장내 세균총의 기본 생리적 기능, 영양소 흐름

음식물 동화의 필수 조건은 소화 과정에서 복잡한 구조가 단순한 화합물로 분해되는 것입니다. 방출된 단량체(아미노산, 단당류, 지방산 등)는 종 특이성이 없으며 모든 생물체에서 거의 동일합니다. 경우에 따라 올리고머(이중, 삼중, 때로는 사중)가 형성될 수 있으며, 이 또한 동화될 수 있습니다. 고등 생물체에서 올리고머의 이동은 디펩타이드를 예로 들어 설명되었습니다. 이 경우, 음식물 동화는 세포외(강) 소화 - 막 소화 - 흡수의 세 단계로 이루어지며, 많은 생물체에서는 세포 내 소화가 참여하는 네 단계로 이루어집니다.

호르몬 및 기타 생리활성 화합물의 흐름

최근 위장관 내분비 세포가 시상하부와 뇌하수체에서 분비되는 호르몬인 갑상선 자극 호르몬(TH)과 ACTH, 그리고 뇌하수체 세포에서 분비되는 가스트린을 합성한다는 사실이 밝혀졌습니다. 결과적으로, 시상하부-뇌하수체 시스템과 위장관 시스템은 일부 호르몬 작용과 관련이 있는 것으로 밝혀졌습니다. 또한 위장관 세포가 일부 스테로이드 호르몬을 분비한다는 증거도 있습니다.

오랫동안 위장관 내분비세포는 소화 및 영양소 흡수의 자가 조절에 주로 관여하는 호르몬과 기타 생리 활성 인자를 분비한다고 알려져 왔습니다. 그러나 이제 생리 활성 물질이 소화 기관의 기능뿐만 아니라 전신의 가장 중요한 내분비 및 대사 기능까지 조절한다는 것이 알려졌습니다. 위장관의 소위 고전적 호르몬(세크레틴, 가스트린, 콜레시스토키닌)과 아직 밝혀지지 않은 여러 가설적 호르몬이 국소적 작용 외에도 다른 장기를 조절하는 다양한 기능을 수행하는 것으로 밝혀졌습니다. 일반적인 작용을 하는 호르몬의 예로는 소마토스타틴과 아레테린이 있습니다.

위장관에서 체내 내부 환경으로 생리 활성 물질의 내인성 흐름이 차단되면 심각한 결과를 초래합니다. 특정 조건에서 소화기관 내분비계의 일부라도 제거하면 동물의 사망 또는 중증 질환으로 이어질 수 있음을 입증했습니다.

생리 활성 물질의 외인성 흐름은 주로 음식 분해 과정에서 형성되는 특정 물질로 구성됩니다. 따라서 펩신에 의한 우유와 밀 단백질의 가수분해 과정에서 엑소르핀이라는 물질, 즉 천연 모르핀 유사(작용하는) 화합물이 생성됩니다. 특정 조건 하에서 생성된 펩타이드는 일정량으로 혈류에 침투하여 신체의 전반적인 호르몬 배경을 조절하는 데 관여할 수 있습니다. 또한 특정 음식 성분의 정상적인 소화 과정에서 생성되는 펩타이드를 포함한 일부 펩타이드는 조절 기능을 수행하는 것으로 추정할 수 있습니다. 우유 단백질(카제인)의 가수분해 산물인 카소모르핀이 이러한 펩타이드에 속합니다.

일부 아미노산이 신경전달물질과 그 전구체로서 기능을 한다는 사실이 발견되면서, 영양이 인간의 생리적, 심리적 기준을 형성하는 데 미치는 역할이 더욱 커졌습니다.

따라서 영양은 단순히 먹는 행위가 아니라, 단순히 몸에 영양소를 공급하는 행위입니다. 동시에, 음식 동화, 신진대사, 그리고 밝혀진 바와 같이 신경계의 일부 기능을 조절하는 데 매우 중요하고, 어쩌면 필수적일 수도 있는 호르몬 요소들이 복잡하게 얽혀 있습니다.

박테리아 대사산물 플럭스

장내 세균총의 참여로 위장관에서 체내 내부 환경으로 향하는 세 가지 흐름이 형성됩니다. 하나는 미생물총에 의해 변형된 영양소(예: 아미노산의 탈탄산 반응 과정에서 생성되는 아민)의 흐름이고, 두 번째는 박테리아 자체의 생명 활동 산물(예: 아민)의 흐름이며, 세 번째는 미생물총에 의해 변형된 밸러스트 물질의 흐름입니다. 미생물총의 참여로 단당류, 휘발성 지방산, 비타민, 필수 아미노산 등 2차 영양소가 생성되는데, 이러한 물질들은 현재 지식 수준에서는 중요하지 않은 것으로 보이며, 독성 화합물도 존재합니다. I.I. 메치니코프(I.I. Mechnikov)가 주장한 바와 같이, 독성 화합물의 존재는 장내 미생물총을 억제하는 것이 바람직하다는 생각을 불러일으켰습니다. 그러나 독성 물질의 양이 일정 한계를 넘지 않는다면 생리적인 것이며, 외위축의 지속적이고 불가피한 동반자가 될 수 있습니다.

일부 독성 물질, 특히 소화계에서 세균총의 영향으로 생성되는 독성 아민은 오랫동안 주목을 받아 왔습니다. 생리 활성이 높은 아민으로는 카다베린, 히스타민, 옥토파민, 티라민, 피롤리딘, 피페리딘, 디메틸아민 등이 알려져 있습니다. 체내 이러한 아민 함량은 소변을 통한 배설량을 통해 어느 정도 파악할 수 있습니다. 이들 중 일부는 신체 상태에 중대한 영향을 미칩니다. 다양한 질병, 특히 장내세균총 이상증에서 아민 수치는 급격히 증가하여 여러 신체 기능 장애의 원인 중 하나가 될 수 있습니다. 독성 아민 생성은 항생제를 통해 억제할 수 있습니다.

내인성 히스타민 외에도 외인성 히스타민이 있는데, 이는 주로 장에서 세균 활동에 의해 생성됩니다. 따라서 항생제 사용은 신체의 호르몬 상태에 여러 가지 변화를 초래할 수 있습니다. 신체의 많은 병리학적 변화는 히스타민을 분비하는 위세포의 기능 항진이 아니라, 장내 세균총에 의한 과도한 히스타민 생성으로 인해 유발될 수 있습니다. 따라서 장내 세균총에 의한 히스타민 과다 생성으로 인해 위궤양, 시상하부-뇌하수체 기능 장애, 알레르기 등이 나타납니다.

2차 영양소의 생리학적 중요성은 항생제에 의해 박테리아 군집이 억제된 인간과 동물에서 비타민에 대한 필요성이 급격히 증가한 것을 통해 입증됩니다.

장내 밸러스트 물질의 변환은 주로 혐기성 미생물총의 영향으로 발생합니다.

나열된 흐름 외에도 다양한 산업 및 농업 기술로 인해 오염된 식품이나 오염된 환경에서 발생하는 물질 흐름이 있습니다. 이 흐름에는 이물질(xenobiotics)도 포함됩니다.

식이섬유는 위장관(특히 소장과 대장)의 활동을 정상화하고, 근육층의 질량을 증가시키며, 근육층의 운동 활동, 소장 내 영양소 흡수 속도, 소화기관 내 압력, 체내 전해질 대사, 대변의 질량 및 전해질 조성 등에 중요한 역할을 한다는 것이 이제 확실히 밝혀졌습니다. 식이섬유는 수분과 담즙산을 결합하고 독성 화합물을 흡착하는 능력이 중요합니다. 수분 결합 능력은 위장관을 통한 내용물의 이동 속도에 상당한 영향을 미칩니다. 문헌에 따르면 식이섬유 겨는 자체 무게의 5배, 당근이나 순무와 같은 채소의 섬유는 30배 더 많은 수분을 결합합니다. 마지막으로, 식이섬유는 장내 세균의 서식지에 영향을 미치며, 이들에게 영양 공급원 중 하나입니다. 특히 미생물은 셀룰로스, 헤미셀룰로스, 펙틴을 이용하여 부분적으로 아세트산, 프로피온산, 부티르산으로 분해합니다.

식이섬유는 소화계뿐만 아니라 전신의 정상적인 기능에도 필수적입니다. 죽상동맥경화증, 고혈압, 허혈성 심장 질환, 위장관 질환, 당뇨병 등 여러 질환은 단백질과 탄수화물의 과다 섭취뿐만 아니라 밸러스트 물질(혈액 밸러스트)의 부족으로 인해 발생하는 경우가 많습니다. 식단에 식이섬유가 부족하면 대장암을 유발할 수 있다는 증거가 있습니다. 식이섬유가 없으면 담즙산뿐만 아니라 콜레스테롤과 스테로이드 호르몬의 대사도 방해받습니다. (이븐 시나와 그의 선배들이 이미 정제 식품의 해로움을 잘 알고 있었다는 것은 놀라운 일입니다.)

식이섬유를 섭취하면 다양한 위장관 질환 및 대사 질환을 예방하고 치료할 수 있습니다. 식이섬유는 포도당 내성을 높이고 흡수를 조절하여 당뇨병, 고혈당, 비만을 예방하고 치료하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 식이섬유 섭취량을 늘리면 담즙산 순환에 섬유질이 관여하여 혈중 콜레스테롤 수치가 감소합니다. 식물성 식이섬유의 항독성 효과도 보고되었습니다. 동시에, 여러 종류의 식이섬유를 섭취할 경우 아연을 비롯한 일부 미량 원소의 흡수가 감소합니다.

식이섬유를 장기간 섭취하면 과민성 대장 증후군과 대장 게실증의 심각성을 줄일 수 있습니다. 식이섬유는 변비, 치질, 크론병 및 기타 위장 질환을 효과적으로 치료하는 데 도움이 되며, 위궤양과 십이지장 궤양의 재발을 예방하는 데에도 도움이 될 수 있습니다. 특히 만성 췌장염의 경우, 섬유질이 풍부한 식단, 즉 식이섬유 섭취는 대부분의 경우 긍정적인 치료 효과를 나타냅니다.

따라서 식량 배급의 구성에는 단백질, 지방, 탄수화물, 미량원소, 비타민 등뿐만 아니라, 식품의 귀중한 성분인 식이섬유도 포함되는 것이 필요합니다.

따라서 고전 이론에 근거하여 식이섬유를 제거하여 개량되고 영양이 풍부한 식품을 만들려는 시도가 이루어졌고, 이는 소위 문명병이라 불리는 수많은 질병의 발병으로 이어졌습니다. 현재는 정반대의 방향으로 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 진화 과정에서 생겨난 신체의 요구에 부합하는 적절한 식량 배급을 찾는 연구가 진행되고 있습니다. 인간의 경우, 이러한 진화적으로 충분한 식품에는 오랫동안 밸러스트(ballast)라고 불렸지만 제대로 된 평가를 받지 못했던 물질들이 상당량 포함되어 있습니다.

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