Продолжение книги «Врачевание» (размышления детского врача).
Предыдущая часть
Следующая часть
Содержание книги
2.3. Микробиота
Наряду с кишечными ферментами, исключительно важную роль в процессах переваривания пищи выполняет местная бактериальная флора. О ее большом влиянии на здоровье и длительность жизни человека писал еще И.И.Мечников. В современной биологии и медицине микрофлоре толстого кишечника уделяется все возрастающее внимание. Новые многочисленные экспериментальные и клинические исследования показали ее серьезное значение для здоровья и жизни человека. Попадание микроорганизмов к плоду, новорожденному, детям раннего возраста происходит в основном от матери. В дальнейшем состав микробиоты зависит от множества факторов ОС, состояния здоровья человека, индивидуальных, генетически обусловленных, особенностей его метаболизма. Гомозиготные близнецы имеют гораздо более сходную микробиоту, чем у других членов семьи и гетерозиготных близнецов. На ее состав влияют также состояние иммунной системы хозяина, тип его питания, набор продуктов, привычки, образ жизни, симбиоз и взаимная адаптация микробов и хозяина, принимаемые лекарства и т.д.
Микробиота кишки относительно стабильная, — поддерживается ее динамический гомеостаз. Кратковременные отклонения от привычного питания и другие влияния не вызывают ее немедленный значительный сдвиг. Естественная смена популяции (микробный цикл) занимает время от суток до недели. Если же новый набор потребляемых продуктов становится устойчивым, длительным, то соответственно, частично изменяется и микрофлора кишки, которая адаптируется к измененной диете. Несовпадение этих процессов может приводить к расстройству деятельности кишечника (например, ”диарея путешественников“ и т.п.). В желудочно-кишечном тракте действует множество антибактериальных влияний (ферменты, иммуноглобулины, иммунные клетки и др.), и в то же время, внутри биопленки, покрывающей слизистую оболочку кишки, микробы оказываются защищенными посредством муцина клеточного происхождения и полисахарида самих бактерий.
В кишечнике живут около 100 триллионов различных симбиотических бактерий, общей массой более 1—1,5 кг, выполняющих для человека важные функции. Они вытесняют и подавляют развитие вирусов и болезнетворных микробов; оказывают модулирующее влияние на иммунитет хозяина, стимулируют местное образование секреторного IgAs, сигнальных молекул (нейромедиаторов и др.). Микробиота вырабатывает высоко активные ферменты, разлагающие и обезвреживающие экзотоксические вещества, ксенобиотики, попавшие в пищу при ее выращивании, хранении, промышленной переработке; разрушают лекарства и эндотоксины, выделяемые в кишечник из крови и с желчью в ходе обмена веществ в организме хозяина. Конечными продуктами переваривания, жизнедеятельности, биотрансформации и синтеза, осуществляемого бактериями кишечника, а также их деградации, — является большая группа веществ, абсолютно необходимых человеку. К ним относятся нуклеотиды, углеводы, летучие жирные кислоты (уксусная, масляная, пропионовая), липиды.
Очень важна для функции кишечника работа микробиоты по перевариванию грубых пищевых волокон, пектинов, полисахаридов (2). В результате всасывания и усвоения продуктов бактериального переваривания (углеводов, аминокислот, жиров) человек получает от 8% до 10% общего калоража. В ходе бактериальной жизнедеятельности синтезируются предшественники витаминов и витамины В1, В2, В6, В12, биотин, фолиевая и пантотеновая кислоты, витамин К, а также некоторые незаменимые аминокислоты и лактаза. Все эти, необходимые человеку вещества, его организм образовать не может и получает их при всасывании в толстом кишечнике как продукты бактериального переваривания, модификации и синтеза. В толстом кишечнике всасываются аминокислоты, вода и растворенные в ней микроэлементы, что поддерживает ионный гомеостаз организма. На этом в частности основано широкое применение лечебных питательных клизм и лекарственных свечей.
Велика роль кишечной микробиоты в переработке и рециркуляции желчи, стероидов, метаболизме билирубина, желчных и жирных кислот, фосфолипидов, холестерина, обмена белков. Участие бактерий кишечника в обмене веществ человека столь велико, что они существенно влияют на его энергетические потоки, трофику, иммунитет, дезинтоксикацию, повышение резистентности эпителиальных клеток к канцерогенезу, а также на деятельность печени, эндокринной системы, пищеварение, перистальтику кишечника, выделение, регуляцию газового состава полостей. В свою очередь, видовой состав микробиоты кишечника отчетливо зависит от диеты хозяина (углеводы — усиливают процессы брожения, белки подвергаются гниению в кишечнике), и особенно на микробы влияют индивидуальные особенности обмена веществ, его биохимии (7). Индивидуальный состав микробиоты может временно измениться под влиянием внешних условий, но в дальнейшем она постоянно стремится самовосстановиться. Это отражает глубокие симбиотические взаимозависимые отношения между процессами жизнедеятельности индивидуума и его микробиотой.
Интенсивность и объем работы “биохимического котла“ в самой микробиоте во много раз превышает напряженность биохимических реакций человека, а доля его генома составляет не более 1% по отношению к геному микробиоты (3). Совместное участие в обмене веществ, выработка по механизму обратных связей специфических ферментов, регулирующая роль генетических сетей, биологическое усиление друг друга,— создают своеобразную ситуацию, когда микробиота кишечника выступает как некий, эволюционно созданный природой, дополнительный “орган“ человека, а сам он условно рассматривается как “сверхорганизм“. Эта индивидуальная эндоэкология человека, основанная на гармонии взаимной пользы и помощи, требует постоянного поддержания и защиты микробиоты от повреждающих воздействий. Последние вызываются различными болезнями и грубыми нарушениями образа жизни и питания. Крайне неблагоприятны в этом отношении голод, чрезмерно обильная еда, длительно односторонний состав рациона, внезапный без подготовки переход на новую трудно усвояемую пищу, очень холодные или горячие блюда и напитки, отсутствие регулярности и комфортности питания, поспешная еда, всухомятку и т.п.
Вредно на микробиоту действуют также стрессы, алкоголь, курение, токсические факторы ОС, рентгенотерапия, многие лекарства, и частые клизмы. В то же время, вся пищеварительная система функционирует как единое целое, способная синхронно реагировать на изменения ритма, условий и рациона питания, состава и количества пищи, времени года и погоды, настроения и здоровья человека.
Содержание книги Вверх
2.4. Переваривание и всасывание
В переваривании пищи участвуют: 1. собственные ферменты человека, поступающие в пищеварительный тракт из крови, вырабатываемые местно секреторными клетками пищеварительных желез, поджелудочной железой, энтероцитами, а также внутриклеточные энзимы иммунных и других клеток; 2. симбионтное пищеварение, осуществляемое гидролитическими ферментами микробов-симбионтов и простейших, населяющих в основном толстый кишечник; 3.аутолитическое пищеварение, то есть расщепление компонентов пищи при участии ферментов, содержащихся в самой пище. Последний вариант наиболее значим в питании новорожденных детей и младенцев первых месяцев жизни, когда собственная система пищеварения еще мало развита. Содержащиеся в грудном молоке ферменты и сама его физико-химическая структура способствуют нежному створаживанию белков молока в желудке ребенка и последующему эффективному их гидролизу.
В Сибири и на северных ее окраинах у местных народностей распространена традиция употребления в пищу сырых свежих, вяленых, замороженных внутренних органов, крови, мяса животных, птиц и чаще рыбы (строганина). В этих продуктах некоторое время сохраняется активность гидролаз и других биологически активных веществ. Такое питание, очевидно, неплохо усваивается, и потому помогло местным народностям адаптироваться в суровых условиях Севера и бедного местного набора продуктов питания. По современным представлениям, развитым А.Уголевым (4), различают по локализации пищеварение полостное, слизистое, пристеночное (контактное), внутриклеточное. Полостное пищеварение (во рту, желудке, кишечнике ) ведет к растиранию и расщеплению пищи в составе химуса до мельчайших размеров (менее 1 мм) и гидролизу основных ее ингредиентов (белка, жира, углеводов) до стадии олигомеров. Продолжение полостного пищеварения идет при участии ферментов, фиксированных в весьма толстом слое слизи, прочно расположенной на всем протяжении слизистой оболочки кишечника, и затем в зоне гликокаликса. Гликокаликс представляет собой наружный гликолипопротеиновый комплекс клеточной оболочки энтероцита, содержит большое количество ферментов, поступивших из полости пищеварения и синтезируемых самими энтероцитами. Наряду с интенсивным гидролизом продуктов пищеварения, гликокаликс регулирует также взаимодействие клетки и ее элементов с соседними клетками и ОС (трансмембранный обмен веществ) , благоприятно влияет на состояние микроворсинок и клеточный иммунитет. Продукты переваривания в процессе обработки проходят слой за слоем, все ближе к стенке кишки (к энтероцитам), а точнее — передаются от одной ферментной системы к следующей, так как все они взаимосвязаны и взаимозависимые. Мембрана энтероцитов имеет большое количество микроворсинок, на которых закреплены ее собственные ферменты. Нити мукополисахаридов, содержащихся в слизи и гликокаликсе, образуют на вершинах ворсинок достаточно прочную постоянно обновляющуюся трехмерную узкопетлистую сеть, имеющую электрический заряд и мелкие поры. Эта сеть действует как молекулярный фильтр. Мельчайшее расстояние между микроворсинками не пропускает крупные молекулы распада компонентов пищи, ксенобиотики и бактерии, попавшие в продукты. Участок пристеночного (мембранного) пищеварения практически стерильный. Здесь из олигомеров образуются конечные продукты гидролиза — мономеры, и начинается их всасывание во внутреннюю среду организма, в кровь и лимфу. На уровне энтероцитов процессы переваривания и всасывания строго координируются, взаимозависимые и тесно связанные.
Для переваривания пищи каждый раз требуется специфическая работа пищеварительной системы, усиленная секреция определенных ферментов, строго соответствующих объему и физико-химическому составу принятой пищи, то есть идет адаптация пищеварения. Так же и механизм всасывания. Участие в нем различных компонентов, клеток, участков пищеварительного тракта зависит от многих условий и, в первую очередь, от качественного состава и количества пищи, степени ее расщепления, уровня адаптации организма к ней и содержания в крови продуктов всасывания. Например, всасывание углеводов снижается, если уровень глюкозы в крови высокий.
Основной поток образовавшихся в ходе ферментативного гидролиза питательных веществ, состоит из микромолекул (аминокислоты, глюкоза и другие моносахариды, моноглицериды, жирные кислоты), которые активно всасываются, главным образом, в тонком кишечнике при участии специфических транспортных механизмов с затратой энергии АТФ. Небольшая часть аминокислот и моносахаридов проникает через кишечный барьер пассивно (путем диффузии). Всасывание одних аминокислот может тормозить или, напротив, ускорить всасывание других аминокислот и моносахаридов. Наиболее сложно осуществляется всасывание липидов, в ходе которого мономеры вновь в энтероцитах ресинтезируются в триглицериды. Последние совместно с фосфолипидами, холестерином и глобулинами образуют хиломикроны, проникающие в лимфатический сосуд ворсинки и затем в лимфатическую и немного в кровеносную систему организма. Эпителиальные клетки тонкого кишечника (преимущественно клетки Панета) обладают способностью забирать и концентрировать в себе токсические продукты, выделяемые из крови в кишечник в ходе обмена веществ в организме, лекарства, а также поступающие в составе пищи ксенобиотики и т.п. Каждые 2—3 дня эти и другие эпителиальные клетки кишечника отмирают, отторгаются и поступают в толстый кишечник(5). Здесь подвергаются микробному разложению и выбрасываются с калом.
Образующиеся на месте отторгнутого в результате дистрофических и некротических изменений эпителия микроскопические щели закрываются не сразу и могут некоторое время служить местом проникновения из кишечника во внутренние среды организма крупных молекул некоторых физиологических или патологических веществ. Таким путем персорбции проникают микроэлементы, вода и растворенные в ней вещества, ферменты и гормоны, метаболиты, антитела, но и аллергены, ксенобиотики, бактерии и вирусы. Количество их обычно небольшое, но влияние на здоровье человека может быть значительным и порой опасным.
Трансцитоз — это один из важнейших вариантов переваривания и всасывания. Он связан с фагоцитозом и пиноцитозом крупномолекулярных соединений, частиц, растворов электролитов клетками стенки кишечника. Фагоцитоз и частично пиноцитоз проявляются внутриклеточным перевариванием и последующим выделением (экзоцитозом ) из клетки продуктов гидролиза во внутреннюю среду организма. Пиноцитоз широко распространен в организме и выявлен даже в нервных клетках. При пиноцитозе, вещества, захваченные с одной стороны эндоцита, проходят через протоплазму и часто в неизмененном виде выделяются с противоположной стороны клетки (1). Биологическое значение трансцитоза довольно большое, поскольку при этом из кишечника в кровь проходят антитела, белки и аминокислоты, гормоны и ферменты, электролиты, витамины и метаболиты. Это особенно ценно в раннем детском возрасте, когда ребенок получает защитные иммуноглобулины и большинство указанных веществ из материнского молока. Они, не подвергаясь разрушению, всасываются и включаются в метаболизм организма младенца. Новорожденные и дети раннего возраста биологически высоко адаптированы к лактотрофному типу питания грудным молоком матери: облегченные переваривание и всасывание позволяют усваивать из материнского молока белков до 95%, а из коровьего — только 60—65%. Подобное отмечается и в отношении жиров молока. Однако лактоза коровьего молока расщепляется лучше, чем из грудного молока. Это, однако, никак не снижает громадные преимущества материнского молока для младенца. Грудное вскармливание не только продолжает очень важную биологическую связь между матерью и ребенком, но и создает исключительно ценную для психического развития младенца эмоциональную связь между ними, а также положительно влияет на эмоциональное состояние самой матери и психологическую обстановку в семье.
Молоко матери — единственный продукт в природе, который содержит все необходимые энергетические, строительные, регуляторные и иммунные ингредиенты для полноценного роста и развития младенца, для защиты его от инфекций, и постепенной подготовке к переходу на питание чужеродной пищей. С грудным молоком мать передает ребенку лимфоциты, способные вырабатывать комплемент, интерфероны и даже крупные иммуноглобулины. Пищеварительный тракт и все жизненные системы доношенного здорового ребенка морфологически и функционально биологически достаточно развиты и готовы к такому типу питания. Всякого рода отклонения от естественного (грудного) вскармливания представляют собой чрезмерную неадекватную нагрузку, чреватую вредными ближайшими и отдаленными последствиями для здоровья ребенка и в последующем взрослого человека. Поэтому не корректно объяснять эту диспропорцию недостаточным количеством и активностью ферментов пищеварительного тракта младенца. Пищеварительных соков и ферментов обычно вполне достаточно для условий правильного питания здорового младенца. Нельзя требовать от организма ребенка адекватного ответа на неадекватную нагрузку, как не принято ожидать, что ребенок будет говорить и ходить в шестимесячном возрасте. По мере роста и развития ребенка, введения в его питание новых продуктов,— высокая доля внутриклеточного пищеварения снижается, и синхронно увеличивается выработка и активность обычных пищеварительных соков и ферментов, нарастают полостное и пристеночное пищеварение. К 1 году жизни большинство детей уже достаточно адаптированы к специально обработанной пище “общего стола“ и могут обходиться без материнского молока. Следует, однако, учитывать, что в России здоровыми рождаются менее 1/3 детей, а остальные — имеют те или иные отклонения здоровья, то есть морфологически и функционально они не зрелые, в том числе и их пищеварительная система (8). Матери этих детей тоже чаще не здоровые, нередко курят, употребляют алкоголь. Многие живут в экологически неблагоприятных условиях, неправильно питаются, а значит их лактация и качественный состав молока не только не вполне полноценные, но молоко часто содержит вредные вещества, включая лекарства, которые принимает мать (порой даже без ведома врача). Например, у женщин, работающих на вредных химических предприятиях или живущих в зоне их ядовитых выбросов в атмосферу, — в молоке могут содержаться токсические вещества. Подобное отмечается и у кормилец, если они продолжали курить. В таких случаях младенец отравляется никотином и другими ядами не только путем “пассивного курения“ через воздух, но и ядами, попавшими в молоко матери. Я наблюдал немало случаев тяжелого отравления детей алкоголем, когда кормящие грудью матери пили водку, пиво, вино. С увеличением транспорта, особенно личного, чаще стали случаи попадания в организм детей свинца с молоком матери после ее частых и длительных поездок, а также в семьях, живущих вблизи (100—150м) от транспортных магистралей. В таких многочисленных случаях необходима особая настороженность врача и при грудном вскармливании, а тем более при введении в питание новых продуктов. Факт грудного вскармливания не служит абсолютной защитой младенца, хотя и очень ценен. Рост и морфо-функциональное развитие пищеварительной системы, ее созревание, адаптация к пище — продолжается вплоть до периода взросления. Все это время она остается весьма лабильной, повышенно чувствительной к инфекции и дефектам питания, склонной к заболеваниям.
Многоуровневая структура системы пищеварения отражается на функциональной относительной автономности деятельности каждого органа. Это проявляется в разной скорости и последовательности начала выработки пищеварительных секретов, их количества, набора и активности ферментов, длительности и интенсивности переваривания в желудке, кишечнике, а также всасывания пищевых продуктов, моторики “ конвейера“, экскреторной способности. Прием, переваривание, всасывание и усвоение питательных веществ — это сложная многоступенчатая и строго координированная работа не только желудочно-кишечного тракта, но и всего организма, идущая со значительной затратой энергии. В этот процесс с разной степенью интенсивности и очередности вовлекаются ЦНС, эндокринные железы, печень и почки, нейросекреторные клетки, система кровообращения и др.
Активизация системы пищеварения и связанных с ней функциональных систем, сопровождается, в то же время, снижением активности органов выделения, размножения, мышц, то есть тех систем, которые не принимают непосредственного участие в работе пищеварительной системы.
Хорошо установлено, как деятельность пищеварительной системы изменяется, приспосабливаясь к той пище, которую употребляет человек. Эта адаптация (выделение соответствующих пищеварительных секретов и ферментов) может быть кратковременной, связанной с сиюминутным набором продуктов данной трапезы, и потому иногда недостаточной. Степень адаптации отражается на длительности пребывания пищи в желудке и кишечнике, полноты ее переваривания, эффективности всасывания и усвоения. Напротив, долговременная адаптация развивается постепенно при регулярном употреблении определенного набора продуктов в течение нескольких недель и месяцев. Этот тип адаптации обычно протекает благоприятно без каких-либо нарушений пищеварения и болезней.
При длительном превалировании мясной пищи в диете адекватно увеличивается секреция желудочного сока с повышенным содержанием нескольких видов протеаз высокой активности. Приспособление к перевариванию большого количества мясных блюд происходит так же в секреции соков и ферментов поджелудочной железы, тонкого кишечника, выделения желчи. А.М.Уголев указал на различие в активности желудочного сока и его протеолитических ферментов по отношению к животным белкам, в сравнении с желудочным соком, выделяемым для переваривания продуктов с высоким содержанием растительных белков. Подобного рода адаптивные закономерности отмечаются и в ответ на потребление преимущественно углеводистой пищи (овощи, фрукты, крупы, хлеб и т.п.) — увеличение выработки амилазы, или пищи с большим содержанием жиров — высокая липолитическая активность секретов кишечника и поджелудочной железы. Длительный односторонний и часто однообразный тип питания, (например, вегетарианцы, “мясоеды“ и т.д.) — стимулирует дополнительную секрецию соков и особенно тех ферментов, которые необходимы для переваривания именно этих преобладающих в рационе продуктов питания. Однако одновременно затормаживается активность ферментов по отношению к продуктам, которых очень мало или вообще нет в рационе. В этом проявляется общий принцип адаптационно-компенсаторных реакций: стимуляция обмена веществ, увеличение потребности в энергии тех органов и функциональных систем, на которые падает основная нагрузка по адаптации, но одновременно падает потребление энергии, метаболизм органов, не участвующих в данное время в адаптации. Пищевая адаптация и привычки, метаболизм, ритмы носят обычно инертный характер, упорные. Поэтому нежелателен внезапный переход на другой тип питания, — он может сопровождаться неблагоприятной реакцией пищеварительной системы и всего неподготовленного организма.
Смешанный набор продуктов в трапезе требует определенной последовательности в потреблении с учетом их влияния на пищеварение. Белки, полипептиды, аминокислоты в пище стимулируют высокую протеолитическую секрецию желудочного сока, сахара — умеренно ее тормозят, а жир и продукты его гидролиза — оказывают наибольшее торможение желудочной секреции. В регуляции сложных процессов пищевой адаптации участвуют центральная и вегетативная нервная система, многие гормоны и метаболиты, секреты апудоцитов, а также автономные механизмы самой пищеварительной системы. Как и все регуляторные влияния, они связаны с природными и собственными биологическими и социальными ритмами, зависящими, в свою очередь, от генетической индивидуальности человека и образа его жизни, привычек.
Предыдущая часть Следующая часть
Содержание книги
Вверх
Задайте вопрос педиатру. Онлайн. Бесплатно
Во вторую очередь стоит разделить представления о трех принципиально разных состояниях, связанных с повышением температуры тела. Первое – субфебрильное (до 37,5 градусов Цельсия) повышение температуры у детей первого года жизни, которое обусловлено незрелостью терморегуляторных механизмов маленького человека.
Как избежать перегрева в жару?
Задайте 