П. Повар, К. Конюх и П. Плотник

Животные 

·        Животное это суперорганизм, представляющий собой совокупность макрофага и его нормальной микрофлоры - биоплёнок, составляющих его слизистые оболочки, и грибков.

·        У всех макрофагов имеется ряд жизненно важных физиологических функций, которые могут быть реализованы только в составе суперорганизма животного.

 

Необходимость участия биоплёнок в пищеварительном процессе

    Макрофаги проглатывают пищу кусками, величина которых намного превосходит размер даже самой большой органической молекулы.  

/* анаконды могут проглотить целого ягнёнка;

    лягушки проглатывают целиком насекомых;

    пища жуков-навозников содержит, кроме непереваренных остатков живых тканей, целые микроорганизмы;

    большинство хищников, трупоедов и растительноядных проглатывают различные фрагменты тканей других макрофагов или растений*/. 

    Для того, чтобы пища могла усвоиться макрофагом, т.е. проникнуть в клетки его организма, она должна пройти процесс переваривания, при котором проглоченные куски расщепляются на молекулы, способные пройти через специальные каналы в цитоплазматической мембране клеток.

Процесс переваривания пищи состоит из двух стадий:

1.      деструкция проглоченных кусков до отдельных молекул; /* при этом значительную часть составляют полимерные молекулы, слишком большие для усвоения*/

2.      расщепление полимерных молекул на мономеры.

    Для выполнения второй стадии у всех макрофагов имеются специальные железы, вырабатывающие пищеварительные ферменты. /*ферменты карбогидразы расщепляют полисахариды на моносахара, протеазы – белки на аминокислоты, липазы – липиды на моноглицериды и жирные кислоты, нуклеазы – нуклеиновые кислоты на нуклеотиды */

    Между тем, первая стадия обеспечена оборудованием значительно меньше. Имеющиеся у некоторых макрофагов устройства для механического измельчения пищи /* в частности, жевательный аппарат, особенно развитый у жвачных растительноядных, или движение стенок желудка*/ не могут полностью осуществить первую стадию. /* у змей, проглатывающих наиболее крупные макрообъекты, аппарат механического измельчения отсутствует; перетирание пищи зубами у жвачных животных даёт частицы, размер которых на несколько порядков превосходит размер молекул*/ , а вырабатываемые пищеварительные соки не могут сами по себе привести к распадению кусков пищи на молекулы и играют только вспомогательную роль.  

   Разложение макрообъектов на молекулы может быть произведено только при участии живущих в слизистых оболочках пищеварительной камеры микроорганизмов-деструкторов (бактерий-макромолекулотрофов, а у животных суши также и грибков-органотрофов). По мере продвижения частиц пищи в пищеварительной камере на них высаживаются и включаются в работу новые виды деструкторов, а ранее высаженные дезактивируются и сами подвергаются разложению.

·        Для реализации первой стадии процесса пищеварения на каждом участке стенки пищеварительной камеры должны постоянно вырабатываться новые представители соответствующих видов деструкторов.

·        Регулярную поставку бактерий и других микроорганизмов нужных видов могут осуществлять только биоплёнки в слизистых оболочках пищеварительной камеры, состав которых различен на разных участках камеры.

 

        Биоплёнки пищеварительной камеры – поставщики недостающих витаминов

    Протеазы, т.е. разлагающие белки пищеварительные ферменты, получают в качестве начального субстрата различные ферменты, содержащиеся в перевариваемых клетках.

Все ферменты представляют собой сложные макромолекулярные комплексы, имеющие белковую часть – апофермент, в которой сосредоточена почти вся масса, и сравнительно небольшую молекулу небелковой природы – кофермент, образующую активный центр фермента.

В теории питания свободные (отделившиеся от фермента) молекулы кофермента или их близкие производные относятся к витаминам. 

/* Этот термин не распространяется на коферменты, включающие катионы металлов.

К витаминам принято относить органические вещества, которые должен получать организм животного извне для поддержания нормальной жизнедеятельности и которые не являются пептидами, углеводами или липидами. Кроме коферментов, в число витаминов входят т.н. информационные регуляторные посредники, выполняющие сигнальные функции экзогенных прогормонов и гормонов. */.  

В результате работы протеазы апофермент поступившего для обработки субстрата-фермента разлагается на аминокислоты и освобождается кофермент, т.е. молекула витамина или группа, содержащая металлоион. Заметим, что после разложения одного ферментного комплекса количество образовавшихся молекул аминокислот исчисляется тысячами и десятками тысяч, а количество молекул витаминов – всего лишь единицами.  

Таким образом, после завершения второй стадии пищеварения образуется большое количество молекул мономеров (аминокислот, моносахаров, нуклеотидов и т.д.), которые имеют характер универсальных «кирпичиков», т.е. могут быть использованы при построении обширного многообразия белков, полисахаридов и других полимерных молекул, и на несколько порядков меньшее количество молекул витаминов, которые весьма специфичны и используются при построении вполне определённых типов макромолекул.

Это означает, что количество и состав образовавшихся после завершения второго этапа пищеварения молекул витаминов зависит не только от количества, но и от качественного состава пищи и может оказаться недостаточным для удовлетворения нужд организма животного.

Чтобы связанный с животным макротроф мог эффективно выполнять свою роль в условиях конкретной локальной биоты, недостаток каких-либо витаминов или других органических молекул в наиболее характерной для данной биоты пище восполняется синтезом недостающих молекул микроорганизмами, входящими в состав биоплёнок – слизистых оболочек пищеварительной камеры. 

 В настоящее время твёрдо установлено, что

·        в организме человека кишечные микроорганизмы способны продуцировать целый ряд витаминов, причём «внутренний синтез витаминов в ряде случаев имеет большее значение для организма и играет более важную роль, чем поступление витаминов в составе пищи. Так, наш организм полностью обеспечивает себя витаминами В6, В12, пантотеновой кислотой и фолиевой кислотой посредством синтеза их собственной кишечной микрофлорой.» 

/*Академиком А.М. Уголевым и его сотрудниками установлено также, что нормальная микрофлора толстого кишечника вырабатывает те «незаменимые» аминокислоты, из-за которых был вечный спор между вегетарианцами и мясоедами. */   

Другими важными функциями кишечной микрофлоры, как отмечают С.В. Бельмер и Т.В. Гасилина, являются:

·        «обеспечение антиинфекционной защиты, стимуляция иммунных функций макроорганизма, питание толстой кишки, обеспечение всасывания минералов и воды, ..., регуляция липидного и азотистого обменов, регуляция кишечной моторики».

 

       Предотвращение засорения лёгких биоплёнками трахеи и бронхов

     Животные суши

    Органы дыхания животных суши представляют собой пылесос с мокрым фильтром, работающий 24 часа в сутки. То, что дыхательные пути и, в частности, лёгкие не забиваются пылью, означает, что фильтры постоянно очищаются.

    В верхних дыхательных путях – полости носа и глотке – происходит очистка от оседающих там наиболее крупных частиц. Попавшие на слизистую оболочку носа и глотки частицы перегоняются вместе со слизью, минуя гортань, в пищевод, проглатываются, а затем обрабатываются в пищеварительном тракте, как и другая пища.

    Миновавшие первую линию защиты частицы имеют очень малый размер (порядка микрометра и менее) и представляют собой либо микрокристаллики минералов, либо органические частицы – чаще всего пыльцу растений или споры грибов. При попадании на слизистую трахеи и, особенно, на слизистые разветвлённой системы бронхов микрокристаллы, вероятно, поглощаются и растворяются бактериями-сконетрофами, а органические частицы разлагаются под воздействием грибков-органотрофов. Иначе говоря, у всех животных суши биоплёнка – слизистая оболочка органов дыхания – имеет в своём составе бактерии и грибки, растворяющие все возможные типы микро- и нанопылинок. /* То же относится к конъюнктиве – слизистой оболочке глазного яблока.*/

Если количество поступающей в лёгкие пыли оказывается слишком велико, биоплёнка перестаёт справляться с её растворением, что может привести к тяжёлым заболеваниям.

/* Широко известны профессиональные болезни шахтёров – силикоз и антракоз */.

     Животные, дышащие жабрами

Жабры животных, живущих в воде, также представляют собой фильтр и должны были бы без постоянной очистки забиваться взвешенными в воде твёрдыми частицами. Это означает, что в жабрах также имеется очищающая их биоплёнка.

 

      Приманка жертвы у рыб-удильщиков

    Повсеместно живущие в Мировом океане на больших глубинах хищные рыбы-удильщики приманивают жертву с помощью «лампы» – специального светящегося органа иллиция («удочки»). Иллиций представляет собой железу, заполненную слизью, в которой заключены биолюминесцентные бактерии. Свечение этих бактерий определяется величиной притока кислорода, поэтому лампа включается при расширении артерий, питающих железу кровью, и выключается при их сужении.  

 

      Как появляются биоплёнки в организме животного

    Сначала отметим некоторые факты:

    Из этих и множества других подобных фактов следует, что

·        В процессе развития организма животного в различных его органах постоянно появляются новые, жизненно необходимые для него биоплёнки.

·        Новые биоплёнки всегда появляются в полном составе (иначе они не могут существовать) в нужное время и в нужном месте.

   Как это может происходить? Первый приходящий в голову ответ гласит:

Новые биоплёнки случайно попадают в полном составе в нужное время и в нужное место из внешней среды.

   По отношению к грибкам такой ответ выглядит достаточно убедительно: споры продуцируются грибками в колоссальных количествах, так что ими, как и пыльцой растений, пропитан весь воздух. Кроме того, грибки действуют самостоятельно и слабо зависят от биоплёнки, в которую они попали.

   Для бактерий, однако, всё обстоит ровно наоборот: количество видов бактерий, переносимых с пылью, значительно меньше числа видов, используемых в биоплёнках, и бактерии могут функционировать только в биоплёнках определённого состава. И ещё один важный довод – многие биоплёнки, в которых живут бактерии, не имеют непосредственного контакта с внешней средой. Это относится, в частности, к иллицию, в котором живут биолюминесцентные бактерии удильщика. Таким образом, случайное попадание бактерий в нужное время и в нужное место практически исключено.

   Более реальным представляется альтернативный вариант:

Организм животного сам производит все связанные с ним биоплёнки с населющими их бактериями подобно тому, как продуцируются форменные элементы крови и половые клетки.

   Если это предположение правильно, то каждая из продуцируемых бактерий должна получать свою бактериальную хромосому (кольцевую ДНК) как копию определённого фрагмента ДНК макрофага-хозяина. Иначе говоря, в этом случае выполняется условие:

в геноме животного должны содержаться, в частности, геномы всех бактерий, входящих в связанные с ним биоплёнки.

Проверка правильности этого утверждения может окончательно подтвердить или опровергнуть вывод, выделенный тёмно-красным цветом.

 

Дата последнего обновления:  05.04.10

Главная страница

 

 

 

Hosted by uCoz