Systemy obronne przewodu pokarmowego

Teoria odpowiedniego odżywiania przywiązuje dużą wagę do systemów obronnych organizmu przed przenikaniem różnych szkodliwych substancji do jego środowiska wewnętrznego. Wnikanie substancji odżywczych do przewodu pokarmowego należy rozpatrywać nie tylko jako sposób na uzupełnienie energii i materiałów plastycznych, ale także jako agresję alergiczną i toksyczną. Rzeczywiście, odżywianie wiąże się z niebezpieczeństwem przenikania różnych antygenów i substancji toksycznych do środowiska wewnętrznego organizmu. Tylko dzięki złożonemu systemowi obronnemu negatywne aspekty odżywiania są skutecznie neutralizowane.

Przede wszystkim należy zwrócić uwagę na system, który nadal określany jest jako mechaniczny lub pasywny. Oznacza to ograniczoną przepuszczalność błony śluzowej przewodu pokarmowego dla rozpuszczalnych w wodzie cząsteczek o stosunkowo małej masie cząsteczkowej (mniej niż 300-500) i nieprzepuszczalność dla polimerów, do których zaliczają się białka, mukopolisacharydy i inne substancje o właściwościach antygenowych. Jednak dla komórek układu trawiennego w okresie rozwoju postnatalnego charakterystyczna jest endocytoza, ułatwiająca wnikanie makrocząsteczek i obcych antygenów do środowiska wewnętrznego organizmu. Istnieją dowody na to, że komórki przewodu pokarmowego dorosłych organizmów są również zdolne do wchłaniania dużych cząsteczek, w tym niestrawionych. Takie procesy określane są przez pana Volkheimera jako persorpcja. Ponadto, gdy pokarm przechodzi przez przewód pokarmowy, powstaje znaczna ilość lotnych kwasów tłuszczowych, z których niektóre powodują działanie toksyczne po wchłonięciu, podczas gdy inne powodują miejscowe działanie drażniące. Jeśli chodzi o ksenobiotyki, ich powstawanie i wchłanianie w przewodzie pokarmowym różni się w zależności od składu, właściwości i zanieczyszczeń żywności.

Istnieje kilka innych mechanizmów zapobiegających przedostawaniu się substancji toksycznych i antygenów ze środowiska jelitowego do środowiska wewnętrznego, z których dwa są transformacyjne. Jeden z tych mechanizmów jest związany z glikokaliksem, który jest nieprzepuszczalny dla wielu dużych cząsteczek. Wyjątkiem są cząsteczki hydrolizowane przez enzymy (amylaza trzustkowa, lipaza, proteazy) zaadsorbowane w strukturach glikokaliksu. W związku z tym kontakt nierozdzielonych cząsteczek wywołujących reakcje alergiczne i toksyczne z błoną komórkową jest utrudniony, a cząsteczki, które są hydrolizowane, tracą swoje właściwości antygenowe i toksyczne.

Inny mechanizm transformacji jest determinowany przez systemy enzymów zlokalizowane na błonie wierzchołkowej komórek jelitowych i wykonujące rozszczepienie oligomerów na monomery zdolne do absorpcji. Tak więc systemy enzymów glikokaliksu i błony lipoproteinowej służą jako bariera zapobiegająca wchodzeniu i kontaktowi dużych cząsteczek z błoną komórek jelitowych. Wewnątrzkomórkowe peptydazy, które rozważaliśmy jako dodatkową barierę i jako mechanizm ochrony przed fizjologicznie aktywnymi związkami, mogą odgrywać znaczącą rolę.

Aby zrozumieć mechanizmy ochrony, ważne jest, aby zauważyć, że błona śluzowa jelita cienkiego człowieka zawiera ponad 400 000 komórek plazmatycznych na 1 mm. Ponadto zidentyfikowano około 1 miliona limfocytów na 1 cm2 błony śluzowej jelita ^. Normalnie jelito czcze zawiera od 6 do 40 limfocytów na 100 komórek nabłonkowych. Oznacza to, że w jelicie cienkim, oprócz warstwy nabłonkowej oddzielającej środowisko jelitowe od wewnętrznego organizmu, znajduje się również silna warstwa leukocytów.

Układ odpornościowy jelit jest częścią układu odpornościowego organizmu i składa się z kilku różnych przedziałów. Limfocyty w tych przedziałach mają wiele podobieństw do limfocytów pochodzenia pozajelitowego, ale mają również unikalne cechy. Jednocześnie populacje różnych limfocytów w jelicie cienkim oddziałują na siebie poprzez migrację limfocytów z jednego przedziału do drugiego.

Tkanka limfatyczna jelita cienkiego stanowi około 25% całej błony śluzowej jelita. Jest reprezentowana w postaci skupisk w kępkach Peyera i w blaszce właściwej (pojedyncze węzły chłonne), a także populacji rozproszonych limfocytów zlokalizowanych w nabłonku i w blaszce właściwej. Błona śluzowa jelita cienkiego zawiera makrofagi, limfocyty T, B i M, limfocyty śródnabłonkowe, komórki docelowe itp.

Mechanizmy odpornościowe mogą działać w jamie jelita cienkiego, na jego powierzchni i w blaszce właściwej. Jednocześnie limfocyty jelitowe mogą rozprzestrzeniać się do innych tkanek i narządów, w tym gruczołów sutkowych, żeńskich narządów płciowych, tkanki limfatycznej oskrzeli i uczestniczyć w ich odporności. Uszkodzenie mechanizmów kontrolujących odporność organizmu i wrażliwość immunologiczną jelita cienkiego na antygeny może mieć istotne znaczenie w patogenezie zaburzeń lokalnej odporności jelitowej i w rozwoju reakcji alergicznych.

Mechanizmy obronne jelita cienkiego, zarówno immunologiczne, jak i nieimmunologiczne, chronią je przed obcymi antygenami.

Chociaż błona śluzowa przewodu pokarmowego potencjalnie służy jako obszar, przez który antygeny i substancje toksyczne mogą przenikać do środowiska wewnętrznego organizmu, istnieje również skuteczny zduplikowany system obronny, który obejmuje zarówno mechaniczne (pasywne), jak i aktywne czynniki obronne. W tym przypadku w jelicie współdziałają ze sobą systemy produkujące przeciwciała i systemy odporności komórkowej. Należy dodać, że funkcje ochronne bariery wątrobowej, która realizuje wchłanianie substancji toksycznych za pomocą komórek Kupffera, są uzupełniane przez system reakcji antytoksycznych w nabłonku jelita cienkiego.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Wnioski

Odkrycie ogólnych praw asymilacji substancji pokarmowych, równie ważnych dla najbardziej prymitywnych i najbardziej rozwiniętych organizmów, nieuchronnie doprowadziło do powstania nowej teorii ewolucyjnie uzasadnionej, nadającej się do interpretacji procesów asymilacji nie tylko człowieka, ale także innych grup organizmów. Proponowana przez nas teoria odpowiedniego odżywiania nie jest modyfikacją teorii klasycznej, ale stanowi nową teorię z innymi aksjomatami. Jednocześnie jeden z głównych postulatów teorii klasycznej, zgodnie z którym pobieranie i wydatkowanie substancji pokarmowych w organizmie musi być zrównoważone, jest w pełni akceptowany przez nową teorię.

Zgodnie z teorią zrównoważonego odżywiania, żywność, która jest złożoną strukturą i składa się z substancji odżywczych, substancji balastowych, a w niektórych przypadkach produktów toksycznych, podlega obróbce mechanicznej, fizykochemicznej, a w szczególności enzymatycznej. W rezultacie użyteczne składniki żywności są ekstrahowane i przekształcane w związki pozbawione specyficzności gatunkowej, które są wchłaniane w jelicie cienkim i dostarczają organizmowi potrzeb energetycznych i plastycznych. (Wielu fizjologów i biochemików porównuje ten proces do ekstrakcji cennych składników z rudy.) Z substancji balastowych, niektórych elementów soków trawiennych, złuszczonych komórek warstwy nabłonkowej przewodu pokarmowego, a także szeregu produktów odpadowych flory bakteryjnej, częściowo wykorzystujących substancje odżywcze i balast, powstają wydzieliny, które są wydalane z organizmu. Z tego schematu asymilacji żywności wynikają zasady obliczania ilości użytecznych substancji dostających się do organizmu z pożywieniem, oceny jego zalet itp.

Zgodnie z teorią, odpowiednie odżywianie, a także przejście ze stanu głodu do stanu sytości, są uwarunkowane nie tylko substancjami odżywczymi, ale także różnymi niezbędnymi związkami regulacyjnymi, które dostają się do środowiska wewnętrznego organizmu z jelit. Do takich związków regulacyjnych zalicza się przede wszystkim hormony wytwarzane przez liczne komórki endokrynologiczne przewodu pokarmowego, które pod względem liczby i różnorodności przewyższają cały układ endokrynny organizmu. Do związków regulacyjnych zalicza się również czynniki hormonopodobne, takie jak pochodne żywności, powstające w wyniku działania enzymów aparatu trawiennego makroorganizmu i flory bakteryjnej. W niektórych przypadkach nie można przeprowadzić wyraźnej granicy między substancjami regulacyjnymi i toksycznymi, czego przykładem jest histamina.

Z punktu widzenia klasycznej teorii żywienia mikroflora układu trawiennego organizmów monogastrycznych, w tym człowieka (ale nie przeżuwaczy), nie jest nawet cechą neutralną, lecz raczej szkodliwą. Z punktu widzenia teorii odpowiedniego żywienia flora bakteryjna przewodu pokarmowego nie tylko u przeżuwaczy, ale także, jak się wydaje, u wszystkich lub zdecydowanej większości organizmów wielokomórkowych jest niezbędnym uczestnikiem przyswajania pokarmu. Obecnie ustalono, że podczas aktywności żywieniowej licznych organizmów w układzie trawiennym zachodzi nie tylko ekstrakcja pewnej użytecznej części pokarmu - podstawowych składników odżywczych, ale także przekształcanie różnych składników pokarmu pod wpływem mikroflory, a także wzbogacanie o produkty jej żywotnej aktywności. W rezultacie niewykorzystana część składników odżywczych przekształca się w aktywną część środowiska jelitowego, posiadającą szereg ważnych właściwości.

W przypadku organizmów złożonych słuszne jest uznanie, że w sensie metabolicznym są to układy ponadorganizmiczne, w których gospodarz wchodzi w interakcje z określoną mikroflorą. Pod wpływem mikroflory powstają składniki odżywcze wtórne, które są niezwykle ważne, a w wielu przypadkach niezbędne. Źródłem składników odżywczych wtórnych są balastowe substancje spożywcze, które uczestniczą w regulacji wielu lokalnych funkcji organizmu.

Asymilacja pożywienia, zgodnie z klasyczną teorią żywienia, sprowadza się do enzymatycznej hydrolizy jego złożonych struktur organicznych i ekstrakcji prostych elementów - właściwych składników odżywczych. Z tego wynika szereg fundamentalnych idei dotyczących celowości wzbogacania żywności, czyli oddzielania składników zawierających składniki odżywcze od balastu, a także wykorzystywania gotowych składników odżywczych jako produktów spożywczych - końcowych produktów rozszczepienia, nadających się do wchłonięcia lub nawet wprowadzenia do krwi itp. Natomiast zgodnie z teorią właściwego żywienia, nie tylko następuje rozszczepienie pożywienia, ale także przygotowanie składników odżywczych i substancji fizjologicznie czynnych w wyniku działania mikroflory przewodu pokarmowego, w szczególności na substancje balastowe. W ten sposób powstaje wiele witamin, lotnych kwasów tłuszczowych i niezbędnych aminokwasów, co znacząco wpływa na zapotrzebowanie organizmu na produkty spożywcze pochodzące z zewnątrz. Stosunek składników odżywczych pierwotnych i wtórnych może się znacznie różnić w zależności od gatunku, a nawet indywidualnych cech mikroflory. Ponadto, wraz ze składnikami odżywczymi wtórnymi, pod wpływem flory bakteryjnej powstają substancje toksyczne, w szczególności toksyczne aminy. Aktywność flory bakteryjnej, będącej obowiązkowym składnikiem organizmów wielokomórkowych, jest ściśle związana z szeregiem ważnych cech makroorganizmu.

Jak już wielokrotnie zauważono, rozwój teorii odpowiedniego żywienia opiera się na ogólnych wzorcach biologicznych i ewolucyjnych, a także na osiągnięciach szeregu nauk, zwłaszcza biologii, chemii, fizyki i medycyny. Rzeczywiście, dla biologa nie tylko „formuła” jest niezwykle ważna, ale także technologia dowolnego procesu, ponieważ ewolucja zmierza w kierunku optymalizacji technologii procesów biologicznych. W systemach biologicznych wiele zależy od technologii procesów, ponieważ ich wysoka wydajność, a czasem sama możliwość, są związane z realizacją pewnych ogniw pośrednich. Niedostateczna wydajność ich realizacji lub ich interakcja zakłóca funkcjonowanie systemu jako całości. Ta idea wyjaśnia pewne fundamentalne różnice między teoriami zrównoważonego i odpowiedniego żywienia. Pierwsza teoria jest zasadniczo określona przez zrównoważoną formułę żywienia, druga, oprócz takiej formuły, bierze również pod uwagę technologię żywienia, czyli technologię procesów przyswajania pokarmu przez różne grupy organizmów.

Wreszcie teoria odpowiedniego odżywiania jest jednym z centralnych elementów interdyscyplinarnej nauki trofologii. Zjednoczenie wielu działów nauk biologicznych i medycznych dotyczących różnych aspektów asymilacji żywności przez systemy biologiczne o różnej złożoności (od komórek i organizmów po ekosystemy i biosferę) w jedną naukę jest konieczne dla zrozumienia fundamentalnej jedności natury. Jest to również ważne dla scharakteryzowania procesów interakcji w biosferze opartych na powiązaniach troficznych, to znaczy dla rozważenia biosfery jako troposfery. Ale w nie mniejszym, a może nawet większym stopniu, kształtowanie trofologii, w tym teorii odpowiedniego odżywiania, jest niezbędne dla różnych nauk medycznych, ponieważ trofizm tkanek i jego zaburzenia, różne problemy gastroenterologii, teoretyczne i stosowane aspekty nauki o żywieniu są w rzeczywistości irracjonalnie podzielonymi częściami jednego wspólnego problemu - problemu asymilacji żywności przez organizmy na różnych poziomach drabiny ewolucyjnej. Problem ten należy rozpatrywać z pewnych jednolitych stanowisk opartych na poglądach, które są bardziej rozległe i głębsze niż dotychczas.

Tak więc teoria odpowiedniego odżywiania jest, że tak powiem, teorią zrównoważonego odżywiania, która wyrosła na „biologiczne skrzydła”. Oznacza to, że teoria odpowiedniego odżywiania jest stosowalna nie tylko do ludzi lub jednej określonej grupy zwierząt, ale także do najróżniejszych gatunków zwierząt, a co więcej, do wszystkich grup organizmów.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]