위장관의 방어 시스템

충분한 영양 이론은 다양한 유해 물질의 체내 침투를 막는 신체 방어 체계를 매우 중요하게 여깁니다. 영양소가 위장관으로 유입되는 것은 에너지와 가소성 물질을 보충하는 수단일 뿐만 아니라, 알레르기 및 독성 공격으로 간주되어야 합니다. 실제로 영양 섭취는 다양한 항원과 독성 물질이 체내로 침투할 위험과 연관되어 있습니다. 복잡한 방어 체계 덕분에 영양 섭취의 부정적인 측면을 효과적으로 중화할 수 있습니다.

우선, 아직 기계적 또는 수동적이라고 불리는 이 시스템에 주목할 필요가 있습니다. 이는 비교적 분자량이 작은(300~500 미만) 수용성 분자에 대한 위장관 점막의 제한된 투과성과 단백질, 점액다당류, 그리고 항원성을 가진 기타 물질을 포함한 중합체에 대한 불투과성을 시사합니다. 그러나 출생 후 발달 기간 동안 소화기관 세포의 경우, 엔도사이토시스가 특징적으로 나타나 거대분자와 이물질 항원이 체내 환경으로 유입되는 것을 촉진합니다. 성인의 위장관 세포도 소화되지 않은 분자를 포함한 큰 분자를 흡수할 수 있다는 증거가 있습니다. 볼크하이머 씨는 이러한 과정을 과흡수라고 부릅니다. 또한, 음식물이 위장관을 통과할 때 상당량의 휘발성 지방산이 생성되는데, 그중 일부는 흡수 시 독성 효과를 유발하고, 다른 일부는 국소 자극 효과를 유발합니다. 이물질의 경우, 위장관 내에서의 형성 및 흡수는 음식의 성분 및 오염도에 따라 달라진다.

독성 물질과 항원이 장 환경에서 체내 환경으로 유입되는 것을 막는 여러 가지 다른 기전이 있으며, 그중 두 가지는 변형 기전입니다. 이러한 기전 중 하나는 당단백질(glycocalyx)과 관련이 있는데, 당단백질은 많은 거대 분자를 통과시키지 않습니다. 단, 당단백질 구조에 흡착된 효소(췌장 아밀라아제, 리파아제, 프로테아제)에 의해 가수분해되는 분자는 예외입니다. 따라서 알레르기 및 독성 반응을 유발하는 미분리 분자가 세포막과 접촉하기 어렵고, 가수분해된 분자는 항원성과 독성 특성을 잃게 됩니다.

또 다른 변환 기전은 장 세포의 정단막에 위치하여 올리고머를 흡수 가능한 단량체로 분해하는 효소 시스템에 의해 결정됩니다. 따라서 당단백질막과 지단백질막의 효소 시스템은 거대 분자가 장 세포막에 침투하여 접촉하는 것을 막는 장벽 역할을 합니다. 추가적인 장벽이자 생리 활성 화합물에 대한 보호 기전으로 간주되었던 세포 내 펩티다아제는 중요한 역할을 할 수 있습니다.

보호 기전을 이해하려면 사람 소장 점막에 1mm당 40만 개 이상의 형질세포가 존재한다는 점에 유의해야 합니다. 또한, 장 점막 1cm²당 약 100만 개의 림프구가 존재하는 것으로 알려져 있습니다 ^. 일반적으로 공장에는 상피세포 100개당 6~40개의 림프구가 존재합니다. 즉, 소장에는 장내 환경과 체내 환경을 구분하는 상피층 외에도 강력한 백혈구층이 존재합니다.

장 면역 체계는 신체 면역 체계의 일부이며 여러 개의 서로 다른 구획으로 구성되어 있습니다. 이 구획에 있는 림프구는 장 외에서 유래한 림프구와 많은 유사점을 가지고 있지만, 고유한 특징도 가지고 있습니다. 동시에 소장의 여러 림프구 집단은 림프구가 한 구획에서 다른 구획으로 이동하면서 상호작용합니다.

소장의 림프 조직은 전체 장 점막의 약 25%를 차지합니다. 페이어판(Peyer’s patch)과 고유판(lamina propria, 개별 림프절)에 군집 형태로 나타나며, 상피와 고유판에 국소적으로 분포하는 산발적인 림프구 집단으로도 나타납니다. 소장 점막에는 대식세포, T 림프구, B 림프구, M 림프구, 상피내 림프구, 표적 세포 등이 포함되어 있습니다.

면역 기전은 소장 강, 소장 표면, 그리고 고유판에서 작용할 수 있습니다. 동시에 장 림프구는 유선, 여성 생식기, 기관지 림프 조직을 포함한 다른 조직과 기관으로 퍼져나가 면역에 관여할 수 있습니다. 신체 면역을 조절하는 기전과 소장의 항원에 대한 면역 민감도의 손상은 국소 장 면역 장애의 발병 기전 및 알레르기 반응 발생에 중요한 역할을 할 수 있습니다.

소장의 비면역 및 면역 방어 기전은 소장을 이물질 항원으로부터 보호합니다.

소화관 점막은 항원과 독성 물질이 체내로 침투할 수 있는 잠재적인 통로 역할을 하지만, 기계적(수동적) 방어 요소와 능동적 방어 요소를 모두 포함하는 효과적인 이중 방어 시스템도 존재합니다. 이 경우, 항체를 생성하는 시스템과 세포 면역 시스템이 장에서 상호작용합니다. 쿠퍼 세포의 도움을 받아 독성 물질의 흡수를 담당하는 간 장벽의 보호 기능은 소장 상피의 항독소 반응 시스템에 의해 보완됩니다.

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결론

가장 원시적인 생물과 가장 고도로 발달한 생물 모두에게 동일하게 적용되는 음식물 동화의 일반 법칙의 발견은 필연적으로 인간뿐만 아니라 다른 생물 집단의 동화 과정을 해석하는 데 적합한 새로운 진화론적 이론의 형성으로 이어졌습니다. 우리가 제안한 적정 영양 이론은 고전 이론의 수정이 아니라, 다른 공리 체계를 가진 새로운 이론입니다. 동시에, 체내 음식물의 섭취와 소비가 균형을 이루어야 한다는 고전 이론의 주요 공리 중 하나는 이 새로운 이론에서 완전히 수용됩니다.

균형 영양 이론에 따르면, 복잡한 구조를 이루고 영양소, 밸러스트 물질, 그리고 경우에 따라 독성 물질로 구성된 음식은 기계적, 물리화학적, 특히 효소적 처리를 거칩니다. 그 결과, 음식의 유용한 성분들이 추출되어 종 특이성이 없는 화합물로 전환되고, 소장에서 흡수되어 신체에 에너지와 가소성을 제공합니다. (많은 생리학자와 생화학자들은 이 과정을 광석에서 귀중한 성분을 추출하는 것에 비유합니다.) 밸러스트 물질, 소화액의 일부 성분, 위장관 상피층의 박리된 세포, 그리고 세균총의 여러 노폐물 등에서 영양소와 밸러스트의 일부를 활용하여 분비물이 형성되어 체외로 배출됩니다. 이러한 음식 동화 체계를 바탕으로 음식과 함께 체내에 유입되는 유용한 물질의 양을 계산하고, 그 효능을 평가하는 등의 원칙이 적용됩니다.

이 이론에 따르면, 충분한 영양 섭취와 배고픔 상태에서 포만감 상태로의 전환은 영양소뿐만 아니라 장에서 체내 내부 환경으로 유입되는 다양한 필수 조절 물질에 의해 결정됩니다. 이러한 조절 물질에는 주로 위장관의 수많은 내분비 세포에서 생성되는 호르몬이 포함되며, 그 수와 다양성은 신체 내분비계 전체의 수를 능가합니다. 조절 물질에는 또한 거대 생물의 소화 기관 효소 작용으로 생성되는 식품 유도체와 같은 호르몬 유사 인자와 장내 세균총도 포함됩니다. 어떤 경우에는 조절 물질과 독성 물질을 명확하게 구분하기 어려운데, 그 예가 히스타민입니다.

고전 영양 이론의 관점에서 볼 때, 인간을 포함한 단위 위 동물(반추동물 제외)의 소화기관 미생물총은 중립적인 속성이 아니라 오히려 해로운 속성입니다. 적정 영양 이론의 관점에서 볼 때, 반추동물뿐만 아니라 모든 다세포 생물 또는 대다수의 다세포 생물의 위장관 세균총은 음식 동화에 필수적인 참여자입니다. 수많은 생물의 섭취 활동 과정에서 소화계에서 음식의 유용한 일부, 즉 주요 영양소가 추출될 뿐만 아니라, 미생물총의 영향을 받아 다양한 음식 성분이 변형되고 미생물총의 생명 활동 산물이 풍부해진다는 것이 이제 밝혀졌습니다. 결과적으로, 사용되지 않은 영양소는 장내 환경의 활성 부분으로 전환되어 여러 가지 중요한 특성을 지닙니다.

복잡한 유기체의 경우, 대사적 관점에서 숙주가 특정 미생물총과 상호작용하는 초유기체적 시스템(supraorganismic system)이라고 보는 것이 타당합니다. 미생물총의 영향으로 매우 중요하고 많은 경우 필수적인 이차 영양소가 형성됩니다. 이차 영양소의 공급원은 밸러스트 식품 물질로, 신체의 여러 국소 기능 조절에 관여합니다.

고전 영양학 이론에 따르면, 음식의 동화는 복잡한 유기 구조의 효소 가수분해와 단순한 원소, 즉 영양소의 추출로 요약됩니다. 이로부터 식품 강화의 타당성에 대한 몇 가지 근본적인 아이디어가 도출됩니다. 즉, 영양소를 함유한 성분을 밸러스트에서 분리하는 것과, 기성 영양소를 식품으로 활용하는 것, 즉 흡수 또는 혈류 유입에 적합한 최종 분해 산물 등을 이용하는 것입니다. 이와 대조적으로, 적정 영양 이론에 따르면, 음식의 분해뿐만 아니라 위장관 미생물총, 특히 밸러스트 물질의 작용으로 영양소와 생리 활성 물질이 생성됩니다. 이러한 방식으로 다양한 비타민, 휘발성 지방산, 필수 아미노산이 생성되어 외부에서 공급되는 식품에 대한 신체의 필요성에 상당한 영향을 미칩니다. 1차 영양소와 2차 영양소의 비율은 미생물총의 종 및 개별 특성에 따라 크게 달라질 수 있습니다. 또한, 이차 영양소와 함께 독성 물질, 특히 독성 아민이 세균총의 영향으로 생성됩니다. 다세포 생물의 필수 구성 요소인 세균총의 활동은 거대 생물의 여러 중요한 특성과 밀접한 관련이 있습니다.

여러 번 언급되었듯이, 적정 영양 이론의 발전은 일반적인 생물학적 및 진화적 패턴과 더불어 생물학, 화학, 물리학, 의학 등 여러 과학 분야의 업적에 기반합니다. 실제로 생물학자에게는 "공식"뿐만 아니라 모든 과정의 기술 또한 매우 중요합니다. 진화는 생물학적 과정의 기술을 최적화하는 방향으로 나아가고 있기 때문입니다. 생물학적 시스템에서는 과정의 기술에 많은 부분이 의존합니다. 왜냐하면 높은 효율성, 그리고 때로는 그 가능성 자체가 특정 중간 연결 고리의 구현과 연관되기 때문입니다. 과정의 구현이나 상호작용의 효율성 부족은 시스템 전체의 기능을 저해합니다. 이러한 개념은 균형 잡힌 영양 이론과 적정 영양 이론 사이의 근본적인 차이점을 설명합니다. 전자는 본질적으로 균형 잡힌 영양 공식에 의해 결정되며, 후자는 이러한 공식 외에도 영양 기술, 즉 다양한 유기체 집단의 음식 동화 과정의 기술을 고려합니다.

마지막으로, 적정 영양 이론은 학제간 과학인 영양학의 핵심 요소 중 하나입니다. 다양한 복잡성을 지닌 생물학적 시스템(세포와 유기체부터 생태계와 생물권까지)의 식량 동화에 관한 생물학과 의학의 여러 분야를 하나의 학문으로 통합하는 것은 자연의 근본적인 통일성을 이해하는 데 필수적입니다. 이는 영양 연결고리에 기반한 생물권의 상호작용 과정을 특성화하는 데에도 중요합니다. 즉, 생물권을 하나의 대류권으로 간주하는 데에도 중요합니다. 그러나 적정 영양 이론을 포함한 영양학의 형성은 그 못지않게, 어쩌면 더 크게 다양한 의학에 필수적입니다. 조직 영양과 그 장애, 위장관학의 다양한 문제, 영양학의 이론적 및 응용적 측면은 사실 하나의 공통된 문제, 즉 진화 사다리의 여러 단계에 있는 유기체의 식량 동화 문제를 비이성적으로 나누어 다루고 있기 때문입니다. 이 문제는 이전보다 더 광범위하고 심오한 관점에 기반한 통일된 입장에서 고찰되어야 합니다.

따라서 적정 영양 이론은 말하자면 "생물학적 날개"를 펼친 균형 잡힌 영양 이론입니다. 즉, 적정 영양 이론은 인간이나 특정 동물 집단뿐만 아니라 가장 다양한 동물 종, 더 나아가 모든 생물 집단에 적용될 수 있음을 의미합니다.

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