Биодоступность и метаболизм фитохимических веществ

Биодоступность — это доля проглоченного фитохимического вещества, которая достигает кровотока в активной форме; метаболизм — это совокупность преобразований (в кишечнике, печени и тканях), которые воздействуют на эти соединения по пути. Вместе они определяют, какие молекулы фактически достигают целевых тканей, часто значительно отличаясь от исходных соединений, присутствующих в пище.

Definition

Биодоступность и метаболизм фитохимических веществ — это исследование того, как диетические фитохимические вещества высвобождаются из пищи, абсорбируются, конъюгируются, трансформируются кишечной микробиотой и ферментами хозяина, распределяются и выводятся, а также того, как эти процессы формируют концентрации и химическую идентичность соединений, достигающих тканей.

Scope

Эта тема охватывает детерминанты абсорбции фитохимических веществ (пищевая матрица, химическая форма и растворимость), конъюгацию фазы II и метаболизм кишечной микрофлорой, которые генерируют циркулирующие метаболиты, обычно низкую и вариабельную биодоступность полифенолов и каротиноидов, а также последствия для интерпретации их биологических эффектов. Это справочник по биохимии и питанию, а не диетические рекомендации.

Core questions

• Что определяет, сколько диетического фитохимического вещества абсорбируется?
• Как конъюгация фазы II и микробиота кишечника трансформируют фитохимические вещества после приема внутрь?
• Почему циркулирующие метаболиты часто отличаются от исходных соединений в пище?
• Как биодоступность усложняет интерпретацию влияния фитохимических веществ на здоровье?

Key concepts

• Биодоступность и биоэффективность
• Пищевая матрица и высвобождение из пищи
• Конъюгация фазы II (глюкуронирование, сульфатирование, метилирование)
• Микробный метаболизм кишечника и микробные метаболиты
• Энтерогепатическая рециркуляция и экскреция
• Межиндивидуальная вариабельность

Key theories

Биоактивность, обусловленная метаболитами

Поскольку исходные фитохимические вещества интенсивно конъюгируются и метаболизируются, соединения, которые циркулируют и достигают тканей, в значительной степени являются метаболитами, поэтому биологическая активность должна приписываться этим формам, а не исходному соединению, поступающему с пищей.

Пищевая матрица и микробиом как детерминанты

Биодоступность сильно зависит от пищевой матрицы, химической формы и сообщества кишечных микроорганизмов, что объясняет большую межиндивидуальную и межпищевую вариабельность воздействия фитохимических веществ.

Mechanisms

После приема внутрь фитохимические вещества должны быть высвобождены из пищевой матрицы до абсорбции. Многие полифенолы абсорбируются в тонком кишечнике, где они подвергаются обширной конъюгации фазы II — глюкуронированию, сульфатированию и метилированию — так что они циркулируют главным образом в виде конъюгатов, а не свободных агликонов. Большая часть достигает толстой кишки, где кишечная микробиота расщепляет и трансформирует их в более мелкие фенольные метаболиты, которые сами могут абсорбироваться. Липофильные каротиноиды зависят от образования мицелл и пищевых жиров для усвоения. Конъюгаты могут подвергаться энтерогепатической рециркуляции, и результирующие концентрации в плазме, как правило, низкие, транзиторные и сильно варьируются между индивидуумами и источниками пищи.

Clinical relevance

Биодоступность и метаболизм объясняют, почему антиоксидантная способность фитохимического вещества, измеренная in vitro, часто плохо предсказывает его эффекты в организме, и почему реакции на продукты, богатые фитохимическими веществами, варьируются у разных людей. Данная статья призвана помочь в интерпретации механистических и пищевых данных и не является основой для индивидуальных диетических решений или решений о приеме добавок.

Evidence & guidelines

Систематические обзоры исследований биодоступности у человека и механистические обзоры показывают, что большинство диетических фитохимических веществ достигают плазмы в низких, вариабельных концентрациях в виде метаболитов; это основная причина, по которой обзоры предостерегают от приравнивания антиоксидантных анализов in vitro к пользе in vivo. Здесь не даются клинические рекомендации.

History

Ранние исследования фитохимических веществ часто предполагали, что исходные соединения действуют напрямую, но систематические обзоры биодоступности у человека с начала 2000-х годов, в частности Манаха и его коллег, задокументировали низкую и вариабельную абсорбцию и обширный метаболизм. Растущее внимание к микробиому кишечника затем установило, что микробные метаболиты являются основными участниками, переосмыслив понимание биоактивности фитохимических веществ.

Debates

Какие формы фитохимического вещества биологически ответственны за наблюдаемые эффекты?

Поскольку исходные соединения циркулируют на низких уровнях и интенсивно метаболизируются, продолжаются дебаты о том, являются ли конъюгаты, микробные метаболиты или транзиторные исходные соединения причиной биологических эффектов, приписываемых диетам, богатым фитохимическими веществами.

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

Почему циркулирующие фитохимические вещества отличаются от тех, что содержатся в пище?

После абсорбции фитохимические вещества конъюгируются ферментами хозяина и трансформируются кишечными бактериями, поэтому молекулы, обнаруженные в крови, обычно являются метаболитами, а не исходными соединениями, присутствующими в пище.

Почему биодоступность важна для понимания антиоксидантных продуктов?

Соединение может действовать в тканях только в том случае, если оно абсорбируется и достигает их; поскольку многие фитохимические вещества плохо и вариабельно абсорбируются, их антиоксидантная сила in vitro не является надежным предиктором их эффектов в организме.