Теоретическая и прикладная трофология

В. М. Луфт
НИИ скорой помощи им. Джанелидзе, Санкт-Петербург


Одним из важнейших научных событий второй половины 20-го века является обоснованное выделение А. М. Уголевым в отдельное направление мультидисциплинарной науки – трофологии, представляющей собой совокупность междисциплинарных знаний о пище, питании и трофических связях, а также закономерностях ассимиляции пищи на всех уровнях организации живых систем (1).

Формирование трофологии происходило параллельно с развитием теории адекватного питания и теории функциональных блоков, которые позволили взглянуть на процесс питания человека с более широких позиций эволюции живой материи в биосфере. Это способствовало изменению наших представлений о господствующих длительное время идеях антропоцентризма в сторону гармонизма человека и окружающей среды, где он (человек) является не центральной фигурой мироздания и вершиной трофологической пирамиды, а естественным звеном сложнейшего круговорота трофических взаимосвязей в биосфере (2,3).
Именно трофология как междисциплинарная наука объединяет многие звенья единой ассимиляторной цепи, искусственно разорванной и разделенной между различными областями наших знаний (биология, зоология, ботаника, биохимия, физиология, гигиена питания, микробиология, диетология, гастроэнтерология, экология и др.).

Теоретическая трофология, базируется на имеющихся и постоянно развивающихся фундаментальных направлениях в области естественных технологий существования живых организмов. К ним относятся:

– изучение и раскрытие общих механизмов ассимиляции пищевых веществ;
– изучение механизмов передачи пищевых веществ по трофическим цепям;
– определение роли трофических процессов и циркуляции веществ в биопроцессах;
– раскрытие взаимоотношений и регуляции трофических связей в биоценозах;
– изучение распределения и перераспределения нутриентов в пределах организма и одной клетки;
– оценка значения и роли трофических процессов в эволюции видов, биоценозов и биосферы в целом (2, 3).

Следует отметить, что трофологический подход позволяет нам рассматривать питание не только с позиций потребления определенного набора жизненно необходимых нутриентов, но и как сложнейший процесс их взаимодействия по всей трофической цепи организма, где существенная роль принадлежит и целому ряду других регуляторных потоков и механизмов (гормоны, микробиоценоз кишечника и симбионтное пищеварение, вторичные нутриенты, пищевые волокна, токсические вещества).

Существующие в настоящее время взгляды на питание человека с позиций трофологического подхода можно представить в виде нижеизложенных постулатов:

1. Фактор питания оказывает прямое воздействие на структурно-функциональные и метаболические процессы, происходящие в организме человека, а также на его гомеостаз и адаптационные резервы, являясь средством либо профилактики, либо фактором риска развития определенных заболеваний.

2. Питание не может быть интерпретировано как простое снабжение организма определенным набором химических элементов (нутриентов).

3. Питание – это сложный процесс, в котором пищеварительная система осуществляет активные взаимодействия с другими органами и системами организма, являясь источником огромного количества нервных и гормональных сигналов, оказывающих регуляторное воздействие на процессы ассимиляции пищевых веществ.

4. Обеспечение организма нутриентами достигается за счет активного пищеварения и синтеза новых веществ бактериальной флорой кишечника, образующих поток вторичных, в том числе незаменимых нутриентов.

5. Бактериальная флора желудочно-кишечного тракта является своеобразным трофическим гомеостазом (трофостазом), обеспечивающим разрушение избыточных компонентов пищи и образования недостающих нутриентов.

6. Необходимым компонентом пищи наряду с нутриентами являются и пищевые волокна (балластные вещества), имеющие весьма важное значение для поддержания должного микробиоценоза и оптимизации питания человека в целом.

7. Питание представляет собой синхронизированный процесс взаимодействия и ассимиляции нутриентов по всей трофической цепи организма.

8. Питание базируется на фундаментальных принципах универсальности строительных и функциональных блоков.

Указанные выше фундаментальные аспекты трофологии открывают большие перспективы ее развития по многим прикладным направлениям. К таковым относятся:

– селекция и выведение различных видов растений и животных с заданными биологическими свойствами;
– формирование аграрных и промышленных технологий;
– экологический мониторинг ситуации по трофической цепи;
– разработка новых технологий производства и хранения пищевых продуктов и приготовления пищи;
– изучение биологических эффектов различных нутриентов и развитие диетофармакологии;
– изучение потребностей различных категорий населения в нутриентах и разработка рекомендаций по оптимизации их питания;
– формирование и внедрение культуры питания;
– совершенствование и оптимизация профилактического и лечебного питания.

Необходимо отметить, что практическая реализация трофологического подхода уже имеет место по определенным направлениям прикладной трофологии (экологический мониторинг, создание продуктов функционального питания и биологически активных добавок к пище, выделение в отдельное направление диетофармакологии и т.д.). Тем не менее, сегодня мы пока не можем сказать о широком практическом внедрении достижений трофологии. Трофологический подход к здоровью человека в большей степени остается декларативным.

Особую актуальность это приобретает в нашей стране, где сохраняются высокая детская смертность, нарастающая частота врожденной патологии у детей и хронических заболеваний у подростков, имеется устойчивая тенденция децелерационного процесса, полиморбидность среди людей зрелого возраста и малая продолжительность жизни населения.

Представляется, что практическая реализация трофологии может развиваться по двум направлениям: профилактическому и лечебному. В рамках первого, следует рассматривать популяционную и индивидуальную направленность трофологического подхода к здоровью человека. Лечебная направленность может быть реализована путем выделения в отдельное прикладное направление клинической трофологии.

Клиническая трофология – междисциплинарная наука, изучающая особенности ассимиляции пищи у больного человека на всех этапах его трофической цепи с целью дифференцированной, а по мере необходимости и фармакологической коррекции, имеющихся структурно-функциональных и метаболических нарушений в интересах оптимизации гомеостаза и адаптационных возможностей организма (4).

Совершенно очевидно, что нельзя обеспечить адекватное питание человека без учета его индивидуальных потребностей в нутриентах и адаптационных возможностей его трофической цепи, а также целого ряда других факторов: конституции, условий жизни, состояния окружающей среды, сезонной перестройки организма, состояния здоровья, семейных и национальных особенностей и др. В этой связи, необходимо напомнить, что трофическая цепь человека представляет собой весьма сложно функционирующую и взаимозавязанную систему.

Основными этапами этой цепи являются:

1. Доставка питательных веществ к клеткам организма, что зависит не только от химического состава суточного рациона питания человека, но и от возможностей его пищеварительных функций, а также соответствующей циркуляторной обеспеченности, благодаря которой нутриенты достигают своей цели. При этом немаловажное значение имеет не только биологическая ценность потребляемых продуктов, но и эмоциональный фон, вкусовые привычки и предпочтения, культура питания, технология приготовления пищи и т.д.

Наряду с этим, следует учитывать, что согласно теории адекватного питания, нормальное протекание процессов ассимиляции пищи, возможно, только в случае существования оптимального потока регуляторных веществ, выделяемых эндокринными клетками пищеварительной системы под влиянием самой пищи, являющейся своеобразным субстратным регулятором их функциональной активности. Необходимо также отметить, что и в самой пище содержатся определенные регуляторные вещества (экзогормоны), которые могут влиять не только на процессы ассимиляции, но и на психоэмоциональное состояние человека (3,5). Отсюда становится понятной важность выбора соответствующего набора продуктов с учетом вкусовых предпочтений, а также целенаправленное использование высоко биологически- ценных искусственно созданных питательных композиций и биологически активных добавок к пище.

В соответствии с теорией адекватного питания, во внутреннюю среду организма поступают потоки как «первичных» (результат прямого гидролиза пищи соответствующими пищеварительными ферментами), так и «вторичных» нутриентов, которые образуются непосредственно в организме человека его микроорганизмами (симбионтами), находящимися в различных отделах пищеварительного тракта. Симбионтное пищеварение, образование и использование «вторичных» нутриентов играет исключительно важную роль, так как именно нормальная кишечная микрофлора обеспечивает достаточно значимые потоки витаминов, аминокислот и регуляторных аминов.

Отсюда совершенно очевидно, что разрушение эндоэкосистемы человека (дисбиозы) может приводить к различным негативным последствиям в виде снижения трофического и возрастания токсического потока биологически активных веществ, нарушающих функциональные резервы и адаптационные возможности организма. К сожалению, до настоящего времени это практически весьма мало учитывается в клинической медицине.

Вместе с тем, поступление нутриентов во внутреннюю среду организма напрямую зависят от состояния пристеночного пищеварения и возможностей их всасывания (активный и пассивный транспорт), а также моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта.

2. Усвоение питательных веществ клетками организма (клеточный уровень трофической цепи). Структурная характеристика второго этапа трофической цепи представляет собой триединый процесс, включающий: оптимальную нервно-эндокринную регуляцию деятельности клетки, устойчивую чувствительность клеточной мембраны к транспорту нутриентов в клетку, а также структурно-функциональную организацию внутриклеточного метаболизма.

Нарушения любой составляющей этого процесса может приводить к поломке согласованной деятельности трофической цепи, вызывая ее дисфункцию. Можно привести много клинических примеров неэффективной деятельности клеточного уровня трофической цепи, возникающей в условиях различной патологии:

– сахарный диабет I типа, в основе которого лежит абсолютная инсулиновая недостаточность, приводящая к нарушению транспорта в клетку глюкозы, аминокислот и электролитов;
– тиреотоксикоз, вызывающий разобщение процессов окислительного фосфорилирования, что приводит к нарушению образования АТФ столь необходимой для жизнедеятельности клетки;
– онкологическая патология, сопровождающаяся избыточной продукцией кахектинов, блокирующих клеточную мембрану и т.д.

Функциональная активность клеточной мембраны и внутриклеточного метаболизма в значительной мере зависят от физической активности человека и температурного режима окружающей среды.

3. Уравновешенность постоянно происходящих в организме процессов ассимиляции и диссимиляции, представляющих собой высоко интегрированный процесс, обусловленный сложнейшей регуляцией на различных уровнях организма с участием множества ферментных систем. Следует отметить, что скорость метаболических процессов, происходящих в организме, в значительной мере предопределяется конституциональным фактором, а так же возрастом и полом человека. Однако мы имеем возможность активно вмешиваться в этот процесс, путем целенаправленной коррекции нутриентного обеспечения человека в зависимости от поставленных задач (анаболизм и катаболизм). Существенную помощь в этом могут опять же оказывать искусственно созданные питательные смеси и биологически активные добавки к пище.

Необходимо отметить, что метаболизм имеет четыре уровня регуляции (нейроэндокринный, органно-тканевой, клеточный и молекулярный), что желательно учитывать при коррекции нарушений данного звена трофической цепи человека.

4. Своевременное удаление из организма продуктов жизнедеятельности и распада клеток. Это напрямую зависит от состояния выделительных функций организма. Именно поэтому одним из главных составляющих этого процесса являются оптимизация водно-электролитного обеспечения и потребления с рационом питания должного количества пищевых волокон, а также поддержание соответствующего кислотно-щелочного состояния организма.

5. Ресинтез органических макромолекул. Этот этап трофической цепи целиком и полностью зависит от предшествующих. Указанные макромолекулы по сути своей являются определенными функциональными блоками, регулирующими внутри- и межклеточные взаимоотношения. Соответствующие комбинации этих молекул (блоков) и предопределяют специализацию клеток и органов. Наряду с этим макромолекулярные компоненты могут быть и строительными блоками, используемыми для обновления клеточных структур. Совершенно очевидно, что нарушение ресинтеза органических макромолекул будет приводить к дезорганизации специфической деятельности клеток.

6. Воспроизводство и дифференцировка вновь образующихся клеток. Конечный этап трофической цепи, от которого во многом зависят структурно-функциональные и метаболические взаимоотношения в организме направленные на поддержание должного гомеостаза и адаптационных резервов организма. Необходимо отметить, что трофическая цепь человека, состоящая из тесно взаимосвязанных между собой этапов, предопределяет все трофические процессы, происходящие в организме человека. Однако важно понимать, что представленная «внутренняя» трофическая цепь человека связана с целым рядом и «внешних» трофических факторов, оказывающих определенное влияние на ее деятельность.
В этой связи нами было предложено ввести в медицинскую практику такое понятие, как трофологический статус (ТС).

ТС – это обусловленная конституцией, полом и возрастом человека совокупность адекватных структурно-функциональных и метаболических взаимоотношений в организме, обеспечивающих его должный гомеостаз и адаптационные возможности, зависящие от предшествующего фактического питания и условий жизни, а для больного человека еще и болезни (6). Представляется, что ТС – это наиболее широкое понятие, характеризующее состояние здоровья и физического развития человека, связанное не только с питанием, но и с особенностями функционирования всей трофической цепи, обеспечивающей его жизнедеятельность.

Для оценки ТС используются различные методы: соматометрические, клинические, лабораторные, функциональные и морфологические (7). Провести критический анализ их информативности в рамках данной статьи не представляется возможным. Следует только отметить, что предлагаемые критерии оценки ТС нельзя признать совершенными и удовлетворяющими нас в полной мере.
Таким образом, нарушения питания, столь часто имеющие место у различных категорий больных, нельзя рассматривать только с позиций их нутриентного обеспечения (гигиенический подход), поскольку питание представляет собой гораздо более сложный процесс взаимодействия и ассимиляции нутриентов по всей трофической цепи организма.

Именно поэтому представляется целесообразным ввести в медицинскую практику такое понятие, как трофологическая неадекватность (ТН).

ТН – синдромокомплекс в основе которого лежит дисфункция различных звеньев трофической цепи человека, приводящая к нарушениям структурно-функциональных и метаболических процессов в организме, что сопровождается изменениями гомеостаза и истощением его адаптационных резервов (авт.). Диагностика ТН должна базироваться на углубленном анализе деятельности всей трофической цепи.

Совершенно очевидно, что изменения деятельности любого из указанных выше этапов трофической цепи может приводить к структурно-функциональным и метаболическим нарушениям сначала на молекулярном и клеточном, а затем и на органном или организменном уровнях. В этой связи особую актуальность приобретает необходимость разработки новых, более чувствительных методов ранней диагностики различных нарушений ТС, так как ныне существующие критерии оценки последнего позволяют, к сожалению, выявлять уже поздние признаки ТН, эффективная коррекция которых далеко не всегда возможна.

Поэтому при коррекции различных нарушений питания вполне уместно говорить о трофологической поддержке, как комплексе мероприятий, направленных на обеспечение оптимальной деятельности трофической цепи человека с целью устранения имеющихся нарушений и поддержания в организме должных структурно-функциональных и метаболических взаимоотношений, предопределяющих его гомеостаз и адаптационные возможности.

Изложенное выше позволяет констатировать, что сегодня назрела необходимость введения в реестр врачебных специальностей и подготовки принципиально нового специалиста – клинического трофолога, владеющего междисциплинарными знаниями по диагностике и лечению часто наблюдающегося в клинической практике синдромокомплекса трофологической неадекватности, частным проявлением которого являются синдромы нутритивной недостаточности или избыточности.

Литература
1. Уголев А.М. Трофология – новая междисциплинарная наука // Вестн. АН СССР, 1980. – №1. – с. 50-61.
2. Уголев А.М. Естественные технологии биологических систем. Л.: Наука, 1987.– 317с.
3. Уголев А.М. Теория адекватного питания и трофология. СПб.: Наука, 1991. – 271 с.
4. Луфт В.М Клиническая трофология: становление и перспективы развития. / Концептуальные вопросы питания населения и военнослужащих. СПб.: 2001.-С.91-95.
5. Уголев Д.М. Пищевые предпочтения (Анализ проблемы с позиций теории адекватного питания и трофологии). // Рос. журн. гастроэнтер., гепатологии, колопроктологии. –2001. –Т.ХI – №4. – С. 52-62.
6. Луфт В.М Трофологическая недостаточность у военнослужащих в экстремальных условиях: Дис… д-ра мед. наук.–СПб, 1991.- 393 с.
7. Луфт В.М, Костюченко А.Л. Клиническое питание больных в интенсивной медицине. СПб: Правда, 2002. – 175 с.