechanisms

脂溶性ビタミンは、食事性脂質とともに混合ミセルに乳化され、腸管細胞に吸収された後、カイロミクロンにパッケージ化されてリンパ系を介して輸送される。一方、ほとんどの水溶性ビタミンは、特異的なキャリア媒介または能動輸送システムを利用し、ビタミンB12は回腸での受容体媒介取り込みに内因子を必要とする。微量元素の吸収は、しばしば身体の必要性に応じて調節される。食事性鉄は還元されて頂端膜を横断して輸送され、その後フェリチンとして貯蔵されるか、またはフェロポーチンを介して循環に排出され、そこでトランスフェリンが組織に運搬する。全身の鉄バランスはヘプシジンによって設定され、ヘプシジンはフェロポーチンを制御し、それによって腸管吸収と貯蔵からの鉄放出の両方をゲートする（Hentze, 2010; Ganz, 2011）。生体利用能は、さらに化学形態、および取り込みを促進または阻害する食事性促進因子と阻害因子によって形成される。

Clinical relevance

吸収障害は、内因子欠乏時のビタミンB12欠乏症や、脂肪吸収不良状態における脂溶性ビタミン欠乏症など、十分な摂取量にもかかわらず発生する多くの栄養欠乏症を説明する。また、鉄吸収の調節不全は、鉄欠乏と鉄過剰の両方の根底にある（Ganz, 2011）。この項目は、これらのメカニズムを参照のために記述するものであり、診断や治療の推奨を提供するものではない。

Evidence & guidelines

生体利用能の考慮事項は、食事摂取基準がどのように設定され、食品組成がどのように解釈されるかに影響を与え、統合されたメカニズム的説明は標準的な栄養学の参考書に見られる（Ross et al., 2014）。

History

微量栄養素吸収の理解は、ビタミンB12取り込みに不可欠な内因子の同定や、鉄輸送および貯蔵タンパク質の特性評価など、画期的な生理学的発見を通じて進展した。分子生物学の時代には、特異的な膜輸送体の同定がもたらされ、2000年から2001年には、鉄の恒常性を吸収調節システムとして再構築したホルモンであるヘプシジンの発見があった（Ganz, 2011）。

Debates

食事性生体利用能はどの程度正確に予測できるか？

吸収は化学形態、食品マトリックス、および相互作用する食事成分に依存するため、実際に吸収される微量栄養素の割合を推定することは依然として不確実であり、文脈に依存する。これは摂取量から栄養状態への変換を複雑にする。

Seminal works

• hentze-2010-abt
• ganz-2011

Frequently asked questions

生体利用能とは何か？

生体利用能とは、摂取された微量栄養素のうち、実際に吸収され、身体によって利用可能となる割合のことである。これは、化学形態や食事の状況によって、摂取量よりもはるかに少ない場合がある。

食事摂取量が十分に見えるのに、なぜ欠乏症が起こることがあるのか？

吸収は、必要な因子（ビタミンB12の内因子など）の欠如、脂溶性ビタミンの脂肪吸収不良、または食事性阻害因子によって損なわれる可能性があるため、摂取量だけでは適切な栄養状態を保証するものではない。