Bioverfügbarkeit und Absorption von Nährstoffen
Die Bioverfügbarkeit und Absorption von Nährstoffen ist der Bereich der Ernährungsbiochemie, der sich damit befasst, wie viel eines aufgenommenen Nährstoffs aus der Nahrung freigesetzt, über das Darmepithel aufgenommen und den Körperzellen zur Verfügung gestellt wird. Sie verbindet die Chemie der Ernährung mit der physiologischen Verwertung: Nicht alles, was gegessen wird, wird absorbiert, und nicht alles, was absorbiert wird, ist verwertbar.
Definition
Die Bioverfügbarkeit von Nährstoffen ist der Anteil eines aufgenommenen Nährstoffs, der über den Darm absorbiert wird und für physiologische Funktionen oder die Speicherung verfügbar wird; Absorption ist der Transportschritt, bei dem der Nährstoff das Darmepithel in den Körper überquert.
Scope
Dieser Bereich führt den Leser in die Bestimmungsfaktoren ein, wie effizient Nährstoffe vom Darmlumen in den systemischen Kreislauf gelangen. Er umfasst die Definition der Bioverfügbarkeit und die Faktoren, die sie beeinflussen, die Membrantransportmechanismen, durch die Makro- und Mikronährstoffe absorbiert werden, sowie die Wechselwirkungen, Antagonismen, Synergien und hemmenden Verbindungen (wie Phytat, Polyphenole und Oxalat) in der Nahrung, die die Absorption erhöhen oder verringern. Es handelt sich um eine Referenz und einen Bildungsüberblick, nicht um eine klinische Leitlinie.
Sub-topics
Core questions
- Welcher Anteil eines aufgenommenen Nährstoffs wird tatsächlich absorbiert und verwertet, und wie wird das gemessen?
- Welche luminalen, diätetischen, Wirts- und physiologischen Faktoren erhöhen oder verringern die Bioverfügbarkeit?
- Durch welche Membrantransportmechanismen überqueren Makro- und Mikronährstoffe das Darmepithel?
- Wie interagieren Nährstoffe und Nahrungsbestandteile, um die Absorption des jeweils anderen zu verbessern oder zu hemmen?
Key concepts
- Bioverfügbarkeit als absorbierter und verwertbarer Anteil
- Absolute versus relative Bioverfügbarkeit
- Luminale, diätetische und Wirts-Determinanten der Absorption
- Aktiver, erleichterter und passiver intestinaler Transport
- Nährstoff-Nährstoff-Interaktionen (Antagonismus und Synergie)
- Absorptionsverstärker und -hemmer
- Lebensmittelmatrix- und Verarbeitungseffekte
Mechanisms
Die Absorption beginnt mit der Freisetzung des Nährstoffs aus der Lebensmittelmatrix während der Verdauung, wonach die Aufnahme durch die Enterozyten von der chemischen Form des Nährstoffs und den verfügbaren Transportsystemen abhängt. Makronährstoffprodukte wie Monosaccharide und Aminosäuren werden größtenteils durch spezifische Membranträger aufgenommen, einschließlich Natrium-gekoppelter Kotransporter (Wright et al., 2011). Mikronährstoffe nutzen dedizierte Wege: zweiwertige Metalle wie Eisen und Mangan werden durch Protonen-gekoppelte Transporter transportiert (Gunshin et al., 1997), und die Bioverfügbarkeit wird stark durch die chemische Form und konkurrierende Liganden beeinflusst (Hurrell & Egli, 2010). Über alle Nährstoffe hinweg wird der absorbierte Anteil gemeinsam durch die luminale Chemie, die Lebensmittelmatrix, die Wirtsphysiologie und Lebensphasenfaktoren wie das Altern bestimmt (Russell, 2001; Srinivasan, 2001).
Clinical relevance
Das Verständnis der Bioverfügbarkeit erklärt, warum der angegebene Nährstoffgehalt eines Lebensmittels nicht der Menge entspricht, die der Körper aufnimmt, und warum die Ernährungsform und -kombination bei der Beurteilung der Nährstoffadäquanz wichtig sind. Dieser Bereich beschreibt die biochemische und physiologische Grundlage der Nährstoffaufnahme zu Referenz- und Bildungszwecken; er ist keine Grundlage für individuelle Diagnose-, Supplementierungs- oder Behandlungsentscheidungen.
Evidence & guidelines
Referenzwerte für mehrere Nährstoffe berücksichtigen explizit Annahmen über die Bioverfügbarkeit – zum Beispiel sind die Eisenanforderungen auf den erwarteten absorbierten Anteil aus Mischkost ausgerichtet (Hurrell & Egli, 2010). Das Konzept und seine Messung werden in der ernährungswissenschaftlichen Literatur (Srinivasan, 2001) besprochen.
History
Die Vorstellung, dass der aufgenommene Nährstoffgehalt die verwertbare Aufnahme überschätzt, wurde im 20. Jahrhundert in der Ernährungswissenschaft als Konzept der Bioverfügbarkeit formalisiert, wobei praktische Rahmenbedingungen für ihre Demonstration in der Ernährungsliteratur dargelegt wurden (Srinivasan, 2001). Die molekulare Identifizierung intestinaler Transporter, wie die Klonierung des Protonen-gekoppelten Metallionen-Transporters (Gunshin et al., 1997), stellte die Absorption auf eine definierte mechanistische Grundlage.
Key figures
- Ernest M. Wright
- Robert M. Russell
- Richard Hurrell
Related topics
Seminal works
- srinivasan-2001
- wright-2011
- hurrell-egli-2010
Frequently asked questions
- Ist Bioverfügbarkeit dasselbe wie der auf einem Lebensmitteletikett angegebene Nährstoffgehalt?
- Nein. Der angegebene Gehalt ist die Gesamtmenge; Bioverfügbarkeit ist der Anteil, der tatsächlich absorbiert und verwertbar gemacht wird, der oft erheblich niedriger ist und von der chemischen Form, der Lebensmittelmatrix und anderen Nahrungsbestandteilen abhängt.
- Warum liefern zwei Lebensmittel mit dem gleichen Eisengehalt nicht die gleiche Eisenmenge?
- Der absorbierte Anteil unterscheidet sich je nach Form des Nährstoffs und den fördernden oder hemmenden Verbindungen in der Mahlzeit, sodass gleiche Mengen auf dem Papier sehr unterschiedliche absorbierte Mengen ergeben können.