กลไกการดูดซึมสารอาหารหลักในลำไส้

สารอาหารหลักจะถูกดูดซึมได้ก็ต่อเมื่อผ่านการย่อยจนลดขนาดลงเป็นหน่วยที่ขนส่งได้: คาร์โบไฮเดรตเป็นโมโนแซ็กคาไรด์, โปรตีนเป็นกรดอะมิโนและเปปไทด์ขนาดเล็ก, และไขมันในอาหารเป็นกรดไขมันและโมโนกลีเซอไรด์ สารอาหารแต่ละชนิดจะเคลื่อนผ่านเยื่อบุลำไส้ด้วยกลไกการขนส่งเฉพาะตัว ซึ่งมีตั้งแต่การขนส่งแบบใช้พลังงานร่วมกับโซเดียมไปจนถึงการแพร่แบบอำนวยความสะดวกและการดูดซึมในระยะไขมัน

Definition

การดูดซึมสารอาหารหลักในลำไส้ คือการขนส่งผลิตภัณฑ์จากการย่อยคาร์โบไฮเดรต โปรตีน และไขมัน ผ่านเยื่อบุลำไส้เล็กเข้าสู่ร่างกายผ่านตัวพาเฉพาะบนเยื่อหุ้มเซลล์และกลไกการดูดซึมไขมัน

Scope

บทความนี้อธิบายถึงวิธีการดูดซึมสารอาหารหลักผ่านเยื่อบุลำไส้เล็กหลังจากการย่อยในช่องทางเดินอาหาร โดยเน้นที่ตัวขนส่งผ่านเยื่อหุ้มเซลล์และกลไกทางกายภาพที่เกี่ยวข้อง บทความนี้มุ่งเน้นไปที่ตัวพาคาร์โบไฮเดรตและกรดอะมิโน และการจัดการไขมัน โดยถือว่าการดูดซึมเป็นหัวข้อทางชีวเคมีและสรีรวิทยามากกว่าคำแนะนำทางคลินิก

Core questions

• น้ำตาลในอาหารถูกขนส่งผ่านเซลล์ลำไส้หลังการย่อยได้อย่างไร?
• กรดอะมิโนและเปปไทด์ขนาดเล็กถูกดูดซึมโดยตัวพาชนิดใด?
• ผลิตภัณฑ์จากการย่อยไขมันถูกดูดซึมและประกอบกลับคืนได้อย่างไร?
• ขั้นตอนใดในการขนส่งสารอาหารหลักที่เป็นแบบใช้พลังงานเทียบกับแบบไม่ใช้พลังงาน?

Key concepts

• การขนส่งร่วมโซเดียม-กลูโคส (SGLT1)
• การขนส่งกลูโคสและฟรุกโตสแบบอำนวยความสะดวก (ตระกูล GLUT)
• ตัวขนส่งกรดอะมิโนและเปปไทด์
• การย่อยที่ขอบแปรงก่อนการดูดซึม
• การก่อตัวของไมเซลล์และการดูดซึมไขมัน
• การประกอบไคโลไมครอนและการขนส่งทางน้ำเหลือง
• การขนส่งแบบใช้พลังงานเทียบกับแบบอำนวยความสะดวกเทียบกับแบบไม่ใช้พลังงาน

Mechanisms

คาร์โบไฮเดรตจะถูกดูดซึมในรูปของโมโนแซ็กคาไรด์: กลูโคสและกาแลคโตสจะถูกดูดซึมเข้าสู่เซลล์โดยต้านทานความเข้มข้นด้วยตัวขนส่งร่วมโซเดียม-กลูโคส SGLT1 ที่ขอบแปรง ซึ่งเชื่อมโยงการเข้าของน้ำตาลกับการไล่ระดับโซเดียมที่คงไว้โดยปั๊มโซเดียมที่เยื่อหุ้มเซลล์ด้านข้างและด้านฐาน ในขณะที่ฟรุกโตสเข้าสู่เซลล์โดยการแพร่แบบอำนวยความสะดวก จากนั้นน้ำตาลจะออกจากเซลล์ลำไส้เข้าสู่กระแสเลือดโดยตัวขนส่งแบบอำนวยความสะดวก (Wright et al., 2011) โปรตีนจะถูกย่อยเป็นกรดอะมิโนและเปปไทด์ขนาดเล็กที่เคลื่อนผ่านขอบแปรงโดยชุดของตัวขนส่งกรดอะมิโนและเปปไทด์ที่เชื่อมโยงกับโซเดียมและโปรตอน ไขมันในอาหาร หลังจากผ่านการทำให้เป็นอิมัลชันและการสลายไขมัน จะละลายในไมเซลล์ผสม ถูกดูดซึมผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ส่วนปลาย ถูกสร้างเป็นเอสเทอร์ใหม่ภายในเซลล์ลำไส้ บรรจุในไคโลไมครอน และส่งออกไปยังน้ำเหลือง ประสิทธิภาพของขั้นตอนเหล่านี้ ร่วมกับเมทริกซ์อาหาร จะเป็นตัวกำหนดปริมาณของสารอาหารหลักที่รับประทานเข้าไปว่าจะสามารถนำไปใช้ได้มากน้อยเพียงใด (Srinivasan, 2001)

Clinical relevance

กลไกการขนส่งเหล่านี้อธิบายว่าร่างกายสกัดพลังงานและสารตั้งต้นจากอาหารได้อย่างไร และเป็นพื้นฐานเชิงกลไกสำหรับการทำความเข้าใจภาวะการดูดซึมบกพร่องและการออกแบบกลยุทธ์การให้น้ำทางปากที่ใช้ประโยชน์จากการขนส่งกลูโคสที่เชื่อมโยงกับโซเดียม บทความนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อการอ้างอิงและการศึกษาเท่านั้น และไม่ได้ให้คำแนะนำในการวินิจฉัยหรือการรักษา

History

การเชื่อมโยงการดูดซึมน้ำตาลกับการขนส่งโซเดียมได้รับการเสนอขึ้นในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 และได้รับการยืนยันในระดับโมเลกุลในภายหลังด้วยการโคลนและระบุลักษณะของตระกูลตัวขนส่งร่วมโซเดียม-กลูโคส ซึ่งได้รับการทบทวนอย่างละเอียดโดย Wright และคณะ (Wright et al., 2011) งานวิจัยนี้ยังเป็นพื้นฐานสำหรับเหตุผลในการบำบัดด้วยการให้น้ำทางปาก

Key figures

• Ernest M. Wright
• Bruce A. Hirayama

Seminal works

• wright-2011

Frequently asked questions

ทำไมการดูดซึมกลูโคสจึงเชื่อมโยงกับโซเดียม?

กลูโคสถูกนำเข้าสู่เซลล์ลำไส้โดย SGLT1 ซึ่งเคลื่อนย้ายโซเดียมและกลูโคสไปพร้อมกัน การไล่ระดับโซเดียมที่คงไว้โดยปั๊มโซเดียมที่เยื่อหุ้มเซลล์ด้านข้างและด้านฐานให้พลังงานที่ช่วยให้กลูโคสถูกดูดซึมได้แม้จะต้านทานความเข้มข้นของตัวเองก็ตาม

สารอาหารหลักทุกชนิดถูกดูดซึมด้วยวิธีเดียวกันหรือไม่?

ไม่ น้ำตาลและกรดอะมิโนใช้ตัวพาเฉพาะบนเยื่อหุ้มเซลล์ ในขณะที่ผลิตภัณฑ์จากการย่อยไขมันถูกดูดซึมผ่านไมเซลล์ ประกอบกลับคืนภายในเซลล์ และส่งออกไปยังน้ำเหลืองในรูปของไคโลไมครอน