ชีวปริมาณออกฤทธิ์ของสารอาหารในบริบทของอาหาร

ชีวปริมาณออกฤทธิ์ (bioavailability) คือสัดส่วนของสารอาหารที่รับประทานเข้าไปซึ่งถูกดูดซึมและพร้อมใช้งานสำหรับหน้าที่ทางสรีรวิทยาหรือการเก็บสะสม หัวข้อนี้มุ่งเน้นไปที่ชีวปริมาณออกฤทธิ์ที่ได้รับอิทธิพลจากตัวอาหารเอง: โครงสร้างของอาหารที่สารอาหารนั้นอยู่ รูปแบบทางเคมี และส่วนประกอบอื่น ๆ ในอาหาร ซึ่งทั้งหมดนี้เป็นตัวกำหนดว่าร่างกายสามารถใช้สารอาหารตามที่ระบุไว้ได้จริงเท่าใด

Definition

ชีวปริมาณออกฤทธิ์คือสัดส่วนของสารอาหารที่รับประทานเข้าไปซึ่งถูกดูดซึมผ่านลำไส้และพร้อมใช้งานสำหรับการเผาผลาญหรือการเก็บสะสม ในบริบทของอาหาร ชีวปริมาณออกฤทธิ์ถูกควบคุมโดยรูปแบบทางเคมีของสารอาหาร โครงสร้างของอาหาร และปฏิกิริยากับส่วนประกอบอื่น ๆ ในอาหาร

Scope

เนื้อหานี้ครอบคลุมคำจำกัดความของชีวปริมาณออกฤทธิ์และแนวคิดที่เกี่ยวข้องคือชีวการเข้าถึง (bioaccessibility) ปัจจัยด้านโครงสร้างอาหารและรูปแบบทางเคมีที่เพิ่มหรือลดการดูดซึม สารเสริมและสารยับยั้งในอาหาร และหลักการของการวัดชีวปริมาณออกฤทธิ์ เป็นข้อมูลอ้างอิงทางวิทยาศาสตร์และไม่ได้ให้คำแนะนำในการบริโภค

Core questions

• ความแตกต่างระหว่างชีวการเข้าถึงและชีวปริมาณออกฤทธิ์คืออะไร?
• โครงสร้างทางกายภาพของอาหาร (โครงสร้างอาหาร) เปลี่ยนแปลงการดูดซึมสารอาหารได้อย่างไร?
• ส่วนประกอบอาหารใดบ้างที่ช่วยเพิ่มหรือยับยั้งการดูดซึมสารอาหารที่กำหนด?
• ชีวปริมาณออกฤทธิ์วัดได้อย่างไร และเหตุใดการวัดจึงเป็นเรื่องยาก?

Key concepts

• ชีวปริมาณออกฤทธิ์
• ชีวการเข้าถึง
• ผลกระทบของโครงสร้างอาหาร
• รูปแบบทางเคมี (เช่น ธาตุเหล็กฮีมเทียบกับธาตุเหล็กที่ไม่ใช่ฮีม)
• สารเสริมและสารยับยั้งการดูดซึม
• การดูดซึมแบบเศษส่วน

Mechanisms

สารอาหารจะต้องถูกปลดปล่อยออกจากโครงสร้างของอาหารก่อน (ชีวการเข้าถึง) จากนั้นจึงละลายเป็นรูปแบบที่สามารถดูดซึมได้ และถูกดูดซึมผ่านเยื่อบุลำไส้ โครงสร้างจุลภาคของอาหารสามารถดักจับสารอาหารไว้ภายในผนังเซลล์หรือหยดไขมันและจำกัดการปลดปล่อย รูปแบบทางเคมีกำหนดความสามารถในการดูดซึมโดยธรรมชาติ เช่น ธาตุเหล็กฮีมที่ดูดซึมได้ง่ายเมื่อเทียบกับธาตุเหล็กที่ไม่ใช่ฮีม และส่วนประกอบที่รับประทานร่วมกันจะปรับการดูดซึม โดยกรดแอสคอร์บิกช่วยเพิ่มการดูดซึมธาตุเหล็กที่ไม่ใช่ฮีม ในขณะที่ไฟเตตและโพลีฟีนอลบางชนิดจะจับกับแร่ธาตุและยับยั้งการดูดซึม เนื่องจากการดูดซึมมักถูกควบคุมแบบสมดุล สัดส่วนที่ถูกดูดซึมจึงแตกต่างกันไปตามความต้องการของร่างกาย ทำให้การวัดผลซับซ้อนขึ้น

Clinical relevance

ชีวปริมาณออกฤทธิ์อธิบายว่าเหตุใดความเพียงพอของสารอาหารจึงไม่สามารถตัดสินได้จากปริมาณที่รับประทานเพียงอย่างเดียว และเหตุใดค่าอ้างอิงทางโภชนาการสำหรับแร่ธาตุ เช่น ธาตุเหล็ก จึงถูกกำหนดโดยมีสัดส่วนการดูดซึมที่สมมติขึ้น หัวข้อนี้เป็นข้อมูลอ้างอิงเชิงพรรณนาเกี่ยวกับวิธีการที่อาหารส่งสารอาหารเข้าสู่ร่างกาย และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการตัดสินใจในการรักษาเฉพาะบุคคล

Evidence & guidelines

ชีวปริมาณออกฤทธิ์ได้รับการศึกษาผ่านการศึกษาการดูดซึมในมนุษย์ ซึ่งมักใช้การติดฉลากไอโซโทปเสถียรและวิธีการสมดุลหรือการตอบสนองของพลาสมา และการทบทวนจะสังเคราะห์ข้อมูลเหล่านี้เป็นข้อสมมติฐานการดูดซึมที่ใช้ในการกำหนดค่าอ้างอิงทางโภชนาการ แคลเซียมและธาตุเหล็กเป็นแบบจำลองที่ได้รับการศึกษาอย่างดีสำหรับวิธีการที่การเลือกวิธีการวัดและบริบททางโภชนาการส่งผลต่อชีวปริมาณออกฤทธิ์ที่ประเมินได้

History

โภชนาการยุคแรกมุ่งเน้นไปที่ปริมาณสารอาหารทั้งหมดในอาหาร แต่การศึกษาการสมดุลและไอโซโทปกัมมันตรังสีในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 เผยให้เห็นว่าปริมาณที่ถูกดูดซึมแตกต่างอย่างมากจากปริมาณที่รับประทานเข้าไป แคลเซียมและธาตุเหล็กกลายเป็นแบบจำลองหลักสำหรับการวิจัยชีวปริมาณออกฤทธิ์ และงานวิจัยในภายหลังเกี่ยวกับโครงสร้างจุลภาคของอาหารได้ชี้แจงว่าโครงสร้างทางกายภาพของอาหาร ไม่ใช่แค่เคมีเท่านั้น ที่ควบคุมการปลดปล่อยและการดูดซึมสารอาหาร

Debates

ควรวัดและแสดงชีวปริมาณออกฤทธิ์อย่างไร?

นักวิจัยถกเถียงถึงข้อดีของการวัดจากมื้ออาหารเดียวเทียบกับการวัดจากอาหารทั้งหมด วิธีไอโซโทปเทียบกับวิธีสมดุล และวิธีคำนึงถึงการควบคุมแบบสมดุล เนื่องจากทางเลือกเหล่านี้เปลี่ยนแปลงการประมาณค่าชีวปริมาณออกฤทธิ์ที่ระบุให้กับอาหารอย่างมีนัยสำคัญ

Key figures

• Robert Heaney
• Richard Hurrell
• José Miguel Aguilera

Seminal works

• heaney-2001
• parada-aguilera-2007
• hurrell-egli-2010

Frequently asked questions

ความแตกต่างระหว่างชีวการเข้าถึงและชีวปริมาณออกฤทธิ์คืออะไร?

ชีวการเข้าถึงคือปริมาณสารอาหารที่ถูกปลดปล่อยออกจากโครงสร้างอาหารและพร้อมสำหรับการดูดซึมในลำไส้ ในขณะที่ชีวปริมาณออกฤทธิ์คือปริมาณที่ถูกดูดซึมจริงและพร้อมใช้งานสำหรับร่างกาย สารอาหารอาจมีชีวการเข้าถึงที่ดีแต่ยังมีชีวปริมาณออกฤทธิ์ต่ำได้

เหตุใดการปรุงอาหารจึงสามารถเปลี่ยนแปลงชีวปริมาณออกฤทธิ์ของสารอาหารในอาหารได้?

การปรุงอาหารและการแปรรูปสามารถทำลายโครงสร้างอาหารและยับยั้งสารยับยั้งการดูดซึม ปลดปล่อยสารอาหารที่ถูกดักจับ และมักจะเพิ่มการดูดซึมได้ แม้ว่าความร้อนที่มากเกินไปก็สามารถทำให้สารอาหารบางชนิดที่ไวต่อความร้อนเสื่อมสภาพได้เช่นกัน