Biochemistry · 5/3

脂質代謝の概観；脂質の吸収；カイロミクロンの代謝

Overview of lipid metabolism; absorption of lipids; metabolism of chylomicrons — L I

🧠 脂質吸収は「胆汁酸で乳化emulsification乳化（emulsification）emulsification（乳化）→膵酵素pancreatic enzyme膵酵素（pancreatic enzyme）pancreatic enzyme（膵酵素）で加水分解→腸細胞enterocyte腸細胞（enterocyte）enterocyte（腸細胞）に取り込み→再エステル化re-esterification再エステル化（re-esterification）re-esterification（再エステル化）→カイロミクロンchylomicronカイロミクロン（chylomicron）chylomicron（カイロミクロン）に詰めてリンパへ」という一連の工程として読む。疎水性分子hydrophobic molecule疎水性分子（hydrophobic molecule）hydrophobic molecule（疎水性分子）（脂質）を親水性環境hydrophilic environment親水性環境（hydrophilic environment）hydrophilic environment（親水性環境）（血液・リンパ）で運ぶための解決策がリポタンパクとアルブミン。カイロミクロンchylomicronカイロミクロン（chylomicron）chylomicron（カイロミクロン）形成の鍵はMTP・apoB-48。吸収障害malabsorption吸収障害（malabsorption）malabsorption（吸収障害）は脂肪便steatorrhea脂肪便（steatorrhea）steatorrhea（脂肪便）として現れる。

脂質輸送の根本問題

疎水性分子hydrophobic molecule疎水性分子（hydrophobic molecule）hydrophobic molecule（疎水性分子）を親水性環境hydrophilic environment親水性環境（hydrophilic environment）hydrophilic environment（親水性環境）（血漿）で運ぶという根本問題への解決策が、リポタンパク粒子と、遊離脂肪酸free fatty acids遊離脂肪酸（free fatty acids）free fatty acids（遊離脂肪酸）を運ぶアルブミン（1分子あたり最大約10個の脂肪酸を結合）。

食事脂質は工業国で1日エネルギーの40%以上を占めることもあるが、栄養指針は総カロリーの30%以下を推奨。
食事脂質量の目安：60–150 g/日、その約90%がトリグリセリド、残り10%がリン脂質・コレステロール・コレステロールエステルcholesteryl esterコレステロールエステル（cholesteryl ester）cholesteryl ester（コレステロールエステル）・脂肪酸。

消化管での脂質消化

食欲・消化ホルモン

コレシストキニンCCK, cholecystokininコレシストキニン（CCK, cholecystokinin）CCK, cholecystokinin（コレシストキニン）が十二指腸・空腸のI細胞から、脂肪・タンパク質に富む食事で分泌され、胆嚢収縮gallbladder contraction胆嚢収縮（gallbladder contraction）gallbladder contraction（胆嚢収縮）・膵酵素pancreatic enzyme膵酵素（pancreatic enzyme）pancreatic enzyme（膵酵素）活性化・満腹感satiety満腹感（satiety）satiety（満腹感）を引き起こす。加齢でCCK分泌が増加し、食欲低下（20〜80歳で男性最大1200 kcal/日、女性最大800 kcal/日の摂取減少）につながる。

胆汁中の脂質の物理状態

胆汁は主に水（90%超）で、胆汁酸は高い水溶性、コレステロール・リン脂質は水に不溶。胆汁酸は臨界ミセル濃度critical micellar concentration臨界ミセル濃度（critical micellar concentration）critical micellar concentration（臨界ミセル濃度）を超えると自己会合self-assembly自己会合（self-assembly）self-assembly（自己会合）してミセルmicelleミセル（micelle）micelle（ミセル）を形成し、コレステロールを可溶化solubilization可溶化（solubilization）solubilization（可溶化）する。胆汁酸・コレステロール・リン脂質の相対濃度により、単純ミセルsimple micelle単純ミセル（simple micelle）simple micelle（単純ミセル）・混合ミセルmixed micelle混合ミセル（mixed micelle）mixed micelle（混合ミセル）・単層/多層小胞unilamellar/multilamellar vesicle多層小胞（unilamellar/multilamellar vesicle）unilamellar/multilamellar vesicle（多層小胞）・固体コレステロール結晶solid cholesterol crystal固体コレステロール結晶（solid cholesterol crystal）solid cholesterol crystal（固体コレステロール結晶）など複数の相状態が生じる（三成分相図phase diagram相図（phase diagram）phase diagram（相図）、ternary phase diagram）。

⚠️ コレステロール結晶化cholesterol crystallizationコレステロール結晶化（cholesterol crystallization）cholesterol crystallization（コレステロール結晶化）は胆石症cholelithiasis胆石症（cholelithiasis）cholelithiasis（胆石症）の第一段階。胆汁酸濃度が低くリン脂質・コレステロール濃度が高い領域で、コレステロールが結晶化crystallization結晶化（crystallization）crystallization（結晶化）しやすくなる（コレステロール胆石cholesterol gallstoneコレステロール胆石（cholesterol gallstone）cholesterol gallstone（コレステロール胆石）の成因etiology成因（etiology）etiology（成因））。

腸管腔での脂質消化と取り込み

膵酵素pancreatic enzyme膵酵素（pancreatic enzyme）pancreatic enzyme（膵酵素）が管腔内intraluminal管腔内（intraluminal）intraluminal（管腔内）でTAG・コレステロールエステルcholesteryl esterコレステロールエステル（cholesteryl ester）cholesteryl ester（コレステロールエステル）・リン脂質を完全に消化し、脂肪酸（FA）・モノアシルグリセロールmonoacylglycerolモノアシルグリセロール（monoacylglycerol）monoacylglycerol（モノアシルグリセロール）・コレステロール・リゾリン脂質lysophospholipidリゾリン脂質（lysophospholipid）lysophospholipid（リゾリン脂質）を生じる。

取り込み経路	内容
脂肪酸・MAG	濃度勾配による拡散、またはCD36・FATP4などのタンパクが促進
コレステロール	NPC1L1（Niemann-Pick C1-like 1）トランスポーターが仲介mediate仲介（mediate）mediate（仲介）。エゼチミブezetimibエゼチミブ（ezetimib）ezetimib（エゼチミブ）はこの阻害薬
コレステロール排出cholesterol effluxコレステロール排出（cholesterol efflux）cholesterol efflux（コレステロール排出）・植物ステロール除外plant sterol exclusion植物ステロール除外（plant sterol exclusion）plant sterol exclusion（植物ステロール除外）	ABCG5-ABCG8ヘテロ二量体heterodimerヘテロ二量体（heterodimer）heterodimer（ヘテロ二量体）
リゾリン脂質lysophospholipidリゾリン脂質（lysophospholipid）lysophospholipid（リゾリン脂質）	受動的に取り込み

エンテロサイト内での再構成とカイロミクロン形成

腸細胞enterocyte腸細胞（enterocyte）enterocyte（腸細胞）内で消化産物digestion products消化産物（digestion products）digestion products（消化産物）は再エステル化re-esterification再エステル化（re-esterification）re-esterification（再エステル化）され、TAG・コレステロールエステルcholesteryl esterコレステロールエステル（cholesteryl ester）cholesteryl ester（コレステロールエステル）・リン脂質に組み直される（MGAT・DGAT・ACATなどの酵素群による）。

flowchart TD
  A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='luminal digestion'>管腔内消化</span>産物<br>（FA・MAG・コレステロール・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='lysophospholipid'>リゾリン脂質</span>）"]
  A --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='enterocyte'>腸細胞</span>に取り込み（CD36/FATP4、NPC1L1）"]
  B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='re-esterification'>再エステル化</span>：TAG・CE・PLに再構成<br>（MGAT・DGAT・ACAT）"]
  C --> D["MTP（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='MTP, microsomal triglyceride transfer protein'>微粒体トリグリセリド転送タンパク</span>）が<br>apoB-48とともに<span class='jp-term jp-term-diagram' title='pre-chylomicron'>プレカイロミクロン</span>へ荷積み"]
  D --> E["小胞体→<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Golgi apparatus'>ゴルジ体</span>（PCTV輸送小胞）で成熟"]
  E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='exocytosis'>開口分泌</span> → リンパ管系で運搬"]

微粒体トリグリセリド転送タンパクMTP, microsomal triglyceride transfer protein微粒体トリグリセリド転送タンパク（MTP, microsomal triglyceride transfer protein）MTP, microsomal triglyceride transfer protein（微粒体トリグリセリド転送タンパク）が脂質をapoB-48とともにプレカイロミクロンpre-chylomicronプレカイロミクロン（pre-chylomicron）pre-chylomicron（プレカイロミクロン）へ荷積みする中心的因子。
カイロミクロンchylomicronカイロミクロン（chylomicron）chylomicron（カイロミクロン）は小胞体からゴルジ体Golgi apparatusゴルジ体（Golgi apparatus）Golgi apparatus（ゴルジ体）へPCTV（pre-chylomicron transport vesicle）で運ばれ成熟し、リンパ系（血流でなく）へ分泌される。
ApoA-IVもカイロミクロンchylomicronカイロミクロン（chylomicron）chylomicron（カイロミクロン）に取り込まれ、粒子サイズの調節に関わるとされる。

⚠️ アベータリポプロテイン血症abetalipoproteinemiaアベータリポプロテイン血症（abetalipoproteinemia）abetalipoproteinemia（アベータリポプロテイン血症）はカイロミクロンchylomicronカイロミクロン（chylomicron）chylomicron（カイロミクロン）形成障害。 MTP遺伝子異常などでカイロミクロンchylomicronカイロミクロン（chylomicron）chylomicron（カイロミクロン）合成ができないと、脂質吸収不良fat malabsorption脂質吸収不良（fat malabsorption）fat malabsorption（脂質吸収不良）を来す。

腸内コレステロールの全身での行方

腸で吸収されたコレステロールの大半はカイロミクロンchylomicronカイロミクロン（chylomicron）chylomicron（カイロミクロン）として循環に入り、最終的に肝に取り込まれ胆汁排泄される。加えて、血漿由来のコレステロールが腸細胞enterocyte腸細胞（enterocyte）enterocyte（腸細胞）の基底側basolateral side基底側（basolateral side）basolateral side（基底側）から取り込まれ糞便へ排泄される経腸管コレステロール排泄経路TICE, transintestinal cholesterol excretion経腸管コレステロール排泄経路（TICE, transintestinal cholesterol excretion）TICE, transintestinal cholesterol excretion（経腸管コレステロール排泄経路）もある。TICEフラックスはABCG5/ABCG8が担い、LXR・FXR作動薬で刺激されうる。

脂質消化の病態

脂肪便steatorrhea脂肪便（steatorrhea）steatorrhea（脂肪便）＝糞便中の過剰脂肪（定義：>7 g/日）。原因により重症度が異なる。

脂肪含量	病態
7–14 g/日	一過性下痢
15–25 g/日	小腸疾患
>32 g/日	膵外分泌不全pancreatic insufficiency膵外分泌不全（pancreatic insufficiency）pancreatic insufficiency（膵外分泌不全）

代表的な原因：セリアック病（celiac disease、グルテン過敏症gluten sensitivityグルテン過敏症（gluten sensitivity）gluten sensitivity（グルテン過敏症）、有病率prevalence有病率（prevalence）prevalence（有病率）約1%）、アベータリポプロテイン血症abetalipoproteinemiaアベータリポプロテイン血症（abetalipoproteinemia）abetalipoproteinemia（アベータリポプロテイン血症）（カイロミクロンchylomicronカイロミクロン（chylomicron）chylomicron（カイロミクロン）合成障害）、感染症、粘膜後吸収障害post-mucosal absorption disorder粘膜後吸収障害（post-mucosal absorption disorder）post-mucosal absorption disorder（粘膜後吸収障害）（異常リンパ管など）。

まとめ

脂質輸送lipid transport脂質輸送（lipid transport）lipid transport（脂質輸送）の根本課題は疎水性分子hydrophobic molecule疎水性分子（hydrophobic molecule）hydrophobic molecule（疎水性分子）を親水性環境hydrophilic environment親水性環境（hydrophilic environment）hydrophilic environment（親水性環境）で運ぶこと。解決策はリポタンパクとアルブミン。
胆汁酸がコレステロール・リン脂質とミセルmicelleミセル（micelle）micelle（ミセル）を形成、濃度バランスで胆石のリスクが変わる。
管腔内消化luminal digestion管腔内消化（luminal digestion）luminal digestion（管腔内消化）産物はCD36/FATP4（脂肪酸）・NPC1L1（コレステロール、エゼチミブezetimibエゼチミブ（ezetimib）ezetimib（エゼチミブ）の標的）で取り込まれる。
腸細胞enterocyte腸細胞（enterocyte）enterocyte（腸細胞）内でMGAT/DGAT/ACATが再エステル化re-esterification再エステル化（re-esterification）re-esterification（再エステル化）し、MTP＋apoB-48がプレカイロミクロンpre-chylomicronプレカイロミクロン（pre-chylomicron）pre-chylomicron（プレカイロミクロン）を形成、リンパ系へ分泌。
TICE経路は血漿由来コレステロールを腸から糞便排泄する補助的経路。
脂肪便steatorrhea脂肪便（steatorrhea）steatorrhea（脂肪便）は原因により7–14/15–25/>32 g/日で重症度が分類され、セリアック病・アベータリポプロテイン血症abetalipoproteinemiaアベータリポプロテイン血症（abetalipoproteinemia）abetalipoproteinemia（アベータリポプロテイン血症）などが原因になる。