מערכות הגנה של מערכת העיכול

תיאוריית התזונה הנאותה מייחסת חשיבות רבה למערכות ההגנה של הגוף מפני חדירת חומרים מזיקים שונים לסביבתו הפנימית. יש להתייחס לכניסת חומרים מזינים למערכת העיכול לא רק כדרך לחידוש אנרגיה וחומרים פלסטיים, אלא גם כתוקפנות אלרגית ורעילה. ואכן, תזונה קשורה לסכנה של חדירת אנטיגנים וחומרים רעילים שונים לסביבה הפנימית של הגוף. רק הודות למערכת הגנה מורכבת, ההיבטים השליליים של התזונה מנוטרלים ביעילות.

ראשית, יש לציין את המערכת, שעדיין מוגדרת כמכנית או פסיבית. משמעות הדבר היא חדירות מוגבלת של הקרום הרירי של מערכת העיכול עבור מולקולות מסיסות במים בעלות משקל מולקולרי קטן יחסית (פחות מ-300-500) ואטימות עבור פולימרים, הכוללים חלבונים, מוקופוליסכרידים וחומרים אחרים בעלי תכונות אנטיגניות. עם זאת, עבור תאי מערכת העיכול בתקופת ההתפתחות שלאחר הלידה, אנדוציטוזה אופיינית, המקלה על כניסת מקרומולקולות ואנטיגנים זרים לסביבה הפנימית של הגוף. ישנן עדויות לכך שתאי מערכת העיכול של אורגניזמים בוגרים מסוגלים גם לספוג מולקולות גדולות, כולל כאלה שלא עוכלו. תהליכים כאלה מוגדרים על ידי מר פולקהיימר כספיחה. בנוסף, כאשר מזון עובר דרך מערכת העיכול, נוצרת כמות משמעותית של חומצות שומן נדיפות, שחלקן גורמות להשפעה רעילה בעת ספיגה, בעוד שאחרות גורמות להשפעה מגרה מקומית. באשר לחומרים מזינים, היווצרותם וספיגתם במערכת העיכול משתנות בהתאם להרכב התכונות ולזיהום המזון.

ישנם מספר מנגנונים נוספים המונעים כניסת חומרים רעילים ואנטיגנים מהסביבה האנטרלית לסביבה הפנימית, שניים מהם הם טרנספורמטיביים. אחד המנגנונים הללו קשור לגליקוקליקס, שהוא אטום למולקולות גדולות רבות. היוצא מן הכלל הוא מולקולות שעוברות הידרוליזה על ידי אנזימים (עמילאז לבלב, ליפאז, פרוטאזות) הנספחים במבני הגליקוקליקס. בהקשר זה, מגע של מולקולות לא מפוצלות הגורמות לתגובות אלרגיות ורעילות עם קרום התא קשה, ומולקולות שעוברות הידרוליזה מאבדות את תכונותיהן האנטיגניות והרעילות.

מנגנון טרנספורמציה נוסף נקבע על ידי מערכות אנזימים הממוקמות על הממברנה האפיקלית של תאי המעי ומבצעות את פיצול האוליגומרים למונומרים המסוגלים לספיגה. לפיכך, מערכות האנזימים של קרום הגליקוקליקסה והליפופרוטאין משמשות כמחסום המונע כניסה ומגע של מולקולות גדולות עם קרום תאי המעי. פפטידאזות תוך-תאיות, אותן שקלנו כמחסום נוסף וכמנגנון הגנה מפני תרכובות פעילות פיזיולוגית, יכולות למלא תפקיד משמעותי.

כדי להבין את מנגנוני ההגנה, חשוב לציין כי הקרום הרירי של המעי הדק בבני אדם מכיל יותר מ-400,000 תאי פלזמה לכל 1 מ"מ. בנוסף, זוהו כמיליון לימפוציטים לכל 1 סמ"ר של קרום רירי של המעי ^. בדרך כלל, המעי הג'ג'ונום מכיל בין 6 ל-40 לימפוציטים לכל 100 תאי אפיתל. משמעות הדבר היא שבמעי הדק, בנוסף לשכבת האפיתל המפרידה בין הסביבה המעי והפנימית של הגוף, יש גם שכבת לויקוציטים חזקה.

מערכת החיסון של המעי היא חלק ממערכת החיסון של הגוף ומורכבת ממספר מדורים שונים. ללימפוציטים במדורים אלה יש קווי דמיון רבים עם לימפוציטים שמקורם מחוץ למעיים, אך יש להם גם מאפיינים ייחודיים. במקביל, אוכלוסיות של לימפוציטים שונים במעי הדק מקיימות אינטראקציה באמצעות נדידת לימפוציטים ממדור אחד לאחר.

רקמת הלימפה של המעי הדק מהווה כ-25% מכלל רירית המעי. היא מיוצגת בצורת צברים בטלאי פאייר ובלמינה פרופריה (בלוטות לימפה בודדות), כמו גם אוכלוסייה של לימפוציטים מפוזרים הממוקמים באפיתל ובלמינה פרופריה. רירית המעי הדק מכילה מקרופאגים, לימפוציטים מסוג T, B ו-M, לימפוציטים תוך-אפיתליאליים, תאי מטרה ועוד.

מנגנוני חיסון יכולים לפעול בחלל המעי הדק, על פניו ובלמינה פרופריה. במקביל, לימפוציטים במעיים יכולים להתפשט לרקמות ואיברים אחרים, כולל בלוטות החלב, איברי המין הנשיים, רקמת הלימפה הסימפונית, ולהשתתף בחסינותם. פגיעה במנגנונים השולטים בחסינות הגוף וברגישות החיסונית של המעי הדק לאנטיגנים יכולה להיות חשובה בפתוגנזה של הפרעות בחסינות מקומית של המעי ובהתפתחות תגובות אלרגיות.

מנגנוני הגנה חיסוניים ולא-חיסוניים של המעי הדק מגנים עליו מפני אנטיגנים זרים.

למרות שהקרום הרירי של מערכת העיכול משמש באופן פוטנציאלי כאזור שדרכו אנטיגנים וחומרים רעילים יכולים לחדור לסביבה הפנימית של הגוף, קיימת גם מערכת הגנה משוכפלת יעילה הכוללת גורמי הגנה מכניים (פסיביים) ופעילים כאחד. במקרה זה, המערכות המייצרות נוגדנים ומערכות החסינות התאית פועלות ביניהם במעי. יש להוסיף כי תפקודי ההגנה של מחסום הכבד, המיישם את ספיגת החומרים הרעילים בעזרת תאי קופפר, משלימים מערכת של תגובות אנטי-רעילות באפיתל המעי הדק.

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

מסקנות

גילוי חוקים כלליים של הטמעת חומרי מזון, התקפים באותה מידה עבור האורגניזמים הפרימיטיביים ביותר והמפותחים ביותר, הוביל בהכרח להיווצרותה של תיאוריה חדשה, המבוססת על אבולוציונית, המתאימה לפירוש תהליכי ההטמעה לא רק של האדם, אלא גם של קבוצות אחרות של אורגניזמים. תיאוריית התזונה המספקת המוצעת על ידינו אינה שינוי של התיאוריה הקלאסית, אלא מייצגת תיאוריה חדשה עם אקסיומטיקה שונה. יחד עם זאת, אחת ההנחות העיקריות של התיאוריה הקלאסית, לפיה יש לאזן בין צריכתם וצריכתם של חומרי מזון בגוף, מתקבלת במלואה על ידי התיאוריה החדשה.

על פי תיאוריית התזונה המאוזנת, מזון, שהוא מבנה מורכב ומורכב מחומרים מזינים, חומרי נטל ובמקרים מסוימים, חומרים רעילים, עובר עיבוד מכני, פיזיקוכימי ובפרט אנזימטי. כתוצאה מכך, הרכיבים השימושיים של המזון מופקים והופכים לתרכובות חסרות ספציפיות למין, הנספגות במעי הדק ומספקות לגוף את צרכי האנרגיה והפלסטיקה. (פיזיולוגים וביוכימאים רבים משווים תהליך זה להפקת רכיבים יקרי ערך מעפרה.) מחומרי נטל, כמה יסודות של מיצי עיכול, תאים מקולף של שכבת האפיתל של מערכת העיכול, כמו גם מספר תוצרי פסולת של פלורת חיידקים, תוך ניצול חלקי של חומרי הזנה ונטל, נוצרות הפרשות הנפלטות מהגוף. מתכנית זו של הטמעת מזון עוקבים אחר עקרונות חישוב כמות החומרים המועילים הנכנסים לגוף עם המזון, הערכת יתרונותיו וכו'.

על פי התיאוריה, תזונה נאותה, כמו גם המעבר ממצב רעב למצב שובע, נקבעים לא רק על ידי חומרים מזינים, אלא גם על ידי תרכובות בקרה חיוניות שונות הנכנסות לסביבה הפנימית של הגוף מהמעי. תרכובות בקרה כאלה כוללות בעיקר הורמונים המיוצרים על ידי תאים אנדוקריניים רבים של מערכת העיכול, אשר במספרם ובגיווןם עולים על כלל המערכת האנדוקרינית של הגוף. תרכובות בקרה כוללות גם גורמים דמויי הורמונים כגון נגזרות מזון הנוצרות כתוצאה מפעולת אנזימים של מערכת העיכול של המקרואורגניזם ופלורת החיידקים. במקרים מסוימים, לא ניתן למתוח קו ברור בין חומרים בקרה וחומרים רעילים, דוגמה לכך היא היסטמין.

מנקודת מבטה של התיאוריה הקלאסית של התזונה, המיקרופלורה של מערכת העיכול של אורגניזמים בעלי קיבתם הקטנה, כולל בני אדם (אך לא מעלי גירה), אינה אפילו תכונה ניטרלית, אלא דווקא מזיקה. מנקודת מבטה של תיאוריית התזונה הנאותה, הפלורה החיידקית של מערכת העיכול לא רק אצל מעלי גירה, אלא גם, ככל הנראה, בכל או ברוב המכריע של אורגניזמים רב-תאיים היא משתתפת הכרחית בהטמעת מזון. כיום נקבע כי במהלך פעילות ההאכלה של אורגניזמים רבים, לא רק מתרחשת הפקת חלק שימושי כלשהו מהמזון - חומרי הזנה ראשוניים - במערכת העיכול, אלא גם טרנספורמציה של רכיבי מזון שונים תחת השפעת המיקרופלורה, כמו גם העשרה בתוצרי פעילותה החיונית. כתוצאה מכך, החלק הבלתי מנוצל של חומרי הזנה מומר לחלק פעיל בסביבה המעי הגס, בעל מספר תכונות חשובות.

עבור אורגניזמים מורכבים, ניתן להסיק כי במובן המטבולי מדובר במערכות סופר-אורגניזמיות שבהן המארח מקיים אינטראקציה עם מיקרופלורה מסוימת. תחת השפעת המיקרופלורה נוצרים חומרי הזנה משניים, שהם חשובים ביותר, ובמקרים רבים הכרחיים. מקורם של חומרי הזנה משניים הוא חומרי מזון נטליים, המשתתפים בוויסות של תפקודים מקומיים רבים של הגוף.

הטמעת מזון, על פי התיאוריה הקלאסית של התזונה, מצטמצמת להידרוליזה אנזימטית של המבנים האורגניים המורכבים שלו ולחילוץ יסודות פשוטים - חומרי הזנה ממשיים. מכאן נובעים מספר רעיונות יסודיים לגבי כדאיות העשרת המזון, כלומר, על הפרדת רכיבים המכילים חומרי הזנה מהבלסט, כמו גם על שימוש בחומרי הזנה מוכנים כמוצרי מזון - תוצרים סופיים של פירוק, המתאימים לספיגה או אפילו להחדרה לדם וכו'. לעומת זאת, על פי תיאוריית התזונה המספקת, מתרחש לא רק פירוק המזון, אלא גם הכנת חומרי הזנה וחומרים פעילים פיזיולוגית כתוצאה מפעולת המיקרופלורה של מערכת העיכול, ובפרט על חומרי בלסט. בדרך זו נוצרים ויטמינים רבים, חומצות שומן נדיפות וחומצות אמינו חיוניות, דבר המשפיע באופן משמעותי על צרכי הגוף למוצרי מזון המגיעים מבחוץ. היחס בין חומרי הזנה ראשוניים ומשניים יכול להשתנות במידה רבה בהתאם למין ואף למאפיינים האישיים של המיקרופלורה. בנוסף, יחד עם חומרי הזנה משניים, נוצרים חומרים רעילים, ובפרט אמינים רעילים, תחת השפעת הפלורה החיידקית. פעילות הפלורה החיידקית, שהיא מרכיב חובה באורגניזמים רב-תאיים, קשורה קשר הדוק למספר מאפיינים חשובים של המקרואורגניזם.

כפי שצוין פעמים רבות, פיתוח תיאוריית התזונה הנאותה מבוסס על דפוסים ביולוגיים ואבולוציוניים כלליים, כמו גם על הישגי מספר מדעים, ובמיוחד ביולוגיה, כימיה, פיזיקה ורפואה. ואכן, עבור ביולוג, לא רק ה"נוסחה" חשובה ביותר, אלא גם הטכנולוגיה של כל תהליך, שכן האבולוציה נעה לכיוון אופטימיזציה של הטכנולוגיה של תהליכים ביולוגיים. במערכות ביולוגיות, תלוי רבות בטכנולוגיית התהליכים, שכן יעילותם הגבוהה, ולפעמים עצם האפשרות, קשורות ליישום חוליות ביניים מסוימות. יעילות לא מספקת של יישומן או האינטראקציה ביניהם משבשת את תפקוד המערכת כולה. רעיון זה מסביר כמה הבדלים מהותיים בין תיאוריות התזונה המאוזנת לתזונה הנאותה. התיאוריה הראשונה נקבעת בעיקרה על ידי נוסחת התזונה המאוזנת, השנייה, בנוסף לנוסחה כזו, מתחשבת גם בטכנולוגיית התזונה, כלומר, טכנולוגיית תהליכי הטמעת המזון על ידי קבוצות שונות של אורגניזמים.

לבסוף, תיאוריית התזונה הנאותה היא אחד המרכיבים המרכזיים של המדע הבין-תחומי של הטרופולוגיה. איחודם של חלקים רבים של מדעי הביולוגיה והרפואה הנוגעים להיבטים שונים של הטמעת מזון על ידי מערכות ביולוגיות בעלות מורכבות משתנה (מתאים ואורגניזמים ועד מערכות אקולוגיות וביוספרה) למדע אחד הכרחי להבנת האחדות הבסיסית של הטבע. זה חשוב גם לאפיון תהליכי האינטראקציה בביוספרה המבוססים על קשרים טרופיים, כלומר, להתייחסות לביוספרה כטרופוספרה. אך במידה לא פחותה, ואולי אף גדולה יותר, היווצרות הטרופולוגיה, כולל תיאוריית התזונה הנאותה, חיונית למדעי הרפואה השונים, שכן טרופיזם רקמות והפרעותיו, בעיות שונות של גסטרואנטרולוגיה, היבטים תיאורטיים ויישומיים של מדעי התזונה הם למעשה חלקים מחולקים באופן לא רציונלי של בעיה משותפת אחת - בעיית הטמעת המזון על ידי אורגניזמים ברמות שונות של הסולם האבולוציוני. יש לשקול בעיה זו מכמה עמדות אחידות המבוססות על השקפות נרחבות ועמוקות יותר מבעבר.

לפיכך, תיאוריית התזונה הנאותה היא, אם אפשר לומר כך, תיאוריה של תזונה מאוזנת שצמחה "כנפיים ביולוגיות". משמעות הדבר היא שתיאוריית התזונה הנאותה ישימה לא רק על בני אדם או על קבוצה ספציפית של בעלי חיים, אלא גם על מיני בעלי חיים מגוונים ביותר, ויתרה מכך, על כל קבוצות האורגניזמים.

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