ชีวปริมาณออกฤทธิ์และการดูดซึมของสารอาหาร
ชีวปริมาณออกฤทธิ์และการดูดซึมของสารอาหารเป็นสาขาหนึ่งของชีวเคมีโภชนาการที่เกี่ยวข้องกับปริมาณสารอาหารที่รับประทานเข้าไปซึ่งถูกปลดปล่อยออกจากอาหาร ถูกดูดซึมผ่านเยื่อบุผิวลำไส้ และพร้อมใช้งานสำหรับเซลล์ของร่างกาย สาขานี้เชื่อมโยงเคมีของอาหารกับการนำไปใช้ทางสรีรวิทยา: ไม่ใช่ทุกสิ่งที่รับประทานเข้าไปจะถูกดูดซึม และไม่ใช่ทุกสิ่งที่ถูกดูดซึมจะสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้
Definition
ชีวปริมาณออกฤทธิ์ของสารอาหารคือสัดส่วนของสารอาหารที่รับประทานเข้าไปซึ่งถูกดูดซึมผ่านลำไส้และพร้อมใช้งานสำหรับหน้าที่ทางสรีรวิทยาหรือการเก็บสะสม; การดูดซึมคือขั้นตอนการขนส่งที่สารอาหารเคลื่อนที่ผ่านเยื่อบุผิวลำไส้เข้าสู่ร่างกาย
Scope
สาขานี้จะนำผู้อ่านไปสู่ปัจจัยกำหนดประสิทธิภาพของการเคลื่อนที่ของสารอาหารจากช่องว่างในลำไส้เข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิต ครอบคลุมตั้งแต่คำจำกัดความของชีวปริมาณออกฤทธิ์และปัจจัยที่ปรับเปลี่ยนชีวปริมาณออกฤทธิ์ กลไกการขนส่งผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ที่สารอาหารหลักและสารอาหารรองถูกดูดซึม และปฏิกิริยาทางอาหาร การต่อต้าน การเสริมฤทธิ์กัน และสารยับยั้ง (เช่น ไฟเตต, โพลีฟีนอล, และออกซาเลต) ที่เพิ่มหรือลดการดูดซึม นี่คือภาพรวมสำหรับการอ้างอิงและการศึกษา ไม่ใช่คำแนะนำทางคลินิก
Sub-topics
Core questions
- สารอาหารที่รับประทานเข้าไปมีสัดส่วนเท่าใดที่ถูกดูดซึมและนำไปใช้จริง และวัดได้อย่างไร?
- ปัจจัยในช่องว่างลำไส้ อาหาร โฮสต์ และสรีรวิทยาใดบ้างที่เพิ่มหรือลดชีวปริมาณออกฤทธิ์?
- สารอาหารหลักและสารอาหารรองเคลื่อนที่ผ่านเยื่อบุผิวลำไส้ด้วยกลไกการขนส่งผ่านเยื่อหุ้มเซลล์แบบใด?
- สารอาหารและสารประกอบในอาหารมีปฏิกิริยาต่อกันอย่างไรเพื่อเสริมหรือยับยั้งการดูดซึมซึ่งกันและกัน?
Key concepts
- ชีวปริมาณออกฤทธิ์ในฐานะสัดส่วนที่ถูกดูดซึมและนำไปใช้ได้
- ชีวปริมาณออกฤทธิ์สัมบูรณ์เทียบกับสัมพัทธ์
- ปัจจัยกำหนดการดูดซึมในช่องว่างลำไส้ อาหาร และโฮสต์
- การขนส่งในลำไส้แบบแอคทีฟ แบบอำนวยความสะดวก และแบบพาสซีฟ
- ปฏิกิริยาระหว่างสารอาหาร (การต่อต้านและการเสริมฤทธิ์)
- สารเสริมและสารยับยั้งการดูดซึม
- ผลกระทบของเมทริกซ์อาหารและการแปรรูป
Mechanisms
การดูดซึมเริ่มต้นด้วยการปลดปล่อยสารอาหารออกจากเมทริกซ์อาหารระหว่างการย่อยอาหาร หลังจากนั้นการดูดซึมผ่านเซลล์ลำไส้เล็กขึ้นอยู่กับรูปแบบทางเคมีของสารอาหารและระบบการขนส่งที่มีอยู่ ผลิตภัณฑ์สารอาหารหลัก เช่น โมโนแซ็กคาไรด์และกรดอะมิโนส่วนใหญ่จะถูกดูดซึมโดยตัวพาเฉพาะบนเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งรวมถึงโคทรานสปอร์เตอร์ที่จับคู่กับโซเดียม (Wright et al., 2011) สารอาหารรองใช้เส้นทางเฉพาะ: โลหะสองประจุ เช่น เหล็กและแมงกานีสถูกขนส่งโดยโปรตอน-คัปเปิลด์ ทรานสปอร์เตอร์ (Gunshin et al., 1997) และชีวปริมาณออกฤทธิ์ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากรูปแบบทางเคมีและลิแกนด์ที่แข่งขันกัน (Hurrell & Egli, 2010) โดยรวมแล้ว สัดส่วนที่ถูกดูดซึมของสารอาหารถูกกำหนดร่วมกันโดยเคมีในช่องว่างลำไส้ เมทริกซ์อาหาร สรีรวิทยาของโฮสต์ และปัจจัยในช่วงชีวิต เช่น การสูงวัย (Russell, 2001; Srinivasan, 2001)
Clinical relevance
การทำความเข้าใจชีวปริมาณออกฤทธิ์ช่วยอธิบายว่าเหตุใดปริมาณสารอาหารที่ระบุไว้สำหรับอาหารจึงไม่เท่ากับปริมาณที่ร่างกายได้รับ และเหตุใดรูปแบบและการรวมกันของอาหารจึงมีความสำคัญเมื่อตีความความเพียงพอของสารอาหาร สาขานี้อธิบายพื้นฐานทางชีวเคมีและสรีรวิทยาของการดูดซึมสารอาหารเพื่อการอ้างอิงและการศึกษา; ไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัย การเสริมอาหาร หรือการตัดสินใจในการรักษาเฉพาะบุคคล
Evidence & guidelines
ค่าอ้างอิงสำหรับสารอาหารหลายชนิดได้รวมเอาข้อสมมติฐานเกี่ยวกับชีวปริมาณออกฤทธิ์ไว้อย่างชัดเจน เช่น ความต้องการธาตุเหล็กถูกกำหนดขึ้นโดยอิงจากสัดส่วนที่คาดว่าจะถูกดูดซึมจากอาหารผสม (Hurrell & Egli, 2010) แนวคิดและการวัดค่านี้ได้รับการทบทวนในวรรณกรรมวิทยาศาสตร์โภชนาการ (Srinivasan, 2001)
History
แนวคิดที่ว่าปริมาณสารอาหารที่รับประทานเข้าไปมีค่าสูงกว่าปริมาณที่ร่างกายนำไปใช้ได้จริงนั้น ได้รับการกำหนดให้เป็นแนวคิดของชีวปริมาณออกฤทธิ์ในวิทยาศาสตร์โภชนาการศตวรรษที่ 20 โดยมีกรอบการทำงานเชิงปฏิบัติสำหรับการแสดงให้เห็นถึงแนวคิดนี้ที่ระบุไว้ในวรรณกรรมโภชนาการ (Srinivasan, 2001) การระบุตัวขนส่งในลำไส้ในระดับโมเลกุล เช่น การโคลนโปรตอน-คัปเปิลด์ เมทัล-ไอออน ทรานสปอร์เตอร์ (Gunshin et al., 1997) ได้วางรากฐานกลไกการดูดซึมไว้อย่างชัดเจน
Key figures
- Ernest M. Wright
- Robert M. Russell
- Richard Hurrell
Related topics
Seminal works
- srinivasan-2001
- wright-2011
- hurrell-egli-2010
Frequently asked questions
- ชีวปริมาณออกฤทธิ์เหมือนกับปริมาณสารอาหารที่ระบุบนฉลากอาหารหรือไม่?
- ไม่เหมือนกัน ปริมาณที่ระบุคือปริมาณทั้งหมดที่มีอยู่; ชีวปริมาณออกฤทธิ์คือสัดส่วนที่ถูกดูดซึมและนำไปใช้ได้จริง ซึ่งมักจะต่ำกว่ามากและขึ้นอยู่กับรูปแบบทางเคมี เมทริกซ์อาหาร และส่วนประกอบอื่นๆ ในอาหาร
- ทำไมอาหารสองชนิดที่มีปริมาณธาตุเหล็กเท่ากันจึงไม่ให้ธาตุเหล็กในปริมาณที่เท่ากัน?
- สัดส่วนที่ถูกดูดซึมจะแตกต่างกันไปตามรูปแบบของสารอาหารและสารประกอบที่เสริมหรือยับยั้งในมื้ออาหาร ดังนั้นปริมาณที่เท่ากันบนกระดาษอาจให้ปริมาณที่ถูกดูดซึมที่แตกต่างกันมาก