Sistemele de apărare ale tractului gastrointestinal

Teoria nutriției adecvate acordă o mare importanță sistemelor de apărare ale organismului împotriva pătrunderii diferitelor substanțe nocive în mediul său intern. Pătrunderea nutrienților în tractul gastrointestinal trebuie considerată nu doar ca o modalitate de refacere a energiei și a materiilor plastice, ci și ca o agresiune alergică și toxică. Într-adevăr, nutriția este asociată cu pericolul pătrunderii diferiților antigeni și substanțe toxice în mediul intern al organismului. Numai datorită unui sistem complex de apărare sunt neutralizate eficient aspectele negative ale nutriției.

În primul rând, este necesar să se observe sistemul, care este încă desemnat ca mecanic sau pasiv. Aceasta implică o permeabilitate limitată a membranei mucoase a tractului gastrointestinal pentru moleculele solubile în apă cu o greutate moleculară relativ mică (mai mică de 300-500) și impermeabilitate pentru polimeri, care includ proteine, mucopolisaharide și alte substanțe cu proprietăți antigenice. Cu toate acestea, pentru celulele aparatului digestiv în perioada de dezvoltare postnatală, endocitoza este caracteristică, facilitând pătrunderea macromoleculelor și a antigenelor străine în mediul intern al organismului. Există dovezi că celulele tractului gastrointestinal al organismelor adulte sunt capabile să absoarbă și molecule mari, inclusiv cele nedigerate. Astfel de procese sunt denumite de dl. Volkheimer persorbție. În plus, atunci când alimentele trec prin tractul gastrointestinal, se formează o cantitate semnificativă de acizi grași volatili, dintre care unii provoacă un efect toxic la absorbție, în timp ce alții provoacă un efect iritant local. În ceea ce privește xenobioticele, formarea și absorbția lor în tractul gastrointestinal variază în funcție de compoziția, proprietățile și contaminarea alimentelor.

Există și alte mecanisme care împiedică pătrunderea substanțelor toxice și a antigenelor din mediul enteral în mediul intern, dintre care două sunt transformative. Unul dintre aceste mecanisme este asociat cu glicocalixul, care este impermeabil la multe molecule mari. Excepție fac moleculele care sunt hidrolizate de enzimele (amilaza pancreatică, lipaza, proteaze) adsorbite în structurile glicocalixului. În acest sens, contactul moleculelor nedivizate care provoacă reacții alergice și toxice cu membrana celulară este dificil, iar moleculele care sunt hidrolizate își pierd proprietățile antigenice și toxice.

Un alt mecanism de transformare este determinat de sistemele enzimatice localizate pe membrana apicală a celulelor intestinale și care realizează divizarea oligomerilor în monomeri capabili de absorbție. Astfel, sistemele enzimatice ale glicocalixului și membranei lipoproteice servesc drept o barieră care împiedică intrarea și contactul moleculelor mari cu membrana celulelor intestinale. Peptidazele intracelulare, pe care le-am considerat o barieră suplimentară și un mecanism de protecție față de compușii fiziologic activi, pot juca un rol semnificativ.

Pentru a înțelege mecanismele de protecție, este important de menționat că membrana mucoasă a intestinului subțire uman conține peste 400.000 de plasmocite pe 1 mm. În plus, au fost identificate aproximativ 1 milion de limfocite pe 1 cm2 de membrană mucoasă intestinală ^. În mod normal, jejunul conține între 6 și 40 de limfocite la 100 de celule epiteliale. Aceasta înseamnă că în intestinul subțire, pe lângă stratul epitelial care separă mediul enteral și cel intern al corpului, există și un puternic strat leucocitar.

Sistemul imunitar intestinal face parte din sistemul imunitar al organismului și este alcătuit din mai multe compartimente diferite. Limfocitele din aceste compartimente au multe asemănări cu limfocitele de origine non-intestinală, dar au și caracteristici unice. În același timp, populațiile de limfocite diferite din intestinul subțire interacționează prin migrarea limfocitelor dintr-un compartiment în altul.

Țesutul limfatic al intestinului subțire reprezintă aproximativ 25% din întreaga mucoasă intestinală. Este reprezentat sub formă de clustere în plăcile Peyer și în lamina propria (ganglioni limfatici individuali), precum și o populație de limfocite dispersate localizate în epiteliu și în lamina propria. Membrana mucoasă a intestinului subțire conține macrofage, limfocite T, B și M, limfocite intraepiteliale, celule țintă etc.

Mecanismele imunitare pot acționa în cavitatea intestinului subțire, la suprafața acestuia și în lamina propria. În același timp, limfocitele intestinale se pot răspândi în alte țesuturi și organe, inclusiv glandele mamare, organele genitale feminine, țesutul limfatic bronșic și pot participa la imunitatea acestora. Deteriorarea mecanismelor care controlează imunitatea organismului și sensibilitatea imună a intestinului subțire la antigene poate fi importantă în patogeneza tulburărilor de imunitate intestinală locală și în dezvoltarea reacțiilor alergice.

Mecanismele de apărare imună și non-imune ale intestinului subțire îl protejează de antigenele străine.

Deși membrana mucoasă a tractului digestiv servește potențial ca o zonă prin care antigenele și substanțele toxice pot pătrunde în mediul intern al organismului, există și un sistem de apărare duplicat eficient, care include atât factori de apărare mecanici (pași) cât și activi. În acest caz, sistemele care produc anticorpi și sistemele de imunitate celulară interacționează în intestin. Trebuie adăugat că funcțiile de protecție ale barierei hepatice, care implementează absorbția substanțelor toxice cu ajutorul celulelor Kupffer, sunt completate de un sistem de reacții antitoxice în epiteliul intestinului subțire.

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

Concluzii

Descoperirea legilor generale ale asimilării substanțelor alimentare, valabile în egală măsură pentru cele mai primitive și pentru cele mai dezvoltate organisme, a condus inevitabil la formarea unei noi teorii raționate evolutiv, potrivită pentru interpretarea proceselor de asimilare nu numai ale omului, ci și ale altor grupuri de organisme. Teoria nutriției adecvate propusă de noi nu este o modificare a celei clasice, ci reprezintă o teorie nouă cu axiomatică diferită. În același timp, unul dintre principalele postulate ale teoriei clasice, conform căruia aportul și cheltuielile de substanțe alimentare în organism trebuie să fie echilibrate, este pe deplin acceptat de noua teorie.

Conform teoriei nutriției echilibrate, alimentele, care au o structură complexă și sunt formate din nutrienți, substanțe de balast și, în unele cazuri, produse toxice, sunt supuse unor procese mecanice, fizico-chimice și, în special, enzimatice. Drept urmare, componentele utile ale alimentelor sunt extrase și transformate în compuși lipsiți de specificitate de specie, care sunt absorbiți în intestinul subțire și asigură organismului energie și necesități plastice. (Mulți fiziologi și biochimisti compară acest proces cu extragerea componentelor valoroase din minereu.) Din substanțele de balast, unele elemente ale sucurilor digestive, celulele exfoliate ale stratului epitelial al tractului gastrointestinal, precum și o serie de produse reziduale ale florei bacteriene, utilizând parțial nutrienții și balastul, se formează secreții care sunt eliminate din organism. Din această schemă de asimilare a alimentelor urmează principiile calculării cantității de substanțe utile care intră în organism odată cu alimentele, evaluării meritelor acestora etc.

Conform teoriei, o nutriție adecvată, precum și trecerea de la o stare de foame la o stare de sațietate, sunt determinate nu numai de nutrienți, ci și de diverși compuși reglatori vitali care intră în mediul intern al organismului din intestin. Astfel de compuși reglatori includ în principal hormoni produși de numeroase celule endocrine ale tractului gastrointestinal, care ca număr și diversitate depășesc întregul sistem endocrin al organismului. Compușii reglatori includ, de asemenea, factori asemănători hormonilor, cum ar fi derivatele alimentare formate ca urmare a acțiunii enzimelor aparatului digestiv al macroorganismului și a florei bacteriene. În unele cazuri, nu este posibil să se traseze o linie clară între substanțele reglatoare și cele toxice, un exemplu fiind histamina.

Din punctul de vedere al teoriei clasice a nutriției, microflora aparatului digestiv al organismelor monogastrice, inclusiv al oamenilor (dar nu și al rumegătoarelor), nu este nici măcar un atribut neutru, ci mai degrabă unul dăunător. Din punctul de vedere al teoriei nutriției adecvate, flora bacteriană a tractului gastrointestinal nu numai la rumegătoare, ci și, aparent, la toate sau la marea majoritate a organismelor multicelulare este un participant necesar la asimilarea alimentelor. Acum s-a stabilit că în timpul activității de hrănire a numeroase organisme, nu numai că are loc extragerea unei părți utile din alimente - nutrienții primari - în sistemul digestiv, ci și transformarea diferitelor componente alimentare sub influența microflorei, precum și îmbogățirea cu produsele activității sale vitale. Drept urmare, partea neutilizată a nutrienților este transformată într-o parte activă a mediului enteral, posedând o serie de proprietăți importante.

Pentru organismele complexe, este corect să considerăm că, în sens metabolic, acestea sunt sisteme supraorganice în care gazda interacționează cu o anumită microfloră. Sub influența microflorei, se formează nutrienți secundari, care sunt extrem de importanți și, în multe cazuri, necesari. Sursa nutrienților secundari sunt substanțele alimentare de balast, care participă la reglarea multor funcții locale ale organismului.

Asimilarea alimentelor, conform teoriei clasice a nutriției, se reduce la hidroliza enzimatică a structurilor sale organice complexe și extracția elementelor simple - nutrienții propriu-ziși. Din aceasta rezultă o serie de idei fundamentale despre oportunitatea îmbogățirii alimentelor, adică despre separarea componentelor care conțin nutrienți de substanța de stâlp, precum și despre utilizarea nutrienților preparați ca produse alimentare - produse finale de divizare, potrivite pentru absorbție sau chiar introducere în sânge etc. În schimb, conform teoriei nutriției adecvate, nu are loc doar divizarea alimentelor, ci și prepararea nutrienților și substanțelor fiziologic active ca urmare a acțiunii microflorei tractului gastrointestinal, în special asupra substanțelor de stâlp. În acest fel, se formează numeroase vitamine, acizi grași volatili și aminoacizi esențiali, ceea ce afectează semnificativ nevoile organismului de produse alimentare provenite din exterior. Raportul dintre nutrienții primari și cei secundari poate varia foarte mult în funcție de specie și chiar de caracteristicile individuale ale microflorei. În plus, alături de nutrienții secundari, se formează substanțe toxice, în special amine toxice, sub influența florei bacteriene. Activitatea florei bacteriene, care este o componentă obligatorie a organismelor multicelulare, este strâns legată de o serie de caracteristici importante ale macroorganismului.

După cum s-a menționat de multe ori, dezvoltarea teoriei nutriției adecvate se bazează pe modele biologice și evolutive generale, precum și pe realizările unui număr de științe, în special biologie, chimie, fizică și medicină. Într-adevăr, pentru un biolog, nu doar „formula” este extrem de importantă, ci și tehnologia oricărui proces, deoarece evoluția se îndreaptă în direcția optimizării tehnologiei proceselor biologice. În sistemele biologice, mult depinde de tehnologia proceselor, deoarece eficiența lor ridicată și, uneori, chiar posibilitatea implementării anumitor verigi intermediare sunt asociate cu implementarea anumitor verigi intermediare. Eficiența insuficientă a implementării lor sau a interacțiunii lor perturbă funcționarea sistemului în ansamblu. Această idee explică unele diferențe fundamentale dintre teoriile nutriției echilibrate și cele adecvate. Prima teorie este determinată în esență de formula echilibrată a nutriției, a doua, pe lângă o astfel de formulă, ia în considerare și tehnologia nutriției, adică tehnologia proceselor de asimilare a alimentelor de către diverse grupuri de organisme.

În cele din urmă, teoria nutriției adecvate este unul dintre elementele centrale ale științei interdisciplinare a trofologiei. Unificarea multor secțiuni ale științelor biologice și medicale care privesc diverse aspecte ale asimilării alimentelor de către sisteme biologice de complexitate variabilă (de la celule și organisme la ecosisteme și biosferă) într-o singură știință este necesară pentru înțelegerea unității fundamentale a naturii. Acest lucru este important și pentru caracterizarea proceselor de interacțiune din biosferă pe baza legăturilor trofice, adică pentru a considera biosfera ca o trofosferă. Dar, într-o măsură nu mai mică, ba poate chiar mai mare, formarea trofologiei, inclusiv a teoriei nutriției adecvate, este esențială pentru diverse științe medicale, deoarece trofismul tisular și tulburările sale, diverse probleme de gastroenterologie, aspectele teoretice și aplicate ale științei nutriției sunt, de fapt, părți divizate irațional ale unei probleme comune - problema asimilării alimentelor de către organisme aflate la diferite niveluri ale scării evolutive. Această problemă ar trebui considerată din niște poziții unitare bazate pe perspective mai ample și mai profunde decât înainte.

Astfel, teoria nutriției adecvate este, ca să spunem așa, o teorie a nutriției echilibrate căreia i s-au dezvoltat „aripi biologice”. Aceasta înseamnă că teoria nutriției adecvate este aplicabilă nu numai oamenilor sau unui anumit grup de animale, ci și celor mai diverse specii de animale și, mai mult, tuturor grupurilor de organisme.

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