Bioavailabilitas dan Metabolisme Fitokimia

Bioavailabilitas adalah fraksi fitokimia yang dicerna yang mencapai sirkulasi dalam bentuk aktif; metabolisme adalah serangkaian transformasi — di usus, hati, dan jaringan — yang bekerja pada senyawa-senyawa ini di sepanjang jalan. Bersama-sama, keduanya menentukan molekul mana yang benar-benar mencapai jaringan target, seringkali sangat berbeda dari senyawa induk yang ada dalam makanan.

Definition

Bioavailabilitas dan metabolisme fitokimia adalah studi tentang bagaimana fitokimia diet dilepaskan dari makanan, diserap, dikonjugasi, diubah oleh mikrobiota usus dan enzim inang, didistribusikan, dan diekskresikan, serta bagaimana proses-proses ini membentuk konsentrasi dan identitas kimia senyawa yang mencapai jaringan.

Scope

Topik ini mencakup penentu penyerapan fitokimia (matriks makanan, bentuk kimia, dan kelarutan), konjugasi fase II dan metabolisme mikrobia usus yang menghasilkan metabolit yang bersirkulasi, bioavailabilitas polifenol dan karotenoid yang umumnya rendah dan bervariasi, serta implikasinya untuk menafsirkan efek biologisnya. Ini adalah referensi biokimia dan nutrisi, bukan panduan diet.

Core questions

• Apa yang menentukan seberapa banyak fitokimia diet yang diserap?
• Bagaimana konjugasi fase II dan mikrobiota usus mengubah fitokimia setelah dicerna?
• Mengapa metabolit yang bersirkulasi seringkali berbeda dari senyawa induk dalam makanan?
• Bagaimana bioavailabilitas mempersulit interpretasi efek kesehatan fitokimia?

Key concepts

• Bioavailabilitas dan bioefikasi
• Matriks makanan dan pelepasan dari makanan
• Konjugasi fase II (glukuronidasi, sulfasi, metilasi)
• Metabolisme mikroba usus dan metabolit mikroba
• Resirkulasi enterohepatik dan ekskresi
• Variabilitas antar-individu

Key theories

Bioaktivitas yang didorong oleh metabolit

Karena fitokimia induk dikonjugasi dan dimetabolisme secara ekstensif, senyawa yang bersirkulasi dan mencapai jaringan sebagian besar adalah metabolit, sehingga aktivitas biologis harus dikaitkan dengan bentuk-bentuk ini daripada senyawa induk yang berasal dari makanan.

Matriks makanan dan mikrobioma sebagai penentu

Bioavailabilitas sangat bergantung pada matriks makanan, bentuk kimia, dan komunitas mikroba usus, yang menjelaskan variabilitas antar-individu dan antar-makanan yang besar dalam paparan fitokimia.

Mechanisms

Setelah dicerna, fitokimia harus dilepaskan dari matriks makanan sebelum diserap. Banyak polifenol diserap di usus kecil, di mana mereka mengalami konjugasi fase II yang ekstensif — glukuronidasi, sulfasi, dan metilasi — sehingga mereka bersirkulasi terutama sebagai konjugat daripada aglikon bebas. Sebagian besar mencapai usus besar, di mana mikrobiota usus memecah dan mengubahnya menjadi metabolit fenolik yang lebih kecil yang mungkin juga diserap. Karotenoid lipofilik bergantung pada pembentukan misel dan lemak makanan untuk penyerapan. Konjugat dapat mengalami resirkulasi enterohepatik, dan konsentrasi plasma yang dihasilkan umumnya rendah, sementara, dan sangat bervariasi antar individu dan sumber makanan.

Clinical relevance

Bioavailabilitas dan metabolisme menjelaskan mengapa kapasitas antioksidan fitokimia yang diukur secara in vitro seringkali kurang memprediksi efeknya dalam tubuh, dan mengapa respons terhadap makanan kaya fitokimia bervariasi antar individu. Entri ini dimaksudkan untuk membantu interpretasi bukti mekanistik dan nutrisi dan bukan merupakan dasar untuk keputusan diet atau suplemen individu.

Evidence & guidelines

Kompilasi sistematis studi bioavailabilitas manusia dan tinjauan mekanistik menunjukkan bahwa sebagian besar fitokimia diet mencapai plasma pada konsentrasi rendah dan bervariasi sebagai metabolit; ini adalah alasan utama mengapa tinjauan memperingatkan agar tidak menyamakan uji antioksidan in vitro dengan manfaat in vivo. Tidak ada panduan klinis yang dikeluarkan di sini.

History

Penelitian fitokimia awal sering mengasumsikan senyawa induk bekerja secara langsung, tetapi tinjauan sistematis bioavailabilitas manusia dari awal tahun 2000-an, terutama oleh Manach dan rekan, mendokumentasikan penyerapan yang rendah dan bervariasi serta metabolisme yang ekstensif. Perhatian yang meningkat terhadap mikrobioma usus kemudian menetapkan metabolit mikroba sebagai kontributor utama, membingkai ulang bagaimana bioaktivitas fitokimia dipahami.

Debates

Bentuk fitokimia mana yang secara biologis bertanggung jawab atas efek yang diamati?

Karena senyawa induk bersirkulasi pada tingkat rendah dan sangat dimetabolisme, perdebatan terus berlanjut mengenai apakah konjugat, metabolit mikroba, atau senyawa induk transien yang menyebabkan efek biologis yang dikaitkan dengan diet kaya fitokimia.

Key figures

• Claudine Manach
• Gary Williamson
• Augustine Scalbert
• Alan Crozier
• Robert M. Russell

Seminal works

• manach-2005
• manach-2004
• del-rio-2013

Frequently asked questions

Mengapa fitokimia yang bersirkulasi berbeda dari yang ada dalam makanan?

Setelah diserap, fitokimia dikonjugasi oleh enzim inang dan diubah oleh bakteri usus, sehingga molekul yang ditemukan dalam darah biasanya adalah metabolit daripada senyawa asli yang ada dalam makanan.

Mengapa bioavailabilitas penting untuk memahami makanan antioksidan?

Suatu senyawa hanya dapat bekerja di jaringan jika diserap dan mencapainya; karena banyak fitokimia diserap dengan buruk dan bervariasi, kekuatan antioksidan in vitro mereka tidak secara andal memprediksi efeknya dalam tubuh.