Obrambni sistemi prebavil

Teorija ustrezne prehrane pripisuje velik pomen obrambnim sistemom telesa pred prodiranjem različnih škodljivih snovi v njegovo notranje okolje. Vnos hranil v prebavila ne smemo obravnavati le kot način za obnavljanje energije in plastičnih materialov, temveč tudi kot alergijsko in toksično agresijo. Dejansko je prehrana povezana z nevarnostjo prodiranja različnih antigenov in strupenih snovi v notranje okolje telesa. Le zahvaljujoč kompleksnemu obrambnemu sistemu se negativni vidiki prehrane učinkovito nevtralizirajo.

Najprej je treba omeniti sistem, ki ga še vedno označujemo kot mehanski ali pasivni. To pomeni omejeno prepustnost sluznice prebavil za vodotopne molekule z relativno majhno molekulsko maso (manj kot 300-500) in neprepustnost za polimere, ki vključujejo beljakovine, mukopolisaharide in druge snovi z antigenimi lastnostmi. Vendar pa je za celice prebavnega sistema v obdobju postnatalnega razvoja značilna endocitoza, ki olajša vstop makromolekul in tujih antigenov v notranje okolje telesa. Obstajajo dokazi, da so celice prebavil odraslih organizmov sposobne absorbirati tudi velike molekule, vključno z neprebavljenimi. Takšne procese g. Volkheimer označuje kot persorpcijo. Poleg tega se pri prehodu hrane skozi prebavila tvori znatna količina hlapnih maščobnih kislin, od katerih nekatere ob absorpciji povzročijo toksičen učinek, druge pa lokalni dražilni učinek. Kar zadeva ksenobiotike, se njihova tvorba in absorpcija v prebavilih razlikujeta glede na sestavo, lastnosti in kontaminacijo hrane.

Obstaja še več drugih mehanizmov, ki preprečujejo vstop strupenih snovi in antigenov iz enteralnega okolja v notranje okolje, od katerih sta dva transformacijska. Eden od teh mehanizmov je povezan z glikokaliksom, ki je neprepusten za številne velike molekule. Izjema so molekule, ki jih hidrolizirajo encimi (pankreasna amilaza, lipaza, proteaze), adsorbirani v strukturah glikokaliksa. V zvezi s tem je stik nerazcepljenih molekul, ki povzročajo alergijske in toksične reakcije, s celično membrano otežen, hidrolizirane molekule pa izgubijo svoje antigenske in toksične lastnosti.

Drug mehanizem transformacije določajo encimski sistemi, lokalizirani na apikalni membrani črevesnih celic, ki izvajajo cepitev oligomerov v monomere, sposobne absorpcije. Tako encimski sistemi glikokaliksa in lipoproteinske membrane služijo kot pregrada, ki preprečuje vstop in stik velikih molekul z membrano črevesnih celic. Pomembno vlogo lahko igrajo tudi znotrajcelične peptidaze, ki smo jih obravnavali kot dodatno pregrado in mehanizem zaščite pred fiziološko aktivnimi spojinami.

Za razumevanje mehanizmov zaščite je pomembno vedeti, da sluznica tankega črevesa pri ljudeh vsebuje več kot 400.000 plazemskih celic na 1 mm. Poleg tega je bilo identificiranih približno 1 milijon limfocitov na 1 cm2 črevesne sluznice ^. Običajno jejunum vsebuje od 6 do 40 limfocitov na 100 epitelijskih celic. To pomeni, da je v tankem črevesu poleg epitelijske plasti, ki ločuje enteralno in notranje okolje telesa, prisotna tudi močna plast levkocitov.

Črevesni imunski sistem je del imunskega sistema telesa in je sestavljen iz več različnih predelkov. Limfociti v teh predelkih imajo veliko podobnosti z limfociti nečrevesnega izvora, imajo pa tudi edinstvene značilnosti. Hkrati populacije različnih limfocitov v tankem črevesu medsebojno delujejo z migracijo limfocitov iz enega predelka v drugega.

Limfatično tkivo tankega črevesa predstavlja približno 25 % celotne črevesne sluznice. Predstavljeno je v obliki skupkov v Peyerjevih plakih in v lamini proprii (posamezne bezgavke), pa tudi kot populacija razpršenih limfocitov, lokaliziranih v epiteliju in v lamini proprii. Sluznica tankega črevesa vsebuje makrofage, T-, B- in M-limfocite, intraepitelijske limfocite, ciljne celice itd.

Imunski mehanizmi lahko delujejo v votlini tankega črevesa, na njegovi površini in v lamini proprii. Hkrati se črevesni limfociti lahko širijo v druga tkiva in organe, vključno z mlečnimi žlezami, ženskimi spolnimi organi, bronhialnim limfnim tkivom, in sodelujejo pri njihovi imunosti. Okvara mehanizmov, ki nadzorujejo telesno imunost in imunsko občutljivost tankega črevesa na antigene, je lahko pomembna pri patogenezi motenj lokalne črevesne imunosti in pri razvoju alergijskih reakcij.

Neimunski in imunski obrambni mehanizmi tankega črevesa ga ščitijo pred tujimi antigeni.

Čeprav sluznica prebavnega trakta potencialno služi kot območje, skozi katerega lahko antigeni in strupene snovi prodrejo v notranje okolje telesa, obstaja tudi učinkovit podvojen obrambni sistem, ki vključuje tako mehanske (pasivne) kot aktivne obrambne dejavnike. V tem primeru v črevesju medsebojno delujejo sistemi, ki proizvajajo protitelesa, in sistemi celične imunosti. Dodati je treba, da zaščitne funkcije jetrne pregrade, ki s pomočjo Kupfferjevih celic izvaja absorpcijo strupenih snovi, dopolnjuje sistem antitoksičnih reakcij v epiteliju tankega črevesa.

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

Zaključki

Odkritje splošnih zakonov asimilacije hranilnih snovi, ki veljajo enako za najbolj primitivne in za najbolj razvite organizme, je neizogibno privedlo do oblikovanja nove evolucijsko utemeljene teorije, primerne za razlago asimilacijskih procesov ne le človeka, temveč tudi drugih skupin organizmov. Teorija ustrezne prehrane, ki jo predlagamo, ni modifikacija klasične, temveč predstavlja novo teorijo z drugačnimi aksiomatiki. Hkrati nova teorija v celoti sprejema enega glavnih postulatov klasične teorije, po katerem morata biti vnos in poraba hranilnih snovi v telesu uravnotežena.

Po teoriji uravnotežene prehrane se hrana, ki je kompleksne strukture in je sestavljena iz hranil, balastnih snovi in v nekaterih primerih strupenih produktov, podvrže mehanski, fizikalno-kemijski in zlasti encimski obdelavi. Posledično se koristne sestavine hrane ekstrahirajo in pretvorijo v spojine brez vrstne specifičnosti, ki se absorbirajo v tankem črevesu in telesu zagotavljajo energijske in plastične potrebe. (Mnogi fiziologi in biokemiki ta postopek primerjajo z ekstrakcijo dragocenih sestavin iz rude.) Iz balastnih snovi, nekaterih elementov prebavnih sokov, odluščenih celic epitelijske plasti prebavil ter številnih odpadnih produktov bakterijske flore, ki delno izkoriščajo hranila in balast, nastajajo izločki, ki se izločajo iz telesa. Iz te sheme asimilacije hrane sledijo načela izračuna količine koristnih snovi, ki vstopijo v telo s hrano, ocenjevanja njenih prednosti itd.

Po teoriji zadostno prehrano, pa tudi prehod iz lačnega v nasičeno stanje, ne določajo le hranila, temveč tudi različne vitalne regulatorne spojine, ki vstopajo v notranje okolje telesa iz črevesja. Med takšne regulatorne spojine spadajo predvsem hormoni, ki jih proizvajajo številne endokrine celice prebavil, ki po številu in raznolikosti presegajo celoten endokrini sistem telesa. Regulatorne spojine vključujejo tudi hormonom podobne dejavnike, kot so derivati hrane, ki nastanejo kot posledica delovanja encimov prebavnega aparata makroorganizma in bakterijske flore. V nekaterih primerih ni mogoče potegniti jasne meje med regulatornimi in strupenimi snovmi, primer tega je histamin.

Z vidika klasične teorije prehrane mikroflora prebavnega sistema monogastričnih organizmov, vključno z ljudmi (vendar ne prežvekovalci), niti ni nevtralna, temveč škodljiva lastnost. Z vidika teorije ustrezne prehrane je bakterijska flora prebavil ne le pri prežvekovalcih, ampak očitno tudi pri vseh ali veliki večini večceličnih organizmov nujen udeleženec pri asimilaciji hrane. Zdaj je ugotovljeno, da med prehranjevalno aktivnostjo številnih organizmov ne pride le do ekstrakcije nekaterih koristnih delov hrane - primarnih hranil - v prebavnem sistemu, temveč tudi do preoblikovanja različnih sestavin hrane pod vplivom mikroflore in obogatitve s produkti njene vitalne dejavnosti. Posledično se neuporabljeni del hranil pretvori v aktivni del enteralnega okolja, ki ima številne pomembne lastnosti.

Za kompleksne organizme je upravičeno upoštevati, da so v presnovnem smislu nadorganizemski sistemi, v katerih gostitelj interagira z določeno mikrofloro. Pod vplivom mikroflore nastajajo sekundarna hranila, ki so izjemno pomembna in v mnogih primerih nujna. Vir sekundarnih hranil so balastne snovi hrane, ki sodelujejo pri uravnavanju številnih lokalnih funkcij telesa.

Asimilacija hrane se po klasični teoriji prehrane zreducira na encimsko hidrolizo njenih kompleksnih organskih struktur in ekstrakcijo preprostih elementov - lastnih hranil. Iz tega sledi vrsta temeljnih idej o priporočljivosti obogatitve hrane, torej o ločevanju komponent, ki vsebujejo hranila, od balasta, pa tudi o uporabi že pripravljenih hranil kot živil - končnih produktov razgradnje, primernih za absorpcijo ali celo vnos v kri itd. Nasprotno pa po teoriji ustrezne prehrane ne poteka le razgradnja hrane, temveč tudi priprava hranil in fiziološko aktivnih snovi kot posledica delovanja mikroflore prebavil, zlasti na balastne snovi. Na ta način nastane veliko vitaminov, hlapnih maščobnih kislin in esencialnih aminokislin, kar pomembno vpliva na potrebe telesa po živilih, ki prihajajo od zunaj. Razmerje med primarnimi in sekundarnimi hranili se lahko zelo razlikuje glede na vrsto in celo individualne značilnosti mikroflore. Poleg tega se pod vplivom bakterijske flore poleg sekundarnih hranil tvorijo tudi strupene snovi, zlasti strupeni amini. Aktivnost bakterijske flore, ki je obvezna sestavina večceličnih organizmov, je tesno povezana s številnimi pomembnimi značilnostmi makroorganizma.

Kot je bilo že večkrat omenjeno, razvoj teorije ustrezne prehrane temelji na splošnih bioloških in evolucijskih zakonitostih, pa tudi na dosežkih številnih znanosti, zlasti biologije, kemije, fizike in medicine. Za biologa namreč ni izjemno pomembna le "formula", temveč tudi tehnologija katerega koli procesa, saj evolucija poteka v smeri optimizacije tehnologije bioloških procesov. V bioloških sistemih je veliko odvisno od tehnologije procesov, saj sta njihova visoka učinkovitost in včasih celo možnost povezana z izvajanjem določenih vmesnih členov. Nezadostna učinkovitost njihovega izvajanja ali njihove interakcije moti delovanje sistema kot celote. Ta ideja pojasnjuje nekatere temeljne razlike med teorijami uravnotežene in ustrezne prehrane. Prvo teorijo v bistvu določa uravnotežena formula prehrane, druga pa poleg takšne formule upošteva tudi tehnologijo prehrane, torej tehnologijo procesov asimilacije hrane s strani različnih skupin organizmov.

Končno je teorija ustrezne prehrane eden osrednjih elementov interdisciplinarne znanosti trofologije. Združitev številnih področij bioloških in medicinskih znanosti, ki se ukvarjajo z različnimi vidiki asimilacije hrane s strani bioloških sistemov različne kompleksnosti (od celic in organizmov do ekosistemov in biosfere) v eno samo znanost, je nujna za razumevanje temeljne enotnosti narave. To je pomembno tudi za karakterizacijo procesov interakcije v biosferi, ki temeljijo na trofičnih povezavah, torej za obravnavo biosfere kot trofosfere. Vendar pa je oblikovanje trofologije, vključno s teorijo ustrezne prehrane, v nič manjši, morda celo večji meri bistveno za različne medicinske znanosti, saj so tkivni trofizem in njegove motnje, različni problemi gastroenterologije ter teoretični in uporabni vidiki prehranske znanosti pravzaprav neracionalno razdeljeni deli enega skupnega problema - problema asimilacije hrane s strani organizmov na različnih ravneh evolucijske lestvice. Ta problem je treba obravnavati z nekaterih enotnih stališč, ki temeljijo na pogledih, ki so obsežnejši in globlji kot prej.

Teorija ustrezne prehrane je torej, če lahko tako rečemo, teorija uravnotežene prehrane, ki je dobila "biološka krila". To pomeni, da je teorija ustrezne prehrane uporabna ne le za ljudi ali eno specifično skupino živali, temveč tudi za najrazličnejše vrste živali in poleg tega za vse skupine organizmov.

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