ใยอาหารและคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนที่ทนต่อการย่อย
ใยอาหารและคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนที่ทนต่อการย่อยเป็นพอลิเมอร์คาร์โบไฮเดรตในอาหารที่ไม่ถูกย่อยและดูดซึมในลำไส้เล็กของมนุษย์ แต่จะไปถึงลำไส้ใหญ่ ซึ่งอาจถูกหมักโดยจุลินทรีย์ในลำไส้ หรือผ่านไปโดยส่วนใหญ่ยังคงสภาพเดิม ส่วนนี้จะรวบรวมเคมี การจำแนกประเภท และผลทางสรีรวิทยาของคาร์โบไฮเดรตที่ไม่สามารถย่อยได้เหล่านี้ภายในชีวเคมีทางโภชนาการ
Definition
ใยอาหารประกอบด้วยพอลิเมอร์คาร์โบไฮเดรตที่ไม่สามารถย่อยได้ (และสารประกอบที่คล้ายกัน เช่น ลิกนิน) ที่ไม่ถูกไฮโดรไลซ์โดยเอนไซม์ย่อยอาหารของมนุษย์ในลำไส้เล็ก; คาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนที่ทนต่อการย่อยยังรวมถึงส่วนของแป้งและโอลิโกแซ็กคาไรด์ที่ทนต่อการย่อยในลำไส้เล็กและกลายเป็นสารตั้งต้นสำหรับการหมักในลำไส้ใหญ่
Scope
ส่วนนี้จะแนะนำผู้อ่านให้รู้จักใยอาหารและคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนที่ทนต่อการย่อยในฐานะกลุ่มสาร: วิธีการนิยามและจำแนกประเภท (ละลายน้ำได้เทียบกับละลายน้ำไม่ได้, มีความหนืดเทียบกับไม่มีความหนืด, หมักได้เทียบกับหมักไม่ได้), วิธีที่จุลินทรีย์ในลำไส้ใหญ่หมักสารเหล่านี้ให้เป็นกรดไขมันสายสั้น, กรณีพิเศษของแป้งที่ทนต่อการย่อยและพรีไบโอติก, และวิธีที่สารประกอบเหล่านี้ปรับการตอบสนองของระดับน้ำตาลในเลือดและการทำงานของลำไส้ใหญ่ เป็นภาพรวมทางชีวเคมีและสรีรวิทยา ไม่ใช่คำแนะนำทางคลินิก
Sub-topics
Core questions
- คุณสมบัติทางเคมีและกายภาพใดที่จำแนกใยอาหารและคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนที่ทนต่อการย่อยประเภทต่างๆ?
- จุลินทรีย์ในลำไส้ใหญ่หมักคาร์โบไฮเดรตที่ไม่สามารถย่อยได้อย่างไร และได้สารเมแทบอไลต์ใดบ้าง?
- คาร์โบไฮเดรตเหล่านี้มีอิทธิพลต่อการตอบสนองของระดับน้ำตาลในเลือด ปริมาณอุจจาระ และสรีรวิทยาของลำไส้ใหญ่ผ่านกลไกใดบ้าง?
Key concepts
- คาร์โบไฮเดรตที่ไม่สามารถย่อยได้
- การละลายน้ำและความหนืด
- ความสามารถในการหมัก
- แป้งที่ทนต่อการย่อย
- สารตั้งต้นพรีไบโอติก
- กรดไขมันสายสั้น
- การตอบสนองของระดับน้ำตาลในเลือด
- การเพิ่มปริมาณอุจจาระ
Mechanisms
เนื่องจากอะไมเลสในน้ำลายและตับอ่อนของมนุษย์ รวมถึงเอนไซม์ที่ขอบแปรง (brush-border enzymes) ไม่สามารถไฮโดรไลซ์พันธะไกลโคไซด์ของใยอาหารและคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนที่ทนต่อการย่อยได้ สารเหล่านี้จึงเคลื่อนผ่านลำไส้เล็กและไปถึงลำไส้ใหญ่ ที่นั่นมีสองชะตากรรมหลักที่เกิดจากคุณสมบัติทางกายเคมีของพวกมัน: ใยอาหารที่ละลายน้ำได้และมีความหนืดจะชะลอการบีบตัวของกระเพาะอาหารและการดูดซึมสารอาหาร และถูกหมักได้ง่าย ในขณะที่ใยอาหารที่ไม่ละลายน้ำจะเพิ่มปริมาณกากและเร่งการเคลื่อนที่ของลำไส้โดยมีการหมักน้อยกว่า สารตั้งต้นที่หมักได้จะถูกเมแทบอไลซ์โดยแบคทีเรียไม่ใช้ออกซิเจนให้เป็นกรดไขมันสายสั้น (อะซิเตต, โพรพิโอเนต, บิวทิเรต) และก๊าซ ซึ่งให้พลังงานแก่เซลล์ลำไส้ใหญ่และมีอิทธิพลต่อเมแทบอลิซึมของโฮสต์; แป้งที่ทนต่อการย่อยและพรีไบโอติกที่ได้รับการยอมรับเป็นสารตั้งต้นที่หมักได้เป็นพิเศษซึ่งมีผลต่อองค์ประกอบของจุลินทรีย์
Clinical relevance
การบริโภคใยอาหารได้รับการศึกษาที่เกี่ยวข้องกับผลลัพธ์ด้านสุขภาพหลายประการ และความเข้าใจในชีวเคมีของคาร์โบไฮเดรตที่ไม่สามารถย่อยได้เป็นพื้นฐานที่วิทยาศาสตร์โภชนาการใช้ในการตีความหลักฐานเหล่านั้น ส่วนนี้จะอธิบายกลไกและความสัมพันธ์ในระดับประชากรเพื่อการอ้างอิงทางการศึกษา; ไม่ได้ให้คำแนะนำด้านอาหารเฉพาะบุคคลหรือคำแนะนำในการรักษา
Epidemiology
การบริโภคใยอาหารและคาร์โบไฮเดรตจากธัญพืชไม่ขัดสีที่สูงขึ้นมีความสัมพันธ์ในงานวิจัยทบทวนอย่างเป็นระบบและการวิเคราะห์อภิมานกับการลดความเสี่ยงของภาวะเรื้อรังหลายชนิด แม้ว่าหลักฐานส่วนใหญ่จะเป็นการศึกษาเชิงสังเกตการณ์ และผลกระทบเหล่านี้ส่วนหนึ่งมาจากใยอาหารและส่วนหนึ่งมาจากองค์ประกอบของเมทริกซ์อาหารที่เกิดขึ้นร่วมกัน
Evidence & guidelines
การสังเคราะห์หลักฐานแบบสุ่มและเชิงพยากรณ์เกี่ยวกับคุณภาพของคาร์โบไฮเดรต รวมถึงใยอาหาร ได้ถูกรวบรวมไว้ในการทบทวนอย่างเป็นระบบขนาดใหญ่และการวิเคราะห์อภิมานที่ได้รับมอบหมายเพื่อเป็นข้อมูลในการกำหนดแนวทางด้านอาหาร; สิ่งเหล่านี้สรุปความสัมพันธ์และผลกระทบจากการศึกษาจำนวนมาก แทนที่จะกำหนดคำแนะนำเฉพาะบุคคล
History
การตระหนักว่าวัสดุพืชที่ย่อยไม่ได้มีคุณค่าทางสรีรวิทยาได้เปลี่ยนจากแนวคิดเริ่มต้นของกากใยที่เฉื่อยชาไปสู่ความเข้าใจทางชีวเคมีที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นตลอดศตวรรษที่ยี่สิบ เมื่อบทบาทการหมักของจุลินทรีย์ในลำไส้ใหญ่และการผลิตกรดไขมันสายสั้นได้รับการอธิบาย นิยามของใยอาหารได้รับการขยายอย่างต่อเนื่องเพื่อครอบคลุมแป้งที่ทนต่อการย่อยและโอลิโกแซ็กคาไรด์เมื่อความเข้าใจเชิงวิเคราะห์และสรีรวิทยาก้าวหน้าขึ้น
Debates
- ควรนิยามและวัดใยอาหารอย่างไร?
- คำนิยามได้เปลี่ยนไประหว่างเชิงวิเคราะห์ล้วนๆ (สิ่งที่วิธีการทางห้องปฏิบัติการหนึ่งๆ ตรวจพบ) และเชิงสรีรวิทยา (สิ่งที่ทนต่อการย่อยในลำไส้เล็กและไปถึงลำไส้ใหญ่) ซึ่งส่งผลต่อว่าแป้งที่ทนต่อการย่อยและโอลิโกแซ็กคาไรด์สังเคราะห์นับเป็นใยอาหารหรือไม่
Key figures
- Joanne Slavin
- Andrew Reynolds
- Gijs den Besten
Related topics
Seminal works
- slavin-2013
- reynolds-2019
- den-besten-2013
Frequently asked questions
- ใยอาหารและคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนที่ทนต่อการย่อยแตกต่างกันอย่างไร?
- ใยอาหารหมายถึงพอลิเมอร์คาร์โบไฮเดรตที่ไม่สามารถย่อยได้ (และลิกนิน) ที่มีอยู่ในพืชโดยธรรมชาติ; คาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนที่ทนต่อการย่อยเป็นการจัดกลุ่มเชิงหน้าที่ที่กว้างกว่า ซึ่งรวมถึงแป้งที่ทนต่อการย่อยและโอลิโกแซ็กคาไรด์ที่ไม่สามารถย่อยได้ซึ่งหลุดพ้นจากการย่อยในลำไส้เล็กและไปถึงลำไส้ใหญ่
- ทำไมคาร์โบไฮเดรตเหล่านี้จึงไปถึงลำไส้ใหญ่โดยไม่ถูกย่อย?
- เอนไซม์ย่อยอาหารของมนุษย์ไม่สามารถตัดพันธะไกลโคไซด์เฉพาะของพวกมันได้ ดังนั้นจึงไม่ถูกดูดซึมในลำไส้เล็ก แต่จะกลายเป็นสารตั้งต้นสำหรับจุลินทรีย์ในลำไส้ใหญ่ หรือเพิ่มปริมาณกากในอุจจาระ