|
Коротько Г.Ф. Организация желудочного пищеварения // Вестник хирургической гастроэнтерологии. – 2006. – № 1. – с. 17–25.
Организация желудочного пищеварения
Г.Ф. Коротько
Я считаю, что операция лишь тогда может рассматриваться как действительное приобретение для науки, когда теория этой операции прочно обоснована опытами, анатомо-физиологическими и патологическими исследованиями (Н.И. Пирогов).
Одним из замечательных свойств пищеварительного тракта, его высокой функциональной надежности являются выраженные компенсаторные возможности из-за дублированности дигестивной функции на протяжении пищеварительного канала, возможности широкого варьирования времени пребывания пищевого содержимого в его отделах и полифункциональности органов пищеварительной системы. Принцип полифункциональности органа ярко представлен деятельностью желудка. Это прежде всего сложно организованные моторная и секреторная функции, реализуемые соответственно трехслойными пластами унитарных гладких мышц стенки органа и его морфофункционально различающимся по отделам желудка железистым аппаратом слизистой оболочки. При этом фундальная и антральная части органа существенно различаются в пищеварительных и непищеварительных функциональных отправлениях. Различия секреции желез большой и малой кривизны, передней и задней стенок фундальной части, кардиального и антрального отделов органа [6,8,9,11,22-24] объясняются тем, что желудок не является химическим реактором идеального перемешивания [11], имеет сложную принципиально различающуюся гидродинамику пищевого фундального и антрального желудочного содержимого, его порционной эвакуации в двенадцатиперстную кишку (ДПК) с элементами физиологической регургитации дуоденального химуса [5,13,17-19,21,25,27,28,30]. К этому следует добавить и функциональную полипотентность желудочного секрета, компоненты которого имеют разное назначение в пищеварительных и непищеварительных функциях желудка.
Итак, пищеварительные функции кардиального и фундального отделов желудка заключаются в депонировании принятой пищи, ее мацерации, денатурации белков, растворении нутриентов, их ферментативном гидролизе; антрального и пилорического отделов - в частичной нейтрализации перешедшего в них фундального содержимого, перетирании его, частичной регургитации содержимого в фундус, порционной эвакуации антрального содержимого в ДПК с физиологической регургитацией ее химуса в антрум, выраженность которой зависит от свойств антродуо-денального пищевого содержимого. Трансформации нутриентов желудочного содержимого имеют большое значение для деятельности тонкокишечного пищеварительного конвейера. Во-первых, начальная деградация полимеров в желудке повышает их атакуемость панкреатическими и кишечными гидролазами; во-вторых, кислое содержимое желудка и находящиеся в нем продукты начального гидролиза пищевых белков выполняют важную регуляторную роль как стимуляторы (и ингибиторы) секреции желудочных и поджелудочной желез, эвакуации антрального содержимого в ДПК, скорости транзита по ней химуса [2,13,14].
Секреция желудочных желез регуляторно реализуется в три фазы [10,27-29]. В первой сложнорефлекторной фазе происходят пусковые стимулирующие влияния акта еды и пищи с дистантных и контактных рецепторов на железы желудка посредством эфферентов блуждающих нервов и их нейротрансмиттеров. В стимуляции секреции желудочных желез в первой фазе принимает участие и гастриновый механизм-рилизинг гастрина из антральных G-клеток, который производится вагусными нейротрансмиттерами - пептидом и ацетилхолином [28]. Названные механизмы стимулируют секрецию главных клеток-продуцентов пепсиногенов и обкладочных клеток-продуцентов хлористоводородной кислоты, на первую фазу секреции приходится около 30-40% общего объема постпрандиального секрета, что зависит от возбудимости пищевого центра, легко тормозится и в большой мере определяет возбудимость секреторных (и моторных) эффекторов в их последующей деятельности во второй и третьей фазах.
Вторая фаза - желудочная, на нее приходится около 50% объема постпрандиального секрета, обеспечивается рефлекторными (в основном вагусными) и гуморальными (в основном гастриновым и гистаминовым) механизмами, инициируемыми с механо- и хеморецепторов фундальной и антральной частей желудка. В роли стимуляторов последних выступают полипептиды, некоторые аминокислоты и ионы водорода, действующие на рецепторы сенсорных нейронов, секреторных и моторных клеток-мишеней, ECL, G- и D-клетки-продуценты гистамина, гастрина и соматостатина соответственно непосредственно или опосредованно [28,29]. Вагусные эфференты в зависимости от параметров импульсации нейронов меняют соотношение в составе желудочного секрета пепсиногенов и соляной кислоты (НСl) [7]. В сопряжении их секреции существенную роль играет фундо-фундальный рефлекс в ответ на раздражение рецепторов слизистой оболочки НСl [26]. В саморегуляции ее секреции велико значение торможения рилизинга гастрина G-клетками низкими значениями рН, когда секреция НСl уменьшается из-за избыточно высокой кислотности антрального содержимого. Таким образом, во второй фазе секреции есть стимулирующий и тормозной компоненты управления секреторным аппаратом желудка.
Третья фаза - кишечная, составляет около 10% постпрандиального объема сока. Имеет корригирующее значение в зависимости от свойств дуоденального химуса, в том числе от его рН - при высокой кислотности усиливается высвобождение S-клетками секретина, который тормозит секрецию НСl; холецистокинин, наоборот, стимулирует главные и обкладочные клетки желудочных желез, увеличивая секрецию пепсиногенов и НСl.
Примечательным свойством желудочного секрета является наличие в нем нескольких изопепсинов, образующихся из нескольких (8-10) изопепсиногенов, синтезируемых главными клетками желудочных желез. Изопепсины различаются субстратной специфичностью и оптимумами рН протеолитической активности. Это объясняется тем, что интрагастральный протеолиз осуществляется пепсинами при разной кислотности пищевого желудочного содержимого и определяется разным напряжением секреции желудочных желез и буферных свойств данного содержимого, а также характерной для желудка топографией интрагастрального протеолиза. Нами в свое время в сложных опытах на собаках [11] было показано, что пищевое содержимое желудка в зависимости от его удаленности от поверхности слизистой оболочки в теле желудка имеет разный рН: не превышает 3,0-4,0, в центральной части примукозной зоны рН содержимого около 2,0. При дистальном перемещении перистальтической волной примукозного содержимого оно замещается из более удаленной зоны, где протеолиз проходил при более высоком значении рН и была повышена атакуемость пищевых белков действием на них изопепсинов типа гастриксина и самого пепсина. Это ускоряло протеолиз в примукозном слое содержимого. В антральной части желудка содержимое активно перемешивается и протеолиз продолжается в широком диапазоне рН, для чего необходим и гастриксин с его максимальной активностью при рН 3,0-3,5. Это объясняет синтез антральными и пилорическими железами его предшественника - пепсиногена 2 [11,28,29]. Описанные прежние наши эксперименты с учетом интрагастрального протеолиза во времени и пространстве, при его моделировании in vitro и проверке в оригинальной математической модели [11] были дискретными. В ФГУ РЦФХГ И.И. Щербина и А. О. Демина, применив созданную ими ультразвуковую методику, подтвердили в наблюдениях на здоровых добровольцах описанную гидродинамику пищевого содержимого желудка. Не учитывать ее в современных представлениях организации перемещения желудочного содержимого в угоду прежним постулатам, основанным на наблюдениях динамики непищевого содержимого желудка, означает отход от фактической организации желудочного пищеварения.
|
Таблица 1. Соотношение секреции гастриксина и пепсина
|
Фракция желудочного секрета
|
Здоровые добровольцы
|
Больные ЯБ ДПК
|
|
до лечения
|
после медикаментозного лечения
|
после хирургического лечения
|
|
Натощаковая
|
0,74
|
0,74
|
1,11*
|
1,18*
|
|
Базальная
|
0,76
|
0,61
|
1,04*
|
1,34*
|
|
Стимулированная (гистамин):
|
.
|
.
|
.
|
.
|
|
первая порция
|
0,93
|
0,63
|
1,47*
|
0,99*
|
|
вторая порция
|
0,63
|
0,83
|
0,95
|
1,18*
|
|
третья порция
|
0,61
|
0,75
|
0,91*
|
1,28*
|
|
четвертая порция
|
0,72
|
0,75
|
0,87
|
0,82
|
Примечание. Выделенные показатели отличаются от таковых у здоровых; * - от таковых у больных до антисекреторной терапии.
|
|
Показано [3,4,11], что изоферментный спектр желудочного сока человека различается в норме в зависимости от вида тестового завтрака и существенно изменяется при язвенной болезни (ЯБ) ДПК.
В развитие новых экспериментальных данных о регуляторном сопряжении кислото- и ферментовыделительной деятельности желудочных желез [26] такая сопряженнсть изучена у здоровых добровольцев при нормальном кислотовыделении; у больных ЯБ ДПК с характерным для данного заболевания повышенным кислотовыделением; медикаментозно (с применением блокаторов протонной помпы - эзомепразол и Н2-рецепторов париетальных клеток - фамотидин) и хирургически (селективная проксимальная ваготомия - СПВ) сниженным кислотовыделением. Результаты этой работы подтвердили тесную связь кислото- и ферментовыделения желудочных желез в норме и при названной патологии, т.е. два типа секреции главных и обкладочных клеток сопряжены при нормальном, повышенном и пониженном кислотовыделении [15]. Такие результаты, видимо, лежат в основе непопулярности определения с диагностической целью желудочного ферментовыделения и общепринятости мониторинга кислотовыделения, особенно методом интрагастральной рН-метрии.
Представлялось теоретически и клинически важным исследовать зависимость изоферментного спектра желудочного секрета и дебитов изопепсинов от кислотовыделительной деятельности секреторного аппарата желудка. Анализ полученного клинического материала показал, что в норме, при ЯБ ДПК, при ее медикаментозном и хирургическом лечении кислото- и ферментовыделение находится в прямой зависимости. Новым фактом явилась установленная нами сопряженность с кислотовыделением соотношения секреции изопепсиногенов, образующих пепсин и гастриксин. Это соотношение нами описывается в виде коэффициента: гастриксин/пепсин. Характер трансформаций данного коэффициента представлен в табл. 1.
Как видно из представленных данных, у здоровых людей активность пепсина в желудочном соке существенно выше, чем активность гастриксина. У больных ЯБ ДПК в базальном желудочном секрете и первой порции секрета после стимуляции желез гистамином коэффициент гастриксин/пепсин снижается, т.е. в гиперацидном состоянии в секрете относительно возрастает доля пепсина, что следует расценивать как адаптивную трансформацию секреции изоферментов главными клетками желудочных желез.
Подавление желудочной секреции у больных не только снизило кислото- и ферментовыделение желудочных желез, но и трансформировало соотношение в секрете двух гидролаз: активность гастриксина в соке стала выше, чем пепсина, по сравнению и со здоровыми, и с больными ЯБ ДПК до их лечения, т.е. в условиях пониженного кислотовыделения увеличилась секреция пепсиногена, образующего гастриксин - фермент с оптимумом протеолиза при невысокой кислотности желудочного сока. Еще более выраженное подавление желудочной секреции в результате СПВ в еще большей мере повысило коэффициент гастриксин/пепсин (особенно при базальной секреции, которая по своему механизму является стимулированной раздражением механорецепторов желудка).
Таблица 2. Корреляция параметров секреции желудочных желез здоровых и больных осложненной ЯБ ДПК
|
Коррелируемые пары параметров секреции
|
Здоровые добровольцы (n=10)
|
Больные ЯБ ДПК
|
|
до антисекреторной терапии (n=25)
|
после антисекреторной терапии (n=25)
|
после СПВ (n=20)
|
|
рН-пепсин
|
-0,16
|
-0,26
|
-0,10
|
-0,44
|
|
рН-гастриксин
|
-0,66
|
-0,26
|
-0,23
|
-0,20
|
|
Пепсин-гастриксин
|
0,52
|
0,13
|
0,55
|
0,27
|
|
Кислотность-пепсин
|
0,38
|
0,30
|
0,15
|
0,35
|
|
Ксилотность-гастриксин
|
0,73
|
0,25
|
0,13
|
0.54
|
|
Дебит HCl-дебит пепсина
|
0,59
|
0,58
|
0,45
|
0,56
|
|
Дебит HCl-дебит гастриксина
|
0,66
|
0,14
|
0,43
|
0,65
|
|
Дебит HCl-пепсин
|
0,36
|
0,31
|
0,01
|
0,43
|
|
Дебит HCl-гастриксин
|
0,60
|
0,16
|
0,03
|
0,38
|
Примечание. Выделены статистически значимые коэффициенты корреляции.
Это подтверждает регуляторную сопряженность кислотовыделения с преимущественным возбуждением секреции разных изопепсиногенов, образующих при активации гастриксин или пепсин.
Результаты корреляционного анализа показали, что у клинически здоровых лиц при нормальном кислотовыделении желудочных желез секреция пепсина и гастриксина связана прямой зависимостью со средним по величине коэффициентом корреляции (0,52, табл. 2). Показательно, что с кислотовыделением (по рН сока, кислотности и дебиту НСl) в более выраженной зависимости находится секреция гастриксина (по его активности в соке и дебиту), чем секреция пепсина, т.е. в норме с кислотовыделением регуляторно в разной мере сопряжена секреция разных изопепсиногенов, которая имеет, следовательно, не только генерализованные, но и селективные механизмы управления в зависимости от кислотовыделения и интрагастральной кислотности содержимого. Это принципиальное заключение требует дальнейшей экспериментальной разработки и конкретизации механизмов реализации.
У больных осложненной ЯБ ДПК, имевших возросшую кислотовыделительную деятельность желудочных желез, связь секреции пепсина и гастриксина нарушена (r = 0,13), как и выраженная у здоровых людей зависимость секреции гастриксина от кислотовыделения, тогда как связь с ним секреции пепсина сохранена. Следовательно, контур регуляции секреции пепсина в зависимости от кислотовыделения продуктивно функционирует в диапазоне средних (нормальных) и низких (состояния гиперацидности) значений интрагастрального рН. При гиперацидных состояниях он становится более актуальным, чем контур регуляции секреции гастриксина.
Подавление кислотовыделения при антисекреторной терапии блокаторами протонной помпы и Н2-рецепторов париетальных клеток снижало ферментовыделение желудочных желез [15], восстанавливало прямую связь секреции пепсина и гастриксина (r = 0,55), в неполной мере - дебитов гастриксина и НСl (r = 0,43). Антисекреторная терапия путем СПВ вызвала в отдаленные послеоперационные сроки восстановление положительных связей кислотовыделения с секрецией гастриксина и пепсина не только по дебиту последнего, но и активности двух изопепсинов в желудочном соке. Такие результаты свидетельствуют о перифирическом механизме сопряжения с кислотовыделением не только суммарного ферментовыделения, но и изоферментного спектра желудочного секрета. Есть основание рассматривать это явление как компенсаторный механизм, адаптирующий желудочную секрецию к гидролизу пищевых белков в желудке при низкой кислотности его содержимого в условиях гипосекреции и гипацидного состояния. М.А. Плешкова наблюдала больных ЯБ ДПК, у которых после курса антисекреторной терапии, приведшего к снижению кислото- и ферментовыделительной деятельности секреторного аппарата желудка, не произошло описанного выше перераспределения ферментативных активностей желудочного сока - не повышалась доля в нем гастриксина. Есть основание считать, что в данном случае глубокий патологический процесс поразил тонкие регуляторные механизмы компенсаторного сопряжения ферментовыделения с кислотовыделительной деятельностью желудочных желез.
При полиферментной организации пищеварительного конвейера желудочно-кишечного тракта, наличии в составе панкреатического секрета зимогенов, образующих несколько эндо- и экзопептидаз, реализующих свое гидролитическое действие в полостном тонкокишечном пищеварении, актуально образование железами желудка нескольких изопепсиногенов, реализующих после их активации протеолиз в широком диапазоне рН. Видимо, актуально, если существуют механизмы варьирования спектра желудочных протеиназ, сопряжение их секреции с кислотовыделительной деятельностью желудка и в норме, и при кислотозависимой патологии.
Секреция нескольких изопепсиногенов железами желудка необходима для обеспечения протеолиза в широком диапазоне рН, реально существующего в полости желудка и являющегося одним из параметров саморегуляции секреции посредством гастринового механизма [8,28,29]. Как было сказано выше, рН пищевого содержимого желудка зависит от напряжения секреции желез желудка, в основном от пула их париетальных клеток, от буферных свойств содержимого желудка, прежде всего его белкового компонента; причем с гидролизом белков их буферность снижается, и этот эффект находится в прямой зависимости от количества гидролизованных белков и глубины интрагастрального протеолиза [11]. Кислотность желудочного содержимого зависит и от времени пребывания пищи в желудке, от удаленности содержимого от сецернирующей слизистой оболочки, где рН наиболее низок и откуда секрет диффундирует вглубь пищевого содержимого желудка, где рН выше. Здесь начальный гидролиз белков идет посредством гастриксина, в результате чего атакуемость полипептидов повышается и это ускоряет их гидролиз в примукозной зоне содержимого, которое перистальтической волной перемещается в сторону антрума и замещается центральнее расположенным пищевым желудочным содержимым. Это и составляет сущность внутрижелудочного дигестивного конвейера [11,14], в реализации которого важна специфическая моторика фундальной части желудка, реализуемая только в желудке представленными трехслойными гладкомышечными пластами, приближенными к циркулярному, продольному и косому их направлению, в стенке органа [2,30]. Это позволяет, не перемешивая фундальное содержимое желудка, "слизывать" поверхностный его слой все более углубляющимися от кардии к антруму перистальтическими волнами, которые заполняют антрум фундальным содержимым. Именно здесь происходит перетирание содержимого желудка, его перемешивание, введение в состав этой гомогенизируемой массы слабощелочного секрета пилорических желез с изопепсинами типа гастриксина, продолжающими протеолиз при более высоком рН (3,0-3,5), чем в примукозной зоне фундальной части желудка (рН 1, | |
