Пищеварение в тонком кишечнике
Хорошо обработанная в желудке пищевая кашица (химус) попадает через клапан в тонкий кишечник, состоящий из трех частей, самой главной из которых является двенадцатиперстная кишка. Именно здесь происходит полное переваривание всех нутриентов еды под действием кишечных секретов, включающих соки поджелудочной железы, желчь и секреты самого кишечника. Люди могут жить без желудка (как это случается после соответствующих операций) на строгой диете, но совсем не могут жить без этой важной части тонкого кишечника. Всасывание расщепленных (гидролизированных) до конечных составляющих (аминокислот, жирных кислот, глюкозы и других макро и микро молекул) съеденных нами продуктов, происходит в двух других частях тонкого кишечника. Выстилающий их внутренний слой — ворсинчатый эпителий имеет общую площадь поверхности, многократно превышающую размер самого кишечника (просвет которого с палец толщиной). Такое строение этого удивительного слоя кишечника предназначено для прохождения конечных мономеров (всасывание) в закишечное пространство — в кровь и лимфу (внутри каждого «сосочка» проходят кровеносный и лимфатический сосуды), откуда они устремляются к печени, разносятся по всему организму и встраиваются в его клетки.
В тонком кишечнике должна быть щелочная среда, а из желудка приходит кислый химус, что происходит? Обильное выделение в просвет двенадцатиперстной кишки кишечных соков, секрета поджелудочной железы и желчи, содержащих бикарбонаты, способно быстро нейтрализовать поступающую кислоту всего за 16 сек (в течение суток каждого из секретов выделяется от 1,5 до 2,5 л). Таким образом в кишечнике создается необходимая слабощелочная среда, в которой активируются ферменты поджелудочной железы.
Поджелудочная железа — жизненно важный орган. Она не только выполняет секреторную пищеварительную функцию, но также продуцирует гормоны инсулин и глюкагон, которые не выделяются в просвет кишечника, а сразу поступают в кровь и играют наиважнейшую роль в регуляции сахара в организме.
Панкреатический сок богат ферментами, осуществляющими гидролиз (расщепление) белков, жиров и углеводов. Протеолитические ферменты (трипсин, химотрипсин, эластаза и др. ) расщепляют внутренние связи белковой молекулы с образованием аминокислот и низкомолекулярных пептидов, способных пройти через ворсинчатый слой тонкого кишечника в кровь. Ферментативный гидролиз жиров осуществляют панкреатическая липаза, фосфолипаза, холестеролэстераза. Но эти ферменты могут работать только с эмульгированными жирами (эмульгация — осуществляемое желчью расщепление крупных молекул жиров на более мелкие, подготовка к обработке липазами). Конечный продукт гидролиза липидов — жирные кислоты, которые далее в закишечном пространстве попадают в лимфатические сосуды.
Расщепление пищевых углеводов (крахмалы, сахароза, лактоза), начавшееся в ротовой полости, продолжается в тонком кишечнике под действием ферментов поджелудочной железы в слабощелочной среде до конечных моносахаридов (глюкозы, фруктозы, галактозы).
Всасывание — это процесс переноса продуктов гидролиза пищевых веществ из полости желудочно-кишечного тракта в кровь, лимфу и межклеточное пространство. Как я упоминала, ферменты поступают в просвет кишечника в неактивной форме. Почему? Потому что, будь они изначально активными, они бы переварили саму железу, что и происходит при остром панкреатите (от слова «панкреас» — поджелудочная железа), который сопровождается невыносимой болью и требует оказания немедленной медицинской помощи. К счастью, чаще встречается хроническое воспаление поджелудочной железы, наступающее вследствие нарушений пищеварения, результатом чего служит недостаточная выработка ферментов, которую можно отрегулировать диетами и атравматичным (немедикаментозным) лечением.
Уделим немного больше внимания роли желчи. Желчь продуцируется печенью, этот процесс идет непрерывно и днем, и ночью (за сутки вырабатывается 1–2 л), но усиливается во время еды и стимулируется определенными химическими соединениями (медиаторами) и гормонами. Упомяну только одно вещество — холецистокинин-панкреозимин — важный стимулятор желчевыделения, продуцируемый клетками тонкого кишечника и с током крови поступающий в печень. При воспалительных изменениях в кишечнике этот гормон может не вырабатываться. Из продуктов основными стимуляторами желчевыделения являются: масла (жиры), яичные желтки (содержат желчные кислоты), молоко, мясо, хлеб, сульфат магния. По желчным протокам печени желчь попадает в общий желчный проток, где на пути может накапливаться в желчном пузыре (до 50 мл), в котором происходит обратное всасывание воды, приводящее к сгущению желчи (еще один повод пить воду в достаточном количестве). Если желчь густая, да еще существуют анатомические особенности расположения желчного пузыря (перегибы, перекруты), то движение ее затрудняется, что может приводить к застою и образованию камней.
Что входит в состав желчи? Желчные кислоты; желчные пигменты (билирубин); холестерин и лицетин; слизь; метаболиты лекарств (если принимаются таковые, то печень очищает организм и выводит их с желчью). Желчь должна быть стерильной и иметь рH 7,8–8,2 (щелочная среда позволяет оказывать бактерицидный эффект).
Функции желчи: эмульгация жиров (подготовка для дальнейшего гидролиза ферментами поджелудочной железы); растворение продуктов гидролиза (что обеспечивает их всасывание в тонком кишечнике); повышение активности кишечных и панкреатических ферментов; обеспечение всасывания жирорастворимых витаминов (А,D,E), холестерина, солей кальция; бактерицидное действие на гнилостную флору; стимуляция процессов желчеобразования и желчевыделения, моторной и секреторной деятельности; участие в запрограммированной гибели и обновлении эритроцитов (апоптоз и пролиферация эритроцитов); вывод токсинов.
Как много она выполняет функций! А если, вследствие воспаления, сгущения и иных причин, выделение желчи нарушается? А если печень (многофункциональность которой нужно выделить в отдельную тему), при ее токсических нагрузках и нарушениях не продуцирует достаточно желчи? Сколько механизмов пищеварения выходят из строя! А мы в большинстве своем не хотим обращать внимание на сигналы, которыми нас организм оповещает о нарушениях в пищеварении: повышенное газообразование, вздутие живота после еды, отрыжка, изжога, запах изо рта, запах выделений, боли и спазмы, тошнота и рвота, и многие другие проявления неусвоения пищи, причину которых нужно найти и исправить, а не «глушить» симптомы приемом лекарств.
Пищеварение в толстом кишечнике
Во всем мире существует реальная проблема: как не дать вновь развиться эпидемиям в условиях нечувствительности микроорганизмов к имеющим лекарственным средствам. Одна из ее причин — бесконтрольное применение антибактериальных препаратов и иммуномодуляторов, которые часто используют в целях быстрого избавления от симптомов болезни, и назначают не всегда обоснованно, на «всякий случай» для профилактики.
Важную роль в развитии патогенной микрофлоры играет внутренняя среда. Дружественные (симбиотные) микроорганизмы хорошо чувствуют себя в слабощелочной среде и любят клетчатку. Поедая ее, продуцируют нам витамины и нормализуют обмен веществ. Недружественные (условно патогенные), питаясь продуктами распада белка, вызывают гниение с образованием токсичных для человека веществ — так называемых птомаинов или «трупных ядов» (индолы, скатолы). Первые помогают нам сохранять здоровье, вторые его отбирают. Имеем ли мы возможность выбирать, с кем будем дружить? К счастью, да! Для этого достаточно, как минимум, быть разборчивыми в еде.
Патогенные микроорганизмы растут и размножаются, используя в качестве пищи продукты распада белка. А это значит, что чем больше в рационе белковых, трудно перевариваемых продуктов (мясо, яйца, молочное) и рафинированных сахаров, тем активнее будут развиваться процессы гниения в кишечнике. В результате произойдет закисление, что сделает среду еще более благоприятной для развития условно патогенной микрофлоры. Наши друзья — симбиоты предпочитают пищу, богатую растительной клетчаткой. Поэтому рацион с низким содержанием белка и обилием овощей, фруктов и цельнозерновых углеводов благоприятно сказывается на состоянии здоровой микрофлоры человека, которая в процессе своей жизнедеятельности продуцирует витамины и расщепляет клетчатку и другие сложные углеводы до простейших веществ, которые могут использоваться в качестве энергетического ресурса для кишечного эпителия. Кроме того, пища богатая клетчаткой, способствует перистальтическим движениям в желудочно-кишечном тракте, тем самым предотвращая нежелательные застои пищевых масс.
Как гниение пищи отражается на здоровье человека? Продукты гниения белка являются токсинами, которые легко проходят через слизистые кишечника и попадают в кровеносное русло, и далее в печень, где происходит их нейтрализация. Но помимо токсинов, в кровь могут попасть и продуцирующие их патогенные микроорганизмы, что становится нагрузкой не только для печени, но и для иммунной системы. Если поток токсинов очень стремителен, печень не успевает их нейтрализовать, в результате яды разносятся по всему организму, отравляя каждую его клетку. Все это не проходит для человека бесследно, и вследствие хронического отравления, человек чувствует хроническую усталость. На высокобелковом рационе, вследствие повышенной активности иммунных клеток, может усиливаться проницаемость капилляров и мелких кровеносных сосудов, через которые могут пройти вредоносные бактерии и продукты распада, что постепенно ведет к развитию очагов воспаления во внутренних органах. И далее воспаленные ткани отекают, кровоснабжение и обменные процессы в них нарушаются, что в конечном итоге способствует развитию самых разнообразных патологических состояний и заболеваний.
Застой каловых масс при нарушении перистальтики и нерегулярном опорожнении кишечника также способствует поддержанию гнилостных процессов, высвобождению токсинов и формированию воспалительных процессов, как в самом кишечнике, так и в органах, расположенных рядом. Так, например, провисающий, перерастянутый от каловых масс толстый кишечник может давить на репродуктивные органы женщин и мужчин, вызывая в них воспалительные изменения. Состояние нашего физического и психоэмоционального здоровья напрямую зависит от состояния процессов в толстом кишечнике и регулярного его опорожнения.
Наши органы пищеварения работают строго по законам. В каждом отделе желудочно-кишечного тракта происходят свои процессы. Очень важно помогать своему организму быть здоровым. Очень важно обратить внимание на то, как и что вы едите, раз нам необходимо есть, чтобы жить. Действительно важно и физиологично поддерживать правильный кислотно-щелочной баланс, который в норме у нас слабощелочной, за исключением желудка. Обработка еды — это очень сложный, энергозатратный процесс, которому помогает не подсчет калорий и полезных составляющих в изначальном продукте, а простые действия.
Важно следить, чтобы опорожнение кишечника было регулярным. И очень важно пить достаточное количество воды, которая нужна не только для запуска ферментных систем, выработки слизи, но и для очищения организма в целом.
Пищеварение в желудке
Пища недолго задерживается в ротовой полости, и после того, как ее измельчили зубы и обработала слюна, попадает через пищевод в желудок. Здесь она может находиться до 6–8 часов (особенно мясная), перевариваясь под действием желудочных соков. Объем желудка в норме около 300 мл (с « кулак»), однако после обильной трапезы или частого переедания, особенно на ночь, его размеры могут увеличиться во много раз.
Из чего состоит желудочный сок? В первую очередь, из соляной кислоты, которая начинает вырабатываться сразу, как только что-либо оказывается в ротовой полости (это важно иметь в виду), и создает кислую среду, необходимую для активации желудочных протеолитических (расщепляющих белки) ферментов. Кислота разъедает ткани. Слизистая оболочка желудка постоянно вырабатывает слой слизи, защищающий от действия кислоты и от механического повреждения грубыми компонентами пищи (когда пища недостаточно пережеванная и обработанная слюной, когда перекусывают сухой едой на ходу, просто заглатывая). Образование слизи, смазки также зависит от того, пьем ли мы простую воду в достаточном количестве. В течение суток выделяется около 2–2,5 л желудочного сока, в зависимости от количества и качества пищи. Во время приема пищи желудочный сок выделяется в максимальном количестве и отличается по кислотности и составу ферментов.
Соляная кислота в чистом виде — это мощный агрессивный фактор, но без нее процесс пищеварения в желудке происходить не будет. Кислота способствует переходу неактивной формы фермента желудочного сока (пепсиногена) в активную (пепсин), а также денатурирует (разрушает) белки, что облегчает их ферментативную обработку.
Итак, в желудке в основном действуют протеолитические (расщепляющие белок) ферменты. Это группа ферментов, активных в различных ph-средах желудка (в начале этапа пищеварения среда очень кислая, на выходе из желудка наименее кислая). Сложная молекула белка в результате гидролиза делится на более простые компоненты — полипептиды (молекулы, состоящие из нескольких аминокислотных цепочек) и олигопептиды (цепочка из нескольких аминокислот). Напомню, что конечным продуктом расщепления белка является аминокислота — молекула, способная к всасыванию в кровь. Этот процесс происходит в тонком кишечнике, а в желудке осуществляется подготовительный этап расщепления белка на части.
Помимо протеолитических ферментов, в желудочном секрете есть фермент — липаза, принимающая участие в расщеплении жиров. Липаза работает только с эмульгированными жирами, содержащимися в молочных продуктах, и активна в детском возрасте. (Не стоит искать правильные/эмульгированные жиры в молоке, они есть и в топленом масле, в котором уже нет белка).
Углеводы в желудке не перевариваются и не обрабатываются, т. соответствующие ферменты активны в щелочной среде!
Что еще интересно узнать? Только в желудке, благодаря компоненту секрета (фактору Касла), происходит переход неактивной, поступающей с пищей формы витамина В12 в усвояемую. Секреция этого фактора может снизиться или прекратиться при воспалительном поражении желудка. Теперь мы понимаем, что важна не обогащенная витамином В12 пища (мясо, молоко, яйца), а состояние желудка. Оно зависит: от достаточной выработка слизи (на этот процесс влияет повышенная кислотность вследствие избыточного потребления белковых продуктов, да еще и в сочетании с углеводами, которые при длительном нахождении в желудке начинают бродить, что приводит к закислению); от недостаточного потребления воды; от приема медикаментов, как уменьшающих кислотность, так и высушивающих слизистые желудка. Этот замкнутый круг можно разорвать правильно сбалансированной едой, питьем воды и режимом приема пищи.
На выделение желудочных соков влияет состав пищи:
- жирные продукты угнетают желудочную секрецию, в результате пища задерживается в желудке;
- чем больше белка, тем больше кислоты: употребление тяжелых для усвоения белков (мясо и мясная продукция) увеличивает секрецию соляной кислоты;
- углеводы в желудке не подвергаются гидролизу, для их расщепления нужна щелочная среда; углеводы, длительно находящиеся в желудке, увеличивают кислотность за счет процесса брожения (поэтому важно не есть белковую еду вместе с углеводами).
Результатом нашего неправильного отношения к питанию становятся нарушения кислотно-щелочного баланса в пищеварительном тракте и появление болезней желудка и ротовой полости. И здесь снова важно понимать, что сохранить здоровье и здоровое пищеварение помогут не средства, уменьшающие кислотность или ощелачивающие организм, а осознанное отношение к тому, что мы делаем.
В следующей статье мы рассмотрим, что происходит с пищей в тонком и толстом кишечнике.
Как работает пищеварительная система?
Как мы уже сказали, пищеварение начинается в полости рта, где пища измельчается в процессе жевания и смешивается со слюной. Слюна не так агрессивна, как желудочный сок, но и она содержит определённые ферменты, которые запускают процесс пищеварения и способны расщеплять крахмал. Когда человек проглатывает пищу, она попадает в пищевод, этот участок находится между глоткой и желудком. Чтобы проглотить пищу, человек должен приложить некоторые усилия, потому что на стыке пищевода и желудка находятся кольцевые мышцы, своеобразный клапан, роль которого выполняет нижний сфинктер пищевода. Он открывается при давлении поступившей пищи и пропускает её в желудок.
В желудке происходит сразу три важных процесса:
- хранение пищи;
- смешивание пищи с желудочным соком;
- транспортировка пищи в тонкий кишечник.
Когда человек ест, желудок работает преимущественно как “мешок” или накопитель, куда попадает вся съеденная пища и выпитые жидкости. Чтобы принять весь этот груз, желудок должен уметь увеличиваться в размере, в этом ему помогают мышцы, которые находятся в верхней части желудка. В процессе потребления человеком пищи они расслабляются, что позволяет стенкам желудка растягиваться.
Смешивание пищи с желудочным соком происходит в нижней части желудка. Небольшое количество желудочного сока присутствует там всегда, но для расщепления большого количества пищи организм вырабатывает дополнительный объём желудочного сока. У желудочного сока сложных химический состав, основу которого составляют соляная кислота и пищеварительные ферменты, которые расщепляют белок. Сама по себе соляная кислота опасна и для стенок желудка, но их покрывает большое количество слизи, которая не даёт кислоте воздействовать на стенки.
Смешанная с желудочным соком пища переходит в двенадцатиперстную кишку, где под воздействием ферментов тонкого кишечника и сока поджелудочной железы перевариваются белки, жиры и углеводы. Дополнительная обработка происходит желчью, которая в остальное время накапливается в желчном пузыре, а во время еды порционно впрыскивается в двенадцатиперстную кишку. Желчные кислоты преимущественно воздействуют на жир, разбивая его на мелкие частицы, которые легко расщепляются ферментами.
Полученные в процессе расщепления пищи вещества всасываются через стенки тонкого кишечника в кровь и разносятся по всему организму. Частицы, которые переварить не удалось, перемещаются в толстый кишечник. В толстом кишечнике из непереваренных частиц всасывается вода и оставшиеся витамины, которые могут быть полезны для организма. Отходы же организм считает бесполезными и непригодными для дальнейшего использования, поэтому из них формируются каловые массы, которые попадают в прямую кишку и естественным образом выводятся. Считается, что выведение скопившихся каловых масс должно происходить ежедневно, таким образом организм самоочищается.
Physiological bases for motor and evacuatory function of the gut
Внимание, уделяемое в современной гастроэнтерологии проблеме нарушений двигательной функции пищеварительного тракта, значительно возросло. Основная симптоматика гастроэнтерологических заболеваний (изжога, отрыжка, срыгивания, тошнота, рвота, потеря аппетита, чувство раннего насыщения, тяжесть в эпигастрии, вздутие живота, запоры, диарея) возникает вследствие нарушений моторики. Эти нарушения могут быть вторичными – на фоне органических заболеваний или первичными – функциональными. Функциональные нарушения составляют большинство случаев обращения больных к врачу, особенно в амбулаторных условиях.
Ниже будут рассмотрены некоторые вопросы физиологии двигательной функции отделов пищеварительного тракта, а именно пищевода, желудка и толстой кишки, в связи с основными видами нарушений этой функции и соответственно их клиническими проявлениями и методами диагностики.
Вне акта глотания пищевод представляет собой тонически напряженную мышечную трубку, не имеющую просвета. Проглатывание пищи представляет собой активную строго координированную деятельность сфинктеров и стенки пищевода. Достаточно сказать, что в акте глотания принимают участие более 20 мышц, синхронизированных между собой и деятельностью дыхательной системы.
Поступление пищевого комка в просвет пищевода происходит при расслаблении верхнего пищеводного сфинктера. Задержка этого расслабления всего на 250 миллисекунд приводит к тяжелейшим случаям аспирационных пневмоний. После поступления пищи в пищевод инициируется первичная перистальтическая волна. Она движется по пищеводу со скоростью 2–4 см в секунду и проходит весь пищевод за 8–12 с. Причем сокращению стенки предшествует ее расслабление. Тонкий механизм данного процесса заключается в том, что холинергическая стимуляция на некоторое время тормозит собственную активность мускулатуры пищевода, поддерживающую его тонус. Затем после прекращения этой стимуляции возникает так называемая «реакция на выключение» и стенка интенсивно сокращается.
Через полсекунды после глотка начинается расслабление нижнего пищеводного сфинктера, которое длится от 7 до 12 с. За это время пища проходит в желудок. Если в пищеводе остается какое-то количество пищи возникает вторичная перистальтическая волна, которая эти остатки удаляет.
Нижний пищеводный сфинктер плотно закрывается каждый раз после прохождения пищи, препятствуя рефлюксу желудочного содержимого в пищевод. В дальнейшем он может время от времени расслабляться для удаления из желудка избытка воздуха. В том случае когда количество этих эпизодов транзиторного расслабления превышает нормальное, развивается недостаточность сфинктера и появляются изжога, отрыжка, срыгивания.
Двигательная активность желудка начинается с момента прохождения комка пищи через нижний пищеводный сфинктер. Поступление пищевого комка в желудок сопровождается рецептивным расслаблением дна и проксимальной части тела желудка. Рецептивное расслабление возникает при проглатывании любого количества пищи. В дальнейшем в зависимости от объема съедаемой пищи и выпиваемой жидкости начинается адаптивное расслабление дна и тела желудка. Назначение адаптивного расслабления – сохранить примерно постоянное давление в просвете органа независимо от объема пищи. В дистальной части тела и антральном отделе появляются интенсивные перистальтические волны, которые перемешивают содержимое и приводят к его измельчению. Подобные интенсивные сокращения возникают каждые 20 с. После прохождения по антруму перистальтические сокращения появляются в двенадцатиперстной кишке.
Волны перистальтики в двенадцатиперстной кишке, слабые вначале, усиливаются при поступлении желудочного содержимого через пилорический сфинктер. Поступление происходит порциями, содержащими очень маленькие кусочки пищи. При этом именно эти порции активируют перистальтику двенадцатиперстной кишки. В ней поступающий химус смешивается с желчью, соком поджелудочной железы благодаря перистальтическим сокращениям. Эти перистальтические волны возникают координированно с деятельностью антропилорической зоны. Такая синхронизированная деятельность называется антродуоденальной координацией.
Нарушение каждого из компонентов двигательной активности желудка может приводить к появлению соответствующей клинической симптоматики. Так, нарушение рецептивного и адаптивного расслабления желудка вызывает чувство раннего насыщения, в ряде случаев тошноту и рвоту. Вследствие нарушения антродуоденальной координации появляются тяжесть в эпигастрии, вздутие живота, иногда изжога, отрыжка, срыгивания.
Двигательная активность толстой кишки изучена несколько хуже, чем моторика пищевода и желудка. Можно выделить пять видов сокращений стенки толстой кишки, которые возникают в разных отделах. Это сегментарные непропульсивные сокращения, пропульсивные неперистальтические и ретропульсивные сокращения, пропульсивные перистальтические и тонические сокращения. Транзит содержимого по толстой кишке осуществляется в основном благодаря двум разновидностям сокращений стенки и ее тонусу. Первая разновидность – быстрые непропульсивные сокращения в отдельных сегментах, которые уплотняют содержимое, создают условия для всасывания и, по сути, отвечают за формирование нормальных каловых масс. Вторая разновидность – высокоамплитудные перистальтические сокращения, которые перемещают содержимое по кишке. Каловые массы длительное время находятся в одном сегменте кишки, и лишь два раза в сутки возникают указанные перистальтические пропульсивные сокращения и происходит перемещение содержимого.
Моторика толстой кишки стимулируется холинергическим влиянием, которое, в свою очередь, модулируется миоэлектрической активностью. Нарушение каждого из пяти видов сокращений стенки толстой кишки может приводить к появлению как запоров, так и поносов.
Процесс продвижения пищи по ЖКТ зависит от сбалансированного физиологического контроля. Данный контроль осуществляется регулирующей системой, включающей в качестве составных частей нервную и гормональную регуляцию.
Мышечная оболочка стенки пищеварительного тракта состоит из наружного продольного и внутреннего циркулярного мышечных слоев. Между ними располагается межмышечное нервное сплетение. Снаружи органа к межмышечному нервному сплетению подходит экстрамуральная иннервация. Она представлена парасимпатической и симпатической частями. Согласованная, координированная деятельность парасимпатического и симпатического звеньев нервной регуляции создает условия для нормальной перистальтики. В парасимпатической системе контроль осуществляется через блуждающий нерв, который берет начало в продолговатом мозге. Волокна парасимпатической нервной системы приходят к ганглиям межмышечного нервного сплетения. Этот вид регуляции является центральным и имеет место, например, при акте глотания. В данном случае инициируются так называемая первичная перистальтика пищевода, а затем открытие нижнего пищеводного сфинктера, рецептивное и адаптивное расслабление желудка.
Известно, что на электрофизиологическом уровне сокращение гладкомышечной клетки характеризуется деполяризацией мембраны и возникновением спайкового потенциала. В это время в клетку устремляются ионы кальция, и она сокращается.
В адренергической системе контроль осуществляется через симпатические волокна, берущие начало в центрах спинного мозга. При этом симпатическая система уменьшает давление в нижнем пищеводном сфинктере, а также угнетает перистальтические движения тела желудка и его антрального отдела.
Важнейшим мессенджером в регуляции двигательной функции ЖКТ является допамин, который секретируется в отдельных участках стенки желудка, действует на специальные допаминовые рецепторы, расположенные здесь же, и оказывает ингибирующее, угнетающее действие на моторику.
В то же время двигательная активность может определяться самостоятельным функционированием межмышечного нервного сплетения, даже без участия вагусной регуляции. Не останавливаясь подробно на деятельности автономной нервной регуляции, следует указать на важный факт участия в торможении двигательной активности стенки пищеварительного тракта нейротрансмиттера – оксида азота. Учет данного обстоятельства имеет значение при рассмотрении вопроса о терапии моторных нарушений у пациентов, постоянно принимающих препараты – доноры оксида азота, прежде всего пролонгированные нитраты, а также антагонисты кальция группы нифедипина.
Координированное действие стимулирующих и ингибирующих факторов обеспечивает нормальную перистальтику пищевода, желудка и двенадцатиперстной кишки. Когда ингибирующие факторы начинают преобладать над стимулирующими вследствие любой причины, перистальтическая деятельность желудка и двенадцатиперстной кишки ослабевает вплоть до появления некоординированных сокращений и нарушения антродуоденальной координации. Пилорический сфинктер при этом перестает функционировать как своего рода дозатор порций пищи, поступающих в двенадцатиперстную кишку. Двигательная функция антрума, которая обеспечивает перемешивание и продвижение пищи, ослабевает, замедляя опорожнение желудка от содержимого. Давление в нижнем пищеводном сфинктере может уменьшаться, приводя к возникновению недостаточности кардии.
В результате этих двигательных нарушений развиваются соответствующие симптомы. Основные виды нарушений двигательной функции пищеварительного тракта включают в себя: синдром функциональной (неязвенной) диспепсии, гастроэзофагеальную рефлюксную болезнь, различные виды гастропареза (диабетический, идиопатический, постоперационный), синдром раздраженной кишки, различные виды запоров, синдром хронической кишечной псевдообструкции, постоперационную кишечную непроходимость и др.
Нарушения моторики пищевода, желудка и кишки могут быть разделены на нарушение двигательной функции стенки органа и его сфинктеров (схема 1).
Схема 1. Нарушения двигательной функции стенки и сфинктеров пищевода, желудка и кишки
Торможение двигательной активности стенки приводит к гипомоторной дискинезии, которая в целом встречается чаще. Гипомоторная дискинезия обусловливает появление большинства симптомов: тяжесть в эпигастрии, чувство раннего насыщения, тошнота, потеря аппетита, вздутие живота, запоры. Усиление двигательной активности стенки органа вызывает развитие гипермоторной дискинезии, характеризующейся спастическими болями или, например, диареей.
Нарушение деятельности сфинктеров приводит либо к появлению ретроградного движения содержимого пищеварительного тракта, либо к замедлению антеградного. Из-за недостаточности нижнего пищеводного сфинктера возникает гастроэзофагеальный рефлюкс, появляются изжога, отрыжка, срыгивания. Замедление или несвоевременное раскрытие сфинктеров может приводить к появлению дисфагии, тяжести в эпигастрии.
Выявление того или иного вида нарушений двигательной функции пищеварительного тракта весьма актуально. До сих пор дифференциальная диагностика между гипо- и гипермоторными видами дискинезии проводится недостаточно полно, что ведет к неоправданно частому назначению спазмолитиков. Поэтому необходимо рассмотреть вопросы инструментальной диагностики моторных нарушений.
Рентгенологический метод позволяет визуализировать структуру стенки ЖКТ. В руках опытного рентгенолога этот метод выявляет стеноз или дилатацию любого участка пищеварительной трубки. По сей день в диагностике многих видов нарушений двигательной функции ЖКТ рентгенологический метод является основным.
Проведение рентгенологического исследования дает возможность обнаруживать желудочно-пищеводный рефлюкс (рис. 1, 2), дуоденостаз (рис. 3), а также нарушение опорожнения желудка и, таким образом, диагностировать, например, синдром функциональной диспепсии.
Рис. Рентгенологическая картина грыжи пищеводного отверстия диафрагмы
Рис. Рентгенологическая картина желудочно-пищеводного рефлюкса на фоне грыжи пищеводного отверстия диафрагмы
Рис. Рентгенологическая картина дуоденостаза
Эндоскопическое исследование необходимо для обнаружения органической патологии, которая может лежать в основе нарушений моторики. Кроме того, при его проведении хорошо визуализируются проявления дуоденогастрального рефлюкса (рис. Рис. Эндоскопическая картина дуоденогастрального рефлюкса
Метод внутриполостной манометрии позволяет изучить показатели движения стенки пищеварительного трубки и деятельности сфинктеров. Можно определить амплитуду, продолжительность сокращения стенки органа, производные от этих показателей, понять, является сокращение перистальтическим, спастическим или редуцированным. В сфинктере можно измерить его длину, давление в просвете, степень падения давления при расслаблении.
С помощью сцинтиграфического исследования получают количественные данные относительно опорожнения желудка в физиологических условиях. При сцинтиграфии тонкой кишки оценивают суммарные показатели пассажа по ней и его нарушения. Эффективно применение метода для изучения моторики толстой кишки. Удается диагностировать синдром раздраженной кишки, выделить формы запоров (структурные, аноректальные, медленный транзит).
В ходе ультразвукового исследования имеется возможность определять двигательную функцию желчного пузыря, пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки. Изучать, в частности, движения желудка, наличие дуоденогастрального рефлюкса (рис. 5), антродуоденальную координацию. Важно то, что можно установить, как соотносятся движения стенки желудка и скорость его опорожнения.
Рис. Ультразвуковая картина рефлюкса дуоденального содержимого в антральный отдел желудка (указано стрелкой)
Комбинация и применение по точным показаниям различных методов исследования моторики дает реальную возможность поставить точный диагноз и провести эффективное лечение. В последние годы достигнуты существенные успехи в понимании сложной регуляции двигательной функции пищеварительного тракта и, как следствие, увеличились возможности коррекции ее нарушений прокинетическими средствами.
Прокинетики – фармакологические препараты, которые на разных уровнях и с помощью разных механизмов меняют пропульсивную активность ЖКТ и ускоряют транзит субстрата (пищевого болюса) по нему. Тот или иной прокинетический препарат может иметь несколько точек приложения. Во-первых, действовать на тетродотоксинчувствительные места связывания, т. блокировать ионный перенос. Во-вторых, стимулировать образование молекул ацетилхолина в нервной терминали и тем самым увеличивать выброс ацетилхолина в синаптическое пространство. Препарат другого класса может ингибировать активность холинэстеразы и в результате увеличивать количество молекул ацетилхолина в синаптическом пространстве нервной терминали. Таким образом, возможны множественные модификации в зоне синаптического контакта, которые усиливают или ослабляют моторный ответ либо нервно-мышечное сопряжение, необходимое для последующего двигательного акта.
В зависимости от взаимодействия с тем или иным рецептором препараты могут оказывать возбуждающее или ингибирующее влияние. В конечном итоге то, что мы получаем в клинической практике в виде исчезновения болевого либо купирования диарейного синдрома или в виде нормализации стула у пациента с предшествующим запором выглядит как некая суммация фаз возбуждения и ингибирования.
Ниже представлены основные классы рецепторов, которые участвуют в регуляции моторно-эвакуаторной функции ЖКТ. Независимо от характера рецепторов, их множественности они имеют три основных опосредующих механизма (схема 2). Первый механизм – это ионные каналы. Взаимодействие прокинетика с тем или иным рецептором обеспечивает поток по этим каналам ионов, в частности ионов натрия и/или кальция, в гладкомышечные образования и повышение их активности. Второй механизм трансформации – клеточная аденилатциклаза. Взаимодействие агониста с соответствующими рецепторами, стимулирующими активность аденилатциклазы, приводит к накоплению в клетке цАМФ и в итоге к целому каскаду процессов фосфорилирования различных белков. В частности, так действуют β-адренергические, δ-опиоидные и мускариновые рецепторы. Третий опосредующий механизм – мембранная фосфолипаза С. Взаимодействие с этим рецептором ведет к накоплению в клетке инозитолтрифосфата (ИТФ). Этим путем действуют холецистокининовые рецепторы. Независимо от механизмов трансформации конечным звеном регуляции является изменение концентрации кальция в цитоплазме гладкомышечной клетки. Под влиянием этих трансформирующих механизмов повышается концентрация кальция и соответственно увеличивается сократительная активность гладких мышц, или, наоборот, концентрация кальция уменьшается и сократительная активность в известной степени редуцируется. Схема 2. Рецептор-сопряженные системы амплификации сигнала
Основными классами рецепторов, участвующими в регуляции моторно-эвакуаторной функции ЖКТ, являются холинергические, адренергические, допаминергические, серотониновые, мотилиновые и холецистокининовые.
Таким образом, прокинетики осуществляют взаимодействие с теми или иными регуляторными блоками несколькими путями на уровне ганглиев или на уровне нервной терминали. При взаимодействии с клеточной мембраной они могут прямо влиять на рецепторы или на белки, которые, в свою очередь, оказывают воздействие на эти рецепторы. В конечном счете все заканчивается изменением уровня в клетке вторичных мессенджеров – цАМФ, Са, ИТФ. И именно это приводит к итоговому ответу.
Говоря о механизмах действия прокинетиков, необходимо остановиться на понятиях «down regulation» и «up regulation». Эти часто встречающиеся термины обозначают механизм регуляции количества рецепторов на мембране эффекторной, в частности гладкомышечной, клетки в зависимости от количества медиатора. В физиологическихусловиях обычное количество медиатора встречает соответствующее или необходимое количество молекул рецептора. При повышении количества медиатора число рецепторов уменьшается («down regulation»), а при снижении – увеличивается («up regulation»).
В современной клинике используются известные прокинетические препараты с различными механизмами действия (табл. Бетанекол, аналог ацетилхолина, оказывает влияние путем прямого взаимодействия с мускариновыми рецепторами клетки. Аналогичный механизм действия у метоклопрамида. Антагонизмом допаминовым (D2) рецепторам клетки характеризуются метоклопрамид, L-сульпирид, домперидон и новый прокинетик итоприд, который, обладая двойным механизмом действия, также ингибирует ацетилхолинэстеразу. Метоклопрамид и цисаприд оказывают прямое стимулирующее влияние на освобождение ацетилхолина. Ингибирующими ацетилхолинэстеразу свойствами отличается и пиридостигмин.
Таблица 1Применение в клинике стимуляторов моторной активности желудочно-кишечного тракта
Механизм действияСоединение Прямое воздействие с мускариновыми рецепторамиБетанеколМетоклопрамид Антагонизм с допаминовыми (D2) рецепторамиМетоклопрамидL-сульпиридДомперидонИтоприд Стимуляция высвобождения ацетилхолинаМетоклопрамидЦисаприд Угнетение ацетилхолинэстеразыПиридостигминИтоприд
Разные прокинетики обеспечивают лигандрецепторное взаимодействие с разными рецепторами. Метоклопрамид обладает антагонизмом к D2-допаминовым рецепторам и агонизмом к 5НТ3-рецепторам, домперидон и итоприд – антагонизмом к D2-допаминовым рецепторам, цисаприд – антагонизмом к 5-НТ3-рецепторам и агонизмом к 5-НТ4-рецепторам, эритромицин – агонизмом к мотилиновым рецепторам, а локсиглумид – антагонизмом к холецистокининовым рецепторам.
Сравнивая профили активности различных прокинетиков (на животных моделях) следует отметить, что антиэметический эффект демонстрируют метоклопрамид, домперидон и итоприд, а активность в дистальной части кишки – цисаприд, эритромицин и итоприд (табл. Активность в проксимальной части кишки присуща всем препаратам. Метоклопрамид проникает через гематоэнцефалический барьер, с чем связано развитие некоторых побочных явлений. При применении итоприда, эритромицина и домперидона неблагоприятное влияние наблюдается редко.
Таблица 2Прокинетики: сравнительная оценка профилей активности
СоединениеПереход через гематоэнцефалический барьерАнтиэметический эффектАктивность в проксимальной части кишкиАктивность в дистальной части кишкиНеблагоприятные эффекты Метоклопрамид+++0Много Домперидон0++0Некоторые Цисаприд00++Серьезные Эритромицин00 ++Мало Итоприд0+++?Мало
Приведенные выше данные свидетельствуют о важной роли нарушений двигательной функции пищеварительного тракта в развитии многих распространенных гастроэнтерологических заболеваний, в первую очередь гастроэзофагеальной рефлюксной болезни, неязвенной диспепсии, синдрома раздраженного кишечника. Их целенаправленная диагностика предполагает использование современных методов исследования двигательной функции пищевода, желудка, кишечника.
Применение прокинетических препаратов нового поколения позволяет значительно улучшить результаты лечения таких больных.
Авторы выражают признательность проф. Лемешко, А. Саваровскому, М. Конькову за предоставленные иллюстрации.
- Ивашкин В.Т., Минасян Г.А., Уголев А.М. Теория функциональных блоков и проблемы клинической медицины. – Л.: Наука, 1990. – 303 с.
- Ивашкин В.Т., Трухманов А.С. Болезни пищевода. – М.: Триада, 2000. – 179 с.
- Smout A.J.P.M, Akkermans L.M.A. Normal and disturbed motility of the gastrointestinal tract. – Wrightson Biomedical Publishing Ltd, 1992. – P. 313.
(видны только специалистам, верифицированным редакцией МЕДИ РУ)
Что может вызвать перебои в работе ЖКТ?
Общее самочувствие человека во многом зависит от работы его желудочно-кишечного тракта, нарушать эту работу могут различные заболевания желудка и желчного пузыря, но навредить себе может и сам человек. Частыми “рукотворными” причинами нарушений в работе желудка становятся:
- курение и злоупотребление алкоголем;
- несбалансированные диеты;
- пищевые отравления, вызванные некачественной едой.
Нужно помнить, что пищеварение — это сложный многоэтапный процесс, поэтому важно, чтобы он не нарушался ни на одном из этапов, от полости рта до прямой кишки. Желудочно-кишечный тракт обеспечивает расщепление пищи до простейших соединений, которые организм в дальнейшем использует для построения новых тканей и для получения энергии, без этого развитие и жизнедеятельность организма невозможны.
