碳水化合物是母乳与配方奶的重要成分之一,一般需分解为单糖才能被小肠吸收,多在近端小肠被吸收^[2]。刷状缘的乳糖酶将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖; Na⁺依赖性葡萄糖转运体1(Na⁺-dependent glucose transporter1,SGLT1)将葡萄糖和半乳糖经顶端膜转运至细胞内^[3],进入胞内的葡萄糖通过基底侧膜上的另一种非Na⁺依赖性转运体,以易化扩散的方式转运到细胞间隙入血。半乳糖进入糖酵解途径,和葡萄糖一样用于婴幼儿的代谢。

位于顶端膜的葡萄糖转运体家族成员葡萄糖转运蛋白5(glucose transporter 5,GLUT5),能特异性将果糖转运至细胞内。该过程由顶端膜上非Na⁺依赖性转运体参与。当GLUT5被敲除后,小肠内缺失果糖转运体^[4]。而GLUT5在新生儿肠道内低表达,提示新生儿对果糖的吸收欠佳^[3]。

经典糖吸收模式中GLUT2是基底膜处葡萄糖、果糖和半乳糖的转运体。GLUT2表达水平受肠腔内葡萄糖和果糖浓度的调节,大量摄入碳水化合物,GLUT2可转移至顶端膜参与糖吸收,以补充SGLT1和GLUT5^[5]。当SGLT1突变后,小肠内缺失葡萄糖转运体,影响葡萄糖吸收。部分复杂的碳水化合物到达结肠,被肠道微生物分解为其他产物而利用^[6]。

新生儿期是快速生长期,也是蛋白沉积速率最快的时期。母乳与配方奶中的蛋白质由胃和近端小肠中的蛋白酶水解为游离氨基酸和寡肽,寡肽由两个或三个氨基酸组成,是蛋白质水解产物吸收的主要形式。位于肠上皮细胞刷状缘的微绒毛转运体能识别、结合和转运一种或多种不同底物,游离氨基酸和寡肽经刷状缘膜入肠上皮细胞,再经基底膜通过跨膜转运被吸收入门静脉,以维持细胞稳态^[7,8]。Hansen等^[9]研究显示混合蛋白营养较纯氨基酸营养的线虫生长快,提示蛋白质以寡肽形式吸收更好。

小肠吸收寡肽受可溶性载体蛋白SLC15A1基因编码的H⁺依赖的肽转运体1(peptide transporter-1,PepT1)转运系统的调节^[10]。PepT1是肽转运体的一员,主要表达在小肠上皮细胞刷状缘膜,调节小肠内寡肽的吸收,由PepT1转运的寡肽是食物中蛋白质水解产物的主要吸收模式^[11]。寡肽伴随H⁺被顶端膜的PepT1转运吸收至肠上皮细胞,在肠上皮细胞胞质中被蛋白水解酶水解吸收^[12]。有研究显示小鼠空肠中,葡萄糖依赖的促胰岛素多肽通过提高SGLT1和PepT1活性促进葡萄糖和二肽的吸收^[13]。Coon等^[13]研究表明葡萄糖依赖的促胰岛素多肽以cAMP依赖的信号通路调节鼠空肠中的PepT1以调节蛋白质的吸收,cAMP依赖的信号通路参与空肠营养吸收的机制尚不完全明确^[11]。在胞质肽酶的作用下,部分短肽可直接入血。

《中国新生儿营养支持临床应用指南》(2013年更新版)中指出不耐受整蛋白配方乳喂养的肠道功能不全者,可选择不同蛋白水解程度的配方奶^[14]。婴幼儿70%～90%的蛋白质吸收发生在小肠,而PepT1的分布由十二指肠至回肠逐渐减少^[3]。各种原因导致的婴幼儿大范围近端小肠切除将引起营养物质吸收障碍,特别是蛋白吸收受限。因此肠造瘘术后需摄入和吸收足够的蛋白,以满足蛋白合成和组织修复。

脂类不仅为婴幼儿提供能量,还提供机体生长发育所需的必需脂肪酸、长链多不饱和脂肪酸和胆固醇。肠内吸收脂类是多级过程,包括肠上皮细胞顶端膜内的吸收、细胞内处理和释放到淋巴循环及门脉系统。目前对脂类转运体的研究多集中在成人,婴幼儿甚少^[3]。

小肠内脂类消化产物与胆盐结合形成水溶性混合微胶粒,通过微绒毛的细胞膜进入肠上皮细胞^[15]。肠上皮细胞内的中、短链甘油三酯(含12个碳原子以下)水解产物可直接进入血液循环; 而长链脂肪酸水解产物需在内质网中大部分被重新合成为甘油三酯,与细胞中载脂蛋白合成乳糜微粒,再以出胞的方式进入组织间隙,然后扩散至淋巴循环,最后入血。回肠部分切除后,脂类吸收减少,肝脏通过输出增加以发挥部分代偿作用^[16]。提示肠造瘘状态下补充中、短链甘油三酯更利于脂类吸收。

胆固醇主要在小肠内吸收,游离胆固醇可以被小肠黏膜直接吸收; 以胆固醇酯形式存在的胆固醇,需经胆固醇酯酶水解为游离胆固醇后才能被吸收。小肠上皮细胞刷状缘膜上的NPC1L1是参与小肠胆固醇吸收的主要蛋白,NPC1L1与Flotillin-1或 Flotillin-2结合后,在细胞质膜上形成富含胆固醇的膜微结构域,通过clathrin/AP2 介导囊泡内吞机制,将膜微结构域内吞至细胞内的内吞循环体,释放胆固醇后,NPC1L1-Flotillin复合物重新被运输至质膜,进行下一轮的胆固醇吸收^[17]。目前NPC1L1介导胆固醇吸收的机制尚未完全明确。转录因子肝X受体(liver X receptor,LXR)是配体激活的转录因子,其中LXRα和LXRβ与胆固醇代谢密切相关^[18]。Zou等^[19]研究表明番茄红素通过调节NPC1L1及LXRα信号通路抑制胆固醇吸收。被吸收的胆固醇大部分在小肠黏膜被酰基辅酶A-胆固醇酰基转移酶2催化重新酯化为胆固醇酯,与载脂蛋白组成乳糜微粒,经淋巴系统进入血液循环。未被酯化的胆固醇则通过ATP结合盒转运蛋白G5/G8分泌入肠腔,随粪便排出体外^[20]。

母乳中含有胆盐刺激脂肪酶和β位为棕榈酸的甘油三酯,能增加母乳中脂类的消化和吸收^[21]。但强化母乳,特别是添加了钙剂,会影响脂类吸收。高温能使胆盐刺激脂肪酶灭活及脂肪球的结构改变,因此给予高温灭菌牛奶喂养的婴幼儿脂类吸收下降^[21]。Yang等^[22]研究表明婴幼儿肠造瘘术后,能吸收肠内脂肪补充剂和鱼肝油,无论造瘘位置的高低,脂肪的吸收与肠内脂肪的摄入呈正相关,鱼肝油增加造瘘近端肠黏膜重量和通过减缓肠蠕动、延长运输时间增加营养物质与肠黏膜的接触时间,增加脂肪的吸收。因此术后应尽早给予肠内脂肪补充剂及鱼肝油,以增加脂肪吸收。

(四)矿物质

小肠黏膜对钠的吸收属于主动转运过程。吸收Na⁺的原动力来自肠上皮细胞基底侧膜的钠泵。肠腔内的Na⁺在电-化学梯度推动下经肠上皮细胞顶端膜上转运体转运至胞内^[15]。钠泵活动不断将胞内Na⁺泵入细胞外,使肠腔内的Na⁺持续进入细胞,同时使细胞外组织间隙中的Na⁺浓度升高,渗透压升高,肠腔内水进入组织间隙,使组织间隙内静水压升高,Na⁺和水一起进入毛细血管被血流带走。

钙以离子钙的形式才能被吸收,十二指肠是其吸收的主要部位。钙吸收受位于肠上皮细胞的维生素D依赖的钙结合蛋白(calcium-binding protein,CaBP)调节^[2],CaBP-D9k最早在小肠内发现,对Ca²⁺有较高的亲和力,调节胞质内游离钙的分布^[23]。肠腔内的Ca²⁺也可通过上皮细胞顶端膜的钙通道进入细胞或由细胞旁路途径吸收。位于细胞内的钙可通过基底侧膜上的钙泵或Na⁺-Ca²⁺交换体转运出细胞入血。

铁来源于无机铁、亚铁血红素和植物铁蛋白,其吸收受十二指肠肠上皮细胞的调节^[24]。位于肠上皮细胞的十二指肠细胞色素b(duodenal cytochrome b,Dcytb),将Fe³⁺还原成Fe²⁺,Fe²⁺被二价金属转运体1(divalent metal transporter 1,DMT1)转运至细胞内。当体内缺铁时,肠道上调Dcytb及DMT1,增加铁的吸收^[25]。

镁是多种酶的辅因子,依赖维生素D的调节在空、回肠被吸收。可经被动的细胞旁路途径或主动的跨细胞过程被吸收。通过瞬时受体电位转移通道将Mg²⁺由刷状缘顶端转运^[3]。

锌参与众多酶反应、生化功能和免疫反应^[26]。十二指肠及空肠上段是锌吸收的主要部位。锌的主动吸收靠刷状缘锌转运体。刷状缘上存在Zip和ZnT两大锌转运体家族。Zip转运体通过增加细胞外Zn²⁺的摄取和囊泡内Zn²⁺的释放提高胞质内Zn²⁺浓度,而ZnT转运体通过促进Zn²⁺从细胞内流出或进入囊泡内Zn²⁺降低胞质内Zn²⁺浓度^[27]。此外ZnT转运体参与基底膜处Zn²⁺的转运。Balay等 ^[28]研究表明小肠造瘘术后的婴幼儿,锌吸收不良。提示小肠造瘘术后宜适量补锌。

食物中的磷主要以无机磷酸盐和有机磷酸酯形式存在。主要以无机磷的形式被吸收,有机含磷物则经水解释放出无机磷而被吸收。其吸收部位遍及小肠,以空肠吸收率最高。磷吸收主要包括细胞旁路途径和钠依赖转运途径^[29]。前者依赖肠上皮层细胞紧密连接处的电化学梯度,紧密连接部位受信号转导通路调节。后者主要由Ⅱ型钠磷共转运蛋白参与调节^[30]。肠道酸碱度、食物成分以及血钙浓度均可影响磷的吸收。

(五)维生素

大部分维生素在空肠被吸收,只有维生素B12在回肠被吸收。回肠远端特异性受体调节维生素B12的吸收^[31],维生素B12与胃黏膜细胞分泌的糖蛋白内因子结合形成维生素B12-IF复合物^[32],再到回肠被主动吸收。Matarese等^[33]研究表明回肠切除的患儿缺少位于回肠末端的维生素B12受体,因此需要补充维生素B12。水溶性维生素是婴幼儿生长发育所必需的。大多数水溶性维生素通过依赖Na⁺的同向转运体被吸收。脂溶性维生素A、D、E、K的吸收与脂类消化产物相同,长链脂肪酸对其吸收至关重要^[2]。Borel等^[34]研究显示ABCA1、NPC1L1及B族Ⅰ型清道夫受体和维生素E的吸收相关,且维生素E的吸收率受饮食因素影响。