Obranné systémy gastrointestinálního traktu

Teorie adekvátní výživy přikládá velký význam obranným systémům těla proti pronikání různých škodlivých látek do jeho vnitřního prostředí. Vstup živin do gastrointestinálního traktu by měl být považován nejen za způsob doplnění energie a plastických materiálů, ale také za alergickou a toxickou agresi. Výživa je skutečně spojena s nebezpečím pronikání různých antigenů a toxických látek do vnitřního prostředí těla. Pouze díky komplexnímu obrannému systému jsou negativní aspekty výživy účinně neutralizovány.

V první řadě je nutné si uvědomit systém, který je stále označován jako mechanický nebo pasivní. To znamená omezenou propustnost sliznice gastrointestinálního traktu pro ve vodě rozpustné molekuly s relativně malou molekulovou hmotností (méně než 300-500) a nepropustnost pro polymery, mezi které patří proteiny, mukopolysacharidy a další látky s antigenními vlastnostmi. Pro buňky trávicího ústrojí v období postnatálního vývoje je však charakteristická endocytóza, která usnadňuje vstup makromolekul a cizích antigenů do vnitřního prostředí těla. Existují důkazy o tom, že buňky gastrointestinálního traktu dospělých organismů jsou také schopny absorbovat velké molekuly, včetně nestrávených. Tyto procesy pan Volkheimer označuje jako persorpci. Kromě toho se při průchodu potravy gastrointestinálním traktem tvoří značné množství těkavých mastných kyselin, z nichž některé při absorpci způsobují toxický účinek, zatímco jiné způsobují lokální dráždivý účinek. Pokud jde o xenobiotika, jejich tvorba a absorpce v gastrointestinálním traktu se liší v závislosti na složení, vlastnostech a kontaminaci potravy.

Existuje několik dalších mechanismů, které brání vstupu toxických látek a antigenů z enterálního prostředí do vnitřního prostředí, z nichž dva jsou transformační. Jeden z těchto mechanismů je spojen s glykokalyxem, který je nepropustný pro mnoho velkých molekul. Výjimkou jsou molekuly hydrolyzované enzymy (pankreatická amyláza, lipáza, proteázy) adsorbovanými ve strukturách glykokalyxu. V tomto ohledu je kontakt nerozštěpených molekul způsobujících alergické a toxické reakce s buněčnou membránou obtížný a molekuly, které jsou hydrolyzovány, ztrácejí své antigenní a toxické vlastnosti.

Další transformační mechanismus je určen enzymatickými systémy lokalizovanými na apikální membráně střevních buněk a provádějícími štěpení oligomerů na monomery schopné absorpce. Enzymatické systémy glykokalyxu a lipoproteinové membrány tak slouží jako bariéra bránící vstupu a kontaktu velkých molekul s membránou střevních buněk. Významnou roli mohou hrát intracelulární peptidázy, které jsme považovali za další bariéru a mechanismus ochrany před fyziologicky aktivními látkami.

Pro pochopení mechanismů ochrany je důležité si uvědomit, že sliznice tenkého střeva člověka obsahuje více než 400 000 plazmatických buněk na 1 mm. Kromě toho bylo identifikováno asi 1 milion lymfocytů na 1 cm2 střevní sliznice ^. Normálně jejunum obsahuje 6 až 40 lymfocytů na 100 epiteliálních buněk. To znamená, že v tenkém střevě se kromě epiteliální vrstvy oddělující enterální a vnitřní prostředí těla nachází také silná vrstva leukocytů.

Střevní imunitní systém je součástí imunitního systému těla a skládá se z několika různých kompartmentů. Lymfocyty v těchto kompartmentech mají mnoho podobností s lymfocyty nestřevního původu, ale také jedinečné vlastnosti. Zároveň populace různých lymfocytů v tenkém střevě interagují migrací lymfocytů z jednoho kompartmentu do druhého.

Lymfatická tkáň tenkého střeva tvoří asi 25 % celkové střevní sliznice. Je zastoupena ve formě shluků v Peyerových placích a v lamina propria (jednotlivé lymfatické uzliny), stejně jako populací rozptýlených lymfocytů lokalizovaných v epitelu a v lamina propria. Sliznice tenkého střeva obsahuje makrofágy, T-, B- a M-lymfocyty, intraepiteliální lymfocyty, cílové buňky atd.

Imunitní mechanismy mohou působit v dutině tenkého střeva, na jeho povrchu a v lamina propria. Zároveň se střevní lymfocyty mohou šířit do dalších tkání a orgánů, včetně mléčných žláz, ženských pohlavních orgánů, bronchiální lymfatické tkáně, a podílet se na jejich imunitě. Poškození mechanismů, které řídí imunitu organismu a imunitní citlivost tenkého střeva na antigeny, může hrát důležitou roli v patogenezi poruch lokální střevní imunity a ve vývoji alergických reakcí.

Neimunitní a imunitní obranné mechanismy tenkého střeva ho chrání před cizími antigeny.

Ačkoli sliznice trávicího traktu potenciálně slouží jako oblast, kterou mohou antigeny a toxické látky pronikat do vnitřního prostředí těla, existuje zde také účinný zdvojený obranný systém, který zahrnuje jak mechanické (pasivní), tak aktivní obranné faktory. V tomto případě ve střevě interagují systémy produkující protilátky a systémy buněčné imunity. Je třeba dodat, že ochranné funkce jaterní bariéry, která realizuje vstřebávání toxických látek pomocí Kupfferových buněk, jsou doplněny systémem antitoxických reakcí v epitelu tenkého střeva.

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

Závěry

Objev obecných zákonů asimilace látek z potravy, platných stejně pro nejprimitivnější i pro nejvyvinutější organismy, nevyhnutelně vedl k vytvoření nové evolučně zdůvodněné teorie, vhodné pro interpretaci asimilačních procesů nejen člověka, ale i jiných skupin organismů. Námi navržená teorie dostatečné výživy není modifikací klasické teorie, ale představuje novou teorii s odlišnou axiomatikou. Zároveň je jednou z hlavních teorií klasické teorie, podle níž musí být příjem a výdej látek z potravy v těle vyvážený, plně akceptována novou teorií.

Podle teorie vyvážené výživy prochází potravina, která má složitou strukturu a skládá se z živin, balastních látek a v některých případech i toxických produktů, mechanickým, fyzikálně-chemickým a zejména enzymatickým zpracováním. Výsledkem je extrakce užitečných složek potravy a jejich přeměna na sloučeniny bez druhové specifičnosti, které se vstřebávají v tenkém střevě a poskytují tělu energetické a plastické potřeby. (Mnoho fyziologů a biochemiků tento proces srovnává s extrakcí cenných složek z rudy.) Z balastních látek, některých prvků trávicích šťáv, exfoliovaných buněk epiteliální vrstvy gastrointestinálního traktu a také řady odpadních produktů bakteriální flóry, částečně využívajících živiny a balast, se tvoří sekrety, které se z těla vylučují. Z tohoto schématu asimilace potravy vyplývají principy výpočtu množství užitečných látek vstupujících do těla s potravou, hodnocení jejích předností atd.

Podle této teorie je dostatečná výživa, stejně jako přechod z hladového stavu do stavu sytosti, určena nejen živinami, ale také různými životně důležitými regulačními sloučeninami vstupujícími do vnitřního prostředí těla ze střeva. Mezi tyto regulační sloučeniny patří především hormony produkované četnými endokrinními buňkami gastrointestinálního traktu, které svým počtem a rozmanitostí převyšují celý endokrinní systém těla. Mezi regulační sloučeniny patří také hormonálně podobné faktory, jako jsou deriváty potravy vznikající v důsledku působení enzymů trávicího aparátu makroorganismu a bakteriální flóry. V některých případech není možné stanovit jasnou hranici mezi regulačními a toxickými látkami, příkladem je histamin.

Z pohledu klasické teorie výživy není mikroflóra trávicího aparátu monogastrických organismů, včetně člověka (ale nikoli přežvýkavců), ani neutrální, ale spíše škodlivá vlastnost. Z hlediska teorie adekvátní výživy je bakteriální flóra gastrointestinálního traktu nejen u přežvýkavců, ale zřejmě i u všech nebo převážné většiny mnohobuněčných organismů nezbytným účastníkem asimilace potravy. Nyní je zjištěno, že během krmné činnosti mnoha organismů dochází v trávicím systému nejen k extrakci určité užitečné části potravy - primárních živin, ale také k transformaci různých složek potravy pod vlivem mikroflóry a k obohacení produkty její životně důležité činnosti. V důsledku toho se nevyužitá část živin přeměňuje na aktivní součást enterálního prostředí, která má řadu důležitých vlastností.

U složitých organismů je spravedlivé uvažovat, že v metabolickém smyslu se jedná o supraorganismické systémy, ve kterých hostitel interaguje s určitou mikroflórou. Pod vlivem mikroflóry se tvoří sekundární živiny, které jsou nesmírně důležité a v mnoha případech i nezbytné. Zdrojem sekundárních živin jsou balastní látky potravy, které se podílejí na regulaci mnoha lokálních funkcí organismu.

Asimilace potravy se podle klasické teorie výživy redukuje na enzymatickou hydrolýzu jejích složitých organických struktur a extrakci jednoduchých prvků - vlastních živin. Z toho vyplývá řada základních myšlenek o vhodnosti obohacování potravin, tj. o oddělení složek obsahujících živiny od balastních látek, jakož i o použití hotových živin jako potravinářských výrobků - konečných produktů štěpení, vhodných k vstřebávání nebo dokonce zavedení do krve atd. Naproti tomu podle teorie adekvátní výživy nedochází pouze k štěpení potravy, ale také k přípravě živin a fyziologicky aktivních látek v důsledku působení mikroflóry gastrointestinálního traktu, zejména balastních látek. Tímto způsobem vzniká mnoho vitamínů, těkavých mastných kyselin a esenciálních aminokyselin, které významně ovlivňují potřebu organismu v potravinách přicházejících zvenčí. Poměr mezi primárními a sekundárními živinami se může značně lišit v závislosti na druhu a dokonce i individuálních vlastnostech mikroflóry. Kromě toho se spolu se sekundárními živinami pod vlivem bakteriální flóry tvoří toxické látky, zejména toxické aminy. Aktivita bakteriální flóry, která je povinnou součástí mnohobuněčných organismů, úzce souvisí s řadou důležitých charakteristik makroorganismu.

Jak již bylo mnohokrát poznamenáno, vývoj teorie adekvátní výživy je založen na obecných biologických a evolučních zákonitostech, jakož i na výsledcích řady věd, zejména biologie, chemie, fyziky a medicíny. Pro biologa je skutečně nesmírně důležitý nejen „vzorec“, ale i technologie jakéhokoli procesu, protože evoluce směřuje k optimalizaci technologie biologických procesů. V biologických systémech závisí na technologii procesů hodně, protože jejich vysoká účinnost a někdy i samotná možnost jsou spojeny s realizací určitých mezičlánků. Nedostatečná účinnost jejich realizace nebo jejich interakce narušuje fungování systému jako celku. Tato myšlenka vysvětluje některé zásadní rozdíly mezi teoriemi vyvážené a adekvátní výživy. První teorie je v podstatě určena vyváženým vzorcem výživy, druhá kromě takového vzorce zohledňuje také technologii výživy, tj. technologii procesů asimilace potravy různými skupinami organismů.

Konečně, teorie adekvátní výživy je jedním z ústředních prvků interdisciplinární vědy trofologie. Sjednocení mnoha částí biologických a lékařských věd týkajících se různých aspektů asimilace potravy biologickými systémy různé složitosti (od buněk a organismů až po ekosystémy a biosféru) do jedné vědy je nezbytné pro pochopení základní jednoty přírody. To je také důležité pro charakterizaci procesů interakce v biosféře založených na trofických vazbách, tj. pro pojetí biosféry jako trofosféry. Ale v neméně, a možná i ve větší míře, je formování trofologie, včetně teorie adekvátní výživy, nezbytné pro různé lékařské vědy, protože trofika tkání a její poruchy, různé problémy gastroenterologie, teoretické a aplikované aspekty vědy o výživě jsou ve skutečnosti iracionálně rozdělenými částmi jednoho společného problému - problému asimilace potravy organismy na různých úrovních evolučního žebříčku. Tento problém by měl být posuzován z některých jednotných pozic založených na názorech, které jsou rozsáhlejší a hlubší než dříve.

Teorie adekvátní výživy je tedy takříkajíc teorií vyvážené výživy, které narostla „biologická křídla“. To znamená, že teorie adekvátní výživy je použitelná nejen pro člověka nebo jednu konkrétní skupinu zvířat, ale i pro nejrozmanitější druhy zvířat a navíc pro všechny skupiny organismů.

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