Sistemi di difesa del tratto gastrointestinale

La teoria di un'alimentazione adeguata attribuisce grande importanza ai sistemi di difesa dell'organismo contro la penetrazione di varie sostanze nocive nel suo ambiente interno. L'ingresso di nutrienti nel tratto gastrointestinale dovrebbe essere considerato non solo come un modo per reintegrare energia e sostanze plastiche, ma anche come un'aggressione allergica e tossica. Infatti, l'alimentazione è associata al rischio di penetrazione di vari antigeni e sostanze tossiche nell'ambiente interno del corpo. Solo grazie a un sistema di difesa complesso gli aspetti negativi dell'alimentazione possono essere neutralizzati efficacemente.

Innanzitutto, è necessario considerare il sistema, che viene ancora definito meccanico o passivo. Ciò implica una permeabilità limitata della mucosa del tratto gastrointestinale per le molecole idrosolubili con un peso molecolare relativamente piccolo (inferiore a 300-500) e impermeabilità per i polimeri, tra cui proteine, mucopolisaccaridi e altre sostanze con proprietà antigeniche. Tuttavia, per le cellule dell'apparato digerente durante lo sviluppo postnatale, l'endocitosi è caratteristica, facilitando l'ingresso di macromolecole e antigeni estranei nell'ambiente interno dell'organismo. Esistono prove che le cellule del tratto gastrointestinale degli organismi adulti siano anche in grado di assorbire molecole di grandi dimensioni, comprese quelle non digerite. Tali processi sono definiti dal Sig. Volkheimer come perassorbimento. Inoltre, quando il cibo attraversa il tratto gastrointestinale, si forma una quantità significativa di acidi grassi volatili, alcuni dei quali causano un effetto tossico quando assorbiti, mentre altri causano un effetto irritante locale. Per quanto riguarda gli xenobiotici, la loro formazione e il loro assorbimento nel tratto gastrointestinale variano a seconda della composizione, delle proprietà e della contaminazione degli alimenti.

Esistono diversi altri meccanismi che impediscono l'ingresso di sostanze tossiche e antigeni dall'ambiente enterico all'ambiente interno, due dei quali sono trasformativi. Uno di questi meccanismi è associato al glicocalice, che è impermeabile a molte molecole di grandi dimensioni. L'eccezione sono le molecole idrolizzate da enzimi (amilasi pancreatica, lipasi, proteasi) adsorbiti nelle strutture del glicocalice. A questo proposito, il contatto delle molecole non scisse che causano reazioni allergiche e tossiche con la membrana cellulare è difficile e le molecole idrolizzate perdono le loro proprietà antigeniche e tossiche.

Un altro meccanismo di trasformazione è determinato da sistemi enzimatici localizzati sulla membrana apicale delle cellule intestinali, che provvedono alla scissione degli oligomeri in monomeri capaci di essere assorbiti. Pertanto, i sistemi enzimatici della membrana del glicocalice e delle lipoproteine fungono da barriera impedendo l'ingresso e il contatto di molecole di grandi dimensioni con la membrana delle cellule intestinali. Le peptidasi intracellulari, che abbiamo considerato come ulteriore barriera e come meccanismo di protezione da composti fisiologicamente attivi, possono svolgere un ruolo significativo.

Per comprendere i meccanismi di protezione, è importante notare che la mucosa dell'intestino tenue umano contiene oltre 400.000 plasmacellule per 1 mm. Inoltre, sono stati identificati circa 1 milione di linfociti per 1 cm² di mucosa intestinale ^. Normalmente, il digiuno contiene da 6 a 40 linfociti ogni 100 cellule epiteliali. Ciò significa che nell'intestino tenue, oltre allo strato epiteliale che separa l'ambiente enterico da quello interno del corpo, è presente anche un potente strato leucocitario.

Il sistema immunitario intestinale fa parte del sistema immunitario dell'organismo ed è costituito da diversi compartimenti. I linfociti presenti in questi compartimenti presentano molte somiglianze con i linfociti di origine non intestinale, ma presentano anche caratteristiche uniche. Allo stesso tempo, le popolazioni di diversi linfociti nell'intestino tenue interagiscono attraverso la migrazione dei linfociti da un compartimento all'altro.

Il tessuto linfatico dell'intestino tenue costituisce circa il 25% dell'intera mucosa intestinale. È rappresentato sotto forma di cluster nelle placche di Peyer e nella lamina propria (singoli linfonodi), nonché da una popolazione di linfociti sparsi localizzati nell'epitelio e nella lamina propria. La mucosa dell'intestino tenue contiene macrofagi, linfociti T, B e M, linfociti intraepiteliali, cellule bersaglio, ecc.

I meccanismi immunitari possono agire nella cavità dell'intestino tenue, sulla sua superficie e nella lamina propria. Allo stesso tempo, i linfociti intestinali possono diffondersi ad altri tessuti e organi, tra cui le ghiandole mammarie, gli organi genitali femminili e il tessuto linfatico bronchiale, e partecipare alla loro immunità. Un danno ai meccanismi che controllano l'immunità dell'organismo e alla sensibilità immunitaria dell'intestino tenue agli antigeni può essere importante nella patogenesi di disturbi dell'immunità intestinale locale e nello sviluppo di reazioni allergiche.

I meccanismi di difesa immunitaria e non immunitaria dell'intestino tenue lo proteggono dagli antigeni estranei.

Sebbene la mucosa del tratto digerente funga potenzialmente da area attraverso la quale antigeni e sostanze tossiche possono penetrare nell'ambiente interno dell'organismo, esiste anche un efficace sistema di difesa duplicato che include fattori di difesa sia meccanici (passivi) che attivi. In questo caso, i sistemi che producono anticorpi e i sistemi di immunità cellulare interagiscono nell'intestino. Va aggiunto che le funzioni protettive della barriera epatica, che implementa l'assorbimento di sostanze tossiche con l'aiuto delle cellule di Kupffer, sono integrate da un sistema di reazioni antitossiche nell'epitelio dell'intestino tenue.

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Conclusioni

La scoperta di leggi generali di assimilazione delle sostanze alimentari, valide tanto per gli organismi più primitivi quanto per quelli più evoluti, ha portato inevitabilmente alla formazione di una nuova teoria evoluzionisticamente ragionata, adatta a interpretare i processi di assimilazione non solo dell'uomo, ma anche di altri gruppi di organismi. La teoria dell'alimentazione adeguata da noi proposta non è una modifica di quella classica, ma rappresenta una nuova teoria con assiomatica diversa. Allo stesso tempo, uno dei postulati principali della teoria classica, secondo cui l'assunzione e la spesa delle sostanze alimentari nell'organismo devono essere equilibrate, è pienamente accettato dalla nuova teoria.

Secondo la teoria dell'alimentazione equilibrata, il cibo, che è una struttura complessa e composto da nutrienti, sostanze di zavorra e, in alcuni casi, prodotti tossici, subisce un'elaborazione meccanica, fisico-chimica e, in particolare, enzimatica. Di conseguenza, i componenti utili del cibo vengono estratti e convertiti in composti privi di specificità di specie, che vengono assorbiti nell'intestino tenue e forniscono all'organismo il fabbisogno energetico e plastico. (Molti fisiologi e biochimici paragonano questo processo all'estrazione di componenti preziosi dai minerali). Dalle sostanze di zavorra, da alcuni elementi dei succhi digestivi, dalle cellule esfoliate dello strato epiteliale del tratto gastrointestinale, nonché da una serie di prodotti di scarto della flora batterica, si formano secrezioni che vengono espulse dall'organismo utilizzando parzialmente nutrienti e sostanze di zavorra. Da questo schema di assimilazione del cibo derivano i principi di calcolo della quantità di sostanze utili che entrano nell'organismo con il cibo, di valutazione dei suoi benefici, ecc.

Secondo questa teoria, un'alimentazione adeguata, così come il passaggio da uno stato di fame a uno di sazietà, è determinata non solo dai nutrienti, ma anche da vari composti regolatori vitali che entrano nell'ambiente interno del corpo dall'intestino. Tali composti regolatori includono principalmente ormoni prodotti da numerose cellule endocrine del tratto gastrointestinale, che per numero e diversità superano l'intero sistema endocrino dell'organismo. I composti regolatori includono anche fattori simili agli ormoni, come i derivati alimentari formati a seguito dell'azione degli enzimi dell'apparato digerente dei macroorganismi e della flora batterica. In alcuni casi, non è possibile tracciare una linea netta tra sostanze regolatrici e tossiche, un esempio delle quali è l'istamina.

Dal punto di vista della teoria classica della nutrizione, la microflora dell'apparato digerente degli organismi monogastrici, compresi gli esseri umani (ma non i ruminanti), non è nemmeno un attributo neutro, bensì dannoso. Dal punto di vista della teoria di una nutrizione adeguata, la flora batterica del tratto gastrointestinale non solo nei ruminanti, ma anche, a quanto pare, in tutti o nella stragrande maggioranza degli organismi multicellulari, è un partecipante necessario all'assimilazione del cibo. È ormai accertato che durante l'attività alimentare di numerosi organismi, nell'apparato digerente non avviene solo l'estrazione di una parte utile del cibo – i nutrienti primari – ma anche la trasformazione di vari componenti alimentari sotto l'influenza della microflora, nonché l'arricchimento con i prodotti della sua attività vitale. Di conseguenza, la parte non utilizzata dei nutrienti viene convertita in una parte attiva dell'ambiente enterico, dotata di una serie di importanti proprietà.

Per gli organismi complessi, è corretto considerare che, in senso metabolico, si tratti di sistemi sovra-organismi in cui l'ospite interagisce con una specifica microflora. Sotto l'influenza della microflora, si formano nutrienti secondari, estremamente importanti e in molti casi necessari. La fonte di nutrienti secondari sono sostanze alimentari di zavorra, che partecipano alla regolazione di molte funzioni locali dell'organismo.

L'assimilazione del cibo, secondo la teoria classica della nutrizione, si riduce all'idrolisi enzimatica delle sue complesse strutture organiche e all'estrazione di elementi semplici, i nutrienti veri e propri. Da ciò derivano una serie di idee fondamentali sull'opportunità dell'arricchimento alimentare, ovvero sulla separazione dei componenti contenenti nutrienti dal materiale di supporto, nonché sull'utilizzo di nutrienti già pronti come prodotti alimentari, ovvero prodotti finali della scissione, adatti all'assorbimento o persino all'introduzione nel sangue, ecc. Al contrario, secondo la teoria della nutrizione adeguata, non avviene solo la scissione del cibo, ma anche la preparazione di nutrienti e sostanze fisiologicamente attive grazie all'azione della microflora del tratto gastrointestinale, in particolare sulle sostanze di supporto. In questo modo si formano numerose vitamine, acidi grassi volatili e amminoacidi essenziali, il che influenza significativamente il fabbisogno dell'organismo di prodotti alimentari provenienti dall'esterno. Il rapporto tra nutrienti primari e secondari può variare notevolmente a seconda della specie e persino delle caratteristiche individuali della microflora. Inoltre, insieme ai nutrienti secondari, si formano sostanze tossiche, in particolare ammine tossiche, sotto l'influenza della flora batterica. L'attività della flora batterica, componente obbligatoria degli organismi multicellulari, è strettamente correlata ad alcune caratteristiche importanti del macroorganismo.

Come è stato più volte osservato, lo sviluppo della teoria di un'alimentazione adeguata si basa su modelli biologici ed evolutivi generali, nonché sui risultati di numerose scienze, in particolare biologia, chimica, fisica e medicina. In effetti, per un biologo, non solo la "formula" è estremamente importante, ma anche la tecnologia di qualsiasi processo, poiché l'evoluzione si sta muovendo nella direzione dell'ottimizzazione della tecnologia dei processi biologici. Nei sistemi biologici, molto dipende dalla tecnologia dei processi, poiché la loro elevata efficienza, e talvolta la loro stessa possibilità, sono associate all'implementazione di determinati collegamenti intermedi. Un'insufficiente efficienza della loro implementazione o della loro interazione compromette il funzionamento del sistema nel suo complesso. Questa idea spiega alcune differenze fondamentali tra le teorie di un'alimentazione equilibrata e adeguata. La prima teoria è essenzialmente determinata dalla formula equilibrata dell'alimentazione, la seconda, oltre a tale formula, tiene conto anche della tecnologia dell'alimentazione, ovvero la tecnologia dei processi di assimilazione del cibo da parte di vari gruppi di organismi.

Infine, la teoria di una nutrizione adeguata è uno degli elementi centrali della scienza interdisciplinare della trofologia. L'unificazione di molte branche delle scienze biologiche e mediche riguardanti vari aspetti dell'assimilazione del cibo da parte di sistemi biologici di varia complessità (dalle cellule e dagli organismi agli ecosistemi e alla biosfera) in un'unica scienza è necessaria per comprendere l'unità fondamentale della natura. Ciò è importante anche per caratterizzare i processi di interazione nella biosfera basati sui legami trofici, ovvero per considerare la biosfera come un trofosfero. Ma in misura non minore, e forse addirittura maggiore, la formazione della trofologia, inclusa la teoria di una nutrizione adeguata, è essenziale per diverse scienze mediche, poiché il trofismo tissutale e i suoi disturbi, vari problemi di gastroenterologia, gli aspetti teorici e applicati della scienza della nutrizione sono di fatto parti irrazionalmente divise di un unico problema comune: il problema dell'assimilazione del cibo da parte di organismi a diversi livelli della scala evolutiva. Questo problema dovrebbe essere considerato da posizioni unitarie basate su visioni più ampie e profonde di prima.

Pertanto, la teoria dell'alimentazione adeguata è, per così dire, una teoria dell'alimentazione equilibrata che ha sviluppato "ali biologiche". Ciò significa che la teoria dell'alimentazione adeguata è applicabile non solo agli esseri umani o a uno specifico gruppo di animali, ma anche alle specie animali più diverse e, inoltre, a tutti i gruppi di organismi.

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