栄養素の分解と吸収。水・カリウム・ナトリウムの吸収。鉄とビタミンB12の吸収。

🧠 3大栄養素（糖質・蛋白質・脂質）の消化・吸収は「管腔内消化luminal digestion管腔内消化（luminal digestion）luminal digestion（管腔内消化）→刷子縁消化brush-border digestion刷子縁消化（brush-border digestion）brush-border digestion（刷子縁消化）→（必要なら細胞内消化）→吸収」という共通のパイプラインを辿るが、吸収の出口だけが異なる：糖質・蛋白質・水溶性物質は血流（門脈）へ、脂質はカイロミクロンchylomicronカイロミクロン（chylomicron）chylomicron（カイロミクロン）としてリンパへ。イオン・水・微量栄養素（Fe・B12・Ca）はそれぞれ専用の輸送体と回腸/十二指腸という「持ち場」を持つ点を押さえる。

消化と吸収の全体像

平均的な1日摂取量： 糖質（多糖類polysaccharide多糖類（polysaccharide）polysaccharide（多糖類））300g、蛋白質40〜100g（必須アミノ酸essential amino acid必須アミノ酸（essential amino acid）essential amino acid（必須アミノ酸）を含む）、脂質50〜100g、食物繊維dietary fiber食物繊維（dietary fiber）dietary fiber（食物繊維）50〜100g（便形成に重要）、水1.5〜2L。

消化： 大きな分子を小さな分子へ切断する過程（主に小腸）。吸収： 小分子が上皮細胞層を通過し、血液またはリンパへ入る過程。

消化が起こる3つのレベル： ①管腔内消化luminal digestion管腔内消化（luminal digestion）luminal digestion（管腔内消化）（各消化管セグメントの内腔）、②小腸（刷子縁brush border刷子縁（brush border）brush border（刷子縁））消化（上皮細胞の細胞膜に組み込まれた膨大な消化酵素digestive enzyme消化酵素（digestive enzyme）digestive enzyme（消化酵素））、③細胞内消化。

吸収の2経路： ①経細胞性吸収transcellular absorption経細胞性吸収（transcellular absorption）transcellular absorption（経細胞性吸収）（能動過程）、②傍細胞性吸収paracellular absorption傍細胞性吸収（paracellular absorption）paracellular absorption（傍細胞性吸収）（受動過程）。

消化管各相における消化・吸収

💡 小腸粘膜の腸細胞enterocyte腸細胞（enterocyte）enterocyte（腸細胞）は2〜3日ごとに入れ替わる。 縦走ヒダ構造により表面積がさらに拡大される一方、食物移動による継続的な上皮細胞の脱落が起こるため、高い細胞回転cell turnover細胞回転（cell turnover）cell turnover（細胞回転）率が必要になる。

flowchart TD
  A["円柱としての腸管：表面積1（0.33m²）"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='plicae circulares'>輪状ヒダ</span>：3倍（1m²）"]
  B --> C["絨毛：30倍（10m²）"]
  C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='brush border'>刷子縁</span>（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='microvilli'>微絨毛</span>）：600倍（200m²）"]

糖質の消化・吸収

主な糖質： アミロペクチンamylopectinアミロペクチン（amylopectin）amylopectin（アミロペクチン）（分岐鎖のグルコース重合体polymer重合体（polymer）polymer（重合体））、アミロース（amylose、直鎖α-1,4結合グルコース重合体polymer重合体（polymer）polymer（重合体））、セルロースcelluloseセルロース（cellulose）cellulose（セルロース）（cellulose、β-1,4結合——消化管酵素はβグリコシド結合glycosidic bondグリコシド結合（glycosidic bond）glycosidic bond（グリコシド結合）を分解できず未消化のまま食物繊維dietary fiber食物繊維（dietary fiber）dietary fiber（食物繊維）となる）、グリコーゲン、スクロースsucroseスクロース（sucrose）sucrose（スクロース）・ラクトース（二糖類disaccharide二糖類（disaccharide）disaccharide（二糖類）, disaccharide）、グルコース・フルクトースfructoseフルクトース（fructose）fructose（フルクトース）（単糖類monosaccharide単糖類（monosaccharide）monosaccharide（単糖類）, monosaccharide）。

消化： ①管腔内消化luminal digestion管腔内消化（luminal digestion）luminal digestion（管腔内消化）——唾液・膵アミラーゼpancreatic amylase膵アミラーゼ（pancreatic amylase）pancreatic amylase（膵アミラーゼ）が内部のα-1,4結合を加水分解し、マルトースmaltoseマルトース（maltose）maltose（マルトース）・マルトトリオースmaltotrioseマルトトリオース（maltotriose）maltotriose（マルトトリオース）・α限界デキストリンlimit dextrin限界デキストリン（limit dextrin）limit dextrin（限界デキストリン）を生成。②刷子縁消化brush-border digestion刷子縁消化（brush-border digestion）brush-border digestion（刷子縁消化）——二糖類分解酵素disaccharidases二糖類分解酵素（disaccharidases）disaccharidases（二糖類分解酵素）が二糖類disaccharide二糖類（disaccharide）disaccharide（二糖類）を単糖monosaccharide単糖（monosaccharide）monosaccharide（単糖）へ加水分解。

⚠️ 乳糖不耐症lactose intolerance乳糖不耐症（lactose intolerance）lactose intolerance（乳糖不耐症）： ラクターゼlactaseラクターゼ（lactase）lactase（ラクターゼ）欠損によりラクトースが十分に分解されず結腸へ到達→酸性代謝物・ガス産生→下痢を来す。

吸収： Na⁺/K⁺-ATPasesodium-potassium ATPaseNa⁺/K⁺-ATPase（sodium-potassium ATPase）sodium-potassium ATPase（Na⁺/K⁺-ATPase）による一次性能動輸送が大きなNa⁺勾配を作り、単糖monosaccharide単糖（monosaccharide）monosaccharide（単糖）の輸送を駆動する。

蛋白質の消化・吸収

1日摂取量（40〜100g）に加え、脱落上皮細胞由来の蛋白質（50g）・消化酵素digestive enzyme消化酵素（digestive enzyme）digestive enzyme（消化酵素）由来のアミノ酸が加わる。消化の終わりにはアミノ酸の97%が再吸収され、3%が便に残る——必須アミノ酸essential amino acid必須アミノ酸（essential amino acid）essential amino acid（必須アミノ酸）は体内合成できないため食事から摂取する必要がある。

消化は3相：

1. 胃内消化： 蛋白質の15〜20%がここで消化される。胃酸性pHによりポリペプチドへ加水分解。ペプシノゲンpepsinogenペプシノゲン（pepsinogen）pepsinogen（ペプシノゲン）は低pHで自己活性化されペプシンpepsinペプシン（pepsin）pepsin（ペプシン）となる（主細胞由来）。
2. 管腔内消化luminal digestion管腔内消化（luminal digestion）luminal digestion（管腔内消化）： 小腸で膵臓がプロテアーゼ前駆体（不活性型inactive form不活性型（inactive form）inactive form（不活性型））を分泌。腸壁のエンテロキナーゼenterokinaseエンテロキナーゼ（enterokinase）enterokinase（エンテロキナーゼ）が不活性トリプシノゲンinactive trypsinogen不活性トリプシノゲン（inactive trypsinogen）inactive trypsinogen（不活性トリプシノゲン）を活性トリプシンactive trypsin活性トリプシン（active trypsin）active trypsin（活性トリプシン）へ切断し、トリプシンtrypsinトリプシン（trypsin）trypsin（トリプシン）がさらに他のプロテアーゼ前駆体（プロエラスターゼelastaseエラスターゼ（elastase）elastase（エラスターゼ）→エラスターゼelastaseエラスターゼ（elastase）elastase（エラスターゼ）など）を活性化する。
3. 刷子縁消化brush-border digestion刷子縁消化（brush-border digestion）brush-border digestion（刷子縁消化）： 膵プロテアーゼが蛋白質をオリゴペプチドへ、刷子縁brush border刷子縁（brush border）brush border（刷子縁）ペプチダーゼpeptidaseペプチダーゼ（peptidase）peptidase（ペプチダーゼ）がオリゴペプチドをアミノ酸・ジ/トリペプチドtripeptideトリペプチド（tripeptide）tripeptide（トリペプチド）へ変換する。

吸収：

• アミノ酸吸収（75%）： 近位尿細管proximal tubule近位尿細管（proximal tubule）proximal tubule（近位尿細管）と同様の二次性能動輸送secondary active transport二次性能動輸送（secondary active transport）secondary active transport（二次性能動輸送）（Na⁺共役）。吸収後は促進拡散facilitated diffusion促進拡散（facilitated diffusion）facilitated diffusion（促進拡散）で細胞外へ放出される。
• ジ/トリペプチドtripeptideトリペプチド（tripeptide）tripeptide（トリペプチド）吸収（25%）： 二次性能動輸送secondary active transport二次性能動輸送（secondary active transport）secondary active transport（二次性能動輸送）（H⁺共役、PepT1シンポーターsymporterシンポーター（symporter）symporter（シンポーター））。細胞内でさらにアミノ酸へ消化（細胞内消化）された後、促進拡散facilitated diffusion促進拡散（facilitated diffusion）facilitated diffusion（促進拡散）で間質→血管へ。

全蛋白質の吸収： 腸細胞enterocyte腸細胞（enterocyte）enterocyte（腸細胞）・M細胞M cellM細胞（M cell）M cell（M細胞）ともに無傷の蛋白質を取り込みうる。稀に（例：母乳中のIgなど）無消化のままファゴサイトーシスされ間質側へ直接移行することがある。腸細胞enterocyte腸細胞（enterocyte）enterocyte（腸細胞）内のリゾソームプロテアーゼがエンドサイトーシスされた蛋白質の約90%を分解する。

⚠️ 無傷蛋白質の吸収が食物アレルギーfood allergy食物アレルギー（food allergy）food allergy（食物アレルギー）の原因となりうる（5-HT放出→下痢）。

脂質の消化・吸収

1日摂取量（50〜100g）に加え腸細胞enterocyte腸細胞（enterocyte）enterocyte（腸細胞）の脱落由来（10〜12g）。

消化： 膵分泌pancreatic secretion膵分泌（pancreatic secretion）pancreatic secretion（膵分泌）物はトリアシルグリセリド用のリパーゼ、コレステロール用のエステラーゼ、リン脂質用のホスホリパーゼA2phospholipase A2 (PLA2)ホスホリパーゼA2（phospholipase A2 (PLA2)）phospholipase A2 (PLA2)（ホスホリパーゼA2）（phospholipase A2）に加え、リパーゼが脂質滴lipid droplet脂質滴（lipid droplet）lipid droplet（脂質滴）表面でしか作用できないため補助するコリパーゼco-lipaseコリパーゼ（co-lipase）co-lipase（コリパーゼ）を含む。脂肪は胆汁と全体的な撹拌により乳化emulsification乳化（emulsification）emulsification（乳化）され、膵リパーゼpancreatic lipase膵リパーゼ（pancreatic lipase）pancreatic lipase（膵リパーゼ）が脂肪酸と2-モノグリセリドmonoglycerideモノグリセリド（monoglyceride）monoglyceride（モノグリセリド）へ切断する。

乳化emulsification乳化（emulsification）emulsification（乳化）滴から混合ミセルmixed micelle混合ミセル（mixed micelle）mixed micelle（混合ミセル）への分解： 胆汁とGI運動により脂質滴lipid droplet脂質滴（lipid droplet）lipid droplet（脂質滴）はますます小さくなり、リパーゼが表面で作用して脂質分子を放出、それらが胆汁形成時に産生されるミセルmicelleミセル（micelle）micelle（ミセル）に取り込まれる。

ミセルmicelleミセル（micelle）micelle（ミセル）による輸送： 胆汁塩bile salt胆汁塩（bile salt）bile salt（胆汁塩）が円柱状columnar円柱状（columnar）columnar（円柱状）のミセルmicelleミセル（micelle）micelle（ミセル）を形成し、消化産物digestion products消化産物（digestion products）digestion products（消化産物）を腸細胞enterocyte腸細胞（enterocyte）enterocyte（腸細胞）表面へ輸送する。腸細胞enterocyte腸細胞（enterocyte）enterocyte（腸細胞）表面近傍の「酸性不撹拌層acidic unstirred layer酸性不撹拌層（acidic unstirred layer）acidic unstirred layer（酸性不撹拌層）」というマイクロクライメート帯でpH変化により脂質分子がミセルmicelleミセル（micelle）micelle（ミセル）から解離し、遊離脂肪酸free fatty acids遊離脂肪酸（free fatty acids）free fatty acids（遊離脂肪酸）がその層を拡散して吸収される。

吸収： 細胞内に入った脂肪酸はsER→ゴルジへ運ばれ、rER由来の蛋白質を得てカイロミクロンchylomicronカイロミクロン（chylomicron）chylomicron（カイロミクロン）（脂質含有率99%と最高）となる。カイロミクロンchylomicronカイロミクロン（chylomicron）chylomicron（カイロミクロン）はリンパ管毛細血管へ入り最終的に血液循環へ合流する。

回腸末端での胆汁酸/塩の吸収

混合ミセルmixed micelle混合ミセル（mixed micelle）mixed micelle（混合ミセル）が空になる（脂質がすべて吸収される）と、回腸末端terminal ileum回腸末端（terminal ileum）terminal ileum（回腸末端）で胆汁酸/塩が能動輸送過程で取り込まれる。胆汁塩bile salt胆汁塩（bile salt）bile salt（胆汁塩）は単純拡散simple diffusion単純拡散（simple diffusion）simple diffusion（単純拡散）とNa⁺-胆汁塩bile salt胆汁塩（bile salt）bile salt（胆汁塩）共輸送体cotransporter共輸送体（cotransporter）cotransporter（共輸送体）の両方で吸収される——抱合型胆汁塩bile salt胆汁塩（bile salt）bile salt（胆汁塩）は主に共輸送体cotransporter共輸送体（cotransporter）cotransporter（共輸送体）、非抱合型unconjugated非抱合型（unconjugated）unconjugated（非抱合型）胆汁塩bile salt胆汁塩（bile salt）bile salt（胆汁塩）は拡散で吸収される。

イオンの吸収

• 栄養素共役型Na⁺吸収は小腸全体で起こる。食後のNa⁺吸収の主要機序はグルコース/アミノ酸共役吸収で、絨毛上皮細胞でのみ生じ、SGLT1・Na⁺-アミノ酸共輸送体cotransporter共輸送体（cotransporter）cotransporter（共輸送体）（二次性能動輸送secondary active transport二次性能動輸送（secondary active transport）secondary active transport（二次性能動輸送））が媒介する。
• 遠位結腸でもENaC（アルドステロンにより上方調節）を介したNa⁺吸収がある。

カルシウムの吸収

消化管遠位部pars distalis遠位部（pars distalis）pars distalis（遠位部）でCa²⁺取り込みが上方調節されうる。1日平均摂取量約1g、平均吸収量amount absorbed吸収量（amount absorbed）amount absorbed（吸収量）約0.4g（主に十二指腸・空腸から、傍細胞性受動または能動輸送）。ホルモン調節はカルシトリオールcalcitriolカルシトリオール（calcitriol）calcitriol（カルシトリオール）。

鉄の吸収（十二指腸）

体内総プール量：約4g。1日平均喪失量ongoing losses喪失量（ongoing losses）ongoing losses（喪失量）：約0.1g（女性で喪失↑）。

鉄の取り込み経路：

1. ヘム鉄heme ironヘム鉄（heme iron）heme iron（ヘム鉄）： 腸細胞enterocyte腸細胞（enterocyte）enterocyte（腸細胞）に無傷のまま吸収される。
2. 無機鉄inorganic iron無機鉄（inorganic iron）inorganic iron（無機鉄）： Fe²⁺のみが二価金属輸送体divalent metal transporter 1, DMT-1二価金属輸送体（divalent metal transporter 1, DMT-1）divalent metal transporter 1, DMT-1（二価金属輸送体）により取り込まれる。

水の吸収

水の吸収は純粋に受動過程であり、浸透圧勾配osmotic gradient浸透圧勾配（osmotic gradient）osmotic gradient（浸透圧勾配）が駆動力driving force駆動力（driving force）driving force（駆動力）（経細胞性または傍細胞性）。

• 小腸（空腸・回腸）から約80〜85%
• 結腸から約15〜20%

このうち8.5Lが小腸で吸収され、0.5Lが結腸へ送られる（結腸は提示された水分の80〜90%を吸収）→約100 mL/日が便として排泄される。

⭐ 小腸で8.5L/日、大腸で1.9L/日という2段階吸収の全体像： 経口摂取2L＋唾液1.5L＋胃分泌2L＋胆汁0.5L＋膵液1.5L＋腸液1.5L＝約9L/日が消化管を通過する水の総量。小腸に提示される8.5Lのうち小腸は約6.5L/日を除去し結腸へ約2L/日を送る。結腸はそのうち約1.9L/日を除去し、便中には約0.1L/日が残る。

ビタミンの吸収

ビタミンB12（コバラミン）の吸収

ビタミンB12（コバラミンcobalaminコバラミン（cobalamin）cobalamin（コバラミン）, cobalamin, CBL）は微生物のみが合成し、動物性食品（肉・魚・卵）を介して摂取される。B12欠乏は貧血の原因となる。

flowchart TD
  A["食物中の蛋白質に<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cobalamin'>コバラミン</span>が結合"] --> B["胃酸＋<span class='jp-term jp-term-diagram' title='pepsin'>ペプシン</span>が食事性蛋白質から<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cobalamin'>コバラミン</span>を遊離"]
  B --> C["唾液腺・胃腺が<span class='jp-term jp-term-diagram' title='haptocorrin'>ハプトコリン</span>（R蛋白）を分泌し結合"]
  C --> D["胃<span class='jp-term jp-term-diagram' title='parietal cell'>壁細胞</span>が<span class='jp-term jp-term-diagram' title='intrinsic factor'>内因子</span>（IF）を分泌"]
  D --> E["膵臓がプロテアーゼ＋HCO3-（アルカリ性分泌）を分泌"]
  E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='haptocorrin'>ハプトコリン</span>からCBLが遊離しCBL-IF複合体を形成"]
  F --> G["回腸<span class='jp-term jp-term-diagram' title='enterocyte'>腸細胞</span>がCBL-IF複合体を吸収"]
  G --> H["血中で特異的キャリア蛋白と結合"]

結腸相

Na⁺と水は大腸でも吸収されうる（一部の薬物も）。小腸に提示される約8.5 L/日のうち小腸が約6.5 L/日を除去し、約2 L/日を結腸へ送る。大腸は約1.9 L/日を除去し、約0.1 L/日が便中に残る。

まとめ

• 糖質・蛋白質はいずれも管腔内消化luminal digestion管腔内消化（luminal digestion）luminal digestion（管腔内消化）→刷子縁消化brush-border digestion刷子縁消化（brush-border digestion）brush-border digestion（刷子縁消化）を経て単糖monosaccharide単糖（monosaccharide）monosaccharide（単糖）・アミノ酸/ジトリペプチドtripeptideトリペプチド（tripeptide）tripeptide（トリペプチド）へ分解され、Na⁺共役の二次性能動輸送secondary active transport二次性能動輸送（secondary active transport）secondary active transport（二次性能動輸送）で吸収される（糖質はSGLT1/GLUT5→GLUT2、蛋白質はアミノ酸75%＋ジトリペプチドtripeptideトリペプチド（tripeptide）tripeptide（トリペプチド）25%）。
• 脂質は胆汁による乳化emulsification乳化（emulsification）emulsification（乳化）→膵リパーゼpancreatic lipase膵リパーゼ（pancreatic lipase）pancreatic lipase（膵リパーゼ）による分解→混合ミセルmixed micelle混合ミセル（mixed micelle）mixed micelle（混合ミセル）形成→腸細胞enterocyte腸細胞（enterocyte）enterocyte（腸細胞）での再合成→カイロミクロンchylomicronカイロミクロン（chylomicron）chylomicron（カイロミクロン）としてリンパへという、他の栄養素と異なる出口を持つ。
• 水の吸収は純粋な受動過程（浸透圧勾配osmotic gradient浸透圧勾配（osmotic gradient）osmotic gradient（浸透圧勾配）駆動）で、小腸が約8.5L/日、大腸が約1.9L/日を吸収し、便中に残るのはわずか約0.1L/日。
• 鉄は十二指腸でヘム鉄heme ironヘム鉄（heme iron）heme iron（ヘム鉄）（無傷吸収）とFe²⁺（DMT-1）の2経路、ビタミンB12はハプトコリンhaptocorrinハプトコリン（haptocorrin）haptocorrin（ハプトコリン）→内因子intrinsic factor内因子（intrinsic factor）intrinsic factor（内因子）→回腸のCBL-IF複合体という多段階の特異的機序で吸収される。