栄養素の生体利用能と吸収

栄養素の生体利用能と吸収は、摂取された栄養素が食物からどれだけ放出され、腸管上皮を介して取り込まれ、身体の細胞に利用可能になるかに関わる栄養生化学の分野である。これは、食事の化学的性質と生理学的利用を結びつけるものであり、摂取されたすべてが吸収されるわけではなく、吸収されたすべてが利用可能であるわけでもない。

Definition

栄養素の生体利用能とは、摂取された栄養素のうち、腸管を介して吸収され、生理学的機能または貯蔵に利用可能となる割合である。吸収とは、栄養素が腸管上皮を通過して体内に入る輸送段階を指す。

Scope

この分野は、栄養素が腸管内腔から全身循環へどれだけ効率的に移動するかの決定要因について読者に理解を促す。生体利用能の定義とその修飾因子、マクロ栄養素とミクロ栄養素が吸収される膜輸送メカニズム、そして吸収を高めたり低下させたりする食事の相互作用、拮抗作用、相乗作用、および阻害化合物（フィチン酸、ポリフェノール、シュウ酸など）を網羅する。これは参照および教育的な概要であり、臨床的ガイダンスではない。

Sub-topics

• Bioavailability: Definition and Factors
• Chelating Compounds and Absorption Inhibitors
• Intestinal Absorption Mechanisms for Macronutrients
• Intestinal Absorption Mechanisms for Micronutrients
• Nutrient Antagonism, Synergy, and Interactions

Core questions

• 摂取された栄養素のうち、実際に吸収され利用される割合はどれくらいか、そしてそれはどのように測定されるのか？
• どのような腸管内腔、食事、宿主、生理学的要因が生体利用能を高めたり低下させたりするのか？
• マクロ栄養素とミクロ栄養素は、どのような膜輸送メカニズムによって腸管上皮を通過するのか？
• 栄養素と食事中の化合物は、互いの吸収をどのように促進または阻害するのか？

Key concepts

• 吸収され利用可能な割合としての生体利用能
• 絶対的生体利用能と相対的生体利用能
• 吸収の腸管内腔、食事、宿主の決定要因
• 能動的、促進的、受動的腸管輸送
• 栄養素間の相互作用（拮抗作用と相乗作用）
• 吸収促進剤と阻害剤
• 食物マトリックスと加工の影響

Mechanisms

吸収は、消化中に食物マトリックスから栄養素が放出されることから始まり、その後、腸細胞を介した取り込みは、栄養素の化学形態と利用可能な輸送システムに依存する。単糖類やアミノ酸などのマクロ栄養素の産物は、主にナトリウム共輸送体を含む特定の膜キャリアによって取り込まれる（Wright et al., 2011）。微量栄養素は専用の経路を利用し、鉄やマンガンなどの二価金属はプロトン共輸送体によって運ばれ（Gunshin et al., 1997）、生体利用能は化学形態と競合するリガンドによって強く影響される（Hurrell & Egli, 2010）。栄養素全体にわたり、吸収される割合は、腸管内腔の化学的性質、食物マトリックス、宿主の生理機能、および加齢などのライフステージ要因によって共同で決定される（Russell, 2001; Srinivasan, 2001）。

Clinical relevance

生体利用能を理解することで、食品に記載されている栄養素含有量が身体が摂取する量と等しくない理由、および栄養素の充足度を解釈する際に食事の形態と組み合わせが重要である理由が説明される。この分野は、参照および教育のために栄養素取り込みの生化学的および生理学的基礎を記述するものであり、個人の診断、サプリメント摂取、または治療決定の根拠となるものではない。

Evidence & guidelines

いくつかの栄養素の参照値は、生体利用能に関する仮定を明示的に組み込んでいる。例えば、鉄の必要量は、混合食から期待される吸収割合に基づいて設定されている（Hurrell & Egli, 2010）。この概念とその測定は、栄養科学文献でレビューされている（Srinivasan, 2001）。

History

摂取された栄養素含有量が利用可能な摂取量を過大評価するという考えは、20世紀の栄養科学において生体利用能の概念として形式化され、その実証のための実用的な枠組みが栄養学文献で示された（Srinivasan, 2001）。プロトン共役金属イオン輸送体のクローニング（Gunshin et al., 1997）など、腸管輸送体の分子同定により、吸収は明確なメカニズム的基盤の上に置かれた。

Key figures

• Ernest M. Wright
• Robert M. Russell
• Richard Hurrell

Seminal works

• srinivasan-2001
• wright-2011
• hurrell-egli-2010

Frequently asked questions

生体利用能は食品表示に記載されている栄養素含有量と同じですか？

いいえ。記載されている含有量は存在する総量であり、生体利用能は実際に吸収され利用可能になる割合です。これはしばしばかなり低く、化学形態、食物マトリックス、および他の食事成分に依存します。

同じ鉄含有量の2つの食品が、同じ量の鉄を供給しないのはなぜですか？

吸収される割合は、栄養素の形態や食事中の促進または阻害化合物によって異なるため、書面上では同量であっても、吸収される量は大きく異なる可能性があります。