Cơ chế hấp thu vi chất dinh dưỡng ở ruột

Các vi chất dinh dưỡng – vitamin và khoáng chất – được hấp thu qua các con đường phù hợp với đặc tính hóa học của chúng. Các vitamin tan trong chất béo đi theo con đường hấp thu lipid, các vitamin tan trong nước sử dụng các chất vận chuyển chuyên biệt, và các khoáng chất như sắt, kẽm và canxi dựa vào các chất vận chuyển chuyên dụng mà hoạt động của chúng được điều hòa chặt chẽ theo lượng dự trữ trong cơ thể và dạng thức ăn.

Definition

Hấp thu vi chất dinh dưỡng ở ruột là quá trình vận chuyển vitamin và khoáng chất qua biểu mô ruột bằng các con đường vận chuyển và hấp thu chuyên biệt cho từng chất dinh dưỡng, thường được điều hòa.

Scope

Mục này mô tả cách các vitamin và khoáng chất được hấp thu qua biểu mô ruột, nhấn mạnh các chất vận chuyển khoáng chất được điều hòa và các yếu tố quyết định trong chế độ ăn ảnh hưởng đến hiệu quả hấp thu của chúng. Mục này coi sự hấp thu vi chất dinh dưỡng là một chủ đề sinh hóa và sinh lý học, không phải là hướng dẫn lâm sàng, và không đưa ra lời khuyên về liều lượng hoặc bổ sung.

Core questions

• Các khoáng chất trong chế độ ăn như sắt, kẽm và canxi được vận chuyển qua ruột như thế nào?
• Sự hấp thu vi chất dinh dưỡng được điều hòa như thế nào theo nhu cầu của cơ thể?
• Các vitamin tan trong chất béo và tan trong nước khác nhau như thế nào trong quá trình hấp thu của chúng?
• Tại sao dạng hóa học lại ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự hấp thu khoáng chất?

Key concepts

• Chất vận chuyển ion kim loại hóa trị hai (DMT1) cho sắt non-heme
• Hấp thu sắt heme so với sắt non-heme
• Điều hòa hấp thu theo lượng dự trữ trong cơ thể
• Các họ chất vận chuyển kẽm và sự điều hòa của chế độ ăn
• Hấp thu canxi được điều hòa bởi vitamin D (xuyên tế bào và cận tế bào)
• Hấp thu vitamin tan trong nước qua trung gian chất vận chuyển
• Hấp thu vitamin tan trong chất béo liên kết với lipid

Mechanisms

Nhiều khoáng chất được hấp thu bởi các chất vận chuyển chuyên biệt, được điều hòa. Sắt non-heme, sau khi được khử thành trạng thái sắt hóa trị hai, đi vào tế bào ruột thông qua chất vận chuyển ion kim loại hóa trị hai liên hợp proton DMT1, thành viên đầu tiên của họ này được nhân bản và đặc trưng (Gunshin et al., 1997); sự hấp thu sắt tổng thể được điều chỉnh bởi lượng dự trữ trong cơ thể và bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi dạng hóa học và các phối tử trong chế độ ăn (Hurrell & Egli, 2010). Sự hấp thu kẽm diễn ra thông qua các chất vận chuyển chuyên dụng và được điều hòa bởi các yếu tố trong chế độ ăn thúc đẩy hoặc cản trở khả năng hòa tan của nó (Lonnerdal, 2000). Canxi được hấp thu cả bằng con đường xuyên tế bào bão hòa, được điều hòa bởi vitamin D và bằng con đường cận tế bào thụ động, với thành phần hoạt động được kiểm soát bởi hệ thống nội tiết vitamin D (Christakos et al., 2011). Các vitamin được phân chia theo độ hòa tan: vitamin tan trong chất béo được hấp thu cùng với lipid trong chế độ ăn, trong khi vitamin tan trong nước sử dụng các chất vận chuyển màng chuyên biệt.

Clinical relevance

Các con đường được điều hòa này giải thích tại sao tình trạng vi chất dinh dưỡng không chỉ phản ánh lượng hấp thu mà còn cả dạng hóa học, lượng dự trữ trong cơ thể và tương tác với các thành phần khác trong chế độ ăn, và tại sao tình trạng thiếu hụt có thể phát sinh mặc dù lượng hấp thu dường như đầy đủ. Mục này chỉ mang tính chất tham khảo và giáo dục, không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc quyết định bổ sung cá nhân.

Evidence & guidelines

Vì tỷ lệ hấp thu của các khoáng chất như sắt thay đổi rộng rãi tùy theo chế độ ăn, các giá trị tham chiếu trong chế độ ăn đôi khi được đặt ra dựa trên lượng sắt hấp thu chứ không phải tổng lượng hấp thu (Hurrell & Egli, 2010).

History

Hiểu biết ở cấp độ phân tử về sự hấp thu khoáng chất đã tiến bộ rõ rệt với việc nhân bản chất vận chuyển ion kim loại liên hợp proton (DMT1), cung cấp nhận dạng phân tử đầu tiên cho sự hấp thu sắt non-heme ở đỉnh và một khuôn mẫu để hiểu rộng hơn về vận chuyển kim loại hóa trị hai (Gunshin et al., 1997). Vai trò trung tâm của vitamin D trong việc điều hòa sự hấp thu canxi hoạt động ở ruột đã được thiết lập và tinh chỉnh qua nhiều thập kỷ nghiên cứu nội tiết và phân tử (Christakos et al., 2011).

Key figures

• Matthias A. Hediger
• Bo Lonnerdal
• Sylvia Christakos

Seminal works

• gunshin-1997
• christakos-2011

Frequently asked questions

Tại sao sắt non-heme được hấp thu kém tin cậy hơn sắt heme?

Sắt non-heme phải ở dạng hòa tan, đã khử để đi vào qua chất vận chuyển DMT1 và dễ dàng bị liên kết bởi các phối tử trong chế độ ăn như phytate và polyphenol, trong khi sắt heme được hấp thu qua một con đường riêng biệt, ít nhạy cảm với chế độ ăn hơn.

Sự hấp thu canxi có cố định không?

Không. Canxi được hấp thu bằng con đường cận tế bào thụ động cộng với con đường xuyên tế bào bão hòa được điều hòa tăng lên bởi hệ thống nội tiết vitamin D khi nhu cầu hoặc điều kiện hấp thu đòi hỏi.