Funzioni fisiologiche di base della flora batterica intestinale, flusso di nutrienti

Una condizione imprescindibile per l'assimilazione del cibo è la scomposizione delle sue strutture complesse in composti semplici, che avviene durante il processo digestivo. I monomeri rilasciati (amminoacidi, monosaccaridi, acidi grassi, ecc.) sono privi di specificità di specie e sono prevalentemente gli stessi per tutti gli organismi. In alcuni casi, si possono formare oligomeri (di-, tri- e occasionalmente tetrameri), anch'essi assimilabili. Negli organismi superiori, il trasporto di oligomeri è stato dimostrato utilizzando i dipeptidi come esempio. In questo caso, l'assimilazione del cibo avviene in tre fasi: digestione extracellulare (cavità), digestione a membrana e assorbimento, e in alcuni organismi in quattro, con la partecipazione della digestione intracellulare.

Flusso di ormoni e altri composti fisiologicamente attivi

È stato recentemente dimostrato che le cellule endocrine del tratto gastrointestinale sintetizzano anche l'ormone tireostimolante e l'ACTH, ovvero ormoni tipici dell'ipotalamo e dell'ipofisi, e le cellule ipofisarie, la gastrina. Di conseguenza, i sistemi ipotalamo-ipofisario e gastrointestinale si sono rivelati correlati in alcuni effetti ormonali. Vi sono anche prove che le cellule del tratto gastrointestinale secernono alcuni ormoni steroidei.

Per lungo tempo si è creduto che le cellule endocrine del tratto gastrointestinale secernessero ormoni e altri fattori fisiologicamente attivi che partecipano principalmente all'autoregolazione della digestione e dell'assorbimento dei nutrienti. Tuttavia, è ormai noto che le sostanze fisiologicamente attive controllano non solo le funzioni dell'apparato digerente, ma anche le più importanti funzioni endocrine e metaboliche dell'intero organismo. Si è scoperto che i cosiddetti ormoni classici del tratto gastrointestinale (secretina, gastrina, colecistochinina) e una serie di ormoni ipotetici non identificati, oltre all'azione locale o localizzata, svolgono diverse funzioni nella regolazione di altri organi. Esempi di ormoni ad azione generale sono anche la somatostatina e l'areterina.

L'interruzione del flusso endogeno di fattori fisiologicamente attivi dal tratto gastrointestinale all'ambiente interno dell'organismo causa gravi conseguenze. Abbiamo dimostrato che la rimozione anche di una parte del sistema endocrino dell'apparato digerente in determinate condizioni porta alla morte o a gravi malattie dell'animale.

Il flusso esogeno di sostanze fisiologicamente attive è costituito principalmente da sostanze specifiche che si formano durante la degradazione degli alimenti. Pertanto, durante l'idrolisi delle proteine del latte e del grano da parte della pepsina, si formano sostanze chiamate esorfine, ovvero composti naturali simili alla morfina (in azione). In determinate condizioni, i peptidi risultanti possono penetrare nel sangue in determinate quantità e partecipare alla modulazione del quadro ormonale generale dell'organismo. Si può anche supporre che alcuni peptidi, compresi quelli formati durante la normale digestione di determinati componenti alimentari, svolgano funzioni regolatrici. La casomorfina, un prodotto dell'idrolisi delle proteine del latte (caseina), appartiene a tali peptidi.

Il ruolo dell'alimentazione nella formazione degli standard fisiologici e psicologici umani è ulteriormente accresciuto dalla scoperta delle funzioni di alcuni amminoacidi come neurotrasmettitori e dei loro precursori.

Pertanto, la nutrizione non è il semplice atto di mangiare, che può essere ridotto all'arricchimento dell'organismo di nutrienti. Allo stesso tempo, coesiste un flusso complesso di fattori ormonali estremamente importanti, e forse persino vitali, per la regolazione dell'assimilazione del cibo, del metabolismo e, come è stato scoperto, di alcune funzioni del sistema nervoso.

Flussi di metaboliti batterici

Con la partecipazione della flora batterica intestinale, si formano tre flussi, diretti dal tratto gastrointestinale verso l'ambiente interno del corpo. Uno di questi è il flusso di nutrienti modificati dalla microflora (ad esempio, ammine che si formano durante la decarbossilazione degli amminoacidi), il secondo è il flusso dei prodotti dell'attività vitale dei batteri stessi e il terzo è il flusso di sostanze di zavorra modificate dalla flora batterica. Con la partecipazione della microflora, si formano nutrienti secondari, tra cui monosaccaridi, acidi grassi volatili, vitamine, amminoacidi essenziali, ecc., sostanze che sembrano indifferenti allo stato attuale delle conoscenze, e composti tossici. È stata la presenza di composti tossici a far nascere l'idea dell'opportunità di sopprimere la microflora intestinale, espressa da I. I. Mechnikov. Tuttavia, è possibile che le sostanze tossiche, se la loro quantità non supera determinati limiti, siano fisiologiche e siano compagne costanti e inevitabili dell'esotrofia.

Alcune sostanze tossiche, in particolare le ammine tossiche che si formano nell'apparato digerente sotto l'influenza della flora batterica, hanno da tempo attirato l'attenzione. Tra le ammine ad alta attività fisiologica, sono state descritte cadaverina, istamina, octopamina, tiramina, pirrolidina, piperidina, dimetilammina, ecc. Un'idea precisa del contenuto di queste ammine nell'organismo è data dal livello della loro escrezione urinaria. Alcune di esse influenzano significativamente lo stato dell'organismo. In varie forme di malattie, in particolare nella disbatteriosi, il livello di ammine può aumentare drasticamente ed essere una delle cause dell'interruzione di diverse funzioni corporee. La produzione di ammine tossiche può essere inibita dagli antibiotici.

Oltre all'istamina endogena, esiste anche l'istamina esogena, che si forma principalmente nell'intestino a causa dell'attività batterica. Pertanto, l'uso di antibiotici può portare a una serie di alterazioni ormonali. È possibile che molti cambiamenti patologici nell'organismo siano provocati non dall'iperfunzione delle cellule gastriche che secernono istamina, ma dalla sua eccessiva produzione nell'intestino da parte della flora batterica. Pertanto, con l'iperproduzione di istamina da parte della flora batterica intestinale, si manifestano ulcere gastriche, una tendenza all'alterazione delle funzioni ipotalamo-ipofisarie, allergie, ecc.

L'importanza fisiologica dei nutrienti secondari è dimostrata dal forte aumento del fabbisogno di vitamine negli esseri umani e negli animali la cui flora batterica è soppressa dagli antibiotici.

La trasformazione delle sostanze di zavorra nell'intestino avviene principalmente sotto l'influenza della microflora anaerobica.

Oltre ai flussi elencati, esiste un flusso di sostanze provenienti da alimenti contaminati da varie tecnologie industriali e agricole, o da un ambiente contaminato. Questo flusso include anche gli xenobiotici.

È ormai ampiamente riconosciuto che la fibra alimentare svolge un ruolo significativo nella normalizzazione dell'attività del tratto gastrointestinale (in particolare dell'intestino tenue e crasso), aumenta la massa dello strato muscolare, influenza la sua attività motoria, la velocità di assorbimento dei nutrienti nell'intestino tenue, la pressione nella cavità dell'apparato digerente, il metabolismo elettrolitico nell'organismo, la massa e la composizione elettrolitica delle feci, ecc. È importante che la fibra alimentare abbia la capacità di legare acqua e acidi biliari, nonché di assorbire composti tossici. La capacità di legare l'acqua ha un effetto significativo sulla velocità di transito del contenuto lungo il tratto gastrointestinale. In letteratura si afferma che la crusca, fibra alimentare, lega 5 volte più acqua del suo peso, e le fibre di verdure come carote e rape 30 volte di più. Infine, la fibra alimentare influenza l'habitat dei batteri nell'intestino ed è una delle loro fonti di nutrimento. In particolare, i microrganismi utilizzano cellulosa, emicellulosa e pectina, metabolizzandole parzialmente in acido acetico, propionico e butirrico.

La fibra alimentare è necessaria per il normale funzionamento non solo dell'apparato digerente, ma anche dell'intero organismo. Numerosi disturbi, tra cui aterosclerosi, ipertensione, cardiopatia ischemica, patologie gastrointestinali, diabete, ecc., in molti casi non sono solo il risultato di un consumo eccessivo di proteine e carboidrati, ma anche la conseguenza di un utilizzo insufficiente di sostanze di supporto. Esistono prove che la carenza di fibra alimentare possa provocare il cancro al colon. Senza fibra alimentare, il metabolismo non solo degli acidi biliari, ma anche del colesterolo e degli ormoni steroidei viene alterato. (È sorprendente che Avicenna e i suoi predecessori fossero già ben consapevoli dei danni degli alimenti raffinati.)

Molte forme di patologie gastrointestinali e metaboliche possono essere prevenute e trattate aggiungendo fibre alimentari alla dieta. Pertanto, queste fibre possono aumentare la tolleranza al glucosio e modificarne l'assorbimento, il che può essere utilizzato per prevenire e trattare diabete, iperglicemia e obesità. Aumentare la quantità di fibre alimentari nella dieta riduce i livelli di colesterolo nel sangue, grazie al loro contributo alla circolazione degli acidi biliari. È stato anche dimostrato l'effetto antitossico delle fibre alimentari vegetali. Allo stesso tempo, l'assunzione di diverse fibre alimentari riduce l'assorbimento di alcuni microelementi, in particolare lo zinco.

L'uso prolungato di fibre alimentari riduce la gravità della sindrome dell'intestino irritabile e della diverticolosi del colon. Le fibre alimentari aiutano a trattare con successo la stitichezza, le emorroidi, il morbo di Crohn e altre patologie gastrointestinali, e possono anche fungere da misura preventiva contro le recidive di ulcera gastrica e duodenale. In particolare, nella pancreatite cronica, una dieta ricca di fibre, ovvero fibre alimentari, nella maggior parte dei casi ha un effetto terapeutico positivo.

Pertanto è necessario che la composizione delle razioni alimentari comprenda non solo proteine, grassi, carboidrati, microelementi, vitamine, ecc., ma anche fibre alimentari, che sono una componente preziosa degli alimenti.

Sulla base della teoria classica, si è tentato di creare alimenti migliorati e arricchiti eliminando le fibre alimentari, il che ha portato allo sviluppo di numerose malattie, le cosiddette malattie della civiltà. Attualmente, si sta sviluppando intensamente la direzione opposta: sono in corso ricerche per razioni alimentari adeguate che corrispondano ai bisogni dell'organismo emersi nel corso dell'evoluzione. Nell'uomo, tale alimentazione evolutivamente adeguata include una percentuale significativa di sostanze che a lungo sono state definite, senza successo, "zavorra".

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