การย่อย การดูดซึม และชีวปริมาณออกฤทธิ์ของสารอาหาร

การย่อย การดูดซึม และชีวปริมาณออกฤทธิ์ของสารอาหาร อธิบายถึงวิธีการที่ระบบทางเดินอาหารเปลี่ยนอาหารที่รับประทานเข้าไปให้เป็นโมเลกุลที่ร่างกายสามารถนำไปใช้ได้ การย่อยเชิงกลและเชิงเอนไซม์จะสลายโมเลกุลขนาดใหญ่ให้เป็นหน่วยที่ดูดซึมได้ การขนส่งของเซลล์เยื่อบุผิวที่จำเพาะจะเคลื่อนย้ายหน่วยเหล่านั้นผ่านผนังลำไส้ และชีวปริมาณออกฤทธิ์จะแสดงถึงสัดส่วนของสารอาหารที่รับประทานเข้าไปที่ถูกดูดซึมและพร้อมใช้งานสำหรับหน้าที่ทางเมตาบอลิซึม

Definition

การย่อยคือการสลายอาหารให้เป็นโมเลกุลที่ดูดซึมได้ด้วยการกระทำเชิงกลและเชิงเอนไซม์ การดูดซึมคือการถ่ายโอนโมเลกุลเหล่านั้นผ่านเยื่อบุผิวลำไส้เข้าสู่กระแสเลือดหรือน้ำเหลือง และชีวปริมาณออกฤทธิ์คือสัดส่วนของสารอาหารที่รับประทานเข้าไปที่ถูกดูดซึมและพร้อมใช้งานสำหรับสรีรวิทยา

Scope

ส่วนนี้จะนำผู้อ่านไปสู่โครงสร้างและหน้าที่ของระบบทางเดินอาหาร การย่อยและการดูดซึมสารอาหารหลักและสารอาหารรอง ปัจจัยกำหนดชีวปริมาณออกฤทธิ์ของสารอาหาร และบทบาทของจุลินทรีย์ในลำไส้ในการเผาผลาญสารอาหาร เป็นข้อมูลอ้างอิงและภาพรวมเชิงการศึกษาที่วางกรอบหัวข้อที่มีรายละเอียดมากขึ้นภายใต้หัวข้อนี้ โดยไม่ได้ให้คำแนะนำด้านอาหารหรือการจัดการทางคลินิก

Sub-topics

• Gastrointestinal Tract Structure and Function
• Intestinal Microbiota and Nutrient Metabolism
• Macronutrient Digestion and Absorption
• Micronutrient Absorption and Bioavailability

Core questions

• ระบบทางเดินอาหารสลายอาหารให้เป็นหน่วยที่ดูดซึมได้อย่างไร?
• สารอาหารเคลื่อนที่ผ่านเยื่อบุผิวลำไส้ด้วยกลไกการขนส่งแบบใด?
• ปัจจัยทางอาหารและสรีรวิทยาใดบ้างที่กำหนดปริมาณสารอาหารที่ถูกดูดซึมจริง?
• จุลินทรีย์ในลำไส้มีส่วนช่วยในการย่อยและการจัดหาสารอาหารได้อย่างไร?

Key concepts

• การย่อยเชิงกลและเชิงเอนไซม์
• พื้นที่ผิวดูดซึมของลำไส้เล็ก
• การขนส่งผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ (แบบใช้พลังงาน, แบบอำนวยความสะดวก, แบบพาสซีฟ)
• ชีวปริมาณออกฤทธิ์และประสิทธิภาพการดูดซึม
• สารส่งเสริมและสารยับยั้งการดูดซึมสารอาหาร
• การหมักในลำไส้ใหญ่และกรดไขมันสายสั้น
• ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโฮสต์กับจุลินทรีย์

Mechanisms

การย่อยเริ่มต้นในปากและกระเพาะอาหาร และเสร็จสมบูรณ์ในลำไส้เล็ก ซึ่งเอนไซม์จากตับอ่อนและไฮโดรเลสที่ขอบแปรงจะย่อยคาร์โบไฮเดรต โปรตีน และไขมันให้เป็นโมโนแซ็กคาไรด์ เปปไทด์และกรดอะมิโน และกรดไขมันและโมโนกลีเซอไรด์ เยื่อบุลำไส้เล็ก ซึ่งมีพื้นที่ผิวดูดซึมขนาดใหญ่ขึ้นจากการพับ วิลไล และไมโครวิลไล จะดูดซึมผลิตภัณฑ์เหล่านี้ผ่านตัวขนส่งและตัวพาที่จำเพาะ (Helander & Fändriks, 2014; Wright et al., 2011) สัดส่วนของสารอาหารที่รับประทานเข้าไปที่ถูกดูดซึม ซึ่งก็คือชีวปริมาณออกฤทธิ์ ขึ้นอยู่กับรูปแบบทางเคมี โครงสร้างอาหาร และการมีอยู่ของสารส่งเสริมหรือสารยับยั้ง ดังที่แสดงให้เห็นในกรณีของธาตุเหล็กในอาหาร (Hurrell & Egli, 2010) สารที่ไม่ถูกดูดซึมในลำไส้เล็กจะเข้าสู่ลำไส้ใหญ่ ซึ่งจุลินทรีย์จะหมักคาร์โบไฮเดรตที่เหลืออยู่ให้เป็นกรดไขมันสายสั้น ซึ่งจะถูกดูดซึมและนำไปใช้เอง (Cummings et al., 1987)

Clinical relevance

ความเข้าใจเกี่ยวกับการย่อย การดูดซึม และชีวปริมาณออกฤทธิ์เป็นพื้นฐานในการตีความภาวะการดูดซึมบกพร่อง การขาดสารอาหารรอง และผลกระทบทางโภชนาการของโรคทางเดินอาหารในสาขาวิทยาศาสตร์สุขภาพ บทความนี้อธิบายสรีรวิทยาปกติและปัจจัยกำหนดการดูดซึมสารอาหารเพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิงและการศึกษา โดยไม่ได้เป็นพื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยรายบุคคล การกำหนดอาหาร หรือการรักษา

Seminal works

• wright-2011
• helander-2014
• cummings-1987

Frequently asked questions

ความแตกต่างระหว่างการย่อยและการดูดซึมคืออะไร?

การย่อยคือการสลายอาหารให้เป็นโมเลกุลขนาดเล็กที่ดูดซึมได้ด้วยการกระทำเชิงกลและเชิงเอนไซม์ ในขณะที่การดูดซึมคือการถ่ายโอนโมเลกุลเหล่านั้นผ่านเยื่อบุลำไส้เข้าสู่กระแสเลือดหรือน้ำเหลือง

ทำไมชีวปริมาณออกฤทธิ์จึงสำคัญนอกเหนือจากปริมาณสารอาหารที่รับประทานเข้าไป?

เนื่องจากสารอาหารที่รับประทานเข้าไปเพียงบางส่วนเท่านั้นที่ถูกดูดซึมและพร้อมใช้งานสำหรับร่างกาย รูปแบบทางเคมี โครงสร้างอาหารโดยรอบ และสารส่งเสริมหรือสารยับยั้งในอาหารสามารถเปลี่ยนแปลงสัดส่วนนั้นได้อย่างมาก ดังที่เห็นในกรณีของธาตุเหล็ก