Микроелементи — заједнички назив за витамине и минерале — представљају категорију хранљивих материја чија је физиолошка улога пресудна упркос томе што их организам потребује у веома малим количинама. За разлику од макронутријената (угљени хидрати, протеини, масти) који служе примарно као извор енергије или грађевни материјал, микронутријенти функционишу пре свега као регулатори и катализатори метаболичких процеса.
Разумевање микроелемената у биолошком смислу захтева разликовање неколико кључних концепата: шта је „есенцијална" хранљива материја, како се одређује препоручени унос, шта је биорасположивост и зашто исти нутријент може имати веома различиту улогу у зависности од контекста.
Нутријент се сматра есенцијалним ако га тело не може самостално синтетисати у довољним количинама и ако је неопходан за одређену физиолошку функцију. Дефицит есенцијалног нутријента резултира у специфичним, документованим физиолошким последицама. Ово је строго научна дефиниција — не маркетиншки концепт.
Витамини: класификација и основне функције
Витамини се деле на два основна типа на основу своје хемијске природе и начина складиштења у организму:
Витамини растворљиви у мастима (A, D, E, K)
Ова група витамина апсорбује се заједно са мастима из хране и може се складиштити у масном ткиву и јетри. Управо зато и вишак уноса може бити проблематичан — за разлику од водорастворљивих витамина, вишак се не излучује једноставно урином.
Учествује у видној функцији (синтеза родопсина у мрежњачи), диференцијацији ћелија и имунолошким функцијама. У биљним намирницама присутан је у форми про-витамина А (бета-каротен), коју тело конвертује у активну форму. Биорасположивост из биљних извора знатно је нижа и варијабилнија него из животињских извора.
Синтетише се у кожи под деловањем УВ зрачења, а такође уноси храном (масна риба, јаја, ферментисане намирнице). Регулише апсорпцију калцијума и фосфора у танком цреву, учествује у минерализацији костију и има улогу у низу других физиолошких процеса. Активна форма (калцитриол) функционише сличније хормону него класичном витамину.
Налази се у биљним уљима, орасима и семенима. Функционише као антиоксиданс у липидном слоју ћелијских мембрана. Улога у физиологији добро је документована, мада истраживања о ефектима уноса изнад минималних потреба дају неконзистентне резултате.
Есенцијалан за синтезу фактора коагулације крви и за метаболизам костију. Витамин К1 (филохинон) присутан је у листастом зеленом поврћу, а К2 (менахинони) у ферментисаним намирницама и животињским производима. Ова два облика имају делимично различите биолошке улоге.
Витамини растворљиви у води (Б комплекс, витамин Ц)
Водорастворљиви витамини не складиште се у значајним количинама у организму (изузетак је витамин Б12). Вишак се углавном излучује урином, а редовни унос је неопходан за одржавање адекватних нивоа.
Обухвата осам засебних витамина (Б1/тиамин, Б2/рибофлавин, Б3/ниацин, Б5/пантотенска киселина, Б6/пиридоксин, Б7/биотин, Б9/фолна киселина, Б12/кобаламин) који учествују у различитим метаболичким путевима. Пре свега коензими — молекули који омогућавају или убрзавају ензимске реакције у ћелијском метаболизму. Дефицит Б12 посебно је релевантан за особе са искључиво биљном исхраном, јер је природно присутан готово искључиво у намирницама животињског порекла.
Учествује у синтези колагена (структурног протеина везивног ткива), апсорпцији негем-гвожђа из биљних извора, антиоксидативним механизмима. Дефицит витамина Ц доводи до скорбута — болести документоване кроз векове међу поморцима. Открићем скорбута као болести узроковане дефицитом започело је научно разумевање витамина.
Минерали: макро и трагови
Минерали у нутриционизму деле се на макроминерале (потребни у грамима: калцијум, фосфор, магнезијум, натријум, калијум, хлор, сумпор) и трагове елемената (потребни у милиграмима или мање: гвожђе, цинк, јод, селен, бакар, манган, флуор, хром, молибден). Обе групе имају дефинисане физиолошке улоге и препоручене дневне уносе утврђене на основу популационих студија.
Биорасположивост: зашто унос није исто што и апсорпција
Кључни концепт за разумевање микронутријената је биорасположивост — удео нутријента из хране који заиста долази до циљних ћелија и ткива у активној форми. Биорасположивост зависи од: хемијске форме нутријента (нпр. хем vs. негем гвожђе), присуства инхибитора апсорпције (нпр. оксалати у спанаћу смањују апсорпцију калцијума), синергиста (нпр. витамин Ц повећава апсорпцију гвожђа из биљних извора), начина припреме намирнице и индивидуалних варијабли.
Ова сложеност биорасположивости разлог је зашто нутриционистика упозорава на поједностављена тумачења нутритивних табела — вредности у табелама описују садржај, не нужно и онај удео који ће тело апсорбовати.
Историјски контекст открића витамина
Период 1900–1940. представља „златно доба" открића витамина. Пре тога, болести попут скорбута, рахитиса, бери-берија и пелагре биле су широко распрострањене. Истраживачи попут Казимира Функа (који је 1912. увео сам термин „витамин"), Еjjkмана, Хопкинса и других систематски су идентификовали да одређене намирнице садрже фракције без којих организам не може нормално да функционише.
Ово историјско порекло показује да је концепт „витамина" рођен из посматрања болести — дефицитарних стања. Разумевање витамина као супстанци чији недостатак изазива специфичне поремећаје значајно се разликује од популарног наратива о витаминима као „побољшивачима" функција у здравом организму са адекватном исхраном.