Modele przewodu pokarmowego in vitro do badan nad biodostepnoscia skladnikow odzywczych

Biodostępność składników pokarmowych jest ważnym wskaźnikiem przy ocenie wpływu żywienia człowieka na jego zdrowie. Z uwagi na trudności w dostępie do treści jelitowych in vivo rozwinięto modele umożliwiające badanie trawienia i wchłaniania składników pokarmowych w warunkach in vitro. W pracy opisano budowę przewodu pokarmowego i jego fizjologię. Przedstawiono dane dotyczące stężenia aktywnych składników płynów w układzie pokarmowym, kinetykę zmian kwasowości płynów jelitowych oraz szybkość pasażu i trawienie pokarmu przez układ. Omówiono także podstawowe modele in vitro do badania trawienia jelitowego i wchłaniania. Większość stosowanych modeli jest dwu- lub trójstopniowa i obejmuje układy: żołądek - jelito cienkie, jama ustna - żołądek - jelito cienkie lub żołądek - jelito cienkie - jelito grube. W modelach przewodu pokarmowego in vitro można zalecać następujące proporcje objętościowe (wagowe) między płynami jelitowymi: pokarm/ślina/płyn żołądkowy/żółć/sok trzustkowy, jak 1,5/1/2/1/2. Jako modele do badania wchłaniania składników pokarmowych wykorzystuje się bądź układy dializacyjne lub ultrafiltracyjne, bądź modele kultur komórek nabłonka jelitowego in vitro. Najpopularniejszą linią komórkową wykorzystywaną do badania wchłaniania pokarmów jest Caco-2. Jej morfologia i fizjologia jest bardzo zbliżona do naturalnych ludzkich enterocytów in vivo. Model Caco-2 został zastosowany do badania wchłaniania białek, lipidów, cukrów, jonów metali, witamin, przeciwutleniaczy, mikotoksyn i innych składników żywności. (abstrakt oryginalny)

Bioavailability of alimentary components is an important indicator at the estimation of the influence of the nutrition on the human health. Taking into account the difficulty in accessing to intestinal contents in vivo, some artificial models enabling research on the intestinal digestion and absorption in vitro were elaborated. This paper also presents structure and physiology of gastrointestinal tract in vivo. Many detailed data on composition and concentration of active substances in alimentary canal, kinetics of pH changes of intestinal fluids as well as the rate of passage and digestion of food in gastrointestinal tract are discussed. Basic models of gastrointestinal tract in vitro used for the investigation of the intestinal digestion and the absorption are also described. The majority of GI models consist of two - or three-stage systems including: stomach - small intestine, mouth - stomach - small intestine or stomach - small intestine - large intestine. The optimal weight (volume) ratio between different components of intestinal fluids: food/saliva/gastric juice/bile/pancreatic juice is 1.5/1/2/1/2. To study the transport of food compound across intestinal epithelium, two types of in vitro models are used: dialysis or ultrafiltration membranes and cell cultures of intestinal epithelium in vitro. The most commonly used cell line to study intestinal absorption is human intestine cell line Caco-2. Its morphology and physiology is very similar to the human small intestine enterocyte cells in vivo. The Caco-2 model was applied to study absorption of protein, carbohydrates, lipids, vitamins, metal ions, antioxidants, mycotoxins and other food ingredients. (original abstract)