ليس كُل ما تتناوله يستفيد منه جسمك؛ تعرَّف إلى التوافر الحيوي!

عندما نتناول طعامًا أو شرابًا يتحرَّر محتواه من المغذيات التي تُمتَص بدورها إلى مجرى الدم وتُنقَل بعد ذلك إلى الأنسجة التي تحتاجها، إلا أنّه لا يمكننا الاستفادة من جميع المغذيات بنفس الدرجة، وهذا ما نقصده عندما نقول إنها تختلف فيما بينها من ناحية توافرها الحيوي (Bioavailability)؛ يساعد فهمُ التوافر الحيوي على تحسين النظام الغذائي المتّبع ووضع توصياتٍ تغذويةٍ مناسبةٍ (1).

يُعرَّف التوافر الحيوي لأحد المغذيات بأنَّه "نسبةُ ما يُمتَّص منه من الطعام المتناوَل ويستخدمه الجسم في وظائفه الاعتيادية"، ويتعلق التفاعل الحيوي لنوعٍ من المغذيات بعوامل تتعلق بالمضيف (من يتناول الغذاء) وأُخرى تتعلق بالغذاء نفسه (1).

العوامل المتعلقة بالمضيف (2):

• حالة الشبع أو الصيام لدى الشخص.
• الحِمل الغذائي ومصدر المغذيات وطبيعة الغذاء الذي يحتويها.
• الحالة الصحية العامة للسبيل الهضمي (على سبيل المثال: معدل إفراغ المعدة، وحالة الحركة المعوية، وفترات النهار، وعوامل مختلفة تتعلق بنمط الحياة).
• الأمراض الحادَّة أو المزمنة التي يعانيها الشخص (على سبيل المثال: عدم عمل الكبد بكفاءة واضطراب وظائفه).
• الحمل. 
• وجود الشخص في المشفى (مثلاً في وحدة العناية المركَّزة).
• كون الشخص في مرحلةِ تعافٍ من عملٍ جراحيٍّ ما (في مرحلة شفاء الجرح).
• الحالة الرياضية.
• الحالة التغذوية (مثل سوء التغذية).
• طرفي العمر (تُستقلّب الأدوية والأغذية بصورةٍ أبطَأ لدى الأجنة وحديثي الولادة والمسنين).
• التركيبة الوراثية للشخص.

العوامل المتعلقة بالطعام نفسه (2):

• محتوى الطعام من المغذيات الأخرى؛ على سبيل المثال: تثبط المستويات المرتفعة من الزنك امتصاصَ الحديد والنحاس، بينما يعزز الفيتامين D امتصاصَ الكالسيوم والفوسفور والمغنيزيوم، ويعزز الفيتامين C امتصاص الحديد غير الهيمي (19).
• وجود مثبطات الامتصاص؛ على سبيل المثال: إن الأوكزالات oxalates (كالموجودة في السبانخ) والفايتات phytates  (الموجودة في بذور السمسم) هي خالبات للمعادن والنياسين وغنية بالفوسفات وذات شحنة سالبة (20،21).  
• التداخل مع الأدوية أو الأغذية الأخرى؛ على سبيل المثال: يبطء عصير الغريفون والبوميلو وعصير التوت البري من معدل الاستقلاب (18).

عادةً ما يكون التوافر الحيوي للمغذيات الكبيرة (macronutrients) مثل الكربوهيدرات والبروتينات والدهون مرتفعًا جدًّا، ويتجاوز نسبة 90% من الكمية المتناولة منها. في المقابل؛ تتنوع المغذيات الصغيرة (micronutrients) مثل الفيتامينات والمعادن والمواد الكيميائية النباتية (phytochemicals) الفعالة حيويًا (مثل: الفلافونوئيدات- flavonoids والكاروتينوئيدات- carotenoids) كثيرًا في درجة امتصاصها واستخدامها؛ ولذلك سنأخذ في هذا المقال المغذيات الصغيرة بمثابةِ أمثلة لتوضيح المراحل المختلفة التي يتأثر بها التوافر الحيوي (1).

أولُ خطوةٍ في جعل المغذيات متوافرةً حيويًا هو تحررها من الطعام الموجودة فيه وتحوّلها إلى شكلٍ كيميائيٍّ يمكن أن يرتبط مع الخلايا المعوية ويدخلها أو يمرّ من بينها، وتبدأ هذه العملية في الفم بتأثير المضغ والأنزيمات الهاضمة الموجودة في اللعاب، من ثم تُستكمَل في المعدة لتتحرر هذه المغذيات أخيرًا في الأمعاء الدقيقة،حيث يُمتَّص القسم الأكبر من المغذيات. ويُسهِّل هذه الخطوة طبخُ الطعام وهرسُه لا سيما في الأطعمة النباتية؛ فمثلًا: يَسمح طبخُ الجزر والسبانخ للجسم باستخلاص كميةٍ أكبر من الكاروتينوئيدات منهما بالمقارنة مع تناولهما بشكل نيء (1,3,4).

توجد المعادن والمغذيات الأخرى ضمن الأطعمة بأشكالٍ كيميائيةٍ مختلفةٍ، ويمكن أن يؤثر ذلك على توافرها الحيوي، وأهم الأمثلة على ذلك هو الحديد. يوجد نوعان من الحديد الغذائي عمومًا، هما: الحديد الهيمي والحديد غير الهيمي؛ يوجد الأول فقط في اللحوم والأسماك والدواجن، بينما يوجد الثاني في كلٍّ من الأطعمة ذات المصدر النباتي والحيواني. يأتي الحديد الهيمي من الهيموغلوبين والميوغلوبين المسؤولَين عن نقل الأكسجين وتخزينه في كلٍّ من الدم والعضلات على الترتيب، وبمجرد أن تتحرر جزيئة الهيم من الطعام، تعملُ بمثابةِ حلقةٍ حاميةٍ لذرة الحديد المركزية، فتحميها بذلك من التفاعل مع المكونات الطعامية الأخرى مما يبقيها قابلة للذوبان في الأمعاء، وبالتالي الامتصاص السليم عبر ناقل نوعي لها يوجد على سطح الخلايا المعوية. وفي المقابل؛ يكون الحديد غير الهيمي ضعيف الذوبان في الأمعاء ويتأثر بسهولة بالمكونات الطعامية الأخرى لذا لا تَمتص الخلايا إلا نسبةً قليلة منه فقط (1،5،6).

تُضاف الفيتامينات والمعادن أحيانًا إلى الأطعمة لزيادة قيمتها الغذائية، وهي عملية تسمى التعزيز أو التدعيم(fortification). في حالة حمض الفوليك (فيتامين B9)، والذي غالبًا ما يضاف إلى حبوب الإفطار والدقيق وغيرها، فإنَّ حمض الفوليك المضاف هذا عادةً ما يكون أكثر توافرًا حيويًا من ذلك الموجود في الطعام بشكلٍ طبيعي، ويشار إليه عادةً باسم "الفولات الغذائي". أفادت الدراسات أن التوافر الحيوي في حمض الفوليك الغذائي (الموجود في الفواكه أو الخضار أو الكبد) يكون أقل بنسبة 20-70٪ بالمقارنة مع حمض الفوليك الصناعي. هذا لا يعني أنه يجب على المرء أن يكتفي باستهلاك الأطعمة الُمدعَّمة بحمض الفوليك بل يجب التركيز على المصادر الغذائية الطبيعية مثل الخضار الورقية الخضراء، ويمكن رفدها لاحقًا بأطعمة مُدعَّمة بهذا الفيتامين لضمان تلبية احتياجات الفرد (1،7).

مُحسِّنات (معزِّزات) التوافر الحيوي للمغذيات:

يمكن أن تتفاعل المغذيات بعضها مع بعض أو مع المكونات الغذائية الأخرى في موقع الامتصاص، مما يؤدي إلى حدوث تغيّرٍ في التوافر الحيوي، أما إذا أبطلت المحسنات والمثبطات التأثير المتعاكس بعضها البعض، فلن يحدث أي تغيّر في التوافر الحيوي الإجمالي. يمكن أن تعمل المحسنات بطرائقَ مُختلفةٍ مثل الحفاظ على مادةٍ مغذيةٍ بشكلٍ ذوّاب أو حمايتها من التفاعل مع المثبطات؛ فعلى سبيل المثال: نظرًا إلى كون الكاروتينوئيدات ذوّابة في الدهون، فإنَّ إضافة كمياتٍ صغيرةٍ من الدهون أو الزيت إلى الوجبة (3-5 غرام لكل وجبة) يحسن من توافرها الحيوي. وبشكل مماثل؛ تكون اللحوم والأسماك والدواجن –والتي تحتوي على كمياتٍ من الحديد ذي التوافر الحيوي العالي- معروفةً أيضًا بقدرتها على تحسين امتصاص الحديد من جميع الأطعمة، وعلى الرغم من أنه لم يُحدد "عامل اللحوم" هذا حتى الآن، إلا أنه اقترِح أن التأثير يعود إلى بروتين العضلات.

يُعَد الفيتامين C مساعدًا قويًا على امتصاص الحديد؛ إذ يزيد امتصاصه بنحو مرتين إلى ثلاث مرات، فتناول كوبٍ من عصير البرتقال مع وعاء من حبوب الإفطار يساعد الجسم في الاستفادة من كمية أكبر من الحديد الموجود في هذه الحبوب (1،5،8). 

مثبطات التوافر الحيوي للمغذيات:

قد تقلل المثبطات من التوافر الحيوي للمغذيات عن طريق:

1. ربط هذه المغذيات بشكلٍ لا تتعرفُه جمل الامتصاص الموجودة على سطح الخلايا المعوية.
2. جعل المغذيات غير ذوّابة، وبالتالي غير متوفرة للامتصاص.
3. التنافس على نفس جملة الامتصاص.

يوجد حمض الفايتك (Phytic acid) بوفرة كبيرة في بعض الأطعمة النباتية (مثل: البقول والحبوب الكاملة والبذور والمكسرات)، وهو يربط بعض المعادن مثل الكالسيوم والحديد والزنك ضمن معقداتِ ذوابةٍ أو غير ذوّابةٍ تكون غير متوفرة للامتصاص. ومن طرائق تقليل محتوى الطعام من حمض الفاتيك: التخمير (على سبيل المثال: تخمير عجين الخبز الكامل) أو نقع البقول وإنباتها.

ومن أمثلة المنافسة على نفس جملة الامتصاص هو التفاعل بين الكالسيوم والحديد غير الهيمي، إذ يرتبطُ كلا المعدنين بناقلٍ موجودٍ على سطح الخلايا الامتصاصية المعوية؛ ولكن في الوقت الذي يدخل فيه الحديد غير الهيمي إلى الخلايا بهذه الطريقة، يبقى الكالسيوم أساسًا في المدخل يعيق دخول المزيد من الحديد. إنَّ هذا التأثير مهمٌ بالأساس عند استخدام مكملات الكالسيوم و/ أو الحديد خارج أوقات وجبات الطعام، لذا يُوصَى باستخدام هذه المكملات في أوقات مختلفة من اليوم لتجنب حدوث هذا التداخل. ويمكن أيضًا استخدام هذا التأثير التثبيطي لمكونات الطعام بصورةٍ مفيدةٍ، كما في حالة فايتوستيرول (phytosterols)، إذ تُستخلَص هذه المركبات الطبيعية من أطعمةٍ نباتيةٍ معينةٍ، وتضاف بجرعاتٍ أعلى (نحو 2 جرام لكل حصة غذائية) إلى العديد من الأطعمة الأخرى (على سبيل المثال: مشروبات الحليب المخمرة) من أجل تقليل امتصاص الكوليسترول منها (1، 9،10،11،12).

العوامل المضيفة:

يمكن تقسيم العوامل الداخلية أو المتعلقة بالمضيف إلى عوامل جهازية ومعوية؛ يتضح دور عوامل الجهاز الهضمي من خلال المسار الامتصاصي لفيتامين ب 12، إذ يتطلّب تحرر هذا الفيتامين من الطعام الذي يحتويه وجودَ حمض المعدة، ثم يخضع لسلسلة من الارتباط مع بروتين R، والتحرر من البروتين R والارتباط بالبروتين "العامل الداخلي- intrinsic factor"، وأخيرًا؛ امتصاص معقد العامل الداخلي-فيتامين ب 12 في نهاية الأمعاء الدقيقة. تُنتَج كل من بروتينات R والعامل الداخلي وحمض المعدة في الغشاء المخاطي المعدي، ويمكن أن يؤدي التدهور الوظيفي لهذا الغشاء المخاطي -قد يحدث عند كبار السن ومع بعض الحالات المرضية- إلى الإضرار بإنتاجها مما يؤثر سلبًا على التوافر الحيوي لفيتامين ب 12. أما العوامل الجهازية فتشمل: نقص عنصرٍ غذائي معينٍ أو تغيّرات في الحالة الفيزيولوجية مثل الحمل. في الحالتين؛ قد يستجيب الجسم عن طريق زيادة المسار الامتصاصي للمغذيات أو استخدامها لتلبية الطلب المتزايد، ومن بين العناصر الغذائية التي تُنظَّم بهذه الطريقة الكالسيوم والزنك. من ناحية أخرى؛ قد تقلل بعض حالات العدوى أو الالتهاب من القدرة الاستيعابية للأمعاء؛ على سبيل المثال: ينقص امتصاص الحديد في الأشخاص الذين يعانون من التهابات حادة مثل نزلات البرد (1،11،13،14).

الفيتامينات والفلورا المعوية:

عُرف منذ فترة طويلة أنَّ ميكروبات الأمعاء تساهم في التصنيع الحيوي والتوافر الحيوي للفيتامينات، إلا أن مقدار هذه المساهمة -دور الفلورا في تقويض البوليفينولات (polyphenols) وإنتاج بعض المستقلبات الفعالة- لدى كل من الأصحاء وغير الأصحاء لا يزال غير مفهوم جيّدًا. إنَّ أسس الفوضى المنظمة بصورة رائعة للفلورا تتعلق في النهاية بالتوافر الحيوي، ولا يتطابق التركيب الجزيئي للفيتامينات المُصنَّعة جرثوميًا دائمًا مع الأشكال الغذائية للفيتامينات. في الواقع؛ جرى التعرف إلى العديد من الناقلات الظهارية المتخصصة بامتصاص الفيتامينات المشتقة من بكتيريا الأمعاء (،16،17،2).

التأثير على توصيات المغذيات

بالنسبة إلى العديد من العناصر الغذائية -مثل: الكالسيوم والمغنيزيوم والحديد والزنك وحمض الفوليك وفيتامين أ- من الضروري معرفة التوافر الحيوي لها من أجل ترجمة المتطلبات الفيزيولوجية إلى متطلبات غذائيةٍ فعليةٍ، كذلك يختلف حجم التعديلات باختلاف المغذيات والحمية الغذائية الاعتيادية وعددٍ من العوامل المعتمدة على المضيف، والتي يصعب تقييم معظمها؛ وبالنظر إلى كل هذه التأثيرات، ليس من المستغرب أن تختلف التوصيات الغذائية القائمة على المغذيات بين الأشخاص والبلدان والمؤسسات (11،15،1).

المصادر: