- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •Глава 1 ТРОФОЛОГИЯ - НОВАЯ МЕЖДИСЦИПЛИНАРНАЯ НАУКА
- •1.1. Вводные замечания
- •1.2. Предмет и задачи трофологии
- •1.3. Общность фундаментальных процессов ассимиляции пищи
- •1.3.1. Внеклеточное пищеварение
- •1.3.2. Внутриклеточное пищеварение
- •1.3.3. Мембранное пищеварение
- •1.3.4. Схема реального усвоения пищевых веществ
- •1.3.5. Симбионтное пищеварение и питание
- •1.3.6. Индуцированный аутолиз
- •1.3.7. Транспорт
- •1.4. Универсальность строительных и функциональных блоков на различных уровнях организации биологических систем как условие динамического и трофического единства биосферы
- •1.5. Популяционные, экологические и эволюционные проблемы трофологии. Биосфера как трофосфера
- •1.6. Аутотрофность человечества
- •1.7. Классическая и естественная классификации организмов на основе трофических процессов
- •1.8. Происхождение и эволюция эндо- и экзотрофии. Трофика и происхождение жизни.
- •1.9. Замкнутые трофические системы
- •1.10. Заключительные замечания
- •Глава 2 КЛАССИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ СБАЛАНСИРОВАННОГО ПИТАНИЯ
- •2.1. Вводные замечания
- •2.2. Античная теория питания
- •2.3. Основные постулаты теории сбалансированного питания
- •2.4. Питание и законы сохранения постоянства молекулярного состава организма
- •2.5. Пища
- •2.6. Основные следствия теории сбалансированного питания
- •2.6.1. Идеальное питание
- •2.6.2. Элементное питание
- •2.6.3. Парентеральное питание
- •2.7. Достоинства теории сбалансированного питания
- •2.8. Кризис теории сбалансированного питания
- •2.9. Заключительные замечания
- •Глава 3 ТЕОРИЯ АДЕКВАТНОГО ПИТАНИЯ
- •3.1. Вводные замечания
- •3.2. Основные постулаты теории адекватного питания
- •3.3. Основные потоки
- •3.3.1. Поток нутриентов
- •3.3.2. Поток гормонов и других физиологически активных соединений
- •3.3.3. Потоки бактериальных метаболитов
- •3.4. Пищевые волокна
- •3.5. Эндоэкология
- •3.5.1. Формирование эндоэкологии
- •3.5.2. Основные физиологические функции кишечной бактериальной флоры
- •3.5.3. Бактериальная флора как трофический гомеостат - трофостат
- •3.5.4. Эндоэкология, внешние и внутренние трофические цепи
- •3.5.5. Оптимизация и восстановление эндоэкологии
- •3.6. Элементные диеты и две теории питания
- •3.7. Парентеральное питание
- •3.8. Защитные системы желудочно-кишечного тракта
- •3.9. Заключительные замечания (краткое сопоставление теорий сбалансированного и адекватного питания)
- •4.1. Вводные замечания
- •4.2. Рациональное питание
- •4.3. Оптимизация питания
- •4.4. Питание и продолжительность жизни
- •4.5. О культуре питания
- •4.6. Две теории питания и некоторые конкретные примеры
- •4.6.1. Молочное питание
- •4.6.2. Непереносимость молока
- •4.6.3. Питание новорожденных
- •4.7. Несколько замечаний о хлебе
- •4.8. Заключительные замечания
- •5.1. Вводные замечания
- •5.2. Об идеальной пище и идеальном питании
- •5.3. Проблема питания и эволюция человека
- •5.4. Идеальная пища, идеальное питание и две теории питания
- •5.5. Заключительные замечания
- •Глава 6 КИШЕЧНАЯ ГОРМОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА И ТРОФИКА ОРГАНИЗМА
- •6.1. Вводные замечания
- •6.2. Непищеварительные эффекты кишечной гормональной системы
- •6.3. Эндокринная функция двенадцатиперстной кишки
- •6.3.1. Дуоденальная недостаточность
- •6.5. Заключительные замечания
- •Глава 7 СПЕЦИФИЧЕСКОЕ ДИНАМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ПИЩИ
- •7.1. Вводные замечания
- •7.2. Специфическое динамическое действие пищи и объясняющие его теории
- •7.4. Некоторые гормональные эффекты при экспериментальных и клинических нарушениях тонкой кишки
- •7.5. Заключительные замечания
- •Глава 8 ТЕОРИИ РЕГУЛЯЦИИ ПОТРЕБЛЕНИЯ ПИЩИ
- •8.1. Вводные замечания
- •8.2. Регуляция аппетита
- •8.2.1. Аминоацидстатическая теория
- •8.2.2. Глюкостатическая теория
- •8.2.3. Липостатическая теория
- •8.2.4. Дегидратационная теория
- •8.2.5. Термостатическая теория
- •8.2.6. Метаболическая теория
- •8.3. Специализированные аппетиты
- •8.4. Аппетит и кишечная гормональная система
- •8.4.1. Арэнтерин
- •8.4.2. Другие кишечные гормоны
- •8.5. Заключительные замечания точность регуляции потребления пищи и две теории питания)
- •9.1. Вводные замечания
- •9.2. Происхождение и ранние стадии развития жизни
- •9.3. Возникновение клеток
- •9.4. Происхождение аутотрофии (абиотрофии) и гетеротрофии
- •9.6. Трофические цепи и экология
- •ПОСЛЕСЛОВИЕ
- •ЛИТЕРАТУРА
- •Оглавление
т.е. она придает большое значение эволюционным особенностям и особенностям функционирования механизмов, обеспечивающих усвоение пищи. Такой подход позволяет рассматривать ряд проблем, которые недостаточно оценивались классической теорией, но которые имеют решающее значение с точки зрения трофологии.
Охарактеризуем более подробно некоторые постулаты и следствия,
вытекающие из теории адекватного питания.
3.3. Основные потоки
Прежде всего рассмотрим основные потоки, поступающие из желудочно-
кишечного тракта во внутреннюю среду организма.
3.3.1. Поток нутриентов
Обязательное условие ассимиляции пищи - разборка ее сложных структур до простых соединений, которая происходит в процессе пищеварения. Освобождающиеся мономеры (аминокислоты, моносахариды,
жирные кислоты и т.д.) лишены видовой специфичности и преимущественно
одинаковы для всех организмов. В некоторых случаях могут образовываться олигомеры (ди-, три- и изредка тетрамеры), которые
также могут быть ассимилированы. У низших организмов, в частности у бактерий, всасывание нерасщепленных олигомеров широко распространено
(Peptide transport..., 1972). У высших организмов транспорт олигомеров продемонстрирован на примере дипептидов (обзоры: Gardner, 1984, 1988).
При этом усвоение пищи реализуется в три этапа: внеклеточное (по лостное) пищеварение-мембранное пищеварение-всасывание, а у ряда
организмов - в четыре, с участием внутриклеточного пищеварения (см.
гл.1).
3.3.2. Поток гормонов и других физиологически активных соединений
В этом разделе будет дана лишь краткая характеристика так называемого регуляторного потока. Более подробно эта проблема освещена в гл. 6. Существование, помимо потока нутриентов, другого витально важного регуляторного потока из желудочно-кишечного тракта во внутреннюю среду организма не укладывается в схему теории сбалансированного питания. Между тем это значительно меняет представления о механизмах ассимиляции пищи. Поток гормонов и других физиологически активных факторов состоит из двух потоков - эндогенного
и экзогенного. |
|
|
|
|
|
|
Эндогенный |
поток |
содержит |
гормоны, |
медиаторы |
и |
другие |
физиологически активные вещества, продуцируемые эндокринными клетками желудочно-кишечного тракта. С использованием электронной микроскопии,
электронной |
гистохимии, |
иммунологических |
подходов, |
удаления |
|
|
67 |
|
|
определенных отделов тонкой кишки и других методов установлено, что в организме человека и высших животных масса эндокринных элементов желудочно-кишечного тракта превышает массу всех других эндокринных желез, вместе взятых. Эндокринные клетки пищеварительного аппарата секретируют около 30 гормонов и гормоноподобных субстанций. Недавно
показано, что эндокринные клетки желудочно-кишечного тракта
синтезируют также тиреотропный гормон и АКТГ, т.е. гормоны, типичные для гипоталамуса и гипофиза, а клетки гипофиза - гастрин (Larsson, 1979; Булгаков и др., 1982; обзор: Уголев, 1985). Следовательно,
гипоталамо-гипофизарная и желудочно-кишечная системы оказались
родственными по некоторым гормональным эффектам. Существуют также данные, что клетки желудочно-кишечного тракта секретируют некоторые стероидные гормоны (см. гл.6).
В течение длительного времени считалось, что эндокринные клетки желудочно-кишечного тракта секретируют гормоны и другие физиологически
активные факторы, участвующие преимущественно в саморегуляции
процессов пищеварения и всасывания пищевых веществ. Однако в настоящее время известно, что физиологически активные вещества контролируют не только функции пищеварительного аппарата, но и важнейшие эндокринные и метаболические функции всего организма. Оказалось, что так называемые классические гормоны желудочно-кишечного тракта (секретин, гастрин,
холецистокинин) и ряд неидентифицированных гипотетических гормонов,
кроме местного, или локального, действия, выполняют различные функции по регуляции непищеварительных органов. Примером гормонов общего действия являются также соматостатин и арэнтерин (см. гл.6, 7 и 8).
Нарушение эндогенного потока физиологически активных факторов из желудочно-кишечного тракта во внутреннюю среду организма вызывает тяжелые последствия. Нами продемонстрировано, что удаление даже части эндокринной системы пищеварительного аппарата в определенных условиях
приводит |
либо к |
гибели, либо |
к |
тяжелому заболеванию животного |
(подробно см. гл.6). |
|
|
||
Таким |
образом, |
можно думать, |
что |
для нормального функционирования |
организма необходим поток эндогенных физиологически активных веществ,
имеющих отношение к контролю усвоения нутриентов тканями организма, а
также к ряду других жизненно важных функций. Благодаря эндокринной системе желудочно-кишечного тракта реализуется также связь между поступлением пищи и системами, ее ассимилирующими.
Экзогенный поток физиологически активных веществ состоит преимущественно из специфических субстанций, образующихся при расщеплении пищи. Так, при гидролизе пепсином белков молока и пшеницы
68
образуются вещества, получившие название экзорфинов, т.е. натуральных морфиноподобных (по действию) соединений. При определенных условиях образующиеся пептиды могут в некоторых количествах проникать в кровь и принимать участие в модуляции общего гормонального фона организма.
Можно допустить также, что некоторые пептиды, в том числе образующиеся при нормальном переваривании определенных компонентов пищи, выполняют регуляторные функции. К таким пептидам принадлежит казоморфин -
продукт гидролиза белка молока (казеина).
Роль питания в формировании физиологических и психологических стандартов человека еще более возрастает в результате открытия функций
некоторых аминокислот как нейротрансмиттеров и как их
предшественников.
Таким образом, питание не тот простой акт приема пищи, который можно свести к обогащению организма нутриентами. Одновременно сосуществует сложнейший поток гормональных факторов, который крайне важен, а может быть, и жизненно необходим для регуляции ассимиляции
пищи, метаболизма и, как обнаружено, некоторых функций нервной системы.
3.3.3. Потоки бактериальных метаболитов
При участии бактериальной флоры кишечника формируются три потока,
направленные из желудочно-кишечного тракта во внутреннюю среду организма. Один из них - поток нутриентов, модифицированных микрофлорой (например, амины, возникающие при декарбоксилировании
аминокислот), второй - поток продуктов жизнедеятельности самих
бактерий и третий - поток модифицированных бактериальной флорой балластных веществ. При участии микрофлоры образуются вторичные нутриенты, в том числе моносахариды, летучие жирные кислоты, витамины,
незаменимые аминокислоты и т.д., вещества, которые при сегодняшнем
уровне знаний представляются индифферентными, и токсические
соединения. Именно наличие токсических соединений породило идею о целесообразности подавления кишечной микрофлоры, высказанную еще И.И.
Мечниковым. Однако, возможно, токсические вещества, если их количество
не переходит определенных границ, физиологичны и являются постоянными и неизбежными спутниками экзотрофии.
Некоторые токсические вещества, в частности токсические амины,
образующиеся в пищеварительном аппарате под влиянием бактериальной флоры, давно привлекают внимание. Среди аминов, обладающих высокой физиологической активностью, описаны кадаверин, гистамин, октопамин,
тирамин, пирролидин, пиперидин, диметиламин и др. (Lindblad et al.,
69
1979). Определенное представление о содержании этих аминов в организме дает уровень их экскреции с мочой. Некоторые из них заметно влияют на состояние организма (табл.3.1). При различных формах заболеваний, в
частности дисбактериозах, уровень аминов может резко возрастать и быть одной из причин нарушений ряда функций организма. Продукция токсических аминов может быть подавлена антибиотиками.
Таблица 3.1 Уровень аминов преимущественно кишечного бактериального происхождения
(по: Lindblad et al., 1979)
Амины |
|
Количество, |
Источник |
Физиологический фактор |
секретируемое в |
||||
|
|
сутки (мг) |
|
|
Диметиламин |
|
20.0 |
Холин |
|
|
Лецитин |
|
||
|
|
|
Метиламин |
|
Пиперидин |
|
0.8 |
Лизин |
Церебральная депрессия |
|
Гипертензия |
|||
Пирролидин |
|
0.4 |
Аргинин |
Церебральная депрессия |
|
|
Орнитин |
Гипертензия |
|
|
|
|
||
Tирамин |
|
|
Тирозин |
Гипертензия |
Октопамин |
|
|
Тирозин |
|
Гистамин |
|
|
|
Желудочная секреция |
|
|
|
Вазодилатация |
|
|
|
|
|
Лейкотаксис |
По-видимому |
, |
в ходе |
эволюции некоторые токсические амины |
включились в регуляторные системы организма. В качестве примера можно привести гистамин, образующийся при декарбоксилировании гистидина. Как известно, гистамин продуцируется преимущественно клетками желудка,
морфологически сходными с тучными, и контролирует ряд функций гипоталамо-гипофизарной системы, секрецию соляной кислоты клетками
желудка и при некоторых условиях способствует образованию язв желудка
и двенадцатиперстной кишки. В начале 80-х годов было показано, что
развитие таких язв происходит при участии Н2-рецептоторов.
Использование Н2 -блокаторов (например, циметидина) вызывает не только исчезновение язв желудка и выключение кислой желудочной секреции, но и
возникновение психических, урологических и эндокринных нарушений
(обзор: Domschke, Domschke, 1981, и др.).
Наряду с эндогенным существует экзогенный гистамин, образующийся главным образом в кишечнике в результате бактериальной активности.
Поэтому применение антибиотиков может приводить к ряду сдвигов гормонального статуса организма. Возможно, многие патологические изменения в организме провоцируются не за счет гиперфункции клеток
желудка, секретирующих гистамин, а |
благодаря |
его избыточной |
продукции |
в кишечнике бактериальной флорой. |
Так, при |
гиперпродукции |
гистамина |
70 |
|
|