Các dấu ấn sinh học vi chất dinh dưỡng: Vitamin và khoáng chất

Các dấu ấn sinh học vi chất dinh dưỡng là các phép đo trong phòng thí nghiệm – trong máu, nước tiểu hoặc mô – được sử dụng để ước tính lượng hấp thụ, dự trữ trong cơ thể hoặc tình trạng chức năng của vitamin và khoáng chất. Vì mỗi chất dinh dưỡng được điều hòa và phân phối khác nhau, không có một loại dấu ấn nào phù hợp với tất cả các vi chất dinh dưỡng, và việc giải thích phải tính đến sự kiểm soát cân bằng nội môi, tình trạng viêm và sự phân biệt giữa lượng hấp thụ gần đây và tình trạng dài hạn.

Definition

Các dấu ấn sinh học vi chất dinh dưỡng là các chỉ số sinh học – nồng độ của một vitamin hoặc khoáng chất, các chất chuyển hóa của nó, hoặc một phản ứng chức năng phụ thuộc vào nó – được đo để đánh giá lượng hấp thụ, dự trữ trong cơ thể hoặc sự đầy đủ chức năng của vi chất dinh dưỡng đó.

Scope

Chủ đề này khảo sát logic đánh giá tình trạng vi chất dinh dưỡng: các loại dấu ấn sinh học (chỉ số hấp thụ, tình trạng và chức năng), tại sao một số chất dinh dưỡng khó đo trong máu và cách tình trạng viêm làm sai lệch một số dấu ấn phổ biến. Nó coi các dấu ấn sinh học là các khái niệm tham chiếu để hiểu đánh giá dinh dưỡng và không cung cấp các ngưỡng hoặc hướng dẫn bổ sung.

Core questions

• Một dấu ấn sinh học nhất định phản ánh lượng hấp thụ gần đây, dự trữ trong cơ thể hay tình trạng chức năng?
• Tại sao một số khoáng chất (như kẽm) lại được phản ánh kém qua nồng độ huyết tương do sự điều hòa cân bằng nội môi?
• Tình trạng viêm làm sai lệch các dấu ấn như ferritin và retinol huyết thanh như thế nào?
• Điều gì phân biệt một dấu ấn sinh học tĩnh với một dấu ấn sinh học chức năng?

Key concepts

• Dấu ấn sinh học hấp thụ, tình trạng và chức năng
• Chỉ số tĩnh so với chỉ số chức năng
• Điều hòa cân bằng nội môi hạn chế độ nhạy của huyết tương (ví dụ kẽm)
• Nhiễu pha cấp tính (ferritin, retinol huyết thanh)
• Các phép đo trong mô so với trong tuần hoàn
• Khuôn khổ BOND (Biomarkers of Nutrition for Development)

Mechanisms

Các dấu ấn sinh học vi chất dinh dưỡng được chia thành các loại lớn: dấu ấn hấp thụ, dấu ấn dự trữ hoặc tình trạng cơ thể, và dấu ấn chức năng phản ánh một quá trình sinh lý phụ thuộc vào chất dinh dưỡng (Hambidge, 2003). Mức độ hữu ích của chúng thay đổi tùy theo chất dinh dưỡng. Nồng độ trong huyết tương hoặc huyết thanh hoạt động tốt đối với một số vitamin nhưng kém hiệu quả đối với các khoáng chất được điều hòa chặt chẽ như kẽm, có nồng độ lưu hành được đệm cân bằng nội môi và phản ứng yếu với lượng hấp thụ, đó là lý do tại sao việc đánh giá có hệ thống các dấu ấn sinh học kẽm cho thấy kẽm huyết tương hữu ích chủ yếu ở cấp độ quần thể (Lowe et al., 2009). Một số dấu ấn còn bị nhiễu bởi phản ứng pha cấp tính – ferritin tăng và retinol huyết thanh giảm trong quá trình viêm – vì vậy tình trạng viêm phải được xem xét cùng với giá trị dinh dưỡng. Các dấu ấn chức năng, chẳng hạn như hoạt động enzyme phụ thuộc vào một yếu tố đồng yếu tố, có thể nắm bắt được sự đầy đủ mà các nồng độ tĩnh bỏ qua.

Clinical relevance

Các dấu ấn sinh học vi chất dinh dưỡng là nền tảng cho phần lớn những gì được biết về tỷ lệ thiếu hụt và là trung tâm để đánh giá nghiên cứu dinh dưỡng, vì vậy việc hiểu các điểm mạnh và yếu tố gây nhiễu của chúng hỗ trợ việc đọc phê bình các bằng chứng. Mục này mang tính giáo dục và khái niệm; nó không đưa ra các khoảng tham chiếu hoặc lời khuyên bổ sung cho từng cá nhân.

Epidemiology

Các dấu ấn sinh học là cơ sở để ước tính gánh nặng toàn cầu của tình trạng thiếu hụt vi chất dinh dưỡng – bao gồm sắt, vitamin A, iốt và kẽm – trong các cuộc khảo sát quần thể, và chúng hướng dẫn việc nhắm mục tiêu các chương trình dinh dưỡng y tế công cộng. Tình trạng sắt trong giai đoạn đầu đời minh họa cả giá trị và khó khăn trong việc giải thích dấu ấn sinh học, vì các chỉ số thiếu sắt bị nhiễu bởi nhiễm trùng và viêm nhưng vẫn quan trọng để hiểu các kết quả phát triển (McCarthy et al., 2021).

History

Đánh giá tình trạng vi chất dinh dưỡng phát triển từ các cuộc khảo sát thiếu hụt giữa thế kỷ XX và được tinh chỉnh dần khi những hạn chế của các dấu ấn tĩnh đơn lẻ trở nên rõ ràng. Các đánh giá như Hambidge (2003) đã chính thức hóa phân loại hấp thụ/tình trạng/chức năng cho các khoáng chất vi lượng, và các đánh giá có hệ thống (Lowe et al., 2009) đã làm rõ những dấu ấn nào hoạt động đầy đủ cho từng chất dinh dưỡng, công việc sau đó được củng cố trong các nỗ lực hài hòa quốc tế như khuôn khổ BOND.

Debates

Nồng độ huyết tương có thể đáng tin cậy cho biết tình trạng vi chất dinh dưỡng của một cá nhân không?

Đối với các khoáng chất được điều hòa cân bằng nội môi như kẽm, nồng độ lưu hành phản ứng yếu với lượng hấp thụ và bị nhiễu bởi tình trạng viêm, vì vậy các dấu ấn huyết tương có tính hợp lý hơn cho việc đánh giá quần thể hơn là chẩn đoán tình trạng cá nhân.

Key figures

• Michael Hambidge
• Nicola Lowe
• Rosalind Gibson

Seminal works

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

Frequently asked questions

Tại sao xét nghiệm máu không phải lúc nào cũng là thước đo tốt về tình trạng vi chất dinh dưỡng?

Một số chất dinh dưỡng được điều hòa chặt chẽ, vì vậy nồng độ trong máu của chúng thay đổi ít ngay cả khi dự trữ trong cơ thể thay đổi, và một số dấu ấn bị thay đổi bởi tình trạng viêm; đây là lý do tại sao tình trạng thường dựa vào sự kết hợp của các dấu ấn sinh học và việc giải thích ở cấp độ quần thể.

Dấu ấn sinh học chức năng là gì?

Dấu ấn sinh học chức năng đo lường một quá trình sinh lý phụ thuộc vào một chất dinh dưỡng – chẳng hạn như hoạt động enzyme cần một yếu tố đồng yếu tố – thay vì nồng độ của chính chất dinh dưỡng đó, đôi khi tiết lộ sự thiếu hụt mà các phép đo tĩnh bỏ qua.