Кишечная гормональная система и трофика организма

Вводные замечания

 

Одно из наиболее существенных различий теорий сбалансированного и адекватного питания заключается в том, что в соответствии с последней ассимиляция определяется не только поступлением нутриентов во внутреннюю среду организма. Согласно теории адекватного питания, не менее важным является одновременное включение специальной системы нервных сигналов и химических мессенджеров, продуцируемых эндокринными клетками желудочно-кишечного тракта и его бактериальной флорой. Иными словами, питание включает в себя жизненно важный поток регуляторных веществ (или регуляторный поток), направленный во внутреннюю среду организма.

Сейчас общеизвестно, что желудочно-кишечный тракт является не только системой, где осуществляются основные процессы ассимиляции пищи (полостное и мембранное пищеварение, а также всасывание), но и органом внутренней секреции. Среди клеток, реализующих переваривание и всасывание пищи, рассеяны клетки, которые синтезируют и выделяют гормоны. Как мы уже упоминали, примерный подсчет этих клеток показал, что по своей массе они не уступают общей массе всех остальных эндокринных желез организма. Кроме того, если учесть, что сейчас в желудочно-кишечном тракте идентифицировано более 10 типов различных эндокринных клеток, каждая из которых продуцирует один или более определенных гормонов, то гормональная система пищеварительного аппарата является также самой мультифункциональной.

К настоящему времени обнаружено до 30 гормонов и гормоноподобных веществ, секретируемых эндокринными клетками пищеварительного аппарата, которые контролируют различные функции желудочно-кишечного тракта и других систем организма (табл. 6.1). (Типы эндокринных клеток желудочно-кишечного тракта, их морфология и продуцируемые гормоны освещены в недавних обзорах: Сооке, 1987; Solcia et al., 1987.) Недостаток или избыток этих гормонов и гор-

 

позволим себе еще раз рассмотреть некоторые положения теорий сбалансированного и адекватного питания и трофологии.

 

Идеальная пища, идеальное питание

И две теории питания

 

Концепция идеальной пищи и идеального питания в целом основана на строгих научных постулатах. Она в научной форме развита на базе классической теории питания, которая формировалась под влиянием работ крупнейших ученых, особенно XIX и XX в. Вновь отметим, что для этой теории характерен балансный подход, причем ее главное положение заключается в представлении, что питание - это преимущественно процесс поддержания и уравновешивания молекулярного состава организма, т. е. процесс возмещения тех расходов, которые происходят в организме. В результате поглощения и переваривания различных пищевых веществ, которые должны быть хорошо сбалансированы, из них извлекаются необходимые компоненты и отбрасывается балласт. При этом существует хорошее равновесие между количеством и спектром поступающих и теряемых веществ. При помощи специальных механизмов такое равновесие поддерживается очень точно. В сущности речь идет о том, что благодаря специальным чувствительным системам улавливаются потери соответствующих веществ организмом, что приводит к трансформации пищевой активности, специализированному выбору разных видов пиши и т. д. Иными словами, как сказано выше, теория сбалансированного питания базируется на применении основных законов сохранения материи и энергии к биологическим системам.

В конце XIX в. наметилась основная концепция усовершенствования питания. Так, уже в это время возникла идея отбрасывания балластных веществ и формирования максимально обогащенной пищи, состоящей преимущественно или исключительно из нутриентов. В начале XX в. многие видные ученые полагали, что можно создать идеальную пищу, которая в виде высокоочищенных питательных смесей вводилась бы в желудочно-кишечный тракт.

В окончательном виде теория сбалансированного питания, основанная на балансных подходах, к оценке пищи и режима питания, была сформулирована в конце ХIХ-начале XX в.

 

10*

 

Мы отмечали, что теория сбалансированного питания была одной из первых, если не первой молекулярной теорией в биологии и медицине и во многом послужила развитию новых идей и прогнозов в области питания. Более того, на основе теории сбалансированного питания были получены важнейшие практические и теоретические результаты, в частности открыты необходимые для жизнедеятельности организма незаменимые аминокислоты, витамины, минеральные соли, микроэлементы и т. д. Наконец, теория сбалансированного питания является научной базой для перехода от агротехники к индустриальной технике. Преимущества последней, как упомянуто выше, отмечал А. Н. Несмеянов. Крупнейшие достижения современной пищевой промышленности и современной диетологии - следствие поразительной по красоте теории сбалансированного питания.

В настоящее время ясно, что, несмотря на серьезные успехи, многие основные практические следствия и рекомендации теории сбалансированного питания вели нас в очень опасном (хотя и нельзя сказать, что полностью неправильном) направлении. Именно они стимулировали развитие многочисленных заболеваний, которые поныне являются едва ли не главными в цивилизованном человеческом обществе (табл. 2.1). Это обстоятельство можно объяснить тем, что идея улучшенной, обогащенной пищи лишь на первый взгляд совершенна. Действительно, можно сконструировать идеальную пищу, есть возможность хранить не огромное количество пищевых продуктов, а, отбросив балласт, лишь ту их часть, которая необходима для питания, можно перевозить из одной части света в другую не все продукты, а только их компоненты, представляющие пищевую ценность, и т. д. Однако на самом деле оказалось, что рафинированные пищевые продукты и обогащенная пища по многим признакам дефектны и служат причиной многих серьезных заболеваний. Возможно, эти продукты стимулируют развитие еще не открытых или не объясненных болезней, подобных бери-бери и ряду других. (Болезнь бери-бери распространена в странах, где рис - основной продукт питания. Мало усвояемая оболочка риса удаляется как балласт. Но именно она содержит один из необходимых витаминов - витамин В₁, отсутствие которого приводит к атрофии мышц, сердечно-сосудистым нарушениям и др.)

Не менее важный вывод из теории сбалансированного питания, заключающийся в возможности паренте-

 

рального питания непосредственно через кровь, также оказался ошибочным. Парентеральное питание, хотя во многих случаях и необходимо, вместе с тем, вероятно, никогда не сможет заменить питание человека в норме (см. также гл. 2 и 3).

Наиболее полное выражение идея идеальной пищи получила в элементном питании (см. также гл. 2 и 3). Эта идея, казавшаяся чрезвычайно важной, сводилась к тому, что потребляемую нами пищу следует заменить веществами, поступающими из желудочно-кишечного тракта в кровь и непосредственно участвующими в обмене веществ. К таким веществам относятся конечные продукты переваривания пищи - глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты и др. Другими словами, пища должна состоять из набора аминокислот, заменяющих белки- набора моносахаридов, заменяющих олиго- и полисахариды, набора жирных кислот и т.д. В элементные диеты должны входить также различные соли, микроэлементы, витамины. Предварительные эксперименты на животных и наблюдения на человеке демонстрировали широкие возможности элементной диеты. Теоретический анализ показал, что в данном случае можно управлять потоком пищевых веществ по любому составляющему компоненту, что исключается при питании естественными продуктами. Таким образом, элементное питание давало, по всей видимости, ряд ценных преимуществ.

Следует заметить, что концепция питания в космосе была разработана на основе теории сбалансированного питания (см. также гл. 1). Несмотря на значительные различия во взглядах разных авторов, в 70-х годах предполагалось, что космонавты при длительных полетах смогут использовать именно элементные диеты, содержащие оптимальный набор необходимых элементов и минимум балластных веществ (Winitz et al., 1970).

Однако идея элементного питания здорового человека потерпела фиаско. Вопрос о возможности использования элементного питания изучался в нашей стране в совместных работах, которые проводились несколькими лабораториями Москвы, Ленинграда и Риги, в том числе нашей. Было обнаружено, что питание эквивалентной смесью аминокислот не вполне адекватно (обзоры: Химические и физиологические проблемы..., 1975, 1976; Уголев, 1985, 1987а). Интересно, что более поздние результаты экспериментов группы К. Уинитца (М. Winitz) оказались близкими нашим.

 

В то же время элементные диеты не противопоказаны- Они просто не могут длительное время замещать нормальный рацион. Но при некоторых заболеваниях и при определенных ситуациях (стресс, спортивные соревнования, специальные условия работы, климатические условия и др.) часть обычной пищи или всю ее заменять элементами весьма целесообразно. В настоящее время такая замена успешно реализуется, и можно даже рекомендовать временный переход на элементные диеты. Вместе с тем стало совершенно очевидным, что в ходе эволюции человек приспособился не к элементным (мономерным), а к полимерным диетам, т. е. к той пище, которую он потреблял многие тысячи лет.

Мы подошли к очень важному аспекту проблемы питания, который в сущности и был одной из причин формирования новой теории питания. Еще раз напомним: речь идет о том, что исключительно плодотворная классическая теория сбалансированного питания не была достаточно эволюционной. Точнее, она в своей основе не была эволюционной и достаточно биологичной. Именно это характерно для формирующейся теории адекватного питания.

Как следует из названия теории, ее смысл заключается, во-первых, в том, что питание должно быть не просто сбалансированным, но и подаваться в той форме, которая соответствует эволюционным особенностям вида и популяции. Это обстоятельство чрезвычайно важно, и его нельзя недооценивать. Во-вторых, некоторые фундаментальные концепции питания человека должны быть рассмотрены и даже пересмотрены на основе новых достижений в области физиологии, биохимии, медицины и биологии в целом. Ряд новых открытий в биологии и медицине продемонстрировал, что питание - не просто процесс снабжения организма пищевыми веществами, каким мы его представляли совсем недавно. Исчерпать эту сложную проблему крайне трудно. Поэтому попытаемся еще раз в сжатой форме осветить лишь ее некоторые важнейшие стороны (более подробно см. гл. 3).

Прежде всего следует еще раз сказать о важной роли микрофлоры желудочно-кишечного тракта в жизнедеятельности организма. Кишечник обладает своеобразным набором тесно взаимодействующих бактерий, которые реализуют массу важных трансформаций, касающихся как эндогенных, так и экзогенных веществ. В результате трансформационных изменений указанных веществ, а также балластных пищевых волокон появляются дополнительные питательные ве-

щества. Уже один этот факт свидетельствует о невозможности создания идеальной пищи и идеального питания.

Не менее важно, что популяция бактерий желудочно-кишечного тракта реализует особый вид гомеостаза - трофостаз, т. е. поддержание постоянства трофического потока из желудочно-кишечного тракта во внутреннюю среду организма. В отсутствие бактериальной флоры трофическая устойчивость резко нарушается. Существенно также, что для поддержания нормальной эндоэкологии требуются контакты с достаточно большим коллективом людей, который обладает своей определенной эндоэкологией. Нормальная ондоэкология может быть нарушена в результате различных воздействий, что вызывает увеличение потока бактериальных метаболитов и провоцирует ряд тяжелых заболеваний (см. также гл. 3).

Таким образом, в настоящее время совершенно очевидно, что мы постоянно получаем в какой-то мере дефектный пищевой рацион и наша бактериальная флора помогает нам устоять против создающихся неблагоприятных условий. В то же время бактериальная флора продуцирует некоторое количество токсических веществ. Поэтому создание идеальной пищи и идеального питания уже в свете этих обстоятельств совершенно нереально. Точно так-же нереальна идея относительно возможности существования человека с редуцированным желудочно-кишечным трактом.

Действительно, следует иметь в виду неоднократно упомянутый нами удивительный факт: желудочно-кишечный тракт - это не только орган, обеспечивающий поступление необходимых веществ в организм. Это эндокринный орган, который, как выяснилось в последнее десятилетие, по своей мощности превосходит все остальные эндокринные железы, вместе взятые (обзор: Уголев, 1978). Такое открытие по справедливости относится к одной из так называемых тихих революций в биологии и медицине. Эндокринная система желудочно-кишечного тракта по объему больше, чем гипофиз, щитовидная железа, надпочечники, половые железы и другие эндокринные структуры, и продуцирует больше различных гормонов, чем указанные эндокринные органы.

Следовательно, питание - это процесс поступления не только пищевых, но и регуляторных веществ, продуцируемых эндокринным аппаратом желудочно-кишечного тракта, т. е. химических сигналов, которые определенным образом управляют нашим организмом. Неудивительно поэтому, что у молодых организмов

 

некоторый набор пищевых компонентов вызывает больший эффект, чем у старых. В последнем случае даже их более оптимальный набор может не вызывать асси-миляторных эффектов. Это объясняется тем, что эндокринная система желудочно-кишечного тракта реализует не только пищеварительные эупептические, но и эутрофические эффекты, участвуя в регуляции ассимиляции пищи и ряда других жизненно важных функций (см. гл. 6).

Наконец, в зависимости от эволюционных особенностей питания пища должна содержать большее или меньшее количество балластных структур, непосредственно не участвующих в обмене веществ организма (обзоры: Пищевые волокна, 1986; Vahouny, 1987; Kritchevsky, 1988, и др.). Выяснилось, что XIX в. был веком драматических ошибок, когда под влиянием теории сбалансированного питания промышленность стремилась получить, например, высокоочищенные муку, зерно, используемое для производства круп, и другие рафинированные продукты. Однако оказалось, что пищевые волокна существенно влияют на деятельность желудочно-кишечного тракта, на электролитный обмен и на ряд других функций первостепенной важности. Обнаружено также, что в отсутствие балластных веществ бактериальная флора желудочно-кишечного тракта вырабатывает значительно больше токсических веществ, чем в норме, и менее эффективно выполняет защитную и другие функции. Более того, в ходе эволюции сами балластные вещества включились в ряд функций организма, в том числе в обмен стероидов. Так, потребление человеком цельнозернового хлеба приводит к снижению холестерина в крови, которое сопоставимо с результатом введения холестерин- снижающих препаратов. Объяснение этому феномену состоит в том, что процессы обмена холестерина, желчных кислот и стероидных гормонов взаимосвязаны.

Таким образом, пищевые волокна следует использовать как для нормализации эндоэкологии, так и для прямого воздействия на обмен холестерина, солей/ водный обмен и т. д. Надо сказать, что это применяется сейчас достаточно часто.

На Западе широко развивается промышленное изготовление пищевых волокон. В нашей стране также перестали изготовлять, например, чистые фруктовые соки и вместо этого наладили приготовление различных изделий из фруктов и овощей, содержащих пищевые волокна. Действительно, один из самых ценных компонентов во фруктах и овощах - это пищевые во-

 

шжна. То же самое можно сказать и в отношении многих других продуктов (см. также гл. 3.)

Итак, в последнее время наблюдается быстрый прогресс наших знаний в области физиологии и биохимии питания и процессов ассимиляции пиши. Один и-.i основных стимулов в развитии теоретических проблем питания заключается в практических потребностях первостепенной важности. В настоящее время становится ясно, что решение проблемы пищи и питания требует нетрадиционных подходов. Уже сейчас рассмотрение идеи создания идеальной пищи и идеального питания в рамках таких подходов позволяет полагать, что она относится к области прекрасных утопий.

 

Заключительные замечания

 

Основная идея, касающаяся идеальной пищи и идеального питания, заключается в том, чтобы обеспечить наилучшее проявление всех возможностей организма и его оптимальное функционирование. Однако, по-видимому, достижение этой цели нереально. В самом деле, некоторые типы пищи благоприятны при больших физических нагрузках; в тех же случаях, когда имеют место значительные психологические нагрузки, необходим другой рацион. Более того, изменения эмоционального фона также требуют соответствующих изменений рациона. Существенно различаются и типы питания в условиях жаркого и холодного климатов, причем различия в питании северных и южных народов не могут быть сведены лишь к экономическим факторам. Наконец, для увеличения продолжительности жизни следует употреблять низкокалорийные рационы. В то же время при интенсивной работе требуется достаточно высокий уровень питания. Таким образом, существует ряд «паттернов» адекватной пищи и питания для разных условий. Но ни один из них не идеален.

Сверх этого в настоящее время питание не может быть интерпретировано как простое снабжение организма некоторым набором химических элементов. Это — сложный процесс, в котором желудочно-кишечный тракт осуществляет взаимодействия с остальными органами и системами организма и служит источником огромного количества нервных и гормональных сигналов. Необходимо также учитывать эндоэкологию. С этих позиций последствия применения антибиотиков и

 

самолечения трагичны, так как в этих случаях происходит подавление бактериальной флоры желудочно-кишечного тракта, которая возникает после рождения. Сам процесс переработки пищи также чрезвычайно важен и имеет большое значение для организма. Таким образом, современные представления о пищеварении и питании существенно отличаются от той сравнительно простой схемы, которая была принята ранее. В свете новых представлений следует сказать несколько слов о человеке будущего.

Высказанные идеи основаны на анализе, проведенном многими исследователями и касающемся основных тенденций развития позвоночных и тех изменений, которые характерны для человека в ходе формирования вида. Однако нельзя исключить, что в течение весьма длительного времени будет действовать стабилизирующий отбор и облик современного человека в основных чертах сохранится, имея тенденцию к гармонизации. Сохранятся также его внутреннее строение и архитектура основных функций, в том числе функция ассимиляции пищи. Это связано, в частности, с тем, что, как мы только что упоминали, желудочно-кишечный тракт является полифункциональной системой, выполняющей гормональную регуляцию, поддержание эндоэкологии определенного типа и многие другие функции.

Уже сейчас можно более обоснованно, чем раньше, ответить на вопрос, какой должна быть пища с учетом трофических процессов в организме человека, сформировавшихся в ходе эволюции. Если в конце XIX в. и даже в 50-х годах нашего столетия элементные и безбалластные диеты рассматривали в качестве идеальных и говорили о метаболическом комфорте, то сейчас все более предпочтительным становится другой путь - разработка адекватной полимерной пищи, содержащей волокнистые структуры с различными свойствами, и т. д. Иными словами, пища и питание должны быть адекватны эволюционно возникшим структурно-функциональным характеристикам организма и их особенностям. Понятие адекватности позволяет оптимизировать питание в соответствии с возрастом человека, характером его деятельности, климатическими условиями и т. д.

Каждая эпоха ставит вечный вопрос о способах удовлетворения одной из самых насущных потребностей человека - потребности в пище. Но ответ на этот вопрос различен и зависит от уровня наших знаний. Новая эволюционно обоснованная теория адекватного питания, сформулированная на основе

научного прогресса и развития современного естествознания, открывает широкие возможности для оптимизации питания и в то же время лишает ряда иллюзий, к которым относятся представления об идеальной пище и идеальном питании.

 

Глава 6