หน้าที่ทางสรีรวิทยาพื้นฐานของจุลินทรีย์ในลำไส้ การไหลของสารอาหาร

เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการดูดซึมอาหารคือการแยกโครงสร้างที่ซับซ้อนออกเป็นสารประกอบที่เรียบง่าย ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการย่อย โมโนเมอร์ที่ปล่อยออกมา (กรดอะมิโน โมโนแซ็กคาไรด์ กรดไขมัน เป็นต้น) ไม่มีความจำเพาะต่อสปีชีส์และมีลักษณะเหมือนกันสำหรับสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ในบางกรณี อาจเกิดโอลิโกเมอร์ (ได- ไตร- และบางครั้งเป็นเททระเมอร์) ซึ่งสามารถดูดซึมได้เช่นกัน ในสิ่งมีชีวิตระดับสูง มีการสาธิตการขนส่งโอลิโกเมอร์โดยใช้ไดเปปไทด์เป็นตัวอย่าง ในกรณีนี้ การดูดซึมอาหารเกิดขึ้นในสามขั้นตอน ได้แก่ การย่อยนอกเซลล์ (โพรง) - การย่อยผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ - การดูดซึม และในสิ่งมีชีวิตจำนวนหนึ่ง - ในสี่ขั้นตอน โดยมีการย่อยภายในเซลล์เข้ามาเกี่ยวข้อง

การไหลของฮอร์โมนและสารออกฤทธิ์ทางสรีรวิทยาอื่น ๆ

งานวิจัยล่าสุดระบุว่าเซลล์ต่อมไร้ท่อในระบบทางเดินอาหารยังสังเคราะห์ฮอร์โมนกระตุ้นต่อมไทรอยด์และ ACTH ซึ่งเป็นฮอร์โมนที่พบได้ทั่วไปในไฮโปทาลามัสและต่อมใต้สมอง และเซลล์ต่อมใต้สมอง - แกสตริน ดังนั้นระบบไฮโปทาลามัส-ต่อมใต้สมองและระบบทางเดินอาหารจึงมีความเกี่ยวข้องกันในผลของฮอร์โมนบางอย่าง นอกจากนี้ยังมีหลักฐานที่ระบุว่าเซลล์ในระบบทางเดินอาหารหลั่งฮอร์โมนสเตียรอยด์บางชนิด

เป็นเวลานานที่เชื่อกันว่าเซลล์ต่อมไร้ท่อของระบบทางเดินอาหารจะหลั่งฮอร์โมนและปัจจัยทางสรีรวิทยาอื่นๆ ที่มีส่วนเกี่ยวข้องในการควบคุมตนเองของการย่อยและการดูดซึมสารอาหาร อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีว่าสารที่ออกฤทธิ์ทางสรีรวิทยาไม่เพียงแต่ควบคุมการทำงานของระบบย่อยอาหารเท่านั้น แต่ยังควบคุมการทำงานของต่อมไร้ท่อและการเผาผลาญที่สำคัญที่สุดของร่างกายทั้งหมดด้วย ปรากฏว่าฮอร์โมนคลาสสิกของระบบทางเดินอาหาร (ซีเครติน แกสตริน โคลซีสโตไคนิน) และฮอร์โมนสมมติฐานที่ยังไม่ระบุจำนวนหนึ่ง นอกจากการกระทำเฉพาะที่หรือเฉพาะที่แล้ว ยังทำหน้าที่ต่างๆ ในการควบคุมอวัยวะอื่นๆ อีกด้วย ตัวอย่างของฮอร์โมนที่ออกฤทธิ์ทั่วไป ได้แก่ โซมาโทสแตตินและอาเรเทอริน

การหยุดชะงักของการไหลเวียนของปัจจัยที่ออกฤทธิ์ทางสรีรวิทยาจากทางเดินอาหารไปสู่สภาพแวดล้อมภายในร่างกายทำให้เกิดผลร้ายแรง เราได้พิสูจน์แล้วว่าการตัดระบบต่อมไร้ท่อของระบบย่อยอาหารออกไปแม้เพียงบางส่วนภายใต้เงื่อนไขบางประการอาจนำไปสู่ความตายหรือความเจ็บป่วยร้ายแรงของสัตว์

การไหลเวียนของสารออกฤทธิ์ทางสรีรวิทยาจากภายนอกประกอบด้วยสารเฉพาะที่เกิดขึ้นระหว่างการย่อยอาหารเป็นหลัก ดังนั้น ในระหว่างการไฮโดรไลซิสของโปรตีนนมและข้าวสาลีโดยเปปซิน สารที่เรียกว่าเอ็กซอร์ฟินจะถูกสร้างขึ้น นั่นคือสารประกอบที่คล้ายมอร์ฟีนตามธรรมชาติ (ที่ออกฤทธิ์) ภายใต้เงื่อนไขบางประการ เปปไทด์ที่เกิดขึ้นสามารถแทรกซึมเข้าสู่เลือดได้ในปริมาณหนึ่งและมีส่วนร่วมในการปรับเปลี่ยนพื้นหลังฮอร์โมนทั่วไปของร่างกาย นอกจากนี้ยังสามารถสันนิษฐานได้ว่าเปปไทด์บางชนิด รวมถึงเปปไทด์ที่เกิดขึ้นระหว่างการย่อยส่วนประกอบอาหารบางชนิดตามปกติ มีหน้าที่ในการควบคุม แคโซมอร์ฟิน ซึ่งเป็นผลผลิตจากการไฮโดรไลซิสของโปรตีนนม (เคซีน) ถือเป็นส่วนหนึ่งของเปปไทด์ดังกล่าว

บทบาทของโภชนาการในการสร้างมาตรฐานทางสรีรวิทยาและจิตวิทยาของมนุษย์เพิ่มมากขึ้นจากการค้นพบหน้าที่ของกรดอะมิโนบางชนิดในฐานะสารสื่อประสาทและสารตั้งต้น

ดังนั้นโภชนาการจึงไม่ใช่เพียงการกินเพื่อเติมสารอาหารให้ร่างกายเท่านั้น แต่ยังมีปัจจัยด้านฮอร์โมนที่ซับซ้อนซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งและอาจจำเป็นต่อการควบคุมการดูดซึมอาหาร การเผาผลาญ และหน้าที่บางอย่างของระบบประสาทตามที่ได้มีการค้นพบ

การไหลของเมตาบอไลต์ของแบคทีเรีย

ด้วยการมีส่วนร่วมของจุลินทรีย์ในลำไส้ ทำให้เกิดกระแสน้ำสามสายที่มุ่งจากทางเดินอาหารสู่สภาพแวดล้อมภายในร่างกาย สายหนึ่งคือกระแสของสารอาหารที่จุลินทรีย์ดัดแปลง (เช่น อะมีนที่เกิดขึ้นระหว่างการดีคาร์บอกซิเลชันของกรดอะมิโน) สายที่สองคือกระแสของผลิตภัณฑ์จากกิจกรรมสำคัญของแบคทีเรียเอง และสายที่สามคือกระแสของสารบัลลาสต์ที่จุลินทรีย์ดัดแปลง ด้วยการมีส่วนร่วมของจุลินทรีย์ สารอาหารรองจะก่อตัวขึ้น ได้แก่ โมโนแซ็กคาไรด์ กรดไขมันระเหย วิตามิน กรดอะมิโนจำเป็น ฯลฯ สารที่ดูเหมือนไม่สำคัญในระดับความรู้ปัจจุบัน และสารพิษ การมีอยู่ของสารพิษทำให้เกิดแนวคิดเกี่ยวกับความเหมาะสมในการยับยั้งจุลินทรีย์ในลำไส้ ซึ่งแสดงโดย II Mechnikov อย่างไรก็ตาม มีความเป็นไปได้ที่สารพิษหากมีปริมาณไม่เกินขีดจำกัดที่กำหนด อาจเป็นสารสรีรวิทยาและเป็นเพื่อนคู่กายของการเจริญภายนอกที่หลีกเลี่ยงไม่ได้

สารพิษบางชนิด โดยเฉพาะอะมีนที่เป็นพิษซึ่งก่อตัวขึ้นในระบบย่อยอาหารภายใต้อิทธิพลของจุลินทรีย์ในแบคทีเรีย ได้รับความสนใจมาเป็นเวลานานแล้ว ในบรรดาอะมีนที่มีกิจกรรมทางสรีรวิทยาสูง ได้มีการบรรยายถึงคาดาเวอรีน ฮิสตามีน อ็อกโทพามีน ไทรามีน ไพโรลิดีน ไพเพอริดีน ไดเมทิลอะมีน เป็นต้น แนวคิดบางประการเกี่ยวกับเนื้อหาของอะมีนเหล่านี้ในร่างกายนั้นแสดงโดยระดับการขับถ่ายออกทางปัสสาวะ บางชนิดส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อสภาพร่างกาย ในโรคต่างๆ โดยเฉพาะโรคแบคทีเรียผิดปกติ ระดับของอะมีนอาจเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและเป็นสาเหตุหนึ่งของการหยุดชะงักของการทำงานของร่างกายหลายอย่าง การผลิตอะมีนที่เป็นพิษสามารถระงับได้ด้วยยาปฏิชีวนะ

นอกจากฮีสตามีนในร่างกายแล้ว ยังมีฮีสตามีนจากภายนอกอีกด้วย ซึ่งส่วนใหญ่เกิดขึ้นในลำไส้อันเป็นผลจากกิจกรรมของแบคทีเรีย ดังนั้น การใช้ยาปฏิชีวนะจึงอาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงของสถานะฮอร์โมนในร่างกายได้หลายประการ เป็นไปได้ว่าการเปลี่ยนแปลงทางพยาธิวิทยาหลายอย่างในร่างกายไม่ได้เกิดจากการทำงานมากเกินไปของเซลล์ในกระเพาะอาหารที่หลั่งฮีสตามีน แต่เกิดจากการผลิตฮีสตามีนมากเกินไปในลำไส้โดยจุลินทรีย์ในลำไส้ ดังนั้น เมื่อจุลินทรีย์ในลำไส้ผลิตฮีสตามีนมากเกินไป ก็จะทำให้เกิดแผลในกระเพาะอาหาร แนวโน้มที่จะเกิดการหยุดชะงักของการทำงานของไฮโปทาลามัส-ต่อมใต้สมอง อาการแพ้ ฯลฯ

ความสำคัญทางสรีรวิทยาของสารอาหารรองนั้นเห็นได้จากการที่มนุษย์และสัตว์มีความต้องการวิตามินเพิ่มมากขึ้นอย่างรวดเร็ว เนื่องจากยาปฏิชีวนะสามารถยับยั้งแบคทีเรียบางชนิดได้

การเปลี่ยนแปลงของสารบัลลาสต์ในลำไส้เกิดขึ้นส่วนใหญ่ภายใต้อิทธิพลของจุลินทรีย์ที่ไม่ใช้ออกซิเจน

นอกจากกระแสที่ระบุไว้แล้ว ยังมีกระแสของสารต่างๆ ที่มาจากอาหารที่ปนเปื้อนอันเป็นผลจากเทคโนโลยีอุตสาหกรรมและการเกษตรต่างๆ หรือจากสภาพแวดล้อมที่ปนเปื้อน กระแสนี้ยังรวมถึงสารซิโนไบโอติกด้วย

ปัจจุบันเป็นที่ยอมรับกันว่าใยอาหารมีบทบาทสำคัญในการทำให้กิจกรรมของระบบทางเดินอาหารเป็นปกติ (โดยเฉพาะลำไส้เล็กและลำไส้ใหญ่) เพิ่มมวลของชั้นกล้ามเนื้อ ส่งผลต่อกิจกรรมการเคลื่อนไหว อัตราการดูดซึมสารอาหารในลำไส้เล็ก ความดันในโพรงของระบบย่อยอาหาร การเผาผลาญอิเล็กโทรไลต์ในร่างกาย มวลและองค์ประกอบของอิเล็กโทรไลต์ในอุจจาระ เป็นต้น เป็นสิ่งสำคัญที่ใยอาหารมีความสามารถในการจับน้ำและกรดน้ำดี รวมถึงดูดซับสารพิษ ความสามารถในการจับน้ำมีผลอย่างมากต่ออัตราการเคลื่อนย้ายของเนื้อหาไปตามระบบทางเดินอาหาร มีข้อมูลในเอกสารว่าใยอาหารจากรำข้าวจับน้ำได้มากกว่าน้ำหนักของมันเองถึง 5 เท่า และใยอาหารจากผัก เช่น แครอทและหัวผักกาด จับได้มากกว่าถึง 30 เท่า ในที่สุด ใยอาหารส่งผลต่อที่อยู่อาศัยของแบคทีเรียในลำไส้ และเป็นแหล่งโภชนาการอย่างหนึ่งของแบคทีเรียเหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งจุลินทรีย์ใช้เซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส และเพกติน โดยเผาผลาญบางส่วนให้เป็นกรดอะซิติก โพรพิโอนิก และกรดบิวทิริก

ใยอาหารมีความจำเป็นต่อการทำงานปกติของระบบย่อยอาหาร ไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงร่างกายโดยรวมด้วย โรคต่างๆ มากมาย เช่น หลอดเลือดแดงแข็ง ความดันโลหิตสูง โรคหัวใจขาดเลือด โรคทางเดินอาหาร เบาหวาน เป็นต้น ในหลายกรณี ไม่เพียงแต่เกิดจากการบริโภคโปรตีนและคาร์โบไฮเดรตมากเกินไปเท่านั้น แต่ยังเป็นผลมาจากการใช้สารถ่วงน้ำหนักไม่เพียงพออีกด้วย มีหลักฐานว่าการขาดใยอาหารในอาหารสามารถกระตุ้นให้เกิดมะเร็งลำไส้ใหญ่ได้ หากไม่มีใยอาหาร การเผาผลาญไม่เพียงแต่กรดน้ำดีเท่านั้น แต่ยังรวมถึงคอเลสเตอรอลและฮอร์โมนสเตียรอยด์ด้วย (เป็นเรื่องน่าทึ่งที่อวิเซนนาและบรรพบุรุษของเขาตระหนักดีถึงอันตรายของอาหารแปรรูป)

โรคทางเดินอาหารและโรคเมตาบอลิซึมหลายรูปแบบสามารถป้องกันและรักษาได้โดยการเพิ่มใยอาหารในอาหาร ดังนั้นใยอาหารเหล่านี้สามารถเพิ่มระดับกลูโคสในเลือดและปรับเปลี่ยนการดูดซึม ซึ่งสามารถใช้ป้องกันและรักษาโรคเบาหวาน ภาวะน้ำตาลในเลือดสูง และโรคอ้วนได้ การเพิ่มปริมาณใยอาหารในอาหารจะช่วยลดระดับคอเลสเตอรอลในเลือด ซึ่งเกิดจากใยอาหารเข้าไปมีส่วนร่วมในการไหลเวียนของกรดน้ำดี นอกจากนี้ ใยอาหารจากพืชยังมีฤทธิ์ต้านพิษอีกด้วย ในขณะเดียวกัน เมื่อใช้ใยอาหารหลายชนิด การดูดซึมธาตุอาหารบางชนิด โดยเฉพาะสังกะสีจะลดลง

การรับประทานใยอาหารเป็นเวลานานจะช่วยลดความรุนแรงของโรคลำไส้แปรปรวนและโรคไส้ติ่งอักเสบได้ ใยอาหารช่วยรักษาอาการท้องผูก ริดสีดวงทวาร โรคโครห์น และโรคทางเดินอาหารอื่นๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และยังช่วยป้องกันการเกิดแผลในกระเพาะอาหารและลำไส้เล็กส่วนต้นซ้ำได้อีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโรคตับอ่อนอักเสบเรื้อรัง การรับประทานอาหารที่มีใยอาหารสูง เช่น ใยอาหาร จะให้ผลการรักษาในเชิงบวกในกรณีส่วนใหญ่

ดังนั้นจึงจำเป็นที่ส่วนประกอบของอาหารจะต้องประกอบด้วยไม่เพียงแต่โปรตีน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต ธาตุอาหาร วิตามิน ฯลฯ เท่านั้นแต่ยังต้องมีใยอาหารซึ่งเป็นส่วนประกอบที่มีคุณค่าของอาหารด้วย

ดังนั้น ตามทฤษฎีคลาสสิก จึงมีความพยายามที่จะสร้างอาหารที่ดีขึ้นและเสริมคุณค่าทางโภชนาการโดยการกำจัดใยอาหาร ซึ่งนำไปสู่การพัฒนาโรคต่างๆ มากมาย ซึ่งเรียกว่าโรคของอารยธรรม ในปัจจุบัน ทิศทางตรงกันข้ามกำลังได้รับการพัฒนาอย่างเข้มข้น โดยกำลังดำเนินการค้นหาอาหารที่เหมาะสมตามความต้องการของร่างกายที่เกิดขึ้นระหว่างวิวัฒนาการ ในมนุษย์ อาหารที่เหมาะสมตามวิวัฒนาการดังกล่าวประกอบด้วยสารจำนวนมากที่เรียกกันมานานว่าบัลลาสต์แต่ไม่ประสบความสำเร็จ

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]