114年:營養生理生化(2)
下列何種營養素主要靠擴散作用進入小腸表皮細胞？
A單糖
B脂肪酸
C胺基酸
D鐵質
詳細解析
本題觀念：
本題考查的是小腸營養素吸收機制 (Nutrient Absorption Mechanisms)，特別是區分不同營養素通過小腸上皮細胞刷狀緣（Brush border）進入細胞內的方式。核心在於區分被動運輸/擴散作用 (Passive Transport / Diffusion) 與 主動運輸 (Active Transport)。
主要的吸收機制分類如下：
- 簡單擴散 (Simple Diffusion)：物質順濃度梯度直接穿過細胞膜脂質雙層（如：脂肪酸、脂溶性維生素）。
- 促進性擴散 (Facilitated Diffusion)：物質順濃度梯度，需藉由膜蛋白通道協助（如：果糖）。
- 主動運輸 (Active Transport)：通常為二級主動運輸（Secondary Active Transport），需消耗能量（ATP）並依賴鈉離子梯度（如：葡萄糖、半乳糖、胺基酸）。
選項分析
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A. 單糖 (Monosaccharides)：主要為主動運輸
- 葡萄糖 (Glucose) 與半乳糖 (Galactose)：主要透過 SGLT1 (鈉依賴型葡萄糖轉運蛋白) 以二級主動運輸方式進入細胞。
- 果糖 (Fructose)：雖然是透過 GLUT5 以促進性擴散進入，但以整體單糖吸收的主流機制（葡萄糖）而言，通常在考題分類中會強調其依賴載體的主動/特殊運輸特性，且不如脂肪酸是透過「脂質雙層」進行簡單擴散。
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B. 脂肪酸 (Fatty acids)：主要為擴散作用 (正確答案)
- 短鏈/中鏈脂肪酸：水溶性較高，可直接透過簡單擴散進入小腸細胞。
- 長鏈脂肪酸 (Long-chain fatty acids) 與單酸甘油酯：在腸道中先與膽鹽形成微膠粒 (Micelles)，運送至刷狀緣的靜水層 (Unstirred water layer) 後，脂質分子釋出並因為其親脂性 (Lipophilic) 特質，能直接溶入並穿過細胞膜的磷脂質雙層，此過程主要為簡單擴散 (Simple Diffusion)。雖然近年研究發現有 CD36 等轉運蛋白輔助，但在傳統生理學與國考觀念中，脂質是「擴散作用」吸收的典型代表。
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C. 胺基酸 (Amino acids)：主動運輸
- 大多數胺基酸依賴鈉離子依賴型轉運蛋白 (Na+-dependent transporters)，透過二級主動運輸進入小腸細胞，機制與葡萄糖類似。
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D. 鐵質 (Iron)：主動運輸
- 非血基質鐵 (Non-heme iron) 需先被還原為二價鐵，再由 DMT1 (Divalent Metal Transporter 1) 透過主動運輸（與氫離子耦合）進入細胞。血基質鐵 (Heme iron) 則透過 HCP1 載體進入，亦非簡單擴散。
答案解析
題目詢問何者「主要靠擴散作用」進入細胞。
- 脂肪酸因具疏水性（親脂性），主要透過簡單擴散 (Simple Diffusion) 直接穿過細胞膜進入腸道上皮細胞。
- 相比之下，單糖（葡萄糖）、胺基酸、鐵質等水溶性或帶電物質，主要依賴膜蛋白進行主動運輸。
- 因此，選項 (B) 脂肪酸 是最符合敘述的答案。
核心知識點
考生應熟記以下營養素進入小腸刷狀緣（Apical membrane）的主要機制：
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簡單擴散 (Simple Diffusion)：
- 脂肪酸 (Fatty Acids)、單酸甘油酯 (Monoglycerides)
- 脂溶性維生素 (A, D, E, K)
- 水 (雖有水通道蛋白，但滲透也是擴散的一種)
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促進性擴散 (Facilitated Diffusion)：
- 果糖 (Fructose) (透過 GLUT5)
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主動運輸 (Active Transport)：
- 葡萄糖 (Glucose)、半乳糖 (Galactose) (透過 SGLT1，耗能、依賴 Na+)
- 胺基酸 (Amino Acids) (多數依賴 Na+ 協同運輸)
- 維生素 B12 (需結合內在因子，經受體媒介胞吞作用/Endocytosis)
- 鐵 (Iron) (透過 DMT1)
- 鈣 (Calcium) (透過 TRPV6/CaT1 通道，受維生素D調控，屬調節性運輸)