Белковый обмен и иммунитет
Лимфоциты кишечника регулируют интенсивность метаболизма, действуя на кишечные клетки и кишечные гормоны.
В кишечнике очень много иммунных клеток, и неудивительно: во-первых, инфекции зачастую проникают в тело именно через кишечник, во-вторых, здесь же обитает масса симбиотических бактерий, без которых нам бы жилось намного труднее. Кишечный департамент иммунной системы должен постоянно уничтожать патогенных нарушителей и одновременно не трогать дружественную микрофлору.
Выросты эпителиальных клеток кишечника. (Фото Science 3.0 / Flickr.com)
‹
›
Наши «домашние» кишечные бактерии влияют на множество физиологических процессов, и в первую очередь на обмен веществ. Можно предположить, что иммунитет, который постоянно общается с микрофлорой, косвенно действует и на метаболизм тоже – мы уже как-то писали, что иммунная система влияет на сахарный обмен через кишечных бактерий.
Но иммунные клетки, которые сидят в кишечнике, могут и сами регулировать обмен веществ. Известно, что Т-лимфоциты, которые сидят в кишечном эпителии, часто скапливаются там, где особенно активно всасываются питательные вещества; кроме того, у них активно работают гены, управляющие метаболизмом, и сами клетки путешествуют по эпителию не только когда организму угрожает какая-то инфекция, но и по каким-то другим причинам.
Исследователи из Гарварда и Йеля с помощью генетических модификаций создали мышей, у которых лимфоциты лишены интегрина β7. Это мембранный белок, который помогает лимфоцитам взаимодействовать с эпителиальными клетками. В результате количество лимфоцитов в кишечном эпителии у таких мышей сильно падало.
Одновременно у животных разгонялся обмен веществ: бурый жир, задача которого – сжигать жировые запасы, вдруг начинал заниматься этим чрезвычайно активно, а поджелудочная железа начинала выбрасывать в кровь очень много инсулина, сильно снижая уровень сахара. Таких мышей пробовали держать на вредной диете с большим количеством жира и сахара, но, несмотря на вредную диету, у животных не появлялось признаков метаболического синдрома, который обычно сопутствует ожирению, диабету второго типа, проблем с сосудами и т. д.
Похожие вещи происходят при повышении уровня глюкагоноподобного пептида-1, который синтезируют так называемые L-клетки кишечного эпителия. Синтезируют они его либо под действием нервного сигнала, либо в ответ на появление сахара или желчных кислот (которые, в свою очередь, появляются в кишечнике в ответ на жиры). Глюкагоноподобный пептид-1 заставляет поджелудочную железу вырабатывать больше инсулина, и заодно стимулирует прирост инсулинсинтезирующих клеток. Кроме того, этот пептид замедляет перистальтику желудочно-кишечного тракта и заставляет нейроны отправлять в мозг сигналы насыщения. То есть в целом глюкагоноподобный пептид-1 помогает меньше есть и одновременно помогает избавляться от лишних калорий.
Поэтому возникла гипотеза, что иммунитет регулирует обмен веществ, действуя на этот пептид. Всё так и оказалось: в статье в Nature говорится, что у мышей, у которых в кишечнике было мало Т-лимфоцитов, было больше как пептида, так и синтезирующих его L-клеток. Иммунные клетки управляют обменом веществ напрямую, влияя на появление новых L-клеток и поглощая пептид, который они выделяют. Как пишет портал Nature, можно предположить, что иммунитет работает добавочным регулятором обмена веществ, настраивая его на разные условия среды. Ведь когда еды мало, то желательно, чтобы L-клетки и их пептид особо не активничали; и наоборот, когда еды много и организму, чего доброго, грозит ожирение, то L-клетки и их пептид должны работать, так сказать, не покладая рук.
Разумеется, тут сразу возникает вопрос, как сами Т-лимфоциты чувствуют, как нужно отрегулировать метаболизм. Очевидно, в иммунной системе для этого должен стоять некий «датчик снабжения», который определял бы, сколько в теле хранится запасов, как индивидуум питается и т. д.
С другой стороны, интересно, как Т-лимфоциты сочетают такую работу со своей прямой функцией – защитой организма от бактерий, вирусов и пр. Кишечные Т-лимфоциты работают в особых условиях, но ведь генетически они не отличаются от тех, которые находятся в других местах – значит, есть какие-то молекулярные механизмы, которые делают из кишечных Т-лимфоцитов тех, кто они есть.
Ответив на эти и другие вопросы, мы не только больше узнаем об иммунитете, но и, возможно, найдём новый способ бороться с избыточным весом, диабетом и прочими расстройствами, связанными с обменом веществ.
Иммунитет
Иммунитет – это способность организма защищаться от проникновения чужеродных антигенов.
Он помогает сохранить биологическую целостность организма.
В основе учения об иммунитете лежат учения Мечникова И.И. Он был первым ученым, который смог связать способности организма с работой лейкоцитов. Его учение звучит следующим образом:
- Невосприимчивость организма к действию проникших в него чужеродных и инфекционных высокомолекулярных органических агентов называется иммунитетом и обуславливается клетками крови.
Мечников обнаружил, что лейкоциты осуществляют защиту с помощью фагоцитоза. Они захватывают чужеродные объекты, полностью их поглощают и переваривают. В процессе переваривания эритроциты часто погибают. При разрушении они выделяют антитела – это комплексы, которые способны распознать чужеродного агента и направить силы на их уничтожение.
Антитела попадают в органы, где вырабатываются лейкоциты и передают информацию. Новые лейкоциты способны различить антиген. Начинает вырабатываться большее количество лейкоцитов. Как только их становиться достаточное количество, они уничтожают инфекцию и запоминают ее. Так формируется иммунитет.
Иммунная система обладает определенными признаками:
- способность отличать чужеродные антигены от родных;
- формирование памяти после контакта с инфекцией;
- клональная организация клеток, один клон реагирует на один антиген.
Иммунитет разделяют на врожденный и приобретенный. Каждый из них также подразделяют на активный и пассивный. Приобретенный делят на естественный и искусственный.
Врожденный наследуется ребенком от матери. Это естественный процесс. Новорожденный с первых дней жизни имеет собственную группу крови с наличием антител, а также иммунитет к собачьей чуме и чуме крупного рогатого скота.
Естественный активный иммунитет вырабатывается после перенесения какого-либо заболевания. Он может быть пожизненным или временным. Например, если в детстве ребенок перенес ветряную оспу, корь, коклюш или свинку, то повторно заболеть уже не сможет.
Естественный пассивный иммунитет – это переход антител от матери к ребенку. Они продолжают защищать ребенка первые 2 года жизни. Постепенно белки разрушаются и выводятся из организма. У человека формируется свой собственный иммунитет.
Искусственный активный иммунитет – его получают путем введения в организм ослабленных антигенов определенных инфекций. Они называются анатоксинами. Человек переносит заболевание в легкой форме, практически незаметной. После чего у него формируются антитела к инфекции. В настоящее время предусмотрен ряд обязательных прививок для людей:
- корь;
- коклюш;
- дифтерия;
- столбняк;
- оспа;
- полиомиелит;
- туберкулез.
Искусственный пассивный иммунитет – в организм человека вводят сыворотку с содержанием антитоксинов и антител к определенному заболеванию. Сыворотку получают путем введения инфекции животному, оно вырабатывает антитела. Далее кровь животного обрабатывают и получают сыворотку.
Пассивно приобретенный иммунитет – сохраняется на короткий срок, около 1 месяца. Появляется практически сразу после введения лечебной сыворотки. Помогает в борьбе с быстротечными инфекциями. Такая сыворотка содержит уже готовые антитела для борьбы с инфекцией.
Обмен веществ и превращение энергии в организме человека
В организме человека постоянно и непрерывно протекают обменные процессы. Водный, солевой, жировой, углеводный и белковый обмен происходят постоянно. За счет этих процессов организм получает энергию для жизнедеятельности.
Обмен веществ в организме называется метаболизмом. Это обязательная часть жизни и развития человека. Обеспечивает совокупность химических и ферментативных реакций в организме.
Запасы энергии в ходе активности расходуются. С пищей человек получает новую энергию. Соотношение поступающей энергии в организм и расходованной, называется энергетическим балансом.
Белковый обмен
Процесс направлен на использование белков, поступающих в организм с пищей. Сами белки организму не нужны. Большую пользу приносят аминокислоты. Белки распадаются на аминокислоты, часть всасывается в кровь и разносится по органам и тканям. Другая часть идет на получение энергии и строительство собственных белков.
Содержание аминокислот регулирует печень, полученные излишки она расщепляет до аммиака. Он идет на синтез мочевины, которая выводится почками и частично кожей. Остаток аминокислот организм перерабатывает в глюкозу, а затем в гликоген. В клетках белки полностью окисляются до воды, углекислого газа, мочевины и мочевой кислоты.
Углеводный обмен
Процесс описывает использование и преобразование углеводов организмом. Углеводы являются основным источником энергии для организма. В суточном рационе они должны составлять треть всего объема пищи. При расщеплении 1 грамма глюкозы выделяется 17,6 кДж.
После поступления в организм углеводов, они расщепляются до глюкозы. Часть накапливается в печени и преобразуется в гликоген. Он является основным энергетическим источником для сокращения мышечной ткани.
Другая часть преобразуется в жиры. Основная часть глюкозы полностью расщепляется до воды и углекислого газа.
Уровень глюкозы в крови регулируется гормональной системой, а именно инсулином. При пониженном его содержании, уровень глюкозы в крови находится в повышенном состоянии, что приводит к развитию сахарного диабета. Инсулин тормозит распад гликогена в печени, тем самым увеличивая его содержание.
Также в организме есть гормон глюкагон. Он отвечает за расщепление гликогена, преобразует его в глюкозу, после чего уровень повышается.
Липидный обмен
Липидный обмен – это процесс преобразования и использования жиров, поступающих в организм с пищей. При расщеплении 1 г выделяется 38,9 кДж энергии.
Жиры содержат незаменимые жирные кислоты. Они всасываются в лимфу через стенки тонкого кишечника. С током крови они распределяются по организму и клеткам. Они являются строительным материалом для клеточных элементов, участвуют в синтезе и образовании гормонов.
При избыточном употреблении жиров образуются подкожные накопления в виде сальников. Они могут откладываться на тканях органов и на стенках сосудов. Конечным продуктом распада жиров являются вода и углекислый газ.
Водно-солевой обмен
Организм человека на 70% состоит из воды. 30% из них содержится в крови, лимфе и плазме. Вода выполняет множество полезных функций:
- транспортную;
- выделительную;
- теплорегуляционную;
- среда для протекания химических процессов;
- определяет физические свойства клеток.
Суточная потребность в жидкости у человека составляет 2-2,5 л. Водный обмен предполагает равновесие между потребляемой и выводимой жидкостью. Вода поступает в организм, всасывается через стенки кишечника, попадает в кровь и распространяется по органам и тканям. Выводится остаток воды с мочой и потом.
Солевой обмен необходим для совершения химических процессов в организме человека. Ежедневно необходимо поступление солей натрия, калия, кальция, фосфора и железа. Они не только участвуют в обменах, но и являются питанием для некоторых органов.
Витамины
Для организма важно поддерживать нормальный уровень витаминов. Они участвуют в биохимических синтезах и оказывают влияние на здоровье человека. Эти вещества организм не способен самостоятельно синтезировать, они попадают внутрь с продуктами питания.
Впервые витамины обнаружил и описал русский врач Лунин Н.И. Он назвал их низкомолекулярными веществами различного характера и природы. Нормальный уровень и баланс витаминов положительно сказывается на мозговой деятельности, состоянии здоровья и работоспособности человека.
При повышении уровня какого-либо витамина развивается гипервитаминоз, при снижении наоборот гиповитаминоз. Эти состояния являются серьезными, имеют запущенные формы, и требуют лечения.
Витамины подразделяют на жирорастворимые и водорастворимые. К жирорастворимым относят: К, Е, D, A. Все остальные являются водорастворимыми.
Название | Значение | Признаки гиповитаминоза и гипервитаминоза | Пищевые продукты, содержащие витамин | Суточная потребность, мг |
Водорастворимые витамины | ||||
В1 (тиамин) | Участвует в обмене белков, жиров и углеводов | Заболевание Бери-Бери, теряется сон, аппетит, нарушается работа нервной системы | Печень, яичный желток, черный хлеб | 2-3 |
В2 (рибофлавин) | Участвует в синтезе ферментов | Нарушается сон, ухудшается состояние роговицы глаза, сухость кожи | Рыбные продукты, гречневая крупа, печень | 2-4 |
В6(пиридоксин) | Участвует в кроветворении, синтезе белков кожи и нервной системы | Заболевания кожи-дерматиты | Зародыши пшеницы, рисовые отруби | 2-4 |
В15 (пангамовая кислота) | Повышает поглощение клетками кислорода | Недостаточность сердечно-сосудистой системы | Свежие фрукты и овощи | 200-300 |
С (аскорбиновая кислота) | Отвечает за иммунитет, участвует в белковом обмене, образовании органического вещества костей | Цинга-кровоточивость десен, сонливость, снижается иммунитет | Морковь, шпинат, лимон, апельсин, смородина и другие | 75-100 |
Жирорастворимые витамины | ||||
А (ретинол) | Влияет на рост и развитие человеческого организма | Нарушение зрения, рост и развития ребенка, снижается иммунитет | Масло, молоко, рыбная икра, яичный белок, морковь, шпинат | 1-2 |
D (кальциеферол) | Участвует в синтезе и регуляции кальция и фосфора | Рахит – тяжелые изменения в костях и скелете человека с нарушениями опорно-двигательного аппарата | Рыбий жир, яичный желток, молоко. Синтезируется кожей при попадании на нее прямых солнечных лучей. | 0,02-0,05 |
Е (токоферол) | Влияет на репродуктивную систему и процессы зачатия | Бесплодие | Растительные масла | 10-15 |
К (филохинин) | Влияет на свертываемость крови | Кровотечения, нарушение свертываемости | Синтезируется микроорганизмами кишечника | Не установлено |
12 декабря
12.12.2019
Новости
Одна из важнейших функций, которую выполняют белки в организме, — защитная. Иммунной защите отводится особая роль.
Ядро иммунной системы составляют три типа белков: иммуноглобулины (антитела), интерфероны и белки главного комплекса гистосовместимости. Они являются главными участниками формирования иммунного ответа — способности организма адекватно реагировать на чужеродную информацию и противостоять воздействию патогенов. Ежедневное удовлетворение потребности в белке принципиально важно для иммунной защиты.
Влияет ли белковый дефицит на течение болезни и процесс выздоровления? Что такое аминокислотный скор и какова его роль в удовлетворении потребности в белке? Мы узнали мнения экспертов.
Стабильность — залог успеха
Алиса Кудлач
врач-педиатр-невролог, ассистент кафедры детской неврологии БелМАПО
Недостаточное потребление белка и, как следствие, формирование его дефицита в организме нарушает работу всех органов и систем, включая ослабление защитной функции. Основные факторы защиты организма — иммуноглобулины и система комплемента, равно как и фундамент клеток-защитников (лимфоцитов) — все это белковые структуры. Соответственно, без удовлетворения потребности в белке иммунная система адекватно работать не сможет. Все иммунодефициты различной степени выраженности так или иначе сопровождаются нарушениями белкового обмена. Даже легкие формы белковой недостаточности, которые не имеют клинических проявлений и протекают бессимптомно, оказывают негативное влияние на формирование иммунного ответа организма на атаку патогенов, воздействие повреждающих и стрессовых факторов.
Синтез и распад белков в организме — процесс непрерывный. Важность сохранения его стабильности, в том числе для обеспечения иммунной защиты, обусловлена тем, что белок не депонируется в организме, то есть не накапливается для дальнейшего рационального использования. Это особенно актуально для детского возраста, когда все процессы в организме проходят наиболее интенсивно. А вместе с тем на фоне высоких потребностей в макро- и микронутриентах и энергии у детей имеются ограниченные резервы и тенденция к быстрому их истощению. Не допустить дефицит белка важно как для гармоничного роста и развития, так и для формирования крепкого иммунитета.
Еда, которая лечит
Елена Полевиченко.
профессор кафедры онкологии, гематологии и лучевой терапии педиатрического факультета РНИМУ им. Н. И. Пирогова (Санкт-Петербург) доктор мед. наук
Не знаю ни одной семьи, которая бы в отношении своего болеющего родственника сказала: давайте будем кормить его меньше и реже. Один из известнейших ученых в области нутрициологии Бертольд Колецко показал, что даже незначительное повышение температуры тела до субфебрильных цифр повышает потребности в белке на 150–180 % от базовой. При обострении хронической патологии — на 200–250 %, при травме — на 300 %. Вместе с тем есть данные, что почти каждый второй пациент с респираторными заболеваниями страдает от нутритивной недостаточности.
В этом контексте не обеспечивать больному питание, богатое содержанием белка, значит попросту не долечивать его, убеждена Елена Полевиченко. Адекватный состоянию болеющего человека рацион в этом случае расценивается не как удовлетворение его базовых потребностей, а как один из факторов комплексной терапии, повышения иммунных и адаптационных сил организма. Научно доказано, что ежедневное употребление высокобелковой пищи во время болезни и лечения снижает вероятность осложнений, уменьшает побочные эффекты применяемых лекарственных средств и ускоряет процесс выздоровления.
Белок белку рознь
Чтобы обеспечить стабильный биосинтез белка, а значит и адекватную работу иммунной системы, необходимо постоянно пополнять фонд аминокислот в организме. Именно они выступают главным структурным компонентом белков и влияют на их функциональное предназначение. Источником аминокислот служат пищевые продукты.
Елена Гузик
заведующая кафедрой гигиены и медицинской экологии БелМАПО кандидат мед. наук, доцент
Белки животного и растительного происхождения усваиваются организмом по-разному. Так, усвояемость молока, молочных продуктов, яиц составляет 96 %. Мяса, рыбы — 93–95 %. А вот белки, содержащиеся в хлебе, организм усваивает лишь на 62–86 %, в картофеле — на 70 %, что определяется сбалансированностью аминокислотного состава. Качество белка определяется таким понятием, как аминокислотный скор, то есть сбалансированным наличием всех незаменимых аминокислот в продукте. Эталоном аминокислотного скора принято считать эталонный белок, разработанный экспертами ФАО/ВОЗ, а также белок грудного молока и куриного яйца. Близкими к нему — животные белки из мяса, птицы, молока. Эти же продукты выступают источником витаминов D, А, витаминов группы В, кальция, фосфора и т. д.
Сочетание в рационе продуктов растительного и животного происхождения для укрепления иммунитета может расцениваться как биологически более полноценное из-за взаимного обогащения одних белков аминокислотами других. При этом суточная потребность в белке должна восполнять как общий расход белка, так и потребность в незаменимых аминокислотах. Разбалансировка аминокислотного состава чревата нарушением азотистого баланса (количество потребляемых белков должно быть адекватно продуктам их распада, которые выделяются из организма), что в свою очередь ведет к ослаблению иммунной защиты.
Более того, положительный азотистый баланс (превышение потребления белковых продуктов над потерями) необходимо обеспечить в периоды интенсивного роста и развития (в детском и подростковом возрасте), повышенных нагрузок на органы и системы (беременность, лактация), во время болезни и восстановления.
Таким образом наряду с привычной пищей, богатой белком (мясо, птица, молоко), более чем оправданно включение в рацион кисломолочных напитков, которые содержат до 30 г белка на 250 мл продукта, обогащены лактобактериями, витаминами D и В6. В основе напитков — сывороточные белки, которые имеют оптимальный аминокислотный состав и усваиваются практически полностью. При отсутствии аппетита, затрудненном глотании они, по сути, могут выступать основным источником белка, необходимого организму для повышения иммунных сил.
Следуя принципам превентивной медицины, ежедневное (а не только в период болезни) включение в рацион высокобелковых продуктов может служить средством обеспечения эффективной работы иммунной системы и повышения резервных и адаптивных возможностей организма перед воздействием патогенов и внешних негативных факторов.
Подписывайтесь на наш канал в Telegram, группы в Facebook, VK, OK, Twitter и будьте в курсе свежих новостей! Только интересные видео на нашем канале YouTube, присоединяйтесь
Материалы на сайте 24health.by носят информационный характер и предназначены для образовательных целей. Информация не должна использоваться в качестве медицинских рекомендаций. Ставит диагноз и назначает лечение только ваш лечащий врач. Редакция сайта не несет ответственности за возможные негативные последствия, возникшие в результате использования информации, размещенной на сайте 24health.by.
Читайте нас на Яндекс-дзен
Журналист. Высшее образование. Член Белорусского союза журналистов. Стаж работы в профессии – 20 лет. Белоруска.
Родилась в г. Ганцевичи Брестской области.
В 2001 году окончила факультет журналистики Белорусского государственного университета по специальности «Журналистика».
Работала специальным корреспондентом отдела экономики газеты «Белорусская нива», обозревателем отдела писем, обозревателем отдела социальных проблем газеты «Советская Белоруссия» (в настоящее время «Издательский дом «Беларусь сегодня»). С 2016 года — корреспондент собственный отдела интернет-проектов РУП «Редакция газеты «Медицинский вестник».
С 2000 года является членом Белорусского союза журналистов (БСЖ). В 2002 году стала лауреатом премии БСЖ за лучшую журналистскую работу. В 2017 году – лауреатом премии БСЖ «Золотое перо».