消化管の防御システム

適切な栄養摂取の理論は、様々な有害物質が体内に侵入するのを防ぐための体の防御システムを非常に重視しています。栄養素が消化管に取り込まれることは、エネルギーや可塑性物質の補給というだけでなく、アレルギーや毒性による攻撃とも捉えるべきです。実際、栄養は様々な抗原や毒性物質が体内に侵入する危険と密接に関連しています。栄養の悪影響を効果的に中和できるのは、複雑な防御システムのおかげです。

まず第一に、依然として機械的または受動的とされているシステムについて言及する必要があります。これは、比較的分子量の小さい（300～500未満）水溶性分子に対する消化管粘膜の透過性が限られており、タンパク質、ムコ多糖類、その他の抗原性物質を含むポリマーに対しては透過性がないことを意味します。しかし、出生後発達期の消化器官の細胞では、エンドサイトーシスが特徴的であり、高分子や外来抗原が体内に侵入しやすくなります。成体生物の消化管細胞も、未消化物を含む大きな分子を吸収できるという証拠があります。このようなプロセスは、フォルクハイマー氏によってパーソープション（過吸着）と呼ばれています。さらに、食品が消化管を通過する際に、多量の揮発性脂肪酸が生成されます。これらの脂肪酸の中には、吸収されると毒性作用を引き起こすものもあれば、局所刺激作用を引き起こすものもあります。生体異物に関しては、消化管におけるその生成と吸収は、食品の組成、性質、汚染状況によって異なります。

腸内環境から体内環境への毒性物質や抗原の侵入を防ぐメカニズムは他にもいくつか存在し、そのうち2つは変換メカニズムです。これらのメカニズムの1つは、多くの巨大分子に対して不透過性であるグリコカリックスと関連しています。例外は、グリコカリックス構造に吸着された酵素（膵アミラーゼ、リパーゼ、プロテアーゼ）によって加水分解される分子です。そのため、アレルギー反応や毒性反応を引き起こす未分解分子は細胞膜と接触しにくく、加水分解された分子は抗原性および毒性を失います。

もう一つの変換機構は、腸管細胞の頂端膜に局在する酵素系によって決定され、オリゴマーを吸収可能なモノマーへと分解します。このように、グリコカリックスとリポタンパク質膜の酵素系は、巨大分子が腸管細胞膜に侵入し接触するのを防ぐバリアとして機能します。細胞内ペプチダーゼは、私たちが追加のバリアとして、また生理活性化合物からの保護機構として考えてきたように、重要な役割を果たします。

防御機構を理解するには、ヒトの小腸粘膜には1mmあたり40万個以上の形質細胞が存在することに注目することが重要です。さらに、腸粘膜1cm²あたり約100万個のリンパ球が確認されています^。通常、小腸には100個の上皮細胞あたり6～40個のリンパ球が含まれています。これは、小腸には、腸内環境と体内環境を隔てる上皮層に加えて、強力な白血球層が存在することを意味します。

腸管免疫系は体の免疫系の一部であり、複数の異なるコンパートメントから構成されています。これらのコンパートメント内のリンパ球は、腸管外由来のリンパ球と多くの類似点を持つ一方で、独自の特徴も持っています。同時に、小腸内の異なるリンパ球集団は、あるコンパートメントから別のコンパートメントへのリンパ球の移動を通じて相互作用します。

小腸のリンパ組織は、腸粘膜全体の約25%を占めています。パイエル板や粘膜固有層（個々のリンパ節）に集塊として存在するほか、上皮層や粘膜固有層に散在するリンパ球集団として存在します。小腸粘膜には、マクロファージ、Tリンパ球、Bリンパ球、Mリンパ球、上皮内リンパ球、標的細胞などが含まれています。

免疫機構は小腸腔内、小腸表面、そして粘膜固有層で作用します。同時に、腸管リンパ球は乳腺、女性生殖器、気管支リンパ組織を含む他の組織や臓器に広がり、それらの免疫に関与します。体内の免疫を制御する機構や小腸の抗原に対する免疫感受性の障害は、局所的な腸管免疫障害の病態形成やアレルギー反応の発現に重要な役割を果たす可能性があります。

小腸の非免疫防御機構と免疫防御機構は、小腸を外来抗原から保護します。

消化管粘膜は、抗原や毒性物質が体内に侵入する可能性のある領域である一方、機械的（受動的な）防御因子と能動的な防御因子の両方を含む、効果的な二重防御システムも備えています。この場合、抗体産生システムと細胞性免疫システムが腸内で相互作用します。さらに、クッファー細胞の助けを借りて毒性物質を吸収する肝臓バリアの保護機能は、小腸上皮における抗毒性反応システムによって補完されていることも付け加えておく必要があります。

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結論

最も原始的な生物から最も高度に発達した生物まで等しく当てはまる、食物物質の同化に関する一般法則の発見は、必然的に進化論に基づく新たな理論の形成へとつながりました。この理論は、人間だけでなく他の生物群の同化過程の解釈にも適しています。私たちが提唱する適正栄養理論は、古典的な理論の修正ではなく、異なる公理に基づく新たな理論です。同時に、古典理論の主要な前提の一つである、体内の食物物質の摂取と消費のバランスが保たれなければならないという前提は、この新たな理論によって完全に受け入れられています。

バランス栄養理論によれば、複雑な構造を持ち、栄養素、バラスト物質、そして場合によっては毒性物質を含む食品は、機械的、物理化学的、そして特に酵素処理を受けます。その結果、食品の有用成分が抽出され、種特異性のない化合物に変換されます。これらの化合物は小腸で吸収され、身体に必要なエネルギーと可塑性を提供します。（多くの生理学者や生化学者は、このプロセスを鉱石からの有用成分の抽出に例えています。）バラスト物質、消化液の一部、消化管上皮層の剥離細胞、そして細菌叢の老廃物から、栄養素とバラストを部分的に利用した分泌物が形成され、体外に排出されます。この食物消化の仕組みから、食物とともに体内に入る有用物質の量を計算し、その効果を評価するなどの原則が導き出されます。

この理論によれば、適切な栄養摂取、そして空腹状態から満腹状態への移行は、栄養素だけでなく、腸から体内に侵入する様々な重要な調節物質によっても決定される。こうした調節物質には、主に消化管の多数の内分泌細胞によって産生されるホルモンが含まれ、その数と多様性は体内の内分泌系全体よりも大きい。調節物質には、マクロ生物の消化器官の酵素や細菌叢の作用によって生成される食品由来物質などのホルモン様因子も含まれる。場合によっては、調節物質と毒性物質の間に明確な線引きが不可能であり、その一例がヒスタミンである。

古典的な栄養理論の観点から見ると、ヒト（反芻動物は除く）を含む単胃生物の消化器官の微生物叢は、中立的でさえなく、むしろ有害な特性を持つ。適正栄養理論の観点から見ると、反芻動物だけでなく、明らかに全ての、あるいは大多数の多細胞生物の消化管細菌叢は、食物の消化に不可欠な役割を果たしている。現在では、多くの生物の摂食活動において、消化器系において食物の有用な部分（主要栄養素）が抽出されるだけでなく、微生物叢の影響下で様々な食物成分が変換され、その生命活動の産物によって強化されることが確立されている。その結果、栄養素の未使用部分は、腸内環境の活性部分に変換され、多くの重要な特性を持つ。

複雑な生物は、代謝の意味で、宿主が特定の微生物叢と相互作用する超生物的システムであると考えるのが妥当です。微生物叢の影響下では、非常に重要で、多くの場合不可欠な二次栄養素が形成されます。二次栄養素の供給源は、体内の多くの局所機能の調節に関与するバラスト食品物質です。

古典的な栄養理論によれば、食物の消化は、複雑な有機構造の酵素加水分解と、単純な要素、すなわち栄養素そのものの抽出に還元されます。このことから、食品の栄養強化、すなわち栄養素を含む成分をバラストから分離すること、そして既製の栄養素を食品（分解後の最終生成物、吸収や血中への導入に適したもの）として利用することの妥当性に関する、いくつかの基本的な考え方が生まれます。一方、適正栄養理論によれば、食物の分解だけでなく、消化管の微生物叢、特にバラスト物質の作用によって、栄養素や生理活性物質が調製されます。このようにして、多くのビタミン、揮発性脂肪酸、必須アミノ酸が生成され、これが体外からの食品摂取に対するニーズに大きな影響を与えます。一次栄養素と二次栄養素の比率は、微生物叢の種類や個々の特性によって大きく異なります。さらに、二次栄養素に加えて、細菌叢の影響下で毒性物質、特に毒性アミンが生成されます。多細胞生物の必須構成要素である細菌叢の活動は、マクロ生物の多くの重要な特性と密接に関連しています。

何度も指摘されてきたように、適切な栄養摂取の理論の発展は、一般的な生物学的・進化論的パターン、そして多くの科学、特に生物学、化学、物理学、医学の成果に基づいています。実際、生物学者にとって、「公式」は極めて重要ですが、あらゆるプロセスの技術も重要です。なぜなら、進化は生物学的プロセスの技術を最適化する方向へ進んでいるからです。生物システムにおいては、プロセスの技術に大きく依存しています。なぜなら、その高い効率性、そして時にはその可能性そのものが、特定の中間リンクの実装と関連しているからです。中間リンクの実装や相互作用の効率が不十分だと、システム全体の機能が阻害されます。この考え方は、バランスの取れた栄養摂取の理論と適切な栄養摂取の理論の根本的な違いを説明しています。前者の理論は基本的にバランスの取れた栄養摂取の公式によって決定されますが、後者の理論は、そのような公式に加えて、栄養摂取の技術、つまり様々な生物群による食物の同化プロセスの技術も考慮に入れています。

最後に、適正栄養理論は、栄養学という学際科学の中核要素の一つです。様々な複雑性を持つ生物系（細胞や生物から生態系や生物圏まで）による食物同化の様々な側面に関わる生物学と医学の多くの分野を一つの科学に統合することは、自然の根源的な統一性を理解するために不可欠です。これはまた、栄養段階のつながりに基づいて生物圏における相互作用のプロセスを特徴づける、すなわち生物圏を栄養圏として捉える上でも重要です。しかし、適正栄養理論を含む栄養学の構築は、様々な医学にとって、少なくとも、あるいはそれ以上に不可欠です。なぜなら、組織の栄養とその障害、消化器病学の様々な問題、栄養科学の理論的および応用的側面は、実際には一つの共通問題、すなわち進化の階段の異なる段階における生物による食物同化の問題を不合理にも分割しているからです。この問題は、これまで以上に広範かつ深遠な視点に基づく、統一的な立場から考察されるべきです。

したがって、適正栄養理論は、いわば「生物学的な翼」をつけたバランスの取れた栄養理論と言えるでしょう。つまり、適正栄養理論は、人間や特定の動物群だけでなく、最も多様な動物種、さらにはあらゆる生物群に適用できるということです。

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