Grundlegende physiologische Funktionen der Bakterienflora des Darms, Nährstofffluss

Eine zwingende Voraussetzung für die Aufnahme von Nahrung ist die Zerlegung ihrer komplexen Strukturen in einfache Verbindungen, die während des Verdauungsprozesses erfolgt. Die freigesetzten Monomere (Aminosäuren, Monosaccharide, Fettsäuren usw.) sind artunabhängig und bei allen Organismen überwiegend gleich. In einigen Fällen können Oligomere (Di-, Tri- und gelegentlich Tetramere) gebildet werden, die ebenfalls aufgenommen werden können. Bei höheren Organismen wurde der Transport von Oligomeren am Beispiel von Dipeptiden demonstriert. In diesem Fall erfolgt die Aufnahme von Nahrung in drei Stufen: extrazelluläre (Hohlraum-)Verdauung – Membranverdauung – Absorption, und bei einigen Organismen in vier Stufen unter Beteiligung der intrazellulären Verdauung.

Fluss von Hormonen und anderen physiologisch aktiven Verbindungen

Kürzlich wurde gezeigt, dass endokrine Zellen des Magen-Darm-Trakts auch Schilddrüsen-stimulierendes Hormon und ACTH synthetisieren, also Hormone, die typisch für Hypothalamus und Hypophyse sind, sowie Hypophysenzellen – Gastrin. Folglich stellte sich heraus, dass das Hypothalamus-Hypophysen-System und das Magen-Darm-System in einigen hormonellen Effekten miteinander verbunden sind. Es gibt auch Hinweise darauf, dass Zellen des Magen-Darm-Trakts einige Steroidhormone ausschütten.

Lange Zeit glaubte man, dass die endokrinen Zellen des Magen-Darm-Trakts Hormone und andere physiologisch aktive Faktoren absondern, die hauptsächlich an der Selbstregulierung der Verdauung und Nährstoffaufnahme beteiligt sind. Inzwischen ist jedoch bekannt, dass physiologisch aktive Substanzen nicht nur die Funktionen des Verdauungsapparates, sondern auch die wichtigsten endokrinen und metabolischen Funktionen des gesamten Körpers steuern. Es stellte sich heraus, dass die sogenannten klassischen Hormone des Magen-Darm-Trakts (Sekretin, Gastrin, Cholecystokinin) und eine Reihe nicht identifizierter hypothetischer Hormone neben der lokalen oder lokalen Wirkung verschiedene Funktionen bei der Regulierung anderer Organe erfüllen. Beispiele für Hormone mit allgemeiner Wirkung sind auch Somatostatin und Areterin.

Eine Störung des endogenen Flusses physiologisch aktiver Faktoren vom Magen-Darm-Trakt in die Körperumgebung hat schwerwiegende Folgen. Wir haben gezeigt, dass die Entfernung auch nur eines Teils des endokrinen Systems des Verdauungsapparates unter bestimmten Bedingungen entweder zum Tod oder zu schweren Erkrankungen des Tieres führt.

Der exogene Fluss physiologisch aktiver Substanzen besteht hauptsächlich aus spezifischen Substanzen, die beim Abbau von Nahrungsmitteln entstehen. So entstehen bei der Hydrolyse von Milch- und Weizenproteinen durch Pepsin sogenannte Exorphine, also natürliche morphinähnliche Verbindungen. Unter bestimmten Bedingungen können die entstehenden Peptide in bestimmten Mengen ins Blut gelangen und an der Modulation des allgemeinen Hormonhaushalts beteiligt sein. Es ist auch anzunehmen, dass einige Peptide, darunter auch solche, die bei der normalen Verdauung bestimmter Nahrungsbestandteile entstehen, regulatorische Funktionen erfüllen. Zu diesen Peptiden gehört Casomorphin, ein Produkt der Hydrolyse von Milchprotein (Casein).

Die Rolle der Ernährung bei der Bildung menschlicher physiologischer und psychologischer Standards wird durch die Entdeckung der Funktionen einiger Aminosäuren als Neurotransmitter und ihrer Vorläufer noch verstärkt.

Ernährung ist also nicht nur der Akt des Essens, der sich auf die Anreicherung des Körpers mit Nährstoffen reduzieren lässt. Gleichzeitig existiert ein komplexer Fluss hormoneller Faktoren, die für die Regulierung der Nahrungsaufnahme, des Stoffwechsels und, wie man herausgefunden hat, auch einiger Funktionen des Nervensystems äußerst wichtig und vielleicht sogar lebenswichtig sind.

Bakterielle Metabolitenflüsse

Unter Beteiligung der Darmflora bilden sich drei Ströme, die vom Magen-Darm-Trakt in die Körperumgebung geleitet werden. Einer davon ist der Fluss der von der Mikroflora veränderten Nährstoffe (z. B. Amine, die bei der Decarboxylierung von Aminosäuren entstehen), der zweite ist der Fluss der Produkte der bakteriellen Lebensaktivität selbst und der dritte ist der Fluss der von der Bakterienflora veränderten Ballaststoffe. Unter Beteiligung der Mikroflora entstehen sekundäre Nährstoffe wie Monosaccharide, flüchtige Fettsäuren, Vitamine, essentielle Aminosäuren usw., nach heutigem Kenntnisstand indifferente Substanzen und toxische Verbindungen. Aus dem Vorhandensein toxischer Verbindungen entstand die von II. Metschnikow formulierte Idee, die Darmflora zu unterdrücken. Es ist jedoch möglich, dass toxische Substanzen, sofern ihre Menge bestimmte Grenzen nicht überschreitet, physiologischer Natur sind und ständige und unvermeidliche Begleiter der Exotrophie darstellen.

Einige toxische Substanzen, insbesondere toxische Amine, die im Verdauungssystem unter dem Einfluss der Bakterienflora gebildet werden, erregen seit langem Aufmerksamkeit. Zu den Aminen mit hoher physiologischer Aktivität zählen Cadaverin, Histamin, Octopamin, Tyramin, Pyrrolidin, Piperidin, Dimethylamin usw. Eine gewisse Vorstellung vom Gehalt dieser Amine im Körper vermittelt die Höhe ihrer Ausscheidung im Urin. Einige von ihnen beeinflussen den Körperzustand erheblich. Bei verschiedenen Erkrankungen, insbesondere bei Dysbakteriose, kann der Aminspiegel stark ansteigen und eine der Ursachen für Störungen zahlreicher Körperfunktionen sein. Die Produktion toxischer Amine kann durch Antibiotika unterdrückt werden.

Neben endogenem Histamin gibt es auch exogenes Histamin, das hauptsächlich im Darm durch bakterielle Aktivität gebildet wird. Daher kann die Einnahme von Antibiotika zu einer Reihe von Veränderungen des Hormonhaushalts führen. Es ist möglich, dass viele pathologische Veränderungen im Körper nicht durch eine Überfunktion der Histamin ausschüttenden Magenzellen, sondern durch deren übermäßige Produktion im Darm durch die Bakterienflora hervorgerufen werden. So treten bei einer Überproduktion von Histamin durch die Darmflora Magengeschwüre, eine Neigung zu Störungen der Hypothalamus-Hypophysen-Funktionen, Allergien usw. auf.

Die physiologische Bedeutung sekundärer Nährstoffe zeigt sich im stark gestiegenen Bedarf an Vitaminen bei Menschen und Tieren, deren Bakterienflora durch Antibiotika unterdrückt wird.

Die Umwandlung von Ballaststoffen im Darm erfolgt hauptsächlich unter dem Einfluss der anaeroben Mikroflora.

Zusätzlich zu den aufgeführten Stoffströmen gibt es einen Stoffstrom, der aus Lebensmitteln stammt, die durch verschiedene industrielle und landwirtschaftliche Technologien kontaminiert sind, oder aus einer kontaminierten Umwelt. Dieser Stoffstrom umfasst auch Xenobiotika.

Es ist mittlerweile allgemein anerkannt, dass Ballaststoffe eine wichtige Rolle bei der Normalisierung der Aktivität des Magen-Darm-Trakts (insbesondere des Dünn- und Dickdarms) spielen, die Muskelmasse erhöhen, die motorische Aktivität, die Nährstoffaufnahme im Dünndarm, den Druck im Verdauungstrakt, den Elektrolytstoffwechsel, die Masse und Elektrolytzusammensetzung des Stuhls usw. beeinflussen. Wichtig ist, dass Ballaststoffe Wasser und Gallensäuren binden und toxische Verbindungen adsorbieren können. Die Fähigkeit zur Wasserbindung hat einen signifikanten Einfluss auf die Geschwindigkeit des Transports von Nahrungsinhalten durch den Magen-Darm-Trakt. In der Literatur wird berichtet, dass Ballaststoffkleie fünfmal mehr Wasser bindet als ihr Eigengewicht, und Ballaststoffe aus Gemüse wie Karotten und Rüben sogar 30-mal mehr. Schließlich beeinflussen Ballaststoffe den Lebensraum von Bakterien im Darm und sind eine ihrer Nahrungsquellen. Mikroorganismen verwerten insbesondere Cellulose, Hemicellulose und Pektin und verstoffwechseln sie teilweise zu Essigsäure, Propionsäure und Buttersäure.

Ballaststoffe sind für die normale Funktion nicht nur des Verdauungssystems, sondern des gesamten Körpers notwendig. Eine Reihe von Erkrankungen, darunter Arteriosklerose, Bluthochdruck, ischämische Herzkrankheit, Magen-Darm-Erkrankungen, Diabetes usw., sind in vielen Fällen nicht nur die Folge eines übermäßigen Konsums von Proteinen und Kohlenhydraten, sondern auch die Folge einer unzureichenden Ballaststoffzufuhr. Es gibt Hinweise darauf, dass ein Mangel an Ballaststoffen in der Ernährung Dickdarmkrebs auslösen kann. Ohne Ballaststoffe ist der Stoffwechsel nicht nur von Gallensäuren, sondern auch von Cholesterin und Steroidhormonen gestört. (Es ist erstaunlich, dass Avicenna und seine Vorgänger sich der Gefahren raffinierter Lebensmittel bereits bewusst waren.)

Viele Formen von Magen-Darm- und Stoffwechselerkrankungen können durch die Zugabe von Ballaststoffen zur Ernährung verhindert und behandelt werden. So können diese Ballaststoffe die Glukosetoleranz erhöhen und deren Aufnahme beeinflussen, was zur Vorbeugung und Behandlung von Diabetes, Hyperglykämie und Fettleibigkeit genutzt werden kann. Eine Erhöhung der Ballaststoffmenge in der Ernährung senkt den Cholesterinspiegel im Blut, was auf die Beteiligung der Ballaststoffe am Gallensäurekreislauf zurückzuführen ist. Auch die antitoxische Wirkung pflanzlicher Ballaststoffe wurde nachgewiesen. Gleichzeitig verringert sich durch die Verwendung einer Reihe von Ballaststoffen die Aufnahme einiger Spurenelemente, insbesondere von Zink.

Die langfristige Einnahme von Ballaststoffen reduziert die Schwere des Reizdarmsyndroms und der Divertikulose des Dickdarms. Ballaststoffe helfen erfolgreich bei der Behandlung von Verstopfung, Hämorrhoiden, Morbus Crohn und anderen Magen-Darm-Erkrankungen und können auch als vorbeugende Maßnahme gegen Rückfälle von Magengeschwüren und Zwölffingerdarmgeschwüren dienen. Insbesondere bei chronischer Pankreatitis zeigt eine ballaststoffreiche Ernährung in den meisten Fällen einen positiven therapeutischen Effekt.

Daher ist es notwendig, dass die Zusammensetzung der Nahrungsrationen nicht nur Proteine, Fette, Kohlenhydrate, Mikroelemente, Vitamine usw. enthält, sondern auch Ballaststoffe, die ein wertvoller Bestandteil der Nahrung sind.

So wurde auf der Grundlage der klassischen Theorie versucht, durch den Verzicht auf Ballaststoffe verbesserte und angereicherte Lebensmittel herzustellen, was zur Entstehung vieler Krankheiten, der sogenannten Zivilisationskrankheiten, führte. Gegenwärtig wird intensiv in die entgegengesetzte Richtung gearbeitet – es wird nach adäquaten Nahrungsrationen gesucht, die den im Laufe der Evolution entstandenen Bedürfnissen des Körpers entsprechen. Beim Menschen enthält eine solche evolutionär adäquate Nahrung einen erheblichen Anteil an Stoffen, die lange Zeit erfolglos als Ballast bezeichnet wurden.

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