Despre absorbția macro- și microelementelor

Revizuire de literatura. Compilat de: Dr. György Biró, doctor în medicină, ny. Profesor.

În consumul de ape minerale și medicinale și în cure de băut, absorbția din sistemul digestiv este primul pas în introducerea macro- și microelementelor în apă în metabolismul corpului uman și poate exercita efectele lor fiziologice caracteristice. Este clar că absorbția este un element esențial al acestui proces, pe care se pot construi toate celelalte fenomene biologice.

Pentru componentele identificate chimic ale apelor minerale și medicinale, ar trebui furnizate informații despre caracteristicile de absorbție. Pe baza datelor din literatură, autorul analizează absorbția celor mai importante macro și microelemente și se ocupă de următoarele elemente: sodiu, potasiu, calciu, magneziu, fier, iod, cupru, zinc, fluor, mangan, seleniu, sulf, bor, vanadiu, crom, arsenic.

Absorbția macro- și microelementelor (în continuare: elemente) din tractul gastro-intestinal este o verigă crucială în eficacitatea tratamentelor de băut. Date extrem de abundente pot fi găsite despre absorbția elementelor din alimente, resursele de apă sunt mult mai slabe, deși aceasta este baza biodisponibilității.

Ce este biodisponibilitatea? *

Conceptul de biodisponibilitate (în continuare: recuperare) este utilizat pe scară largă în știința nutriției. Termenul include digestia, absorbția și intrarea componentelor alimentare în procesele metabolice. Pe lângă aceste caracteristici, utilizarea prezintă răspunsul fiziologic al consumatorului și evoluții ulterioare. Prin urmare, utilizarea în știința nutriției înseamnă parțial caracteristicile alimentelor sau, mai larg, dieta, parțial schimbările care au ca rezultat accesul ingredientelor la procesele biologice umane și răspunsul consumatorului.

Există o definiție specifică a utilizării micronutrienților: „Proporția oligoelementelor din alimente, alimente și diete care este utilizată pentru funcționarea normală a organismului și depinde mai întâi de forma chimică care intră în contact cu celula de absorbție din intestin. tract - adică absorbția acestuia; elementul trebuie să fie prezent într-o formă care poate fi preluată de celula mucoasă ”(Fairweather-Tait). Evident, această definiție poate fi extinsă la apa utilizată în cure de băut și la elementele găsite în ea.

Merită menționat faptul că conceptul de biodisponibilitate este înrădăcinat în farmacologie, studii farmacologice.

O diferență semnificativă în ceea ce privește apa este că procesele digestive sunt omise, elementele sunt de obicei prezente în soluție reală sau în sisteme coloidale, dar sunt cu siguranță prezente într-o formă bine accesibilă (Szalontai). Cu toate acestea, procesele fiziologice ale metabolismului care se desfășoară în viitor pot fi paralele, adăugând că condițiile de consum de apă ar trebui monitorizate în orice moment: apa a fost consumată aproape de mese (înainte, după), poate în timpul meselor, ce alimente au fost consumate; cât timp înainte de post a băut postul sau a urmat o masă; în ce condiții, apa se bea încet, se sorbe sau repede, care era temperatura ei și așa mai departe. Din păcate, o analiză științifică completă și detaliată a acestor factori de influență este încă în așteptare.

Absorbția elementelor în apele minerale și medicinale

Deși utilizarea și acceptarea tratamentelor de băut a scăzut în ultimele decenii, renașterea cererii de remedii naturale este de așteptat să aibă un impact și în această zonă (Nádasi și Udud). În cele ce urmează, ne ocupăm de caracteristicile generale ale absorbției elementelor, deoarece acest subiect este punctul de plecare în evaluarea utilizării.

Sodiu

Sodiul este absorbit de un sistem de transport activ, dependent de energie. În alimente, sodiul este strâns legat de absorbția glucozei, galactozei și aminoacizilor. În acest caz, proteina care le poartă se leagă de membrana celulară. Sodiul poate pătrunde în celulele mucoasei de-a lungul unui gradient electrochimic, deoarece pompa de sodiu-potasiu din aceste celule păstrează întotdeauna sodiul scăzut și are un potențial negativ împotriva lumenului intestinal (Elmadfa și Leitzmann).

Sodiul pătrunde, de asemenea, în organism prin alte căi. Procesul descris mai sus are loc în principal în stadiul inițial al intestinului subțire. În restul intestinului subțire și în intestinul gros, procesul de absorbție a electronilor neutri, care include și un purtător de proteine, este legat de schimbul de sodiu/hidrogen și clorură/bicarbonat. Rolul gradientului electrochimic în etapa finală a colonului este tipic (Schlenker & Long).

Alți cercetători au arătat că sodiul este absorbit în mijlocul intestinului subțire în ciuda unui gradient de concentrație moderat, dar este afectat dramatic de glucoză, galactoză și bicarbonat. În etapa finală a intestinului subțire, gradientul electrochimic este pronunțat, neafectat de primii trei factori. Acest lucru ne permite să concluzionăm că există un transport eficient, activ, de sodiu aici printr-o membrană care asigură o impermeabilitate relativă a sodiului. În general, cea mai mare parte a absorbției de sodiu este rezultatul gradientului osmotic de presiune (Fordtran și colab.). În condiții normale, 99% din sodiu este absorbit, 90-95% în intestinul subțire (Stipanuk).

Potasiu

Mai mult de 90% din potasiul care intră în tractul intestinal este absorbit din partea superioară a intestinului subțire, în principal prin absorbție pasivă, parțial prin transport activ, cu ajutorul insulinei (Elmadfa și Leitzmann; Mann și Truswell). Transportul activ este caracteristic colonului, în colonul sigmoid (secțiunea pre-rectală a colonului), cu mecanism K/H + (Eastwood). Potasiul este excretat cu sucurile digestive din intestin și apoi re-absorbit de acolo, deci are loc și un ciclu intern (Schlenker & Long).

Calciu

Absorbția calciului este afectată în mod semnificativ de starea organismului de calciu și vitamina D, vârstă, sarcină, alăptare la femeile aflate la vârsta fertilă și compoziția alimentelor în timpul nutriției. Cea mai activă absorbție este în partea inițială a intestinului subțire (duoden) și în partea finală a intestinului subțire (ileon), deoarece conținutul intestinal rămâne aici mai mult timp.

Absorbția calciului are loc, pe de o parte, prin transportul celular activ, saturabil, care necesită proteine care leagă calciul (calbindina). Această formă este caracteristică duodenului și a următorului tract intestinal subțire, jejunul. Formarea sa este indusă de vitamina D. Această formă de absorbție este direct proporțională cu necesitatea și nu apare în absența vitaminei D. Pe de altă parte, există un transport pasiv, nesaturat, dependent de concentrație, intercelular, paracelular, independent de vitamina D și energie, care depinde în esență de cantitatea de calciu disponibilă pentru absorbție și cuprinde aproximativ trei sferturi din acesta.

Există, de asemenea, opinia că absorbția activă este dominantă (Eastwood). Acest lucru este determinat de solubilitate (oxalatul de calciu, fitatul și săpunul de calciu nu sunt absorbite, acidul galacturonic și celuloza formează, de asemenea, un complex insolubil). Compuși de calciu slab solubili în apă, dar ușor solubili în acizi diluați (carbonat de calciu,

-fosfat) sunt bine absorbite. Eficiența absorbției crește, de asemenea, cu aportul redus de calciu (Elmadfa & Leitzmann; Stipanuk; Geissler & Powers). Absorbția calciului variază între 20-60%, scade odată cu vârsta, poate fi chiar mai mare la vârsta copilăriei (Schlenker & Long), cel mai adesea în jur de 30% (Mann și Truswell).

Magneziu

Magneziul este absorbit pe toată lungimea intestinului subțire și chiar din partea din față a colonului la sugari. Absorbția depinde în mod fundamental de formatul chimic: oxalații insolubili în apă, fitații, fosfații și compușii acizilor grași nu sunt absorbiți. Rata de absorbție este de obicei de 35-55% (Kasper). Magneziul este excretat în intestin cu bilă, secreții pancreatice și lichid intestinal, dar acesta este practic complet re-absorbit (Elmadfa și Leitzmann). Absorbția este parțial un proces facilitat, parțial o simplă difuzie (Mann și Truswell).

Fierul anorganic, care nu este legat de hem, care pătrunde în organism în principal sub formă de compuși ferici, este redus de sucul gastric acid la fier-fier (Fe2 +), care poate fi ajutat de acid ascorbic și aminoacizi care conțin sulf. Scăderea acidității gastrice, care poate apărea din mai multe motive și apare adesea odată cu vârsta, afectează, de asemenea, utilizarea fierului. De îndată ce conținutul stomacului trece în intestinul subțire, are efect un efect chimic alcalin. Compușii ferici precipită rapid, în timp ce fierul feros tolerează creșterea pH-ului temporar până când pătrunde în celulele mucoasei. Cea mai mare absorbție se face în primele cinci minute de sosire în intestin (Stipanuk).

Atomul de fier este oxidat de proteina specială a membranei celulelor mucoasei intestinale în fier feric (Fe3 +) și transportat în celulă, unde este convertit înapoi în forma Fe2 + și transferat în plasma sanguină, o proteină de transport, unde își continuă călătoria ca fier feric (Elmadfa și Leitzmann). În cazul deficitului de fier, absorbția este semnificativ crescută. Depozitele de fier ale corpului sunt depozitate în ficat, splină și măduvă osoasă legate de proteinele de stocare. Constanța depozitelor de fier este reglementată prin modificarea absorbției fierului, deoarece posibilitatea epuizării fierului este destul de limitată. Utilizarea fierului este determinată de absorbție (Kasper).

Dacă apa potabilă este asociată cu consumul unui aliment, trebuie avut în vedere faptul că multe ingrediente alimentare afectează absorbția fierului non-hem: acid fitic, compuși fenolici ai plantelor, calciu anorganic sau lactat (calciul interferează cu ambele forme de fier), unele proteine (de exemplu, proteine din lapte), peptide din digestia soiei și a altor proteine vegetale, albumină de ou, cazeină (Hallberg și colab.; Hurrell; Rossander-Hultén și colab.).

În apa potabilă, iodul apare mai ales ca iodură anorganică. Această formă este aproape complet absorbită. Același lucru este valabil și pentru iodul excretat cu sucuri digestive și care intră în intestin. Iodul, care poate fi într-o legătură organică, este absorbit încet și mult mai puțin eficient decât iodura anorganică. Iodul absorbit este transportat prin legarea liberă a proteinelor cu fluxul sanguin (Schlenker & Long; Elmadfa și Leitzmann). Interesant este că iodul a fost unul dintre primele oligoelemente identificate ca fiind esențiale pentru oameni.

Absorbția cuprului, deși într-o mică măsură, începe în stomac și se termină în intestinul subțire, mai ales în stadiul său inițial. Intră în celulele mucoasei prin difuzie pasivă și apoi trece de acolo printr-un sistem purtător. Este particular faptul că trecerea cuprului absorbit în mucoasa intestinală este departe de a fi sigură, deoarece este legată acolo de proteine și metaloproteine. Aprovizionarea cu cupru a corpului joacă probabil un rol în activarea acestui mecanism purtător: dacă este necesar, începe transportul, care efectuează și transportul de zinc și cadmiu și există o concurență între ele. 55-75% din cupru este absorbit, dar zincul poate reduce acest lucru. Compușii Cupri sunt mai solubili și, prin urmare, sunt mai bine absorbiți decât compușii cupro, astfel încât agenții reducători (de exemplu, acidul ascorbic) inhibă absorbția, deși studii recente resping acest lucru (Eastwood, Elmadfa și Leitzmann; Stipanuk).

Zincul este absorbit de-a lungul întregii lungimi a intestinului subțire, dar deosebit de rapid din duoden și jejun superior. Dacă concentrația de zinc în lumenul intestinal este mai mare, absorbția are loc paracelular prin difuzie pasivă, în timp ce la concentrații mai mici, care se pot aștepta și în apă, este necesar sprijinul purtătorului. La absorbția activă, sistemul purtător de peptide din celule transportă zincul prin membrana celulară. Se leagă de proteinele din celule. Aproximativ 20% din zincul care intră în sistemul digestiv este absorbit (Eastwood; Elmadfa și Leitzmann; Stipanuk).

Fluor

Compușii de fluor solubili în apă, ioni de fluor liber, sunt deja absorbiți semnificativ (până la 40%) din stomac. Acest proces este deosebit de rapid atunci când apa se bea pe stomacul gol. Difuzia pasivă este considerată a fi baza mecanismului de absorbție. Calciul prezent în concentrații mai mari formează un compus insolubil cu fluor și astfel inhibă absorbția. Nivelul de fluor din serul sanguin atinge maximul în decurs de jumătate de oră. Deoarece smalțul dinților are o afinitate specială pentru fluor, fluorurarea apei potabile a fost utilizată în multe părți ale lumii pentru a întări dinții și a-și menține integritatea atunci când aportul de fluor a fost nesatisfăcător. Majoritatea fluorului absorbit este încorporat în oase și dinți (inclusiv dentina internă) (Takács; Elmadfa și Leitzmann; Stipanuk).

Mangan

Manganul este absorbit pe toată lungimea intestinului subțire, cu toate acestea, mecanismul său este puțin înțeles. Cantități mai mari de calciu și fosfat sunt dăunătoare absorbției, iar fierul, cobaltul și manganul se inhibă reciproc absorbția. După absorbție, Mn2 + este oxidat și legat de proteina de transport Mn3 +. Absorbția manganului din tractul intestinal este de obicei scăzută (3-8, posibil 10%), dar poate fi mai mare în deficit de fier (Eastwood; Takács; Elmadfa și Leitzmann).

Seleniu

Seleniul se absoarbe ușor din intestinul subțire, rata de absorbție din seleniul legat organic poate fi de până la 95%, de obicei în jur de 70%. Absorbția compușilor anorganici este rapidă, dar mai puțin eficientă: 48% pentru selenit. Selenitul legat de anorganici intră de obicei în celulele mucoasei intestinale prin difuzie pasivă, în funcție de concentrație. Asimilarea seleniului legat de aminoacizi necesită un mecanism de transport activ și un sistem purtător de sodiu dependent de selenat, deși se crede că în acesta din urmă predomină doar difuzia pasivă simplă. În Statele Unite, s-au încercat creșterea aportului de seleniu cu seleniu adăugat în apa potabilă în zonele cu deficit de seleniu (Mann & Truswell; Takács; Elmadfa și Leitzmann).

În apele minerale care conțin sulf, sulful este prezent sub formă de ioni sulfuri sau ioni sulfat. Este slab absorbit, prin urmare provoacă diluarea conținutului intestinal și are un efect laxativ. Sulful elementar este absorbit fără schimbare. Sulful este aproape de seleniu în multe proprietăți. Sulfatele, dacă sunt absorbite, nu sunt asociate cu un mecanism de transport (Eastwood; Schlenker & Long; Szalontai).

Borul din tractul digestiv este de obicei convertit în acid boric. Acidul boric este ușor, rapid și aproape complet absorbit (Elmadfa și Leitzmann).

Vanadiu

Absorbția vanadiului din sistemul digestiv este minimă (0,1-1,5%), ionul vanadil redus (V4 +, VO2 +) este transportat în țesuturi de aceeași proteină de transport ca și fierul. Absorbția vanadatului (VO3ˉ) este puțin mai bună decât sucul de vanadil (Takács; Eastwood; Stipanuk).

Cromul trivalent (Cr3 +) este deja minim absorbit din cavitatea bucală, cromul hexavalent (Cr6 +) este puțin mai bun (2%). Acesta din urmă este mai bine absorbit din stomac, dar este transformat de acidul gastric în Cr3 +, care la rândul său este absorbit mai rău. Dintre compușii anorganici simpli, cromul este absorbit în medie de 0,5-1,0%. Compușii cu crom se găsesc adesea în apa potabilă (Takács; Elmadfa și Leitzmann; Kasper).

Arsenic

Arsenicul anorganic solubil este absorbit rapid și eficient din tractul digestiv. Dizolvarea trioxidului de arsen, care este slab solubil în apă, este îmbunătățită de acidul clorhidric gastric, favorizând astfel absorbția acestuia. Arsenicul legat organic este, de asemenea, ușor absorbit prin difuzie pasivă. Aproximativ 90% din arsenic este absorbit din apă (Elmadfa & Leitzmann; Takács; Stipanuk).

Literatură

DUFRESNE, C. J. & FARNWORTH, E. R. (2001): O revizuire a ultimelor descoperiri ale cercetării privind proprietățile de promovare a sănătății ceaiului. J. Nutr. Biochimie. 12, 404-421.

EASTWOOD, M. (2003): Principiile nutriției umane. Editura Blackwell, Oxford.

ELMADFA, I & LEITZMANN, C. (1998): Ernährung des Menschen. Verlag Eugen întâlnire în Ulmer, Stuttgart.

FAIRWEATHER-TAIT, S. J. (1998): Biodisponibilitatea oligoelementelor. În: (SANDSTRÖM, B., WALTER, P. Eds.) Rolul oligoelementelor pentru promovarea sănătății și prevenirea bolilor. Karger, Basel etc., pp. 29-39.

GEISSLER, C. & POVERS, H. (Eds.) (2005): Nutriția umană. Elsevier, Edinburgh, Londra etc.

HALLBERG, L, ROSSANDER-HULTÉN, L., BRUNE, M. & GLEERUP, A. (1993): Inhibarea absorbției hem-fierului la om de către calciu. Fr J. Nutr. 69, 530-540.

HURRELL, R. F. (1997): Biodisponibilitatea fierului. Eur. J. Clin. Nutr. 51, S4-S8.

KASPER, H. (2000): Ernährungsmedizin und Diätetik. Urban & Fischer, München, Jena

MANN, J. & TRUSWELL, A. S. (Eds.) (2002): Essentials in human nutrition. Oxford University Press, Oxford, New York.

NÁDASI T. și UDUD P. (2007): Cartea apelor minerale. Aquaprofit Zrt., Budapesta.

ROSSANDER-HULTÉN, L, GLEERUP, A., HALLBERG, L. (1990): Efectul de inhibare a produselor de ovăz asupra absorbției fierului non-hem la om. Eur. J. Clin. Nutr. 44, 783–791.

SAHUGRILLO, A., BARBERÁ, R. & FARRÉ, R. (2003): Bioaccesibilitatea calciului, fierului și zincului din trei probe de leguminoase. Nahrung/Alimente. 47, 438-441.

SCHLENKER, E. D. & LONG, S. (2007): Williams ’Essentials of nutrition & diet therapy. Mosby Elsevier, St. Louis, Missouri.

SOUTHGATE, D. A. T. (1989): Probleme conceptuale privind evaluarea biodisponibilității nutrienților. În: (SOUTHGATE, D., JOHNSON, I. & FENWICK, G. R. Eds.) Disponibilitatea nutrienților: aspecte chimice și biologice. Societatea Regală de Chimie, Cambridge, pp. 10-12.

STIPANUK, M. H. (2006): Aspecte biochimice, fizice, moleculare ale nutriției umane. Saunders Elsevier, St. Louis, Missouri.

SZALONTAI G. (1979): Apa în natură. În: (BORSZÉKI B. Ed.): Apele minerale și apele medicinale. Mezőgazdasági Kiadó, Budapesta, paginile 166-240.

TAKÁCS S. (2001): Pe urmele oligoelementelor. Medicina Könyvkiadó Rt., Budapesta.

* Termeni folosiți în literatura engleză: biodisponibilitate, biodisponibilitate, disponibilitate; bioaccesibilitate (pentru minerale, mai degrabă pentru a indica absorbția) (Dufresne și Farnworth; Southgate; Sahugrillo).

Contactează-ne

Adresa: 1124 Budapesta, Apor Vilmos tér 25-26.

Telefon: +36 1 202 4495
Mobil: +36 30 645 0533

Președinte: Dr. Géza Miklósvári
Secretar: Doamna István Bikfalvi dr