การย่อยและการดูดซึมสารอาหารหลัก

การย่อยและการดูดซึมสารอาหารหลักคือกระบวนการที่คาร์โบไฮเดรต โปรตีน และไขมันจากอาหารถูกย่อยให้มีขนาดเล็กลงจนสามารถดูดซึมได้ และถูกลำเลียงเข้าสู่ลำไส้ เอนไซม์ในช่องทางเดินอาหารและเอนไซม์ที่ขอบแปรง (brush-border enzymes) จะย่อยสลายพอลิแซ็กคาไรด์ โปรตีน และไตรกลีเซอไรด์ และน้ำตาล กรดอะมิโนและเปปไทด์ รวมถึงกรดไขมันและโมโนกลีเซอไรด์ที่ได้ จะเคลื่อนที่ผ่านเซลล์ลำไส้เล็ก (enterocyte) ด้วยกลไกการขนส่งที่อาศัยตัวพา (transporter-mediated) และกลไกเฉพาะสำหรับไขมัน (lipid-specific pathways)

Definition

การย่อยและการดูดซึมสารอาหารหลักคือการเปลี่ยนคาร์โบไฮเดรต โปรตีน และไขมันจากอาหารด้วยเอนไซม์ให้เป็นโมโนแซ็กคาไรด์ เปปไทด์และกรดอะมิโน และกรดไขมันและโมโนกลีเซอไรด์ ตามด้วยการขนส่งสารเหล่านี้ผ่านเยื่อบุผิวลำไส้เข้าสู่กระแสเลือดหรือน้ำเหลือง

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมการย่อยสลายสารอาหารหลักทั้งสามชนิดด้วยเอนไซม์ และกลไกของเยื่อหุ้มเซลล์ที่นำผลิตภัณฑ์จากการย่อยเข้าสู่ร่างกาย ได้แก่ การขนส่งน้ำตาลที่อาศัยโซเดียมและการขนส่งแบบอำนวยความสะดวก (facilitated transport) ตัวพาเปปไทด์และกรดอะมิโน และการดูดซึมที่ขึ้นอยู่กับไมเซลล์ (micelle-dependent uptake) และการสร้างเอสเทอร์ใหม่ของไขมัน (re-esterification) เนื้อหานี้เป็นสรีรวิทยาอ้างอิงและไม่ได้ให้คำแนะนำด้านโภชนาการ

Core questions

• คาร์โบไฮเดรต โปรตีน และไขมันจากอาหารถูกย่อยสลายเป็นหน่วยที่ดูดซึมได้อย่างไร?
• กลไกการขนส่งใดที่เคลื่อนย้ายน้ำตาล กรดอะมิโน และผลิตภัณฑ์จากการย่อยไขมันผ่านเซลล์ลำไส้เล็ก?
• เหตุใดการดูดซึมไขมันจึงขึ้นอยู่กับเกลือน้ำดีและการสร้างไมเซลล์ แทนที่จะเป็นตัวพาแบบธรรมดา?

Key concepts

• การย่อยสลายด้วยเอนไซม์ในช่องทางเดินอาหารและที่ขอบแปรง
• การขนส่งร่วมโซเดียม-กลูโคส (SGLT1) และการขนส่งแบบอำนวยความสะดวก (GLUT2, GLUT5)
• ตัวพาเปปไทด์และกรดอะมิโน
• เกลือน้ำดี ไมเซลล์ผสม และการละลายไขมัน
• การดูดซึมกรดไขมันและการประกอบไคโลไมครอน
• การย่อยที่เยื่อหุ้มเซลล์บริเวณขอบแปรง

Mechanisms

การย่อยคาร์โบไฮเดรตเริ่มต้นจากอะไมเลสไปจนถึงไดแซ็กคาไรเดสที่ขอบแปรง และโมโนแซ็กคาไรด์ที่ถูกปล่อยออกมาจะถูกดูดซึมโดยตัวพาที่อาศัยโซเดียมและตัวพาแบบอำนวยความสะดวก: กลูโคสและกาแล็กโทสเข้าสู่เซลล์ผ่าน SGLT1 และออกผ่าน GLUT2 ในขณะที่ฟรุกโตสใช้ GLUT5 (Wright et al., 2011) โปรตีนจะถูกย่อยโดยโปรตีเอสในกระเพาะอาหารและตับอ่อน และเปปติเดสที่ขอบแปรง และกรดอะมิโนและเปปไทด์ขนาดเล็กที่ได้จะถูกดูดซึมโดยตัวพาเฉพาะที่อาศัยโซเดียมหรือโปรตอน ไตรกลีเซอไรด์จากอาหารจะถูกทำให้เป็นอิมัลชัน ถูกย่อยด้วยไลเปสจากตับอ่อน และละลายในไมเซลล์ผสมของเกลือน้ำดี; จากนั้นกรดไขมันและโมโนกลีเซอไรด์จะเข้าสู่เซลล์ลำไส้เล็ก ถูกสร้างเอสเทอร์ใหม่ และถูกส่งออกเป็นไคโลไมครอนเข้าสู่ระบบน้ำเหลือง (Iqbal & Hussain, 2009) กลไกทั้งสามนี้ทำงานบนพื้นผิวลำไส้เล็กที่ขยายใหญ่ขึ้นซึ่งเป็นพื้นที่ดูดซึม (Helander & Fändriks, 2014)

Clinical relevance

กลไกเหล่านี้เป็นพื้นฐานในการทำความเข้าใจภาวะต่างๆ เช่น การดูดซึมแลคโตสบกพร่อง ภาวะพร่องเอนไซม์ตับอ่อน และการดูดซึมไขมันบกพร่องในสาขาวิทยาศาสตร์สุขภาพ ข้อมูลนี้เป็นเนื้อหาอ้างอิงเชิงพรรณนาและไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยรายบุคคล การกำหนดอาหาร หรือการรักษา

Seminal works

• wright-2011
• iqbal-hussain-2009

Frequently asked questions

เหตุใดการดูดซึมกลูโคสจึงถูกอธิบายว่าเป็น 'แบบใช้พลังงาน'?

กลูโคสถูกลำเลียงเข้าสู่เซลล์ลำไส้เล็กสวนทางกับความเข้มข้นของมันโดยตัวขนส่งร่วมโซเดียม-กลูโคส SGLT1 ซึ่งเชื่อมโยงการดูดซึมกลูโคสกับการเคลื่อนที่เข้าของโซเดียมที่ขับเคลื่อนโดยปั๊มโซเดียม

เหตุใดการดูดซึมไขมันจึงต้องใช้น้ำดี?

ไขมันจากอาหารละลายน้ำได้ไม่ดี ดังนั้นเกลือน้ำดีจึงทำหน้าที่ทำให้อิมัลชันและสร้างไมเซลล์ผสมที่นำพากรดไขมันและโมโนกลีเซอไรด์ไปยังพื้นผิวการดูดซึม ทำให้สามารถเข้าสู่เซลล์ลำไส้เล็กเพื่อประกอบใหม่และขนส่งได้