Основні фізіологічні функції кишково-бактеріальної флори, потік нутрієнтів

Обов'язковою умовою засвоєння їжі є розбирання її складних структур на прості сполуки, що відбувається в процесі травлення. Вивільнені мономери (амінокислоти, моносахариди, жирні кислоти тощо) позбавлені видової специфічності та переважно однакові для всіх організмів. У деяких випадках можуть утворюватися олігомери (ди-, три- та зрідка тетрамери), які також можуть засвоюватися. У вищих організмів транспорт олігомерів продемонстровано на прикладі дипептидів. У цьому випадку засвоєння їжі здійснюється у три етапи: позаклітинне (порожнинне) травлення - мембранне травлення - всмоктування, а у ряду організмів - у чотири, за участю внутрішньоклітинного травлення.

Потік гормонів та інших фізіологічно активних сполук

Нещодавно було показано, що ендокринні клітини шлунково-кишкового тракту також синтезують тиреотропний гормон та АКТГ, тобто гормони, типові для гіпоталамуса та гіпофіза, а клітини гіпофіза - гастрин. Отже, гіпоталамо-гіпофізарно-гіпофізна та шлунково-кишкова системи виявилися пов'язаними в деяких гормональних ефектах. Є також дані, що клітини шлунково-кишкового тракту секретують деякі стероїдні гормони.

Довгий час вважалося, що ендокринні клітини шлунково-кишкового тракту виділяють гормони та інші фізіологічно активні фактори, які беруть участь переважно в саморегуляції травлення та всмоктування поживних речовин. Однак зараз відомо, що фізіологічно активні речовини контролюють не тільки функції травного апарату, але й найважливіші ендокринні та метаболічні функції всього організму. Виявилося, що так звані класичні гормони шлунково-кишкового тракту (секретин, гастрин, холецистокінін) та ряд неідентифікованих гіпотетичних гормонів, крім місцевої, або локальної, дії, виконують різні функції в регуляції інших органів. Прикладами гормонів загальної дії є також соматостатин та аретерин.

Порушення ендогенного потоку фізіологічно активних факторів зі шлунково-кишкового тракту у внутрішнє середовище організму спричиняє серйозні наслідки. Ми продемонстрували, що видалення навіть частини ендокринної системи травного апарату за певних умов призводить або до смерті, або до тяжкого захворювання тварини.

Екзогенний потік фізіологічно активних речовин складається переважно зі специфічних речовин, що утворюються під час розщеплення їжі. Так, під час гідролізу білків молока та пшениці пепсином утворюються речовини, які називаються екзорфінами, тобто природні морфіноподібні (за дією) сполуки. За певних умов отримані пептиди можуть проникати в кров у певних кількостях і брати участь у модуляції загального гормонального фону організму. Можна також припустити, що деякі пептиди, зокрема ті, що утворюються під час нормального перетравлення певних компонентів їжі, виконують регуляторні функції. До таких пептидів належить казоморфін, продукт гідролізу молочного білка (казеїну).

Роль харчування у формуванні фізіологічних та психологічних стандартів людини ще більше посилюється завдяки відкриттю функцій деяких амінокислот як нейромедіаторів та їх попередників.

Таким чином, харчування — це не простий акт вживання їжі, який можна звести до збагачення організму поживними речовинами. Водночас існує складний потік гормональних факторів, які є надзвичайно важливими, а можливо, навіть життєво важливими, для регуляції засвоєння їжі, метаболізму та, як було виявлено, деяких функцій нервової системи.

Потоки бактеріальних метаболітів

За участю кишкової бактеріальної флори формуються три потоки, що спрямовуються з шлунково-кишкового тракту у внутрішнє середовище організму. Один з них – це потік поживних речовин, модифікованих мікрофлорою (наприклад, амінів, що виникають під час декарбоксилювання амінокислот), другий – потік продуктів життєдіяльності самих бактерій, і третій – потік баластних речовин, модифікованих бактеріальною флорою. За участю мікрофлори утворюються вторинні поживні речовини, включаючи моносахариди, леткі жирні кислоти, вітаміни, незамінні амінокислоти тощо, речовини, що здаються байдужими на сучасному рівні знань, та токсичні сполуки. Саме наявність токсичних сполук породила ідею про доцільність пригнічення кишкової мікрофлори, висловлену І.І. Мечниковим. Однак, можливо, що токсичні речовини, якщо їх кількість не перевищує певних меж, є фізіологічними та є постійними та неминучими супутниками екзотрофії.

Деякі токсичні речовини, зокрема токсичні аміни, що утворюються в травній системі під впливом бактеріальної флори, давно привертають увагу. Серед амінів з високою фізіологічною активністю описані кадаверин, гістамін, октопамін, тирамін, піролідин, піперидин, диметиламін тощо. Певне уявлення про вміст цих амінів в організмі дає рівень їх виведення з сечею. Деякі з них суттєво впливають на стан організму. При різних формах захворювань, зокрема дисбактеріозі, рівень амінів може різко зростати та бути однією з причин порушення низки функцій організму. Вироблення токсичних амінів можна придушити антибіотиками.

Поряд з ендогенним гістаміном існує екзогенний гістамін, який утворюється переважно в кишечнику в результаті бактеріальної активності. Тому застосування антибіотиків може призвести до низки зрушень у гормональному статусі організму. Можливо, що багато патологічних змін в організмі спровоковані не гіперфункцією клітин шлунка, що секретують гістамін, а його надмірним виробленням у кишечнику бактеріальною флорою. Так, при гіперпродукції гістаміну бактеріальною флорою кишечника з'являються виразки шлунка, схильність до порушення гіпоталамо-гіпофізарних функцій, алергія тощо.

Фізіологічне значення вторинних поживних речовин підтверджується різким зростанням потреби у вітамінах у людей і тварин, бактеріальна флора яких пригнічується антибіотиками.

Трансформація баластних речовин у кишечнику відбувається переважно під впливом анаеробної мікрофлори.

Окрім перелічених потоків, існує потік речовин, що надходять із харчових продуктів, забруднених в результаті різних промислових та сільськогосподарських технологій, або із забрудненого навколишнього середовища. Цей потік також включає ксенобіотики.

В даний час твердо встановлено, що харчові волокна відіграють значну роль у нормалізації діяльності шлунково-кишкового тракту (особливо тонкого та товстого кишечника), збільшують масу м'язового шару, впливають на його рухову активність, швидкість всмоктування поживних речовин у тонкому кишечнику, тиск у порожнині травного апарату, електролітний обмін в організмі, масу та електролітний склад калу тощо. Важливо, що харчові волокна мають здатність зв'язувати воду та жовчні кислоти, а також адсорбувати токсичні сполуки. Здатність зв'язувати воду суттєво впливає на швидкість транзиту вмісту по шлунково-кишковому тракту. У літературі є інформація, що харчові волокна висівок зв'язують у 5 разів більше води, ніж їхня власна вага, а клітковина таких овочів, як морква та ріпа, - у 30 разів більше. Нарешті, харчові волокна впливають на середовище існування бактерій у кишечнику та є одним із джерел їх живлення. Зокрема, мікроорганізми використовують целюлозу, геміцелюлозу та пектин, частково метаболізуючи їх на оцтову, пропіонову та масляну кислоти.

Харчові волокна необхідні для нормального функціонування не лише травної системи, а й усього організму. Ряд розладів, включаючи атеросклероз, гіпертонію, ішемічну хворобу серця, патологію шлунково-кишкового тракту, діабет тощо, у багатьох випадках є не лише результатом надмірного споживання білків і вуглеводів, але й наслідком недостатнього вживання баластних речовин. Є дані, що брак харчових волокон у раціоні може спровокувати рак товстої кишки. Без харчових волокон порушується метаболізм не лише жовчних кислот, але й холестерину, а також стероїдних гормонів. (Дивно, що Авіценна та його попередники вже добре знали про шкоду рафінованих продуктів.)

Багато форм патологій шлунково-кишкового тракту та обміну речовин можна запобігти та лікувати, додаючи до раціону харчові волокна. Таким чином, ці волокна можуть підвищувати толерантність до глюкози та змінювати її всмоктування, що може бути використано для профілактики та лікування діабету, гіперглікемії та ожиріння. Збільшення кількості харчових волокон у раціоні знижує рівень холестерину в крові, що пов'язано з участю клітковини в циркуляції жовчних кислот. Також було показано антитоксичну дію рослинних харчових волокон. Водночас, при вживанні низки харчових волокон знижується всмоктування деяких мікроелементів, особливо цинку.

Тривале вживання харчових волокон знижує тяжкість синдрому подразненого кишечника та дивертикульозу товстої кишки. Харчові волокна допомагають успішно лікувати запори, геморой, хворобу Крона та інші шлунково-кишкові захворювання, а також можуть служити профілактичним заходом проти рецидивів виразкової хвороби шлунка та дванадцятипалої кишки. Зокрема, при хронічному панкреатиті дієта, багата на клітковину, тобто харчові волокна, у більшості випадків дає позитивний терапевтичний ефект.

Тому необхідно, щоб до складу харчових раціонів входили не лише білки, жири, вуглеводи, мікроелементи, вітаміни тощо, а й харчові волокна, які є цінним компонентом їжі.

Так, на основі класичної теорії були зроблені спроби створити покращену та збагачену їжу шляхом видалення харчових волокон, що призвело до розвитку багатьох захворювань, так званих хвороб цивілізації. Наразі інтенсивно розвивається протилежний напрямок – ведуться пошуки адекватних харчових раціонів, що відповідають потребам організму, що виникли в процесі еволюції. У людини така еволюційно адекватна їжа включає значну частку речовин, які довгий час безуспішно називалися баластними.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]