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2009 年度 実績報告書

小腸壁における脂質吸収プロセスのモデリング

公募研究

研究領域ソフトインターフェースの分子科学
研究課題/領域番号 21106504
研究機関山形大学

研究代表者

野々村 美宗  山形大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (50451662)

キーワード小腸 / 脂質 / 吸収 / 濡れ / フラクタル
研究概要

食物中の脂質は、胆汁酸ミセルに取り込まれ、小腸壁表面の細胞膜と融合・吸収される。しかし、脂質を可溶化した胆汁酸ミセル水溶液が小腸壁表面を濡れ広がり、膜融合する過程は、ほとんど明らかにされていない。本研究では、小腸壁で起こる界面現象と脂質吸収プロセスを理解するために、小腸表面の構造を模倣したモデルを構築する。小腸壁には、微絨毛、絨毛、ひだの三つの階層からなる凸凹が存在し、さらにその表面にはムコ多糖類のゲルで覆われている。そこで、フラクタル表面と呼ばれる超凸凹表面を有するゲル材料を調製し、その表面を水が濡れ広がるプロセスのダイナミクスを高速撮影技術を用いて解析した。さらに、小腸壁のような凸凹表面における濡れ現象を説明する理論を構築した。
アルキルケテンダイマーというワックスを融液から結晶化させると、大きな凸凹の中に小さな凸凹が存在するフラクタル構造が自発的に生成する。われわれはこの構造を転写した石膏を鋳型として、ゲルを調製した。ゲル凍結乾燥物の電子顕微鏡観察により、大きな凸凹の中にさらに小さな凸凹が存在し、階層性が存在することが確認された。
濡れ現象は表面エネルギーが表面張力という力の次元に読み替えられて議論されてきた。しかし、同現象をより深く理解するためには自由エネルギーの立場から考察することも重要である。我々は濡れ現象を自由エネルギーで記述することを試みた。その結果、熱力学的安定条件としてYoungの式が得られた。さらに、水の接触角は親水的な表面では表面積倍増因子rの増加とともにより大きく、疎水的な表面ではより小さくなることが示された。すなわち、フラクタル寒天ゲルを初めとする凸凹表面では凸凹によって表面の親水・疎水性が強調されることが示された。この自由エネルギーに基づくモデルは小腸表面における界面現象を理解する上でも有用である。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2010

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] 寒天ゲル表面の濡れ2010

    • 著者名/発表者名
      引間貴子、野々村美宗、眞山博幸
    • 学会等名
      日本化学会第90春季年会
    • 発表場所
      近畿大学(大阪府)
    • 年月日
      2010-03-27
  • [学会発表] フラクタル表面構造を持つ寒天ゲルの濡れ2010

    • 著者名/発表者名
      森田祐介、引間貴子、眞山博幸、野々村美宗
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      2010-03-23
  • [学会発表] 濡れ現象の考察:濡れの熱力学、静力学、速度論2010

    • 著者名/発表者名
      眞山博幸、野々村美宗
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      2010-03-23

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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