ความต้องการและเมแทบอลิซึมของสารอาหารหลัก
สารอาหารหลักคือสารอาหารที่ให้พลังงานซึ่งร่างกายต้องการในปริมาณระดับกรัมต่อวัน ได้แก่ โปรตีน คาร์โบไฮเดรต และไขมัน รวมถึงน้ำและแอลกอฮอล์ที่ให้พลังงานด้วยเช่นกัน เนื้อหาส่วนนี้จะช่วยให้ผู้อ่านเข้าใจว่าร่างกายใช้สารอาหารหลักแต่ละชนิดอย่างไร การประมาณและการแสดงความต้องการสารอาหารในอาหาร และหน่วยงานอ้างอิงนำการประมาณการเหล่านั้นไปใช้ในการแนะนำปริมาณการบริโภคสำหรับประชากรได้อย่างไร
Definition
ความต้องการและเมแทบอลิซึมของสารอาหารหลักคือการศึกษาความต้องการทางโภชนาการและการจัดการของร่างกายต่อสารอาหารที่ให้พลังงาน (โปรตีน คาร์โบไฮเดรต และไขมัน) และหน่วยองค์ประกอบของสารอาหารเหล่านั้น รวมถึงวิธีการกำหนดปริมาณอ้างอิงที่แนะนำ เช่น ปริมาณสารอาหารที่แนะนำให้บริโภคประจำวัน (Recommended Dietary Allowance) และช่วงการกระจายสารอาหารหลักที่ยอมรับได้ (Acceptable Macronutrient Distribution Range)
Scope
เนื้อหาส่วนนี้จะสำรวจสารอาหารหลักที่ให้พลังงานหลักสามชนิดและหน่วยย่อยของสารอาหารเหล่านั้น โดยเชื่อมโยงเมแทบอลิซึม (การย่อย การดูดซึม การออกซิเดชัน หรือการเก็บสะสมของแต่ละชนิด) เข้ากับความต้องการ (ปริมาณที่จำเป็นและวิธีการกำหนด) เนื้อหานี้จะนำเสนอความต้องการโปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไขมัน และกรดอะมิโนจำเป็นในรูปแบบภาพรวมเชิงการศึกษาอ้างอิง และชี้ไปยังหัวข้อรายละเอียดที่อยู่ภายใต้หัวข้อนี้
Sub-topics
Core questions
- ประชากรที่มีสุขภาพดีต้องการสารอาหารหลักแต่ละชนิดในปริมาณเท่าใด และความต้องการนั้นถูกประมาณการได้อย่างไร?
- ความต้องการสารอาหารหลักแสดงออกอย่างไร (ต่อน้ำหนักตัวกิโลกรัม, เป็นเปอร์เซ็นต์ของพลังงาน, หรือเป็นปริมาณอ้างอิง)?
- ร่างกายย่อย ดูดซึม ออกซิไดซ์ และเก็บสะสมโปรตีน คาร์โบไฮเดรต และไขมันอย่างไร?
- อะไรคือความแตกต่างระหว่างองค์ประกอบอาหารที่จำเป็นและไม่จำเป็นภายในสารอาหารหลักแต่ละประเภท?
- การกระจายและคุณภาพของสารอาหารหลักมีความสัมพันธ์กับความเสี่ยงโรคเรื้อรังในระดับประชากรอย่างไร?
Key concepts
- สารอาหารที่ให้พลังงาน (โปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไขมัน)
- ปริมาณเฉลี่ยที่ประมาณการ (Estimated Average Requirement) และปริมาณสารอาหารที่แนะนำให้บริโภคประจำวัน (Recommended Dietary Allowance)
- ช่วงการกระจายสารอาหารหลักที่ยอมรับได้ (Acceptable Macronutrient Distribution Range - AMDR)
- สมดุลไนโตรเจน
- สารอาหารจำเป็นเทียบกับสารอาหารไม่จำเป็น
- คุณภาพของสารอาหารหลัก (คุณภาพโปรตีน คุณภาพคาร์โบไฮเดรต องค์ประกอบไขมัน)
- การย่อย การดูดซึม การออกซิเดชัน และการเก็บสะสม
Mechanisms
สารอาหารหลักแต่ละชนิดเข้าสู่เส้นทางเมแทบอลิซึมที่แตกต่างกันแต่เชื่อมโยงกัน โปรตีนในอาหารจะถูกไฮโดรไลซ์เป็นกรดอะมิโนที่เข้าสู่แหล่งรวมกรดอะมิโนของร่างกายเพื่อสังเคราะห์โปรตีนในเนื้อเยื่อ โดยไนโตรเจนส่วนเกินจะถูกขับออก ความต้องการโปรตีนมักถูกประเมินโดยสมดุลไนโตรเจน คาร์โบไฮเดรตจะถูกย่อยเป็นโมโนแซ็กคาไรด์ที่ถูกออกซิไดซ์เพื่อเป็นพลังงานหรือเก็บสะสมในรูปไกลโคเจน โดยกลูโคสทำหน้าที่เป็นเชื้อเพลิงที่จำเป็นสำหรับเนื้อเยื่อบางชนิด ไขมันในอาหารจะถูกดูดซึมในรูปกรดไขมันและโมโนอะซิลกลีเซอรอล ซึ่งให้เชื้อเพลิงที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูงสุด กรดไขมันจำเป็น และเป็นพาหะสำหรับวิตามินที่ละลายในไขมัน ความต้องการสารอาหารได้มาจากการศึกษาความสมดุล การประมาณการแบบแฟกทอเรียล และข้อมูลผลลัพธ์ จากนั้นจึงแสดงเป็นปริมาณอ้างอิงและช่วงที่ยอมรับได้ของการกระจายพลังงาน (iom-2005, faowhounu-2007)
Clinical relevance
ความเข้าใจเกี่ยวกับความต้องการและเมแทบอลิซึมของสารอาหารหลักเป็นพื้นฐานของการประเมินอาหาร การให้ความรู้ด้านโภชนาการ และการตีความแนวทางการบริโภคอาหารในสาขาวิทยาศาสตร์สุขภาพ เนื้อหาส่วนนี้อธิบายว่าความต้องการและคำแนะนำถูกสร้างขึ้นอย่างไร และมีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิง ไม่ใช่แหล่งที่มาของคำแนะนำด้านอาหารเฉพาะบุคคลหรือแผนการรักษา
Epidemiology
ในระดับประชากร การกระจายและคุณภาพของการบริโภคสารอาหารหลักถูกศึกษาในความสัมพันธ์กับโรคเรื้อรัง คาร์โบไฮเดรตที่มีคุณภาพสูงกว่า (ธัญพืชเต็มเมล็ดและใยอาหารมากขึ้น) มีความสัมพันธ์กับอัตราการเสียชีวิตที่ลดลงและอุบัติการณ์ของภาวะต่างๆ ที่ลดลงในการวิเคราะห์แบบรวม (reynolds-2019) ในขณะที่ชนิดของไขมันในอาหารที่บริโภคมีความเชื่อมโยงอย่างสม่ำเสมอกับความเสี่ยงโรคหัวใจและหลอดเลือด (sacks-2017)
History
วิทยาศาสตร์สารอาหารหลักพัฒนามาจากการศึกษาเมแทบอลิซึมของพลังงานและสมดุลไนโตรเจนในศตวรรษที่ 19 และได้รับการจัดระเบียบอย่างเป็นทางการผ่านการกำหนดความต้องการโดยหน่วยงานระดับชาติและนานาชาติในศตวรรษที่ 20 กรอบการอ้างอิงสมัยใหม่ เช่น Institute of Medicine Dietary Reference Intakes (2005) และการปรึกษาหารือร่วมของ FAO/WHO/UNU ได้รวบรวมหลักฐานความสมดุลและผลลัพธ์เข้าเป็นมาตรฐานความต้องการและการกระจายที่ใช้ในปัจจุบัน (iom-2005, faowhounu-2007)
Related topics
Seminal works
- iom-2005
- faowhounu-2007
Frequently asked questions
- สารอาหารหลักคืออะไร?
- สารอาหารหลักคือสารอาหารที่ให้พลังงานซึ่งจำเป็นในปริมาณมาก (ระดับกรัม) ได้แก่ โปรตีน คาร์โบไฮเดรต และไขมัน บางครั้งน้ำและแอลกอฮอล์ (หากมีการบริโภค) ก็ถูกกล่าวถึงร่วมด้วย แต่สารอาหารหลักสามชนิดที่ให้พลังงานเป็นจุดเน้นของวิทยาศาสตร์ความต้องการสารอาหารหลัก
- ความต้องการสารอาหารหลักถูกกำหนดอย่างไร?
- ความต้องการถูกประมาณการจากการศึกษาความสมดุล (เช่น สมดุลไนโตรเจนสำหรับโปรตีน) การคำนวณแบบแฟกทอเรียล และข้อมูลผลลัพธ์ด้านสุขภาพ จากนั้นหน่วยงานอ้างอิงจะแสดงเป็นปริมาณที่แนะนำ เช่น ปริมาณสารอาหารที่แนะนำให้บริโภคประจำวัน และช่วงการกระจายสารอาหารหลักที่ยอมรับได้ ซึ่งระบุเป็นเปอร์เซ็นต์ของพลังงานทั้งหมด