Ruoansulatuskanavan puolustusjärjestelmät

Riittävän ravitsemuksen teoria pitää erittäin tärkeänä kehon puolustusjärjestelmiä erilaisten haitallisten aineiden tunkeutumista vastaan sen sisäiseen ympäristöön. Ravinteiden pääsyä ruoansulatuskanavaan tulisi pitää paitsi keinona täydentää energiaa ja muovimateriaaleja, myös allergisena ja toksisena aggressiona. Ravitsemukseen liittyy todellakin vaara, että erilaiset antigeenit ja myrkylliset aineet pääsevät kehon sisäiseen ympäristöön. Vain monimutkaisen puolustusjärjestelmän ansiosta ravinnon negatiiviset puolet neutraloidaan tehokkaasti.

Ensinnäkin on huomattava järjestelmä, jota edelleen kutsutaan mekaaniseksi tai passiiviseksi. Tämä tarkoittaa ruoansulatuskanavan limakalvon rajoitettua läpäisevyyttä vesiliukoisille molekyyleille, joilla on suhteellisen pieni molekyylipaino (alle 300-500), ja läpäisemättömyys polymeereille, joihin kuuluvat proteiinit, mukopolysakkaridit ja muut antigeenisiä ominaisuuksia omaavat aineet. Ruoansulatusjärjestelmän soluille postnataalisen kehityksen aikana on kuitenkin ominaista endosytoosi, joka helpottaa makromolekyylien ja vieraiden antigeenien pääsyä kehon sisäiseen ympäristöön. On näyttöä siitä, että aikuisten organismien ruoansulatuskanavan solut kykenevät myös absorboimaan suuria molekyylejä, mukaan lukien sulamattomia. Tällaisia prosesseja herra Volkheimer kutsuu persorptioksi. Lisäksi, kun ruoka kulkee ruoansulatuskanavan läpi, muodostuu merkittävä määrä haihtuvia rasvahappoja, joista jotkut aiheuttavat imeytyessään myrkyllisen vaikutuksen, kun taas toiset aiheuttavat paikallisen ärsytysvaikutuksen. Ksenobioottien osalta niiden muodostuminen ja imeytyminen ruoansulatuskanavassa vaihtelevat ruoan koostumuksen, ominaisuuksien ja saastumisen mukaan.

On olemassa useita muita mekanismeja, jotka estävät myrkyllisten aineiden ja antigeenien pääsyn suolistoympäristöstä sisäiseen ympäristöön, joista kaksi on transformatiivisia. Yksi näistä mekanismeista liittyy glykokalyksiin, joka on läpäisemätön monille suurille molekyyleille. Poikkeuksena ovat molekyylit, jotka hydrolysoituvat glykokalyksin rakenteisiin adsorboituneilla entsyymeillä (haiman amylaasi, lipaasi, proteaasit). Tässä suhteessa jakamattomien molekyylien, jotka aiheuttavat allergisia ja toksisia reaktioita, kosketus solukalvon kanssa on vaikeaa, ja hydrolysoituneet molekyylit menettävät antigeeniset ja toksiset ominaisuutensa.

Toinen transformaatiomekanismi määräytyy suolistosolujen apikaalisella kalvolla sijaitsevien entsyymijärjestelmien kautta, jotka suorittavat oligomeerien pilkkomisen imeytymiskykyisiksi monomeereiksi. Glykokalyksin ja lipoproteiinikalvon entsyymijärjestelmät toimivat siis esteenä, joka estää suurten molekyylien pääsyn suolistosolujen kalvoon ja kosketuksen sen kanssa. Solunsisäiset peptidaasit, joita olemme pitäneet lisäesteenä ja fysiologisesti aktiivisia yhdisteitä vastaan suojaavana mekanismina, voivat olla merkittävässä roolissa.

Suojamekanismien ymmärtämiseksi on tärkeää huomata, että ihmisen ohutsuolen limakalvo sisältää yli 400 000 plasmasolua per 1 mm. Lisäksi suoliston limakalvolla on tunnistettu noin 1 miljoona lymfosyyttiä per 1 cm2 ^. Normaalisti tyhjäsuolessa on 6–40 lymfosyyttiä per 100 epiteelisolu. Tämä tarkoittaa, että ohutsuolessa on kehon suoliston ja sisäisen ympäristön erottavan epiteelikerroksen lisäksi myös voimakas leukosyyttikerros.

Suoliston immuunijärjestelmä on osa kehon immuunijärjestelmää ja koostuu useista eri osastoista. Näiden osastojen lymfosyyteillä on monia yhtäläisyyksiä ei-suolistosta peräisin olevien lymfosyyttien kanssa, mutta niillä on myös ainutlaatuisia piirteitä. Samaan aikaan ohutsuolen eri lymfosyyttipopulaatiot ovat vuorovaikutuksessa keskenään siirtymällä lymfosyyteistä osastosta toiseen.

Ohutsuolen imukudos muodostaa noin 25 % koko suoliston limakalvosta. Se esiintyy klustereiden muodossa Peyerin läiskissä ja yksittäisissä imusolmukkeissa (lamina propria), sekä hajanaisten lymfosyyttien populaationa epiteelissä ja lamina propriassa. Ohutsuolen limakalvo sisältää makrofageja, T-, B- ja M-lymfosyyttejä, epiteelin sisäisiä lymfosyyttejä, kohdesoluja jne.

Immuunimekanismit voivat toimia ohutsuolen ontelossa, sen pinnalla ja lamina propriassa. Samanaikaisesti suoliston lymfosyytit voivat levitä muihin kudoksiin ja elimiin, mukaan lukien rintarauhaset, naisen sukupuolielimet ja keuhkoputkien imusuonikudos, ja osallistua niiden immuniteettiin. Kehon immuniteettia ja ohutsuolen immuuniherkkyyttä antigeeneille säätelevien mekanismien vaurioituminen voi olla tärkeää paikallisen suoliston immuniteetin häiriöiden patogeneesissä ja allergisten reaktioiden kehittymisessä.

Ohutsuolen immuunipuolustusmekanismit ja ei-immuunijärjestelmä suojaavat sitä vierailta antigeeneiltä.

Vaikka ruoansulatuskanavan limakalvo voi toimia alueena, jonka kautta antigeenit ja myrkylliset aineet voivat tunkeutua kehon sisäiseen ympäristöön, on olemassa myös tehokas kahdennettu puolustusjärjestelmä, joka sisältää sekä mekaanisia (passiivisia) että aktiivisia puolustustekijöitä. Tässä tapauksessa vasta-aineita tuottavat järjestelmät ja soluimmuniteettijärjestelmät ovat vuorovaikutuksessa suolistossa. On lisättävä, että maksaesteen suojaavia toimintoja, jotka toteuttavat myrkyllisten aineiden imeytymisen Kupfferin solujen avulla, täydentää ohutsuolen epiteelin antitoksisten reaktioiden järjestelmä.

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

Johtopäätökset

Yleisten ravintoaineiden assimilaatiolakien löytäminen, jotka pätevät yhtä lailla sekä alkeellisimpiin että kehittyneimpiin organismeihin, johti väistämättä uuden evolutiivisesti perustellun teorian muodostumiseen, joka soveltuu tulkitsemaan paitsi ihmisen, myös muiden organismiryhmien assimilaatioprosesseja. Esittämämme riittävän ravitsemuksen teoria ei ole klassisen teorian muunnelma, vaan edustaa uutta teoriaa, jolla on erilaiset aksiomatiikat. Samalla uusi teoria hyväksyy täysin yhden klassisen teorian pääpostulaateista, jonka mukaan ravintoaineiden saanti ja kulutus elimistössä on tasapainotettava.

Tasapainoisen ravitsemuksen teorian mukaan ruoka, joka on rakenteeltaan monimutkainen ja koostuu ravinteista, painolastiaineista ja joissakin tapauksissa myrkyllisistä tuotteista, käy läpi mekaanisen, fysikaalis-kemiallisen ja erityisesti entsymaattisen prosessoinnin. Tämän seurauksena ruoan hyödylliset komponentit uutetaan ja muutetaan lajispesifisyyttä vailla oleviksi yhdisteiksi, jotka imeytyvät ohutsuoleen ja tarjoavat keholle energiaa ja muovitarpeita. (Monet fysiologit ja biokemistit vertaavat tätä prosessia arvokkaiden komponenttien uuttamiseen malmista.) Painolastiaineista muodostuu joitakin ruoansulatusnesteiden elementtejä, ruoansulatuskanavan epiteelikerroksen kuoriutuneita soluja sekä useita bakteeriflooran kuona-aineita, jotka osittain hyödyntävät ravinteita ja painolastia, ja eritteitä, jotka heitetään ulos kehosta. Tästä ruoan assimilaatiokaaviosta seuraa periaatteita, joissa lasketaan elimistöön ruoan mukana tulevien hyödyllisten aineiden määrä, arvioidaan sen ansioita jne.

Teorian mukaan riittävä ravitsemus sekä siirtyminen nälkäisestä tilasta kylläiseen tilaan määräytyvät paitsi ravintoaineiden, myös erilaisten elintärkeiden säätelyyhdisteiden perusteella, jotka tulevat elimistön sisäiseen ympäristöön suolistosta. Tällaisia säätelyyhdisteitä ovat ensisijaisesti lukuisten ruoansulatuskanavan endokriinisten solujen tuottamat hormonit, jotka lukumäärältään ja monimuotoisuudeltaan ylittävät koko elimistön endokriinisen järjestelmän. Säätelyyhdisteisiin kuuluvat myös hormonien kaltaiset tekijät, kuten makroorganismin ruoansulatusjärjestelmän entsyymien ja bakteeriflooran vaikutuksesta muodostuvat elintarvikejohdannaiset. Joissakin tapauksissa ei ole mahdollista vetää selkeää rajaa säätely- ja myrkyllisten aineiden välille, esimerkkinä histamiini.

Klassisen ravitsemusteorian näkökulmasta yksimahaisten organismien, mukaan lukien ihmisten (mutta ei märehtijöiden), ruoansulatusjärjestelmän mikrofloora ei ole edes neutraali, vaan pikemminkin haitallinen ominaisuus. Riittävän ravitsemusteorian näkökulmasta ruoansulatuskanavan bakteerifloora ei ole vain märehtijöillä, vaan ilmeisesti myös kaikissa tai valtaosassa monisoluisia organismeja, välttämätön osallistuja ruoan assimilaatiossa. Nyt on todettu, että lukuisten organismien ruokailutoiminnan aikana ruoansulatusjärjestelmässä ei ainoastaan tapahdu jonkin hyödyllisen osan ruoasta - ensisijaisten ravintoaineiden - uuttamista, vaan myös erilaisten elintarvikkeiden komponenttien muuntumista mikroflooran vaikutuksesta sekä rikastumista sen elintärkeän toiminnan tuotteilla. Tämän seurauksena ravinteiden käyttämätön osa muuttuu enteraalisen ympäristön aktiiviseksi osaksi, jolla on useita tärkeitä ominaisuuksia.

Monimutkaisten organismien kohdalla on oikeudenmukaista ajatella, että aineenvaihdunnan kannalta ne ovat eliöiden ylikansallisia järjestelmiä, joissa isäntäorganismi on vuorovaikutuksessa tietyn mikroflooran kanssa. Mikroflooran vaikutuksesta muodostuu sekundaarisia ravinteita, jotka ovat erittäin tärkeitä ja monissa tapauksissa välttämättömiä. Sekundääristen ravinteiden lähteenä toimivat painolastiravintoaineet, jotka osallistuvat monien elimistön paikallisten toimintojen säätelyyn.

Klassisen ravitsemusteorian mukaan ruoan assimilaatio pelkistyy sen monimutkaisten orgaanisten rakenteiden entsymaattiseen hydrolyysiin ja yksinkertaisten alkuaineiden - varsinaisten ravintoaineiden - uuttamiseen. Tästä seuraa useita perustavanlaatuisia ajatuksia ruoan rikastamisen tarkoituksenmukaisuudesta eli ravinteita sisältävien komponenttien erottamisesta painolastista sekä valmiiden ravintoaineiden käytöstä elintarvikkeina - pilkkomisen lopputuotteina, jotka soveltuvat imeytymiseen tai jopa verenkiertoon viemiseen jne. Sitä vastoin riittävän ravitsemuksen teorian mukaan ei tapahdu pelkästään ruoan pilkkomista, vaan myös ravintoaineiden ja fysiologisesti aktiivisten aineiden muodostumista ruoansulatuskanavan mikroflooran, erityisesti painolastiaineiden, vaikutuksesta. Tällä tavoin muodostuu monia vitamiineja, haihtuvia rasvahappoja ja välttämättömiä aminohappoja, mikä vaikuttaa merkittävästi elimistön tarpeisiin ulkopuolelta tuleville elintarvikkeille. Primaaristen ja sekundaaristen ravintoaineiden suhde voi vaihdella suuresti lajista ja jopa mikroflooran yksilöllisistä ominaisuuksista riippuen. Lisäksi sekundaaristen ravintoaineiden ohella bakteeriflooran vaikutuksesta muodostuu myrkyllisiä aineita, erityisesti myrkyllisiä amiineja. Bakteeriflooran aktiivisuus, joka on monisoluisten organismien pakollinen osa, liittyy läheisesti useisiin makroorganismin tärkeisiin ominaisuuksiin.

Kuten on useaan otteeseen todettu, riittävän ravitsemuksen teorian kehitys perustuu yleisiin biologisiin ja evolutiivisiin malleihin sekä useiden tieteiden, erityisesti biologian, kemian, fysiikan ja lääketieteen, saavutuksiin. Biologille ei todellakaan ole äärimmäisen tärkeää vain "kaava", vaan myös minkä tahansa prosessin teknologia, koska evoluutio kulkee biologisten prosessien teknologian optimoinnin suuntaan. Biologisissa järjestelmissä paljon riippuu prosessien teknologiasta, koska niiden korkea hyötysuhde ja joskus jopa mahdollisuus liittyy tiettyjen välivaiheiden toteuttamiseen. Niiden toteuttamisen tai niiden vuorovaikutuksen riittämätön tehokkuus häiritsee koko järjestelmän toimintaa. Tämä ajatus selittää joitakin perustavanlaatuisia eroja tasapainoisen ja riittävän ravitsemuksen teorioiden välillä. Ensimmäinen teoria määräytyy olennaisesti tasapainoisen ravitsemuksen kaavan perusteella, toinen ottaa tällaisen kaavan lisäksi huomioon myös ravitsemusteknologian eli eri organismiryhmien ruoan assimilaatioprosessien teknologian.

Lopuksi, riittävän ravitsemuksen teoria on yksi trofologian monitieteisen tieteen keskeisistä elementeistä. Monien biologisten ja lääketieteellisten tieteiden yhdistäminen yhdeksi tieteeksi, jotka käsittelevät eri monimutkaisten biologisten järjestelmien (soluista ja organismeista ekosysteemeihin ja biosfääriin) ravinnon assimilaation eri näkökohtia, on välttämätöntä luonnon perustavanlaatuisen yhtenäisyyden ymmärtämiseksi. Tämä on tärkeää myös biosfäärin vuorovaikutusprosessien karakterisoimiseksi troofisten yhteyksien perusteella, eli biosfäärin tarkastelemiseksi trofosfäärinä. Mutta yhtä lailla, ja ehkä jopa suuremmassa määrin, trofologian muodostuminen, mukaan lukien riittävän ravitsemuksen teoria, on välttämätöntä eri lääketieteen tieteille, koska kudostrofismi ja sen häiriöt, gastroenterologian erilaiset ongelmat, ravitsemustieteen teoreettiset ja sovelletut näkökohdat ovat itse asiassa irrationaalisesti jaettuja osia yhdestä yhteisestä ongelmasta - eliöiden ravinnon assimilaation ongelmasta evoluution eri tasoilla. Tätä ongelmaa tulisi tarkastella yhtenäisistä näkökulmista, jotka perustuvat aiempaa laajempiin ja syvällisempiin näkemyksiin.

Riittävän ravitsemuksen teoria on siis ikään kuin tasapainoisen ravitsemuksen teoria, jolle on kasvanut "biologiset siivet". Tämä tarkoittaa, että riittävän ravitsemuksen teoria soveltuu paitsi ihmisiin tai yhteen tiettyyn eläinryhmään, myös mitä erilaisimpiin eläinlajeihin ja lisäksi kaikkiin eliöryhmiin.

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