ตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของสารอาหารรอง: วิตามินและแร่ธาตุ

ตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของสารอาหารรองคือการตรวจวัดทางห้องปฏิบัติการ—ในเลือด ปัสสาวะ หรือเนื้อเยื่อ—ที่ใช้เพื่อประเมินปริมาณที่ได้รับ ปริมาณที่สะสมในร่างกาย หรือสถานะการทำงานของวิตามินและแร่ธาตุ เนื่องจากสารอาหารแต่ละชนิดมีการควบคุมและกระจายตัวแตกต่างกัน จึงไม่มีตัวบ่งชี้ชนิดใดชนิดหนึ่งที่เหมาะสมกับสารอาหารรองทั้งหมด และการตีความต้องคำนึงถึงการควบคุมภาวะธำรงดุล การอักเสบ และความแตกต่างระหว่างปริมาณที่ได้รับล่าสุดกับสถานะระยะยาว

Definition

ตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของสารอาหารรองคือตัวบ่งชี้ทางชีวภาพ—ความเข้มข้นของวิตามินหรือแร่ธาตุ สารเมแทบอไลต์ของมัน หรือการตอบสนองเชิงหน้าที่ที่ขึ้นอยู่กับมัน—ที่วัดเพื่อประเมินปริมาณที่ได้รับ ปริมาณที่สะสมในร่างกาย หรือความเพียงพอเชิงหน้าที่ของสารอาหารรองนั้น

Scope

หัวข้อนี้สำรวจหลักการของการประเมินสถานะสารอาหารรอง: ประเภทของตัวบ่งชี้ทางชีวภาพ (ตัวบ่งชี้ปริมาณที่ได้รับ สถานะ และการทำงาน) เหตุผลที่สารอาหารบางชนิดยากต่อการวัดในเลือด และวิธีที่การอักเสบทำให้ตัวบ่งชี้ทั่วไปหลายชนิดบิดเบือนไป หัวข้อนี้ถือว่าตัวบ่งชี้ทางชีวภาพเป็นแนวคิดอ้างอิงสำหรับการทำความเข้าใจการประเมินทางโภชนาการ และไม่ได้ให้ค่าตัดหรือคำแนะนำในการเสริมอาหาร

Core questions

• ตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่กำหนดสะท้อนถึงปริมาณที่ได้รับล่าสุด ปริมาณที่สะสมในร่างกาย หรือสถานะการทำงานหรือไม่?
• เหตุใดแร่ธาตุบางชนิด (เช่น สังกะสี) จึงสะท้อนได้ไม่ดีจากความเข้มข้นในพลาสมาเนื่องจากการควบคุมภาวะธำรงดุล?
• การอักเสบทำให้ตัวบ่งชี้เช่น เฟอร์ริติน และเรตินอลในซีรัมบิดเบือนไปได้อย่างไร?
• อะไรคือความแตกต่างระหว่างตัวบ่งชี้ทางชีวภาพแบบคงที่กับตัวบ่งชี้ทางชีวภาพเชิงหน้าที่?

Key concepts

• ตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของปริมาณที่ได้รับ สถานะ และการทำงาน
• ตัวบ่งชี้แบบคงที่เทียบกับตัวบ่งชี้เชิงหน้าที่
• การควบคุมภาวะธำรงดุลที่จำกัดความไวของพลาสมา (เช่น สังกะสี)
• การรบกวนจากระยะเฉียบพลัน (เฟอร์ริติน, เรตินอลในซีรัม)
• การวัดในเนื้อเยื่อเทียบกับการวัดในกระแสเลือด
• กรอบงาน BOND (Biomarkers of Nutrition for Development)

Mechanisms

ตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของสารอาหารรองแบ่งออกเป็นหมวดหมู่กว้างๆ ได้แก่ ตัวบ่งชี้ปริมาณที่ได้รับ ตัวบ่งชี้ปริมาณที่สะสมในร่างกายหรือสถานะ และตัวบ่งชี้เชิงหน้าที่ที่สะท้อนกระบวนการทางสรีรวิทยาที่ขึ้นอยู่กับสารอาหารนั้น (Hambidge, 2003) ประโยชน์ของตัวบ่งชี้เหล่านี้แตกต่างกันไปตามชนิดของสารอาหาร ความเข้มข้นในพลาสมาหรือซีรัมใช้ได้ดีกับวิตามินบางชนิด แต่ใช้ได้ไม่ดีกับแร่ธาตุที่มีการควบคุมอย่างเข้มงวด เช่น สังกะสี ซึ่งระดับในกระแสเลือดถูกควบคุมด้วยภาวะธำรงดุลและตอบสนองต่อปริมาณที่ได้รับเพียงเล็กน้อย ซึ่งเป็นเหตุผลที่การประเมินตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของสังกะสีอย่างเป็นระบบพบว่าสังกะสีในพลาสมามีประโยชน์หลักในระดับประชากร (Lowe et al., 2009) ตัวบ่งชี้หลายชนิดยังถูกรบกวนจากการตอบสนองในระยะเฉียบพลัน—เฟอร์ริตินเพิ่มขึ้นและเรตินอลในซีรัมลดลงระหว่างการอักเสบ—ดังนั้นสถานะการอักเสบจึงต้องพิจารณาร่วมกับค่าสารอาหาร ตัวบ่งชี้เชิงหน้าที่ เช่น กิจกรรมของเอนไซม์ที่ขึ้นอยู่กับโคแฟกเตอร์ สามารถตรวจจับความเพียงพอที่ความเข้มข้นแบบคงที่อาจพลาดไปได้

Clinical relevance

ตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของสารอาหารรองเป็นพื้นฐานของความรู้ส่วนใหญ่เกี่ยวกับความชุกของการขาดสารอาหาร และเป็นหัวใจสำคัญในการประเมินงานวิจัยทางโภชนาการ ดังนั้นการทำความเข้าใจจุดแข็งและปัจจัยรบกวนของตัวบ่งชี้เหล่านี้จึงช่วยสนับสนุนการอ่านหลักฐานอย่างมีวิจารณญาณ บทความนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อการศึกษาและแนวคิด; ไม่ได้ให้ช่วงอ้างอิงหรือคำแนะนำในการเสริมอาหารสำหรับแต่ละบุคคล

Epidemiology

ตัวบ่งชี้ทางชีวภาพเป็นพื้นฐานสำหรับการประมาณภาระทั่วโลกของการขาดสารอาหารรอง—รวมถึงธาตุเหล็ก วิตามินเอ ไอโอดีน และสังกะสี—ในการสำรวจประชากร และเป็นแนวทางในการกำหนดเป้าหมายของโครงการโภชนาการสาธารณสุข สถานะธาตุเหล็กในวัยเด็กแสดงให้เห็นทั้งคุณค่าและความยากลำบากในการตีความตัวบ่งชี้ทางชีวภาพ เนื่องจากดัชนีการขาดธาตุเหล็กถูกรบกวนจากการติดเชื้อและการอักเสบ แต่ยังคงมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจผลลัพธ์ของการพัฒนา (McCarthy et al., 2021)

History

การประเมินสถานะสารอาหารรองพัฒนามาจากการสำรวจการขาดสารอาหารในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 และได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องเมื่อข้อจำกัดของตัวบ่งชี้คงที่เดี่ยวๆ ชัดเจนขึ้น การทบทวนวรรณกรรม เช่น Hambidge (2003) ได้กำหนดการจัดหมวดหมู่ปริมาณที่ได้รับ/สถานะ/การทำงานสำหรับแร่ธาตุรองอย่างเป็นทางการ และการประเมินอย่างเป็นระบบ (Lowe et al., 2009) ได้ชี้แจงว่าตัวบ่งชี้ใดทำงานได้ดีสำหรับสารอาหารแต่ละชนิด ซึ่งต่อมาได้รวมเข้ากับความพยายามในการประสานงานระหว่างประเทศ เช่น กรอบงาน BOND

Debates

ความเข้มข้นในพลาสมาสามารถบ่งชี้สถานะสารอาหารรองของแต่ละบุคคลได้อย่างน่าเชื่อถือหรือไม่?

สำหรับแร่ธาตุที่มีการควบคุมภาวะธำรงดุล เช่น สังกะสี ความเข้มข้นในกระแสเลือดตอบสนองต่อปริมาณที่ได้รับเพียงเล็กน้อยและถูกรบกวนจากการอักเสบ ดังนั้นตัวบ่งชี้ในพลาสมาจึงมีความน่าเชื่อถือมากกว่าสำหรับการประเมินระดับประชากรมากกว่าการวินิจฉัยสถานะของแต่ละบุคคล

Key figures

• Michael Hambidge
• Nicola Lowe
• Rosalind Gibson

Seminal works

• hambidge-2003
• lowe-2009
• gibson-2005

Frequently asked questions

เหตุใดการตรวจเลือดจึงไม่เป็นมาตรวัดสถานะสารอาหารรองที่ดีเสมอไป?

สารอาหารบางชนิดมีการควบคุมอย่างเข้มงวด ดังนั้นระดับในเลือดจึงเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยแม้ว่าปริมาณที่สะสมในร่างกายจะเปลี่ยนไป และตัวบ่งชี้หลายชนิดถูกเปลี่ยนแปลงโดยการอักเสบ นี่คือเหตุผลที่สถานะมักจะอาศัยการรวมกันของตัวบ่งชี้ทางชีวภาพและการตีความในระดับประชากร

ตัวบ่งชี้ทางชีวภาพเชิงหน้าที่คืออะไร?

ตัวบ่งชี้ทางชีวภาพเชิงหน้าที่วัดกระบวนการทางสรีรวิทยาที่ขึ้นอยู่กับสารอาหาร—เช่น กิจกรรมของเอนไซม์ที่ต้องการโคแฟกเตอร์—มากกว่าความเข้มข้นของสารอาหารนั้นเอง ซึ่งบางครั้งสามารถเปิดเผยความไม่เพียงพอที่การวัดแบบคงที่อาจพลาดไปได้