الأنظمة الدفاعية للجهاز الهضمي

تُولي نظرية التغذية الكافية أهمية بالغة لأجهزة الجسم الدفاعية ضد تغلغل مختلف المواد الضارة في بيئته الداخلية. ينبغي اعتبار دخول العناصر الغذائية إلى الجهاز الهضمي ليس فقط وسيلةً لتجديد الطاقة والمواد البلاستيكية، بل أيضاً كعدوان تحسسي وسام. في الواقع، ترتبط التغذية بخطر تغلغل مختلف المستضدات والمواد السامة في البيئة الداخلية للجسم. وبفضل نظام دفاعي مُعقّد فقط، يُمكن تحييد الجوانب السلبية للتغذية بفعالية.

أولاً، تجدر الإشارة إلى النظام، الذي لا يزال يُصنف على أنه ميكانيكي أو سلبي. وهذا يعني نفاذية محدودة للغشاء المخاطي للجهاز الهضمي للجزيئات القابلة للذوبان في الماء ذات الوزن الجزيئي الصغير نسبياً (أقل من 300-500)، وعدم نفاذية للبوليمرات، التي تشمل البروتينات، وعديدات السكاريد المخاطية، ومواد أخرى ذات خصائص مستضدية. ومع ذلك، تتميز خلايا الجهاز الهضمي خلال فترة النمو بعد الولادة بخاصية البلعمة الخلوية، مما يُسهّل دخول الجزيئات الكبيرة والمستضدات الغريبة إلى البيئة الداخلية للجسم. وهناك أدلة على أن خلايا الجهاز الهضمي للكائنات البالغة قادرة أيضاً على امتصاص الجزيئات الكبيرة، بما في ذلك الجزيئات غير المهضومة. وقد وصف السيد فولكهايمر هذه العمليات بأنها عملية امتصاص. بالإضافة إلى ذلك، عند مرور الطعام عبر الجهاز الهضمي، تتكون كمية كبيرة من الأحماض الدهنية المتطايرة، بعضها يُسبب تأثيراً ساماً عند امتصاصه، بينما يُسبب البعض الآخر تأثيراً مهيجاً موضعياً. أما بالنسبة للمواد الغريبة، فإن تكوينها وامتصاصها في الجهاز الهضمي يختلفان حسب تركيب خصائص الغذاء وتلوثه.

هناك آليات أخرى عديدة تمنع دخول المواد السامة والمستضدات من البيئة المعوية إلى البيئة الداخلية، اثنتان منها تحويليتان. ترتبط إحدى هذه الآليات بالغليكوكاليكس، وهو غير منفذ للعديد من الجزيئات الكبيرة. الاستثناء هو الجزيئات التي تُحلل بواسطة إنزيمات (أميلاز البنكرياس، ليباز، بروتياز) الممتصة في هياكل الغليكوكاليكس. في هذا الصدد، يصعب على الجزيئات غير المنقسمة، المسببة لتفاعلات تحسسية وسامة، الاتصال بغشاء الخلية، وتفقد الجزيئات التي تُحلل خصائصها المستضدية والسامة.

تُحدَّد آلية تحويل أخرى من خلال أنظمة إنزيمية متمركزة على الغشاء القمي للخلايا المعوية، تُقسِّم الأوليغومرات إلى مونومرات قابلة للامتصاص. وهكذا، تعمل أنظمة إنزيم الغليكوكاليكس وغشاء البروتين الدهني كحاجز يمنع دخول الجزيئات الكبيرة إلى غشاء الخلايا المعوية واتصالها به. ويمكن للببتيدازات داخل الخلايا، التي درسناها كحاجز إضافي وآلية حماية من المركبات النشطة فسيولوجيًا، أن تلعب دورًا هامًا.

لفهم آليات الحماية، من المهم ملاحظة أن الغشاء المخاطي للأمعاء الدقيقة للإنسان يحتوي على أكثر من 400,000 خلية بلازمية لكل 1 مم. بالإضافة إلى ذلك، تم تحديد حوالي مليون خلية ليمفاوية لكل 1 سم2 من الغشاء المخاطي المعوي ^. عادةً، يحتوي الصائم على ما بين 6 و40 خلية ليمفاوية لكل 100 خلية ظهارية. هذا يعني أنه في الأمعاء الدقيقة، بالإضافة إلى الطبقة الظهارية التي تفصل بين البيئة المعوية والداخلية للجسم، توجد أيضًا طبقة قوية من الكريات البيضاء.

الجهاز المناعي المعوي جزءٌ من الجهاز المناعي للجسم، ويتألف من عدة حجرات مختلفة. تتشابه الخلايا الليمفاوية في هذه الحجرات كثيرًا مع الخلايا الليمفاوية غير المعوية، ولكنها تتميز أيضًا بخصائص فريدة. في الوقت نفسه، تتفاعل مجموعات مختلفة من الخلايا الليمفاوية في الأمعاء الدقيقة من خلال هجرة الخلايا الليمفاوية من حجرة إلى أخرى.

يُشكل النسيج اللمفاوي للأمعاء الدقيقة حوالي 25% من إجمالي الغشاء المخاطي المعوي. ويتمثل في تجمعات في بقع باير وفي الصفيحة المخصوصة (العقد اللمفاوية الفردية)، بالإضافة إلى مجموعة من الخلايا اللمفاوية المتفرقة المتمركزة في الظهارة والصفيحة المخصوصة. يحتوي الغشاء المخاطي للأمعاء الدقيقة على البلاعم، والخلايا اللمفاوية التائية والبائية والمائية، والخلايا اللمفاوية داخل الظهارة، والخلايا المستهدفة، وغيرها.

يمكن للآليات المناعية أن تعمل في تجويف الأمعاء الدقيقة، وعلى سطحه، وفي الصفيحة المخصوصة. وفي الوقت نفسه، يمكن للخلايا الليمفاوية المعوية أن تنتشر إلى أنسجة وأعضاء أخرى، بما في ذلك الغدد الثديية، والأعضاء التناسلية الأنثوية، والأنسجة الليمفاوية القصبية، وتشارك في مناعتها. ويمكن أن يكون تضرر الآليات التي تتحكم في مناعة الجسم والحساسية المناعية للأمعاء الدقيقة للمستضدات عاملًا مهمًا في التسبب باضطرابات المناعة المعوية الموضعية، وفي تطور ردود الفعل التحسسية.

تحمي آليات الدفاع المناعية وغير المناعية للأمعاء الدقيقة من المستضدات الغريبة.

على الرغم من أن الغشاء المخاطي للجهاز الهضمي يُمثل منطقةً محتملةً لاختراق المستضدات والمواد السامة إلى البيئة الداخلية للجسم، إلا أنه يمتلك أيضًا نظام دفاعي فعال ومضاعف، يشمل عوامل دفاع ميكانيكية (سلبية) وأخرى نشطة. في هذه الحالة، تتفاعل الأنظمة المُنتجة للأجسام المضادة مع أنظمة المناعة الخلوية في الأمعاء. يُضاف إلى ذلك أن الوظائف الوقائية لحاجز الكبد، الذي يُساعد على امتصاص المواد السامة بمساعدة خلايا كوبفر، تُكمّلها منظومة من التفاعلات المضادة للسموم في ظهارة الأمعاء الدقيقة.

[ 1 ]، [ 2 ]، [ 3 ]، [ 4 ]، [ 5 ]، [ 6 ]

الاستنتاجات

أدى اكتشاف القوانين العامة لاستيعاب المواد الغذائية، والتي تنطبق على الكائنات الحية الأكثر بدائيةً وأكثرها تطورًا، حتمًا إلى ظهور نظرية جديدة مبنية على أسس تطورية، مناسبة لتفسير عمليات الاستيعاب ليس فقط لدى الإنسان، بل أيضًا لدى مجموعات أخرى من الكائنات الحية. إن نظرية التغذية الكافية التي نقترحها ليست تعديلًا على النظرية الكلاسيكية، بل تُمثل نظرية جديدة ذات بديهيات مختلفة. في الوقت نفسه، فإن النظرية الجديدة تقبل تمامًا أحد أهم فرضيات النظرية الكلاسيكية، والذي يقضي بضرورة توازن تناول واستهلاك المواد الغذائية في الجسم.

وفقًا لنظرية التغذية المتوازنة، يخضع الغذاء، وهو بنية معقدة تتكون من عناصر غذائية ومواد صابورة، وفي بعض الحالات، مواد سامة، لمعالجة ميكانيكية وفيزيائية وكيميائية، وخاصةً إنزيمية. ونتيجةً لذلك، تُستخرج المكونات المفيدة من الغذاء وتُحوّل إلى مركبات خالية من أي خصائص نوعية، تُمتص في الأمعاء الدقيقة وتُزود الجسم بالطاقة واللياقة. (يُقارن العديد من علماء وظائف الأعضاء والكيمياء الحيوية هذه العملية باستخراج المكونات القيّمة من الخام). من المواد الصابورة، وبعض عناصر العصارات الهضمية، والخلايا المُقشرة من الطبقة الظهارية للجهاز الهضمي، بالإضافة إلى عدد من فضلات البكتيريا، التي تستفيد جزئيًا من العناصر الغذائية والمواد الصابورة، تُكوّن إفرازات تُطرح خارج الجسم. ومن هذا النظام لاستيعاب الغذاء، تُبنى مبادئ حساب كمية المواد المفيدة التي تدخل الجسم مع الطعام، وتقييم فوائدها، وما إلى ذلك.

وفقًا للنظرية، فإن التغذية الكافية، وكذلك الانتقال من حالة الجوع إلى حالة الشبع، لا يتحددان فقط بالعناصر الغذائية، بل أيضًا بمختلف المركبات التنظيمية الحيوية التي تدخل البيئة الداخلية للجسم من الأمعاء. تشمل هذه المركبات التنظيمية بشكل أساسي الهرمونات التي تنتجها العديد من خلايا الغدد الصماء في الجهاز الهضمي، والتي يتجاوز عددها وتنوعها مجموع الغدد الصماء في الجسم. تشمل المركبات التنظيمية أيضًا عوامل شبيهة بالهرمونات، مثل مشتقات الطعام التي تتكون نتيجة عمل إنزيمات الجهاز الهضمي للكائنات الحية الدقيقة والنباتات البكتيرية. في بعض الحالات، لا يمكن التمييز بوضوح بين المواد التنظيمية والمواد السامة، ومن الأمثلة على ذلك الهستامين.

من وجهة نظر النظرية الكلاسيكية للتغذية، فإن البكتيريا النافعة في الجهاز الهضمي للكائنات وحيدة المعدة، بما في ذلك البشر (باستثناء المجترات)، ليست صفة محايدة، بل هي بالأحرى ضارة. ومن وجهة نظر نظرية التغذية الكافية، فإن البكتيريا النافعة في الجهاز الهضمي، ليس فقط في المجترات، بل أيضًا، على ما يبدو، في جميع الكائنات متعددة الخلايا أو في الغالبية العظمى منها، تُعدّ عنصرًا أساسيًا في استيعاب الغذاء. وقد ثبت الآن أنه خلال عملية التغذية لدى العديد من الكائنات، لا يقتصر استخلاص جزء مفيد من الغذاء - العناصر الغذائية الأساسية - في الجهاز الهضمي فحسب، بل يشمل أيضًا تحويل مكونات غذائية مختلفة تحت تأثير البكتيريا النافعة، وإثرائها بمنتجات نشاطها الحيوي. ونتيجة لذلك، يتحول الجزء غير المستخدم من العناصر الغذائية إلى عنصر نشط في البيئة المعوية، يتمتع بعدد من الخصائص المهمة.

بالنسبة للكائنات الحية المعقدة، من المنطقي اعتبارها، من الناحية الأيضية، أنظمةً فوق عضوية يتفاعل فيها الكائن الحي المضيف مع ميكروفلورا معينة. وتحت تأثير الميكروفلورا، تتشكل مغذيات ثانوية بالغة الأهمية، بل وضرورية في كثير من الحالات. مصدر هذه المغذيات الثانوية هو مواد غذائية متوازنة، تُشارك في تنظيم العديد من وظائف الجسم المحلية.

وفقًا للنظرية الكلاسيكية للتغذية، يُختزل استيعاب الطعام إلى التحليل المائي الأنزيمي لهياكله العضوية المعقدة واستخلاص عناصر بسيطة - العناصر الغذائية نفسها. ومن هنا تنبع عدة أفكار أساسية حول جدوى إثراء الطعام، أي فصل المكونات التي تحتوي على عناصر غذائية عن الصابورة، واستخدام العناصر الغذائية الجاهزة كمنتجات غذائية - وهي نواتج نهائية للانقسام، مناسبة للامتصاص أو حتى للتدفق في الدم، إلخ. في المقابل، ووفقًا لنظرية التغذية الكافية، لا يقتصر الأمر على انقسام الطعام فحسب، بل يشمل أيضًا تحضير العناصر الغذائية والمواد الفعالة فسيولوجيًا نتيجة لتأثير البكتيريا المعوية، وخاصةً على العناصر الغذائية الصابورة. وبهذه الطريقة، تتكون العديد من الفيتامينات والأحماض الدهنية المتطايرة والأحماض الأمينية الأساسية، مما يؤثر بشكل كبير على احتياجات الجسم من المنتجات الغذائية القادمة من الخارج. يمكن أن تختلف نسبة العناصر الغذائية الأولية والثانوية اختلافًا كبيرًا تبعًا لنوع البكتيريا المعوية وحتى خصائصها الفردية. بالإضافة إلى ذلك، إلى جانب العناصر الغذائية الثانوية، تتشكل مواد سامة، وخاصةً الأمينات السامة، تحت تأثير البكتيريا النافعة. ويرتبط نشاط البكتيريا النافعة، وهي عنصر أساسي في الكائنات متعددة الخلايا، ارتباطًا وثيقًا بعدد من الخصائص المهمة للكائنات الحية الكبيرة.

كما لوحظ مرارًا، فإن تطوير نظرية التغذية الكافية يعتمد على الأنماط البيولوجية والتطورية العامة، بالإضافة إلى إنجازات عدد من العلوم، لا سيما الأحياء والكيمياء والفيزياء والطب. في الواقع، بالنسبة لعالم الأحياء، ليست "الصيغة" وحدها هي المهمة للغاية، بل أيضًا تقنية أي عملية، لأن التطور يتجه نحو تحسين تقنية العمليات البيولوجية. في الأنظمة البيولوجية، يعتمد الكثير على تقنية العمليات، لأن كفاءتها العالية، بل وإمكانيتها في بعض الأحيان، ترتبط بتنفيذ روابط وسيطة معينة. يؤدي ضعف كفاءة تنفيذها أو تفاعلها إلى تعطيل عمل النظام ككل. تفسر هذه الفكرة بعض الاختلافات الجوهرية بين نظريات التغذية المتوازنة والكافية. تتحدد النظرية الأولى أساسًا بالصيغة المتوازنة للتغذية، بينما تأخذ الثانية، بالإضافة إلى هذه الصيغة، في الاعتبار أيضًا تقنية التغذية، أي تقنية عمليات استيعاب الغذاء من قبل مجموعات مختلفة من الكائنات الحية.

أخيرًا، تُعدّ نظرية التغذية الكافية أحد العناصر الأساسية لعلم التغذية متعدد التخصصات. إن توحيد العديد من فروع العلوم البيولوجية والطبية المتعلقة بمختلف جوانب استيعاب الغذاء بواسطة الأنظمة البيولوجية متفاوتة التعقيد (من الخلايا والكائنات الحية إلى النظم البيئية والمحيط الحيوي) في علم واحد ضروري لفهم الوحدة الجوهرية للطبيعة. وهذا مهم أيضًا لتوصيف عمليات التفاعل في المحيط الحيوي بناءً على الروابط الغذائية، أي لاعتبار المحيط الحيوي بمثابة تروبوسفير. ولكن، إلى حدّ لا يقلّ، وربما أكبر، يُعدّ تكوين علم التغذية، بما في ذلك نظرية التغذية الكافية، أمرًا أساسيًا لمختلف العلوم الطبية، لأن تغذية الأنسجة واضطراباتها، ومختلف مشاكل أمراض الجهاز الهضمي، والجوانب النظرية والتطبيقية لعلم التغذية، هي في الواقع أجزاء مجزأة بشكل غير منطقي لمشكلة واحدة مشتركة - مشكلة استيعاب الغذاء بواسطة الكائنات الحية في مختلف مستويات التطور. ينبغي النظر إلى هذه المشكلة من منظور واحد قائم على وجهات نظر أوسع وأعمق من ذي قبل.

وهكذا، فإن نظرية التغذية الكافية هي، إن صح التعبير، نظرية تغذية متوازنة ذات "أجنحة بيولوجية". هذا يعني أن نظرية التغذية الكافية لا تنطبق فقط على البشر أو على مجموعة حيوانية محددة، بل تنطبق أيضًا على مختلف أنواع الحيوانات، بل وعلى جميع مجموعات الكائنات الحية.

[ 7 ]، [ 8 ]، [ 9 ]، [ 10 ]، [ 11 ]، [ 12 ]