Всасывание и транспорт микронутриентов

Всасывание и транспорт микронутриентов описывают, как витамины, минералы и микроэлементы проникают через эпителий кишечника, попадают в кровоток и доставляются к тканям. Доля принятого микронутриента, которая становится доступной для организма — его биодоступность — зависит от химической формы нутриента, пищевой матрицы, взаимодействия с другими компонентами пищи и физиологической регуляции, что делает всасывание критическим фактором, определяющим пищевой статус.

Definition

Всасывание и транспорт микронутриентов — это совокупность процессов, посредством которых пищевые витамины, минералы и микроэлементы поглощаются через эпителий кишечника, переносятся в крови связывающими или транспортными белками и распределяются по тканям, а также регуляция и диетические факторы, определяющие их биодоступность.

Scope

Эта тема охватывает общую физиологию усвоения микронутриентов: пути всасывания жирорастворимых и водорастворимых веществ, специфические и облегченные механизмы транспорта, регуляцию всасывания для поддержания баланса, роль белков-переносчиков и белков-накопителей, а также диетические факторы, которые усиливают или ингибируют биодоступность. Эти процессы рассматриваются с биохимической точки зрения и не являются клиническим руководством.

Core questions

• Какие пути и транспортеры опосредуют поглощение различных микронутриентов через кишечник?
• Как регулируется всасывание для поддержания запасов регулируемых нутриентов, таких как железо, в пределах нормы?
• Какие диетические и хозяйские факторы усиливают или ингибируют биодоступность микронутриентов?

Key concepts

• Биодоступность
• Всасывание жирорастворимых веществ через мицеллы и хиломикроны
• Переносчик-опосредованный и активный транспорт водорастворимых нутриентов
• Регулируемое всасывание и ось гепцидин-ферропортин
• Белки-переносчики и белки-накопители (трансферрин, ферритин)
• Усилители и ингибиторы (фитат, витамин С, кальций)
• Внутренний фактор и усвоение витамина B12

Mechanisms

Жирорастворимые витамины эмульгируются с пищевыми липидами в смешанные мицеллы, абсорбируются энтероцитами и упаковываются в хиломикроны для лимфатического транспорта, тогда как большинство водорастворимых витаминов используют специфические переносчик-опосредованные или активно-транспортные системы, а витамин B12 требует внутреннего фактора для рецептор-опосредованного поглощения в подвздошной кишке. Всасывание микроэлементов часто регулируется в соответствии с потребностями организма: пищевое железо восстанавливается и транспортируется через апикальную мембрану, затем либо хранится в виде ферритина, либо экспортируется через ферропортин в кровоток, где трансферрин доставляет его к тканям. Системный баланс железа устанавливается гепцидином, который контролирует ферропортин и тем самым регулирует как кишечное всасывание, так и высвобождение железа из запасов (Hentze, 2010; Ganz, 2011). Биодоступность также формируется химической формой и диетическими усилителями и ингибиторами, которые способствуют или блокируют поглощение.

Clinical relevance

Нарушение всасывания объясняет многие дефициты питательных веществ, возникающие несмотря на адекватное потребление, такие как дефицит витамина B12 при отсутствии внутреннего фактора или дефицит жирорастворимых витаминов при состояниях мальабсорбции жиров, в то время как нарушенное всасывание железа лежит в основе как дефицита, так и перегрузки железом (Ganz, 2011). Эта статья описывает эти механизмы для справки и не содержит диагностических или лечебных рекомендаций.

Evidence & guidelines

Соображения биодоступности влияют на то, как устанавливаются рекомендуемые нормы потребления питательных веществ и как интерпретируется состав пищи, а интегрированные механистические описания можно найти в стандартных справочниках по питанию (Ross et al., 2014).

History

Понимание всасывания микронутриентов развивалось благодаря знаковым физиологическим открытиям, включая идентификацию внутреннего фактора как необходимого для усвоения витамина B12 и характеристику белков транспорта и хранения железа. Молекулярная эра принесла идентификацию специфических мембранных транспортеров и, в 2000-2001 годах, открытие гормона гепцидина, который переосмыслил гомеостаз железа как систему, регулируемую всасыванием (Ganz, 2011).

Debates

Насколько точно можно предсказать диетическую биодоступность?

Поскольку всасывание зависит от химической формы, пищевой матрицы и взаимодействующих диетических компонентов, оценка доли микронутриента, которая фактически абсорбируется, остается неопределенной и контекстно-зависимой, что усложняет перевод потребления в статус.

Seminal works

• hentze-2010-abt
• ganz-2011

Frequently asked questions

Что такое биодоступность?

Биодоступность — это доля принятого микронутриента, которая фактически абсорбируется и становится доступной для использования организмом, что может быть значительно меньше потребленного количества в зависимости от химической формы и диетического контекста.

Почему дефицит может возникнуть даже при, казалось бы, адекватном диетическом потреблении?

Всасывание может быть нарушено из-за отсутствия необходимых факторов (таких как внутренний фактор для витамина B12), из-за мальабсорбции жиров для жирорастворимых витаминов или из-за диетических ингибиторов, поэтому само по себе потребление не гарантирует адекватного статуса.