Hấp thu và Vận chuyển Vi chất dinh dưỡng

Hấp thu và vận chuyển vi chất dinh dưỡng đề cập đến cách các vitamin, khoáng chất và nguyên tố vi lượng đi qua biểu mô ruột, đi vào tuần hoàn và được đưa đến các mô. Tỷ lệ vi chất dinh dưỡng được hấp thụ có sẵn cho cơ thể — sinh khả dụng của nó — phụ thuộc vào dạng hóa học của chất dinh dưỡng, nền thực phẩm, tương tác với các thành phần chế độ ăn khác và điều hòa sinh lý, làm cho sự hấp thu trở thành yếu tố quyết định quan trọng của tình trạng dinh dưỡng.

Definition

Hấp thu và vận chuyển vi chất dinh dưỡng là tập hợp các quá trình theo đó các vitamin, khoáng chất và nguyên tố vi lượng trong chế độ ăn được hấp thu qua biểu mô ruột, được vận chuyển trong máu bởi các protein liên kết hoặc vận chuyển, và được phân phối đến các mô, cùng với sự điều hòa và các yếu tố chế độ ăn uống quyết định sinh khả dụng của chúng.

Scope

Chủ đề này bao gồm sinh lý học chung về sự hấp thu vi chất dinh dưỡng: các con đường hấp thu tan trong chất béo so với tan trong nước, các cơ chế vận chuyển đặc hiệu và được hỗ trợ, điều hòa hấp thu để duy trì cân bằng, vai trò của protein vận chuyển và dự trữ, và các yếu tố chế độ ăn uống tăng cường hoặc ức chế sinh khả dụng. Nó xử lý các quá trình này về mặt sinh hóa và không phải là hướng dẫn lâm sàng.

Core questions

• Những con đường và chất vận chuyển nào làm trung gian cho sự hấp thu các vi chất dinh dưỡng khác nhau qua ruột?
• Sự hấp thu được điều hòa như thế nào để giữ lượng dự trữ của các chất dinh dưỡng được điều hòa như sắt trong phạm vi cho phép?
• Những yếu tố chế độ ăn uống và yếu tố vật chủ nào tăng cường hoặc ức chế sinh khả dụng của vi chất dinh dưỡng?

Key concepts

• Sinh khả dụng
• Hấp thu chất béo hòa tan qua micelle và chylomicron
• Vận chuyển qua trung gian chất mang và vận chuyển chủ động các chất dinh dưỡng hòa tan trong nước
• Hấp thu được điều hòa và trục hepcidin-ferroportin
• Protein vận chuyển và dự trữ (transferrin, ferritin)
• Chất tăng cường và chất ức chế (phytate, vitamin C, canxi)
• Yếu tố nội tại và sự hấp thu vitamin B12

Mechanisms

Các vitamin tan trong chất béo được nhũ hóa với lipid trong chế độ ăn thành các micelle hỗn hợp, được hấp thu bởi các tế bào ruột (enterocytes), và được đóng gói vào chylomicron để vận chuyển qua hệ bạch huyết, trong khi hầu hết các vitamin tan trong nước sử dụng các hệ thống vận chuyển đặc hiệu qua trung gian chất mang hoặc vận chuyển chủ động, và vitamin B12 yêu cầu yếu tố nội tại (intrinsic factor) để hấp thu qua trung gian thụ thể ở hồi tràng. Sự hấp thu nguyên tố vi lượng thường được điều hòa theo nhu cầu của cơ thể: sắt trong chế độ ăn được khử và vận chuyển qua màng đỉnh, sau đó được lưu trữ dưới dạng ferritin hoặc được xuất khẩu qua ferroportin vào tuần hoàn, nơi transferrin vận chuyển nó đến các mô. Cân bằng sắt toàn thân được thiết lập bởi hepcidin, chất điều hòa ferroportin và do đó kiểm soát cả sự hấp thu ở ruột và sự giải phóng sắt từ các kho dự trữ (Hentze, 2010; Ganz, 2011). Sinh khả dụng còn được định hình bởi dạng hóa học và bởi các chất tăng cường và ức chế trong chế độ ăn uống thúc đẩy hoặc ngăn chặn sự hấp thu.

Clinical relevance

Sự hấp thu kém giải thích nhiều tình trạng thiếu hụt dinh dưỡng xảy ra mặc dù lượng ăn vào đầy đủ, chẳng hạn như thiếu vitamin B12 khi thiếu yếu tố nội tại, hoặc thiếu vitamin tan trong chất béo trong các tình trạng kém hấp thu chất béo, trong khi sự hấp thu sắt bị rối loạn là nguyên nhân của cả thiếu sắt và thừa sắt (Ganz, 2011). Mục này mô tả các cơ chế này để tham khảo và không cung cấp các khuyến nghị chẩn đoán hoặc điều trị.

Evidence & guidelines

Các cân nhắc về sinh khả dụng thông báo cách thiết lập lượng tham chiếu dinh dưỡng và cách giải thích thành phần thực phẩm, và các giải thích cơ chế tích hợp được tìm thấy trong các văn bản tham khảo dinh dưỡng tiêu chuẩn (Ross et al., 2014).

History

Sự hiểu biết về hấp thu vi chất dinh dưỡng đã tiến bộ thông qua các khám phá sinh lý học mang tính bước ngoặt, bao gồm việc xác định yếu tố nội tại là cần thiết cho sự hấp thu vitamin B12 và đặc điểm của các protein vận chuyển và dự trữ sắt. Kỷ nguyên phân tử đã mang lại sự xác định các chất vận chuyển màng đặc hiệu và, vào năm 2000-2001, sự khám phá ra hormone hepcidin, đã định hình lại cân bằng nội môi sắt như một hệ thống được điều hòa bởi sự hấp thu (Ganz, 2011).

Debates

Mức độ chính xác của việc dự đoán sinh khả dụng trong chế độ ăn uống là bao nhiêu?

Vì sự hấp thu phụ thuộc vào dạng hóa học, nền thực phẩm và các thành phần chế độ ăn tương tác, việc ước tính tỷ lệ vi chất dinh dưỡng thực sự được hấp thu vẫn còn không chắc chắn và phụ thuộc vào ngữ cảnh, làm phức tạp việc chuyển đổi từ lượng ăn vào sang tình trạng dinh dưỡng.

Seminal works

• hentze-2010-abt
• ganz-2011

Frequently asked questions

Sinh khả dụng là gì?

Sinh khả dụng là tỷ lệ vi chất dinh dưỡng được hấp thụ thực sự và có sẵn để cơ thể sử dụng, có thể ít hơn nhiều so với lượng tiêu thụ tùy thuộc vào dạng hóa học và bối cảnh chế độ ăn uống.

Tại sao tình trạng thiếu hụt có thể xảy ra ngay cả khi lượng ăn vào dường như đầy đủ?

Sự hấp thu có thể bị suy giảm do thiếu các yếu tố cần thiết (như yếu tố nội tại đối với vitamin B12), do kém hấp thu chất béo đối với các vitamin tan trong chất béo, hoặc do các chất ức chế trong chế độ ăn uống, vì vậy chỉ riêng lượng ăn vào không đảm bảo tình trạng dinh dưỡng đầy đủ.