ปฏิกิริยาและการต่อต้านกันของสารอาหารในอาหาร

สารอาหารในอาหารไม่ได้ออกฤทธิ์อย่างโดดเดี่ยว: สารอาหารเหล่านี้สามารถเสริมฤทธิ์ แข่งขัน หรือขัดขวางการดูดซึมและการใช้ประโยชน์ของกันและกันได้ หัวข้อนี้จะสำรวจปฏิกิริยาและการต่อต้านกันระหว่างสารอาหารและส่วนประกอบของอาหาร โดยเน้นที่ปฏิกิริยาระหว่างแร่ธาตุและลิแกนด์ (ligand) ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อปริมาณสารอาหารที่ร่างกายดูดซึมได้

Definition

ปฏิกิริยาของสารอาหารในอาหารคือผลกระทบที่เสริมฤทธิ์ แข่งขัน หรือต่อต้านกันที่สารอาหารและส่วนประกอบอื่นๆ ในอาหารมีต่อการดูดซึม การขนส่ง หรือการใช้ประโยชน์ทางเมตาบอลิซึมของกันและกัน ซึ่งเกิดขึ้นทั้งภายในอาหารและระหว่างการย่อยอาหาร

Scope

เนื้อหานี้ครอบคลุมถึงปฏิกิริยาเสริมฤทธิ์ เช่น กรดแอสคอร์บิก (ascorbic acid) ที่มีต่อธาตุเหล็กที่ไม่ใช่ฮีม (non-heme iron) ปฏิกิริยาการแข่งขันและการต่อต้านกันระหว่างแร่ธาตุ เช่น เหล็ก สังกะสี และแคลเซียม และบทบาทของลิแกนด์ที่มาจากอาหาร เช่น ไฟเตต (phytate) และโพลีฟีนอล (polyphenols) โดยถือว่าสิ่งเหล่านี้เป็นปรากฏการณ์ทางวิทยาศาสตร์อาหารและโภชนาการ และไม่มีคำแนะนำเกี่ยวกับการบริโภคหรือการเสริมอาหาร

Core questions

• ส่วนประกอบอาหารใดบ้างที่ช่วยเพิ่มการดูดซึมสารอาหาร และส่วนประกอบใดบ้างที่ยับยั้งการดูดซึม?
• แร่ธาตุเช่น เหล็ก สังกะสี และแคลเซียม แข่งขันกันอย่างไรในระหว่างการดูดซึม?
• ลิแกนด์เช่น ไฟเตตและโพลีฟีนอล จับกับแร่ธาตุและลดการดูดซึมได้อย่างไร?
• ทำไมการบริโภคสารอาหารชนิดหนึ่งในปริมาณสูงจึงสามารถลดสถานะของสารอาหารอีกชนิดหนึ่งได้?

Key concepts

• ปฏิกิริยาเสริมฤทธิ์ (เช่น กรดแอสคอร์บิกและธาตุเหล็กที่ไม่ใช่ฮีม)
• การดูดซึมแร่ธาตุแบบแข่งขัน
• การต่อต้านกัน
• การยับยั้งโดยไฟเตตและโพลีฟีนอล
• เส้นทางการดูดซึมร่วมกัน
• อัตราส่วนโมลของสารยับยั้งต่อสารอาหาร

Mechanisms

ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้หลายทาง ลิแกนด์ในอาหาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งไฟเตต (อิโนซิทอลเฮกซาฟอสเฟต) และโพลีฟีนอลบางชนิด จะสร้างสารเชิงซ้อนที่ไม่ละลายน้ำกับแร่ธาตุในลำไส้และป้องกันการดูดซึม ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการย่อยสลายไฟเตตจึงช่วยเพิ่มการดูดซึมธาตุเหล็ก แร่ธาตุที่มีคุณสมบัติทางเคมีคล้ายกัน เช่น เหล็กและสังกะสี หรือแคลเซียมและเหล็ก สามารถแข่งขันกันเพื่อกลไกการขนส่งหรือการดูดซึมร่วมกันได้ ดังนั้นการได้รับสารใดสารหนึ่งในปริมาณมากอาจลดการดูดซึมของอีกสารหนึ่งได้ ในทางกลับกัน สารรีดิวซ์ (reducing agents) เช่น กรดแอสคอร์บิก จะช่วยให้ธาตุเหล็กอยู่ในรูปเฟอร์รัส (ferrous) ที่ละลายน้ำได้ดีกว่า และเพิ่มการดูดซึมธาตุเหล็กที่ไม่ใช่ฮีม ผลสุทธิมักขึ้นอยู่กับอัตราส่วนโมลของส่วนประกอบที่ทำปฏิกิริยากันในมื้ออาหาร มากกว่าปริมาณสัมบูรณ์เพียงอย่างเดียว

Clinical relevance

ปฏิกิริยาของสารอาหารอธิบายว่าทำไมองค์ประกอบของอาหารทั้งมื้อ ไม่ใช่ปริมาณของอาหารชนิดเดียว จึงเป็นตัวกำหนดปริมาณแร่ธาตุที่ถูกดูดซึม และทำไมการเสริมสารอาหารและการกระจายความหลากหลายของอาหารจึงต้องคำนึงถึงสารยับยั้งและสารเสริมฤทธิ์ นี่คือข้อมูลอ้างอิงเชิงพรรณนาและไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการตัดสินใจในการรักษาเฉพาะบุคคล

Evidence & guidelines

หลักฐานมาจากงานวิจัยการดูดซึมในมนุษย์แบบควบคุม ซึ่งมักใช้ไอโซโทปเสถียร (stable isotopes) เพื่อหาปริมาณว่าสารเสริมฤทธิ์ สารยับยั้ง และแร่ธาตุที่แข่งขันกันเปลี่ยนแปลงการดูดซึมแบบเศษส่วน (fractional absorption) อย่างไร และจากการทบทวนที่รวมสิ่งเหล่านี้เข้ากับการสมมติฐานการดูดซึมทางชีวภาพ (bioavailability) สำหรับค่าอ้างอิงทางโภชนาการ ปฏิกิริยาระหว่างเหล็ก-สังกะสี และแคลเซียม-เหล็ก รวมถึงความสัมพันธ์ระหว่างไฟเตต-เหล็ก เป็นตัวอย่างที่ได้รับการอธิบายลักษณะได้ดีที่สุด

History

การตระหนักว่าสารอาหารมีปฏิกิริยาต่อกันนั้นเติบโตขึ้นจากการศึกษาการดูดซึมในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 ซึ่งแสดงให้เห็นว่าสถานะของแร่ธาตุไม่สามารถคาดการณ์ได้จากการบริโภคเพียงอย่างเดียว การวิจัยเกี่ยวกับไฟเตตในฐานะสารยับยั้งการดูดซึมเหล็กและสังกะสี เกี่ยวกับกรดแอสคอร์บิกในฐานะสารเสริมฤทธิ์ และเกี่ยวกับการแข่งขันระหว่างแร่ธาตุที่มีประจุสอง (divalent minerals) ได้สร้างกรอบความเข้าใจเกี่ยวกับการดูดซึมทางชีวภาพในระดับมื้ออาหาร ซึ่งยังคงเป็นข้อมูลสำหรับการเสริมสารอาหารและคำแนะนำด้านอาหาร

Debates

ปฏิกิริยาระหว่างแร่ธาตุมีความสำคัญหรือไม่ที่ปริมาณที่ได้รับจากอาหารเทียบกับปริมาณที่ได้รับจากอาหารเสริม?

ปฏิกิริยาการแข่งขันระหว่างเหล็ก สังกะสี และแคลเซียมนั้นชัดเจนเมื่อได้รับในปริมาณเสริมที่สูง แต่ความสำคัญของปฏิกิริยาเหล่านี้ในปริมาณที่ต่ำกว่าที่พบในอาหารผสมทั่วไปยังคงเป็นที่ถกเถียง ซึ่งส่งผลต่อความจำเป็นในการคำนึงถึงสิ่งเหล่านี้ในการเสริมสารอาหาร

Key figures

• Susan Fairweather-Tait
• Richard Hurrell

Seminal works

• fairweather-tait-1995
• hurrell-2003

Frequently asked questions

ทำไมวิตามินซีจึงมักถูกกล่าวถึงควบคู่กับธาตุเหล็ก?

กรดแอสคอร์บิก (วิตามินซี) ช่วยให้ธาตุเหล็กอยู่ในรูปที่ละลายน้ำได้ดีขึ้นและต่อต้านสารยับยั้งในมื้ออาหาร ซึ่งช่วยเพิ่มการดูดซึมธาตุเหล็กที่ไม่ใช่ฮีมจากพืชเมื่อบริโภคร่วมกัน

ไฟเตตคืออะไร และทำไมจึงลดการดูดซึมแร่ธาตุ?

ไฟเตตเป็นสารประกอบเก็บฟอสฟอรัสที่พบมากในธัญพืชและพืชตระกูลถั่ว ซึ่งจะจับกับแร่ธาตุเช่น เหล็กและสังกะสี กลายเป็นสารเชิงซ้อนที่ไม่ละลายน้ำในลำไส้ ทำให้สัดส่วนที่สามารถดูดซึมได้ลดลง