ชีวปริมาณออกฤทธิ์: คำจำกัดความและปัจจัย

ชีวปริมาณออกฤทธิ์ (bioavailability) คือสัดส่วนของสารอาหารที่รับประทานเข้าไปซึ่งถูกดูดซึมผ่านลำไส้และพร้อมใช้งานสำหรับหน้าที่ทางสรีรวิทยาหรือการเก็บสะสม เนื่องจากการดูดซึมมักจะไม่สมบูรณ์ ปริมาณสารอาหารที่มีชีวปริมาณออกฤทธิ์จึงมักจะน้อยกว่าปริมาณที่มีอยู่ในอาหาร และแตกต่างกันไปตามรูปแบบทางเคมีของสารอาหาร เมทริกซ์ของอาหาร และองค์ประกอบอื่น ๆ ของอาหาร

Definition

ชีวปริมาณออกฤทธิ์คือสัดส่วนของสารอาหารที่รับประทานเข้าไปซึ่งถูกดูดซึมและพร้อมใช้งานเพื่อสนับสนุนการทำงานทางสรีรวิทยาตามปกติหรือเพื่อเก็บสะสม

Scope

บทความนี้ให้คำจำกัดความของชีวปริมาณออกฤทธิ์และแยกแยะคำศัพท์ที่เกี่ยวข้อง จากนั้นสำรวจปัจจัยหลักที่ปรับเปลี่ยนชีวปริมาณออกฤทธิ์ ได้แก่ ชนิดทางเคมีของสารอาหาร เมทริกซ์ของอาหาร ส่วนประกอบของอาหารที่ส่งเสริมและยับยั้ง และปัจจัยของโฮสต์และช่วงชีวิต บทความนี้ถือว่าชีวปริมาณออกฤทธิ์เป็นแนวคิดเชิงปริมาณในชีวเคมีโภชนาการ ไม่ใช่คำแนะนำทางคลินิก

Core questions

• คำว่า 'ชีวปริมาณออกฤทธิ์' หมายถึงอะไรกันแน่ และแตกต่างจากปริมาณที่รับประทานทั้งหมดอย่างไร?
• ชีวปริมาณออกฤทธิ์ถูกวัดหรือประมาณค่าได้อย่างไร?
• ปัจจัยด้านอาหาร เคมี และโฮสต์ใดบ้างที่เพิ่มหรือลดชีวปริมาณออกฤทธิ์?
• เหตุใดสารอาหารที่มีปริมาณรวมเท่ากันจึงให้ผลผลิตที่ร่างกายนำไปใช้ได้แตกต่างกัน?

Key concepts

• สัดส่วนชีวปริมาณออกฤทธิ์
• ชีวปริมาณออกฤทธิ์สัมบูรณ์เทียบกับสัมพัทธ์
• การเข้าถึงทางชีวภาพ (การปลดปล่อยจากเมทริกซ์ของอาหาร)
• รูปแบบทางเคมีและชนิดของสารอาหาร
• ส่วนประกอบของอาหารที่ส่งเสริมและยับยั้ง
• ปัจจัยของโฮสต์และช่วงชีวิต
• ชีวประสิทธิภาพ (การเปลี่ยนเป็นรูปแบบที่ออกฤทธิ์)

Mechanisms

ชีวปริมาณออกฤทธิ์ถูกกำหนดตามลำดับ: สารอาหารจะต้องถูกปลดปล่อยออกจากเมทริกซ์ของอาหารก่อน (bioaccessibility) จากนั้นจึงอยู่ในรูปแบบทางเคมีที่ลำไส้สามารถดูดซึมได้ จากนั้นต้องรอดจากการแข่งขันจากส่วนประกอบอื่น ๆ ในลำไส้ และสุดท้ายถูกขนส่งผ่านเซลล์ลำไส้ แต่ละขั้นตอนสามารถปรับเปลี่ยนได้ รูปแบบทางเคมีมีความสำคัญอย่างยิ่ง – ตัวอย่างเช่น ชีวปริมาณออกฤทธิ์ของธาตุเหล็กแตกต่างกันอย่างมากระหว่างรูปแบบฮีมและไม่ใช่ฮีม และลดลงโดยลิแกนด์ที่จับกับธาตุเหล็กในลำไส้ (Hurrell & Egli, 2010) สารยับยั้งในอาหาร เช่น ไฟเตต ลดสัดส่วนที่ดูดซึมได้ของแร่ธาตุหลายชนิดโดยการสร้างสารเชิงซ้อนที่ละลายได้ไม่ดี (Schlemmer et al., 2009) ในขณะที่ปัจจัยของโฮสต์ รวมถึงความเป็นกรดในกระเพาะอาหารและการเปลี่ยนแปลงตามวัย ส่งผลต่อการดูดซึม (Russell, 2001) แนวทางการวัดมีตั้งแต่การทดสอบการปลดปล่อยในหลอดทดลองไปจนถึงการศึกษาการดูดซึมในสิ่งมีชีวิต (Srinivasan, 2001)

Clinical relevance

แนวคิดนี้อธิบายว่าเหตุใดปริมาณสารอาหารในอาหารจึงไม่เท่ากับปริมาณที่ร่างกายได้รับ และเหตุใดรูปแบบและการรวมกันของอาหารจึงส่งผลต่อความเพียงพอของสารอาหาร ข้อมูลนี้จัดทำขึ้นเพื่อการอ้างอิงและการศึกษาเท่านั้น และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการตัดสินใจเรื่องอาหารเสริม หรือการรักษาเฉพาะบุคคล

Evidence & guidelines

ค่าอ้างอิงทางโภชนาการสำหรับสารอาหารบางชนิดถูกกำหนดในรูปของสัดส่วนที่ดูดซึมได้มากกว่าปริมาณที่รับประทานทั้งหมด โดยมีการสร้างสมมติฐานเกี่ยวกับชีวปริมาณออกฤทธิ์ไว้ในการประมาณการความต้องการอย่างชัดเจน (Hurrell & Egli, 2010)

History

ชีวปริมาณออกฤทธิ์ได้กลายเป็นแนวคิดที่เป็นทางการในวิทยาศาสตร์โภชนาการในศตวรรษที่ 20 เมื่อนักวิจัยตระหนักว่าปริมาณสารอาหารที่รับประทานเข้าไปนั้นประเมินปริมาณที่ร่างกายนำไปใช้ได้สูงเกินไป; กรอบการทำงานเชิงปฏิบัติสำหรับการแสดงให้เห็นถึงความพร้อมใช้งานได้ถูกกำหนดขึ้นในวรรณกรรมโภชนาการในภายหลัง (Srinivasan, 2001) และปัจจัยปรับเปลี่ยนตามช่วงชีวิตและอาหารได้ถูกระบุลักษณะในบทวิจารณ์ต่อมา (Russell, 2001)

Key figures

• Richard Hurrell
• Robert M. Russell
• Ulrich Schlemmer

Seminal works

• srinivasan-2001
• hurrell-egli-2010

Frequently asked questions

ชีวปริมาณออกฤทธิ์สัมบูรณ์และสัมพัทธ์แตกต่างกันอย่างไร?

ชีวปริมาณออกฤทธิ์สัมบูรณ์คือสัดส่วนที่ถูกดูดซึมของสารอาหารที่วัดเทียบกับสารอ้างอิงที่มีความพร้อมใช้งานเต็มที่ ในขณะที่ชีวปริมาณออกฤทธิ์สัมพัทธ์เปรียบเทียบแหล่งที่มาหรือรูปแบบหนึ่งของสารอาหารกับแหล่งอ้างอิงอื่น

เหตุใดรูปแบบทางเคมีของสารอาหารจึงมีความสำคัญมาก?

รูปแบบทางเคมีที่แตกต่างกันจะถูกจดจำโดยเส้นทางการขนส่งที่แตกต่างกัน และมีปฏิกิริยาที่แตกต่างกันกับลิแกนด์ในลำไส้ ดังนั้นธาตุเดียวกันจึงสามารถถูกดูดซึมได้อย่างมีประสิทธิภาพมากในรูปแบบหนึ่งและดูดซึมได้ไม่ดีในอีกรูปแบบหนึ่ง