التوافر الحيوي للمركبات الكيميائية النباتية وأيضها
التوافر الحيوي هو الجزء من المركب الكيميائي النباتي الذي يتم تناوله ويصل إلى الدورة الدموية في شكل نشط؛ الأيض هو مجموعة التحولات – في الأمعاء والكبد والأنسجة – التي تؤثر على هذه المركبات على طول الطريق. يحدد الاثنان معًا الجزيئات التي تصل بالفعل إلى الأنسجة المستهدفة، والتي غالبًا ما تختلف بشكل ملحوظ عن المركبات الأصلية الموجودة في الطعام.
Definition
دراسة التوافر الحيوي وأيض المركبات الكيميائية النباتية هي دراسة كيفية تحرير المركبات الكيميائية النباتية الغذائية من الطعام، وامتصاصها، واقترانها، وتحويلها بواسطة الميكروبات المعوية والإنزيمات المضيفة، وتوزيعها، وإفرازها، وكيف تشكل هذه العمليات تركيزات وهوية المركبات الكيميائية التي تصل إلى الأنسجة.
Scope
يغطي هذا الموضوع محددات امتصاص المركبات الكيميائية النباتية (مصفوفة الغذاء، الشكل الكيميائي، والذوبانية)، والاقتران من المرحلة الثانية (phase II conjugation) والأيض الميكروبي المعوي الذي يولد المستقلبات المنتشرة، والتوافر الحيوي المنخفض والمتغير عادةً للبوليفينولات والكاروتينات، والآثار المترتبة على تفسير تأثيراتها البيولوجية. هذا مرجع في الكيمياء الحيوية والتغذية، وليس إرشادات غذائية.
Core questions
- ما الذي يحدد كمية المركب الكيميائي النباتي الغذائي التي يتم امتصاصها؟
- كيف يحول الاقتران من المرحلة الثانية (phase II conjugation) والميكروبات المعوية المركبات الكيميائية النباتية بعد الابتلاع؟
- لماذا تختلف المستقلبات المنتشرة غالبًا عن المركبات الأصلية في الطعام؟
- كيف يعقد التوافر الحيوي تفسير التأثيرات الصحية للمركبات الكيميائية النباتية؟
Key concepts
- التوافر الحيوي والفعالية الحيوية
- مصفوفة الغذاء والتحرر من الغذاء
- اقتران المرحلة الثانية (الغلوكورونيد، الكبرتة، المثيلة)
- الأيض الميكروبي المعوي والمستقلبات الميكروبية
- إعادة الدوران المعوي الكبدي والإفراز
- التباين بين الأفراد
Key theories
- النشاط الحيوي المدفوع بالمستقلبات
- نظرًا لأن المركبات الكيميائية النباتية الأصلية تخضع لاقتران وأيض واسع النطاق، فإن المركبات التي تنتشر وتصل إلى الأنسجة هي في الغالب مستقلبات، لذا يجب أن يُنسب النشاط البيولوجي إلى هذه الأشكال بدلاً من المركب الأصلي الموجود في الطعام.
- مصفوفة الغذاء والميكروبيوم كمحددات
- يعتمد التوافر الحيوي بقوة على مصفوفة الغذاء، والشكل الكيميائي، والمجتمع الميكروبي المعوي، مما يفسر التباين الكبير بين الأفراد وبين الأطعمة في التعرض للمركبات الكيميائية النباتية.
Mechanisms
بعد الابتلاع، يجب تحرير المركبات الكيميائية النباتية من مصفوفة الغذاء قبل الامتصاص. يتم امتصاص العديد من البوليفينولات في الأمعاء الدقيقة، حيث تخضع لاقتران واسع النطاق من المرحلة الثانية (phase II conjugation) – الغلوكورونيد، الكبرتة، والمثيلة – بحيث تنتشر بشكل رئيسي كمركبات مقترنة بدلاً من الأغليكونات الحرة. تصل نسبة كبيرة إلى القولون، حيث تقوم الميكروبات المعوية بشطرها وتحويلها إلى مستقلبات فينولية أصغر قد يتم امتصاصها بدورها. تعتمد الكاروتينات المحبة للدهون على تكوين المذيلات والدهون الغذائية للامتصاص. يمكن أن تخضع المركبات المقترنة لإعادة الدوران المعوي الكبدي (enterohepatic recirculation)، وعادة ما تكون تركيزات البلازما الناتجة منخفضة، عابرة، ومتغيرة للغاية بين الأفراد ومصادر الغذاء.
Clinical relevance
يفسر التوافر الحيوي والأيض سبب أن القدرة المضادة للأكسدة للمركب الكيميائي النباتي المقاسة في المختبر غالبًا ما تتنبأ بشكل ضعيف بتأثيراته في الجسم، وسبب اختلاف الاستجابات للأطعمة الغنية بالمركبات الكيميائية النباتية بين الأشخاص. يهدف هذا المدخل إلى المساعدة في تفسير الأدلة الميكانيكية والغذائية وليس أساسًا لقرارات غذائية أو مكملات فردية.
Evidence & guidelines
تثبت التجميعات المنهجية لدراسات التوافر الحيوي البشري والمراجعات الميكانيكية أن معظم المركبات الكيميائية النباتية الغذائية تصل إلى البلازما بتركيزات منخفضة ومتغيرة كمستقلبات؛ هذا هو السبب الرئيسي الذي يجعل المراجعات تحذر من مساواة فحوصات مضادات الأكسدة في المختبر بالفوائد في الجسم الحي. لا تصدر هنا أي إرشادات سريرية.
History
غالبًا ما افترضت الأبحاث المبكرة حول المركبات الكيميائية النباتية أن المركبات الأصلية تعمل بشكل مباشر، لكن المراجعات المنهجية للتوافر الحيوي البشري من أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، ولا سيما من قبل ماناخ وزملاؤه، وثقت امتصاصًا منخفضًا ومتغيرًا وأيضًا واسع النطاق. ثم أدى الاهتمام المتزايد بالميكروبيوم المعوي إلى ترسيخ المستقلبات الميكروبية كمساهمين رئيسيين، مما أعاد صياغة فهم النشاط الحيوي للمركبات الكيميائية النباتية.
Debates
- ما هي أشكال المركب الكيميائي النباتي المسؤولة بيولوجيًا عن التأثيرات المرصودة؟
- نظرًا لأن المركبات الأصلية تنتشر بمستويات منخفضة وتخضع لأيض مكثف، يستمر الجدل حول ما إذا كانت المركبات المقترنة، أو المستقلبات الميكروبية، أو المركبات الأصلية العابرة هي التي تفسر التأثيرات البيولوجية المنسوبة إلى الأنظمة الغذائية الغنية بالمركبات الكيميائية النباتية.
Key figures
- Claudine Manach
- Gary Williamson
- Augustine Scalbert
- Alan Crozier
- Robert M. Russell
Related topics
Seminal works
- manach-2005
- manach-2004
- del-rio-2013
Frequently asked questions
- لماذا تختلف المركبات الكيميائية النباتية المنتشرة عن تلك الموجودة في الطعام؟
- بعد الامتصاص، يتم اقتران المركبات الكيميائية النباتية بواسطة إنزيمات المضيف وتحويلها بواسطة بكتيريا الأمعاء، لذا فإن الجزيئات الموجودة في الدم عادة ما تكون مستقلبات وليست المركبات الأصلية الموجودة في الطعام.
- لماذا يعتبر التوافر الحيوي مهمًا لفهم الأطعمة المضادة للأكسدة؟
- يمكن للمركب أن يعمل في الأنسجة فقط إذا تم امتصاصه ووصل إليها؛ نظرًا لأن العديد من المركبات الكيميائية النباتية يتم امتصاصها بشكل ضعيف ومتغير، فإن قوتها المضادة للأكسدة في المختبر لا تتنبأ بشكل موثوق بتأثيراتها في الجسم.