بیوشیمی و عملکرد ریزمغذیها
بیوشیمی ریزمغذیها به مطالعه ویتامینها و مواد معدنی ضروری و عناصر کمیاب میپردازد که بدن به مقادیر کم به آنها نیاز دارد، و نقشهای بیوشیمیایی که آنها به عنوان کوفاکتورهای آنزیمی، پیشسازهای هورمونی، آنتیاکسیدانها و اجزای ساختاری ایفا میکنند. اگرچه ریزمغذیها تنها در مقادیر میلیگرم یا میکروگرم مورد نیاز هستند، اما برای متابولیسم ضروریاند و هم کمبود و هم مازاد آنها پیامدهای بیوشیمیایی و بالینی دارد.
Definition
ریزمغذّیها ویتامینهای غذایی و مواد معدنی ضروری و عناصر کمیابی هستند که در مقادیر کم برای رشد طبیعی، متابولیسم و عملکرد فیزیولوژیکی مورد نیازند؛ بیوشیمی ریزمغذّیها مطالعه ساختارها، نقشهای متابولیکی، تنظیم هموستاتیک و پیامدهای عدم تعادل آنها است.
Scope
این بخش خواننده را با شیمی، عملکردهای متابولیکی، نیازهای دریافتی و تنظیم ریزمغذیها آشنا میکند. این حوزه را به ویتامینهای محلول در چربی و محلول در آب، متابولیسم مواد معدنی و عناصر کمیاب، فیزیولوژی مشترک جذب و انتقال ریزمغذیها، و اختلالاتی که از کمبود یا سمیت ناشی میشوند، تقسیم میکند. این بخش ریزمغذیها را به عنوان موضوعی در بیوشیمی تغذیه بررسی میکند، نه به عنوان راهنمای مدیریت بالینی.
Sub-topics
Core questions
- ویتامینها و عناصر کمیاب منفرد چه عملکردهای بیوشیمیایی در متابولیسم انسان دارند؟
- جذب، توزیع و ذخیره ریزمغذیها چگونه برای حفظ هموستاز تنظیم میشود؟
- کمبود و سمیت چگونه ایجاد میشوند و چگونه از نظر بیوشیمیایی منعکس میشوند؟
- نیازهای غذایی و میزان مرجع مصرف برای ریزمغذیها چگونه تعیین میشوند؟
Key concepts
- ویتامینها به عنوان کوفاکتورهای آنزیمی و پیشسازهای کوآنزیم
- دستهبندیهای حلالیت محلول در چربی در مقابل محلول در آب
- مواد معدنی ضروری و عناصر کمیاب
- تنظیم هموستاتیک جذب و ذخیره
- زیستفراهمی و تعاملات مواد مغذی
- حالات کمبود و سمیت (مازاد)
- میزان مرجع مصرف غذایی و نشانگرهای زیستی وضعیت
Mechanisms
ریزمغذیها از طریق تعداد کمی از استراتژیهای بیوشیمیایی تکراری عمل میکنند. بسیاری از ویتامینهای گروه B به کوآنزیمهایی تبدیل میشوند که در متابولیسم کربوهیدرات، اسید آمینه و انرژی شرکت میکنند؛ فلزات کمیاب مانند آهن، روی، مس و سلنیوم در جایگاههای فعال آنزیمها متصل میشوند و در آنجا کاتالیز، واکنشهای ردوکس یا انتقال اکسیژن را ممکن میسازند؛ ویتامینهای محلول در چربی به عنوان مولکولهای سیگنالینگ شبههورمونی (ویتامین D)، آنتیاکسیدانها (ویتامین E) یا کوفاکتورها در اصلاح پساترجمهای (ویتامین K) عمل میکنند. از آنجا که مازاد چندین ریزمغذی مضر است، بدن آنها را به صورت هموستاتیک تنظیم میکند، که این امر به ویژه برای آهن چشمگیر است، جایی که تعادل سیستمیک توسط محور هپسیدین-فروپورتین به جای دفع تنظیم میشود (Hentze, 2010).
Clinical relevance
وضعیت ریزمغذیها زیربنای بخش بزرگی از بیماریهای مرتبط با تغذیه در سراسر جهان است، و درک بیوشیمی به توضیح این موضوع کمک میکند که چرا کمبودها سندرمهای مشخصی را ایجاد میکنند و چرا برخی ریزمغذیها در مقادیر زیاد سمی هستند (Black, 2008). این بخش مبنای بیوشیمیایی این حالات را برای مرجع و آموزش توصیف میکند؛ این منبعی برای دوز، مکملسازی یا توصیههای بالینی فردی نیست.
Epidemiology
کمبود آهن، ویتامین A، ید و روی از جمله شایعترین اشکال سوءتغذیه در سطح جهان هستند و به طور قابل توجهی به موربیدیته و مرگ و میر، به ویژه در میان زنان و کودکان خردسال در محیطهای کمدرآمد و متوسط، کمک میکنند (Black, 2008). توزیع دقیق کمبودهای خاص در مبحث کمبود و سمیت مورد بررسی قرار میگیرد.
Evidence & guidelines
میزان مرجع مصرف ریزمغذیها توسط نهادهای تخصصی مانند مؤسسه پزشکی از طریق چارچوب مرجع مصرف غذایی تعیین میشود، که نیازها و سطوح بالای قابل تحمل مصرف را تعریف میکند (IOM, 2006). بررسیهای جامع بیوشیمی ریزمغذیها در کتابهای درسی استاندارد تغذیه یافت میشوند (Ross et al., 2014).
History
مفهوم ریزمغذی در اوایل قرن بیستم با این شناخت پدیدار شد که بیماریهایی مانند اسکوربوت، بریبری، راشیتیسم و پلاگر نه به دلیل سموم یا عفونت، بلکه به دلیل عدم وجود عوامل غذایی خاص ایجاد میشوند، که منجر به جداسازی و نامگذاری ویتامینها شد. کارهای موازی، ضروری بودن عناصر کمیاب مانند آهن، ید و بعدها روی و سلنیوم را اثبات کرد و ریزمغذیها را به عنوان یک حوزه متمایز در بیوشیمی تغذیه تثبیت کرد.
Related topics
Seminal works
- black-2008
- hentze-2010
- iom-dri-2006
Frequently asked questions
- تفاوت بین درشتمغذی و ریزمغذی چیست؟
- درشتمغذیها (کربوهیدرات، چربی، پروتئین) انرژی را تأمین میکنند و به مقادیر گرمی مورد نیاز هستند، در حالی که ریزمغذیها (ویتامینها، مواد معدنی و عناصر کمیاب) تنها به مقادیر میلیگرم یا میکروگرم نیاز دارند و عمدتاً به عنوان کوفاکتورها، تنظیمکنندهها و عناصر ساختاری عمل میکنند تا سوخت.
- چرا ریزمغذیها در مقادیر زیاد میتوانند مضر باشند؟
- چندین ریزمغذی دارای محدوده ایمنی محدودی هستند؛ از آنجا که بدن ابزارهای محدودی برای دفع برخی از آنها دارد، مصرف بسیار بالاتر از نیاز میتواند باعث سمیت شود، به همین دلیل چارچوبهای مرجع هم مصرف کافی و هم حداکثر سطوح قابل تحمل را تعریف میکنند.