Захисні системи шлунково-кишкового тракту

Теорія адекватного харчування надає великого значення системам захисту організму від проникнення різних шкідливих речовин в його внутрішнє середовище. Надходження харчових речовин в шлунково-кишковий тракт слід розглядати не тільки як спосіб поповнення енергетичних і пластичних матеріалів, а й як алергічну і токсичну агресію. Дійсно, харчування пов'язане з небезпекою проникнення у внутрішнє середовище організму різного роду антигенів і токсичних речовин. Лише завдяки складній системі захисту негативні сторони харчування ефективно нейтралізуються.

Перш за все слід зазначити систему, яка до сих пір позначається як механічна, або пасивна. Під цим маються на увазі обмежена проникність слизової оболонки шлунково-кишкового тракту для водорозчинних молекул з порівняно невеликою молекулярною масою (менше 300-500) і непроникність для полімерів, в число яких входять білки, мукополісахариди і інші субстанції, що володіють антигенними властивостями. Однак для клітин травного апарату в період постнатального розвитку характерний ендоцитоз, що сприяє надходженню у внутрішнє середовище організму макромолекул і чужорідних антигенів. Є дані, що клітини шлунково-кишкового тракту дорослих організмів також здатні поглинати великі молекули, в тому числі нерозщеплені. Подібні процеси позначені р Фолькхаймером як персорбція. Крім того, при проходженні їжі через шлунково-кишковий тракт утворюється значна кількість летючих жирних кислот, одні з яких при всмоктуванні викликають токсичний ефект, а інші - локальне подразнюючу дію. Що стосується ксенобіотиків, то їх утворення і всмоктування в шлунково-кишковому тракті варіюють в залежності від складу властивостей і забрудненості їжі.

Існує ще кілька механізмів, покликаних унеможливлювати надходження токсичних речовин і антигенів з ентеральної середовища у внутрішнє, два з яких - трансформаційні. Один з таких механізмів пов'язаний з гликокаликсом, який непроникний для багатьох великих молекул. Винятком є молекули, котрі піддаються гідролізу ферментами (панкреатичні амілаза, ліпаза, протеази), адсорбованими в структурах гликокаликса. У зв'язку з цим контакт викликають алергічну і токсичну реакції нерозщеплених молекул з клітинної мембраною утруднений, а молекули, котрі піддаються гідролізу, втрачають антигенні і токсичні властивості.

Інший трансформаційний механізм обумовлений ферментними системами, локалізованими на апікальній мембрані кишкових клітин і здійснюють розщеплення олігомерів до мономерів, здатних до всмоктування. Таким чином, ферментні системи гликокаликса і липопротеиновой мембрани служать бар'єром, який попереджає надходження і контакт великих молекул з мембраною кишкових клітин. Істотну роль можуть грати внутрішньоклітинні пептідази, розглянуті нами як додатковий бар'єр і як механізм захисту від фізіологічно активних сполук.

Для розуміння механізмів захисту важливо, що в слизовій оболонці тонкої кишки людини міститься більше 400 000 плазматичних клітин в розрахунку на 1 мм. Крім того, виявлено близько 1 млн лімфоцитів в розрахунку на 1 з м ² кишкової слизової оболонки. У нормі в порожній кишці міститься від 6 до 40 лімфоцитів на 100 епітеліальних клітин. Це означає, що в тонкій кишці, крім епітеліального шару, що розділяє ентеральне і внутрішню середовища організму, існує ще потужний лейкоцитарний шар.

Кишкова імунна система є частиною імунної системи організму і складається з декількох різних компартментов. Лімфоцити цих компартментов володіють багатьма подібними рисами з лімфоцитами некішечной походження, але мають і унікальні особливості. При цьому популяції різних лімфоцитів тонкої кишки взаємодіють завдяки міграції лімфоцитів з одного компартмента в інший.

Лімфатична тканина тонкої кишки становить близько 25% всієї кишкової слизової. Вона представлена в формі скупчень в пеєрових бляшках і в lamina propria (окремі лімфатичні вузлики), а також популяцією розсіяних лімфоцитів, локалізованих в епітелії і в lamina propria. Слизова оболонка тонкої кишки містить макрофаги, Т-, В- і М-лімфоцити, інтраепітеліальні лімфоцити, клітини-мішені та ін.

Імунні механізми можуть діяти в порожнині тонкої кишки, на її поверхні і в lamina propria. У той же час кишкові лімфоцити можуть поширюватися в інші тканини і органи, включаючи молочні залози, жіночі статеві органи, лімфатичну тканину бронхів, і брати участь в їхньому імунітеті. Пошкодження механізмів, контролюючих імунітет організму та імунну чутливість тонкої кишки до антигенів, можуть мати значення в патогенезі порушень локального імунітету кишечника і в розвитку алергічних реакцій.

Неімунні і імунні механізми захисту тонкої кишки оберігають її від чужорідних антигенів.

Хоча слизова оболонка травного тракту потенційно служить областю, через яку можливе проникнення антигенів і токсичних речовин у внутрішнє середовище організму, тут же діє ефективна дубльована система захисту, що включає в себе як механічні (пасивні), так і активні фактори захисту. При цьому в кишечнику взаємодіють системи, які продукують антитіла, і системи клітинного імунітету. Потрібно додати, що захисні функції печінкового бар'єру, що реалізує за допомогою купферови клітин поглинання токсичних речовин, доповнюються системою антитоксических реакцій в епітелії тонкої кишки.

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

Висновки

Відкриття загальних закономірностей асиміляції харчових речовин, однаково справедливих для найбільш примітивних і для найбільш високорозвинених організмів, неминуче вело до формування нової еволюційно аргументованої теорії, придатної для інтерпретації ассіміляторних процесів не тільки людини, а й інших груп організмів. Запропонована нами теорія адекватного харчування не є модифікацією класичної, а являє собою нову теорію з іншого аксіоматикою. Разом з тим один з основних постулатів класичної теорії, згідно з яким надходження і витрату в організмі харчових речовин повинні бути збалансовані, нова теорія цілком приймає.

Відповідно до теорії збалансованого харчування, їжа, яка представляє собою сложноорганизованную структуру і складається з нутрієнтів, баластних речовин і в ряді випадків токсичних продуктів, піддається механічній, фізико-хімічної і особливо ферментативної обробці. В результаті цього корисні компоненти їжі витягуються і перетворюються в позбавлені видової специфічності з'єднання, які всмоктуються в тонкій кишці і забезпечують енергетичні та пластичні потреби організму. (Багато фізіологи і біохіміки порівнюють цей процес з отриманням цінних компонентів з руди.) З баластних речовин, деяких елементів травних соків, слущенних клітин епітеліального пласта шлунково-кишкового тракту, а також ряду продуктів життєдіяльності бактеріальної флори, частково утилізує нутрієнти і баласт, формуються секрети , які викидаються з організму. З цієї схеми асиміляції їжі випливають принципи розрахунку кількості корисних речовин, що надходять в організм разом з їжею, оцінка її достоїнств і т. Д.

Відповідно до теорії, адекватне харчування, а також перехід від голодного стану до ситого обумовлені не тільки нутриентами, але і різними життєво важливими регулюючими сполуками, які надходять з кишковою у внутрішнє середовище організму. До таких регулюючим з'єднанням насамперед належать гормони, що виробляються численними ендокринними клітинами шлунково-кишкового тракту, які за кількістю і різноманітністю перевершують всю ендокринну систему організму. До регулюючих сполук відносяться також такі гормоноподобниє фактори, як деривати їжі, утворені внаслідок впливу на неї ферментів травного апарату макроорганізму і бактеріальної флори. У деяких випадках не вдається провести чіткої межі між регуляторними та токсичними речовинами, прикладом чого служить гістамін.

З точки зору класичної теорії харчування мікрофлора травного апарату у моногастричних організмів, включаючи людину (але не жуйних), навіть не нейтральний, а скоріше шкідливий атрибут. З позицій теорії адекватного харчування бактеріальна флора шлунково-кишкового тракту не тільки у жуйних, а й, мабуть, у всіх або переважної більшості багатоклітинних організмів - необхідний учасник асиміляції їжі. В даний час встановлено, що при харчової діяльності у численних організмів в травній системі відбувається не тільки витяг з пиши деякої її корисною частини - первинних нутрієнтів, а й трансформація різних компонентів їжі під впливом мікрофлори, а також збагачення продуктами її життєдіяльності. В результаті цього невикористана частина харчових речовин перетворюється в активну і володіє рядом важливих властивостей частина ентеральної середовища.

Для складних організмів справедливо вважати, що в метаболічному сенсі вони являють собою надорганізменних системи, у яких має місце взаємодія господаря з певною мікрофлорою. Під дією мікрофлори утворюються вторинні нутрієнти, які надзвичайно важливі, а в багатьох випадках необхідні. Джерелом вторинних нутрієнтів служать баластні харчові речовини, які беруть участь в регуляції багатьох локальних функцій організму.

Асиміляція їжі, відповідно до класичної теорії харчування, зводиться до ферментативному гідролізу її складних органічних структур і вилучення простих елементів - власне нутрієнтів. Звідси випливає ряд фундаментальних ідей про доцільність збагачення їжі, тобто про відділення компонентів, що містять нутрієнти, від баласту, а також про використання в якості харчових продуктів готових нутрієнтів - кінцевих продуктів розщеплення, придатних до всмоктування або навіть введення кров, і т. Д. На відміну від цього, відповідно до теорії адекватного харчування, має місце не тільки розщеплення їжі, але ще і приготування нутрієнтів і фізіологічно активних речовин в результаті впливу мікрофлори шлунково-кишкового тракту, в годину тності на баластні речовини. Таким шляхом утворюються багато вітамінів, летючі жирні кислоти і необхідні незамінні амінокислоти, що істотно впливає на потреби організму в надходять ззовні харчових продуктах. Співвідношення між первинними і вторинними нутриентами може варіювати в широких межах залежно від видових і навіть індивідуальних особливостей мікрофлори. Крім того, поряд з вторинними нутриентами під впливом бактеріальної флори утворюються токсичні речовини, зокрема токсичні аміни. Діяльність бактеріальної флори, яка є обов'язковим компонентом багатоклітинних організмів, тісно пов'язана з рядом важливих особливостей макроорганізму.

Як неодноразово зазначено, розвиток теорії адекватного харчування спирається на общебиологические і еволюційні закономірності, а також на досягнення ряду наук, особливо біології, хімії, фізики та медицини. Дійсно, для біолога вкрай істотна не тільки «формула», а й технологія будь-якого процесу, так як еволюція йде саме в напрямку оптимізації технології біологічних процесів. У біологічних системах надзвичайно багато залежить від технології процесів, так як їх висока ефективність, а іноді і сама можливість пов'язані з реалізацією певних проміжних ланок. Недостатня ефективність їх реалізації або їх взаємодії порушує функціонування системи в цілому. Таке уявлення пояснює деякі фундаментальні відмінності між теоріями збалансованого і адекватного харчування. Перша теорія, по суті, визначається балансної формулою харчування, друга, крім такої формули, враховує і технологію харчування, тобто технологію процесів асиміляції їжі різними групами організмів.

Нарешті, теорія адекватного харчування є одним з центральних елементів міждисциплінарної науки Харчова промисловість. Об'єднання багатьох розділів біологічних і медичних наук, що стосуються різних аспектів асиміляції їжі біологічними системами різного ступеня складності (від клітини і організму до екосистем і біосфери), в одну науку необхідно для розуміння фундаментального єдності природи. Це важливо також для характеристики процесів взаємодії в біосфері на основі трофічних зв'язків, тобто для розгляду біосфери як трофосфери. Але не меншою, а може бути, в більшій мірі формування Харчова промисловість, і в тому числі теорії адекватного харчування, суттєво для різних медичних наук, так як трофіка тканин і її порушення, різні проблеми гастроентерології, теоретичні та прикладні аспекти науки про харчування - це в дійсності нераціонально розділені частини однієї загальної проблеми - проблеми асиміляції їжі організмами, що стоять на різних рівнях еволюційних сходів. Цю проблему слід розглядати з деяких унітарних позицій на основі більш великих і глибоких, ніж раніше, поглядів.

Таким чином, теорія адекватного харчування - це, якщо можна так сказати, теорія збалансованого харчування, у якій виросли «біологічні крила». Це означає, що теорія адекватного харчування може бути застосована не тільки до людини або однієї певної групи тварин, а й до самих різних видів тварин і, більш того, до всіх груп організмів.

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