Белковые молекулы имеют сложную структуру и состоят из аминокислот. Последние являются материалом для сборки белков, из-за чего любой живой организм нуждается в постоянном их пополнении. Основным источником аминокислот является любой пищевой протеин, который должен попасть в пищеварительную систему организма и расщепиться до элементарных компонентов. При этом пищевые белки, попавшие в кровь человека, являются иммуногенными веществами, чье присутствие внутри сосудов недопустимо. Любой чужеродный протеин, который непосредственно контактирует с внутренней средой организма, наносит последнему вред и выступает в качестве антигена.
Характеристика пищевых белков
В случае обычного пищевого поведения, которое исключает каннибализм, в пищеварительную систему человека поступают преимущественно те вещества, которые в норме в теле отсутствуют. Это значит, что все пищевые белки, попавшие в кровь человека, являются чужеродными. Потому перед их усваиванием они должны быть расщеплены до элементарных составляющих — аминокислот. Данная необходимость объясняется тем, что любой белок имеет некоторые свойства, наличие которых объясняется специфической химической и пространственной структурой. Часть из них являются ферментами, а некоторые — это яды.
Любой белок сохраняет свои свойства, пока имеет прежнюю пространственную структуру. И наиболее надежным и энергетически правильным способом его усвоения является как раз полное расщепление, которое состоит из стадии денатурации и постепенного разрыва пептидных связей. Без расщепления все пищевые белки, попавшие в кровь человека, являются антигенами. Более того, внутривенное введение пищевых протеинов грозит быстрой смертью человека, тогда как введение аминокислот или дипептидов в кровь может быть использовано спортсменами или истощенными пациентами с белковым голоданием без вреда для организма.
Контакт чужеродных белков с иммунной системой
При изучении иммунологии и микробиологии в качестве теста, призванного выяснить уровень владения материалом, обучаемым могут задаваться провокационные вопросы. Например, вопрос подобного характера: пищевые белки, попавшие в кровь человека, являются чем? Если это компьютерное тестирование, то могут быть предложены следующие варианты ответов: антителом, ферментом, антигеном, гормоном. Единственно правильным вариантом является антиген, так как любой чужеродный белок во внутренней среде организма атакуется иммунной системой и воспринимается как ксенобиотик или яд. Он также не может быть витамином.
Причины возникновения иммунной реакции
Организм способен использовать для своих нужд только те белки, первичная структура которых закодирована в его геноме. Это означает, что даже попадание в кровь фермента, в норме существующего у человека, вызовет реакцию иммунной системы. Произойдет это из-за недопустимости нахождения определенных веществ в некоторых биологических средах. Например, внутриклеточные ферменты, в норме присутствующие в митохондриях или в ядре, при попадании в кровь являются чужеродными. А потому воспринимаются иммунной системой как антигены и устраняются макрофагальной системой.
Исключением являются только те белки, которые полностью соответствуют по структуре некоторым ферментам или гормонам. Например, искусственно синтезированный инсулин при введении в кровь не вызывает иммунной реакции. Происходит это из-за того, что он имеет такую же структуру цепочки и электрический заряд, как и у естественного инсулина человека. Однако инсулин — это не пищевой белок. Попав в кровь человека, он является гормоном. Но все остальные пищевые белки при внутривенном введении оказывают значительный вред.
Для успешного усваивания пищевые белки должны быть расщеплены в пищеварительной системе. Тогда в кровь они смогут попасть уже в виде аминокислот, потеряв свою структуру. В такой форме они могут использоваться клетками для биосинтеза своих неиммуногенных белков, которые будут выполнять функции гормонов, медиаторов или ферментов внутри клетки или в крови. Высказывание о том, что пищевые белки, попавшие в кровь человека, являются ферментами, антителами или гормонами, ложное. Они остаются только антигенами, и ничем иным быть не могут.
Почему чужеродные белки не являются антителами
Чтобы окончательно разобраться, почему чужеродный белок не может быть антителом, нужно грамотно понимать ход иммунных процессов. Антитело — это сложный глобулиновый протеин, который синтезируется плазмоцитами иммунной системы человека. А антиген — это молекула, которая вызывает реакцию иммунной системы. Все пищевые белки, попавшие в кровь человека, являются антигенами. При первичном контакте они поглощаются макрофагом, который распознает структуру протеина и трансформируется в антигенпрезентирующую клетку. На основании информации, полученной после лизиса антигена, синтезируются иммуноглобулины. Последние и являются антителами.
Синтез антител
Антитело — это белковая молекула, синтезированная в организме человека с целью устранения специфического антигена. Оно синтезируется в ответ на появление антитела во внутренней среде организма. Механизм их взаимодействия можно выразить так: антитело, в случае контакта с антигеном, позволяет макрофагу начать массовое уничтожение чужеродного белка, минуя стадию презентации антигена на своей мембране. Синтез антител — это способ перехода от клеточного иммунитета к гуморальному, а все пищевые белки, попавшие в кровь человека, являются антигенами, которые необходимо устранить.
Исход введения пищевого белка в кровь
Гипотетический результат внутривенного введения чужеродного белка сложно прогнозировать, так как он зависит от конкретного протеина и его дозы. В минимальных дозах разовьется иммунная реакция, а протеин будет поглощен макрофагами, которые предоставят антигены плазмоцитам. Последние примерно через 2 недели синтезируют антитела. В случае повторного введения белка в кровь произойдет реакция не клеточного, а гуморального иммунитета. При этом пищевые белки, попавшие в кровь человека, не являются антителами.
Введение белков в большом количестве
В большом количестве пищевые протеины, введенные непосредственно в кровь, приведут к смерти за счет нарастающей почечной недостаточности или эмболии легочной артерии. Последний вариант возможен при введении белка в составе масляных растворов или в виде твердых частиц. Однако конкретных экспериментов, призванных подтвердить такие гипотезы, не проводилось по этическим соображениям.
Очевидно, что организм не может усваивать белки из крови, а использует для своих нужд только компоненты, из которых они состояли. Тогда следует ответить на вопрос: в случае прямого внутривенного введения, пищевые белки, попавшие в кровь человека, являются антителами, антигенами, ферментами или витаминами? Ответ - антигенами. Некоторая их часть без расщепления и вовсе является ядом. Попадая непосредственно в кровь, они не обезвреживаются печенью, а потому способны убить человека.
