Деятельности желудочно-кишечного тракта

Натощак желудочно-кишечный тракт находится в состоянии от­носительного покоя, которое характеризуется периодической функ-циональнай активностью. Прием пищи оказывает мощное пусковое влияние на его проксимальный отдел, что выражается в резком и кратковременном усилении секреции слюнных, желудочных и под­желудочной желез, увеличении желчевыделения {за счет сокращения желчного пузыря). Желудок расслабляется (пищевая релаксация), начинает выделяться секрет богатый ферментами и накопленный в железах вне приема пищи ("запальный сок"), на короткое время снижается моторная активность проксимального отдела тонкой киш­ки. Этот период характерен для рефлекторных воздействий на сис­тему пищеварения, осуществляемых центральными и местными нерв­ными механизмами.

Интенсивность и характер секреции и моторики желудочно-ки­шечного тракта изменяется за счет корригирующих нервных и гу­моральных влияний по принципу обратной связи, которая форми­руется под влиянием содержащихся в пище веществ на рецепторные элементы пищеварительных органов. Находящаяся в желудочно-ки­шечном тракте пища является тем субстратом, который подвергается действию секретов пищеварительных желез. В то же время физичес­кие и химические составляющие указанной смеси служат средством регуляции пищеварительного процесса путем изменения секретор­ной, моторной деятельности и всасывания. Регуляторный контроль обеспечивается сенсорной информацией, характеризующей объем, консистенцию, степень наполнения и давление в полости пищева­рительной трубки, наличие недостаточно измельченных кусочков, рН, осмотическое давление, температуру, концентрацию промежуточных и конечных продуктов гидролиза питательных веществ, концентра­цию некоторых пищеварительных ферментов.

Рецепция и передача сенсорной информации о столь многочис­ленных параметрах желудочно-кишечного тракта возможна лишь при наличии регуляторных механизмов, основными из которых являются: (1) — нервно-проводниковый механизм передачи информации от со­ответствующих рецепторных нервных окончаний; (2) — паракринно-нервно-проводниковый, обеспечивающийся эндокринной клеткой сли­зистой оболочки желудочно-кишечного тракта. Ее пептид высво­бождается в интерстиции, возбуждает рецептирующий нейрон, бла­годаря импульсивной активности которого информация поступает в соответствующие уровни центральной нервной системы; (3) — гор­мональный путь передачи, который состоит в том, что пептид эн-

385

докринной клетки попадает в кровоток и переносится им к цент­ральным и периферическим нервным приборам; (4) — нутритивный путь, обеспечивающийся всосавшимися в кровоток продуктами гид­ролиза питательных веществ, действующими на центральные и пе­риферические управляющие механизмы.

Степень участия указанных механизмов в регуляции деятельности разных отделов желудочно-кишечного тракта различна. В прокси­мальных отделах наиболее выражены рефлекторные механизмы, в дистальных же их роль меньше. Гуморальный вид регуляции наи­более выражен в его "средней" зоне (гастро-панкреато-холецисто-дуоденальный комплекс), где особенно велика роль гастроинтести-нальных гормонов. Локальные, местные механизмы в наибольшей степени представлены в дистальных отделах желудочно-кишечного тракта и связаны с энтеральной нервной системой и диффузной эндокринной системой.

Энтеральная система обладает высокой активностью. В ее спле­тениях выделяют группы рецепторных, вставочных и эффекторных нейронов. В окончаниях этих нейронов одновременно могут высво­бождаться несколько медиаторов, взаимодействие которых способно вызывать усиление или торможение деятельности секреторных и моторных эффектов.

Защитная роль в регуляции деятельности пищеварительного аппа­рата принадлежит его диффузной эндокринной системе. Продуциру­емые ею пептиды реализуют свои эффекты не только через крово­ток (эндокринно), но и путем диффузии через интерстиций (пара-кринно) к клеткам-мишеням, в роли которых выступают миоциты, гландулоциты, эндокринные клетки и интрамуральные нейроны.

В регуляции секреторной и моторной активности желудочно-ки­шечного тракта имеет место сопряжение и взаимодействие нервных и гуморальных факторов, которое проявляется в суммации, модуля­ции и потенцировании эффектов, лежащих в основе адаптационно-трофических влияний. Существует три типа регуляции секреции и моторики: (1) — рефлекторная регуляция с участием рефлекторных дуг, замыкающихся в центральной нервной системе, в экстра- и интрамуральных ганглиях. Этот тип регуляции осуществляется при раздражении экстеро- и интероцепторов; (2) — гуморальная регуля­ция, реализующаяся посредством пептидов, высвобождающихся эн­докринными клетками самого желудочно-кишечного тракта и пере­носимых кровотоком к гландулоцитам, миоцитам и интрамуральным нейронам; (3) — паракринная регуляция, осуществляемая пептидами эндокринных клеток, поступающими в интерстиций и диффундиру­ющими к расположенным рядом эффекторным клеткам.

Важное значение в координации деятельности желудочно-кишечно­го тракта имеет закономерность, согласно которой раздражители сти­мулируют функции в месте их действия и дистальнее, а проксималъ-нее — тормозят. Такими раздражителями являются различные компо­ненты химуса, образовавшиеся в ходе пищеварительного процесса. При снижении интенсивности обработки пищи в том или ином отделе пищеварительной трубки в нем происходит более длительная задержка

386

пищевой массы и увеличивается секреция. Тем самым компенсируется начальное недостаточное переваривание пищи. Переход недостаточно обработанных пищевых масс из вышележащего в дистально располо­женный отдел желудочно-кишечного тракта приводит к усилению в нем секреторных и гидролитических процессов.

Особенностью вегетативных волокон иннервирующих пищевари­тельные органы является то, что в их составе содержится не только холин- и адренергические, но и пептидергические волокна, в окон­чаниях которых в качестве медиаторов выделяются различные пеп­тиды. Симпатические преганглионарные нейроны выделяют на окон­чаниях аксонов ацетилхолин, энкефалин и нейротензин, постган-глионарные — норадреналин, ацетилхолин и вазоактивный интести-нальный пептид (ВИП). Парасимпатические преганглионарные ней­роны — ацетилхолин и энкефалин, а постганглионарные — ацетил­холин, энкефалин и ВИП.

Таким образом, в условиях целостного организма нервные и гу­моральные механизмы и местные регулирующие факторы обеспечи­вают тонкую регуляцию секреции и моторики. Поэтому каждому виду пищи соответствует характерная для нее моторика и секреция органов пищеварения.

Посредством регуляторных механизмов секреторная деятельность пищеварительных желез адаптируется к пищевому рациону и виду пищи. При этом изменяется интенсивность секреции клеток и число одновременно функционирующих клеток в составе данной железы, интенсивность синтеза секреторного продукта, находящихся в его составе ферментов и соотношения между отдельными видами. Раз­личают адаптацию секреции ферментов двух видов: медленную, то есть адаптацию к более или менее длительным рационам питания, и быструю (срочную), состоящую в приспособлении секреции фер­ментов к виду принятой пищи.

Гормоны желудочно-кишечного тракта, В регуляции деятельнос­ти пищеварительных желез большое значение имеют гормоны пи­щеварительного тракта. Они продуцируются диффузной эндокринной системой, клетки которой рассеяны среди эпителиоцитов слизистой оболочки желудочно- кишечного тракта и во многом отличаются от клеток сконцентрированных в эндокринных железах.

Большинство эндокринных клеток слизистой оболочки пилорической части желудка и тонкого кишечника контактирует с полостью этих органов своей узкой специализированной частью — рецепторным по­люсом. Содержимое полости служит для клетки основным источником информации о количестве, природе, состоянии пищи и продуктов переваривания. Фундальные клетки не подвержены подобным влияни­ям. В основном их секреторные гранулы выделяются в химус на базальной или вдоль нижней части боковой поверхности желудка.

Прежде чем поступить в кровь, активные пептиды и амины вза­имодействуют с клетками-мишенями, в том числе с нервными окон­чаниями, с клетками гладкой мускулатуры и стенок сосудов (пара-кринное действие). Продуктам одних клеток свойственна, главным

образом, эндокринная активность (G, S, I, К), другим —паракрин-ные функции (D, D₁ EC, L) (см.табл.9.1). Следовательно, эндо-кринно-экзокринные и межэндокринные корреляции могут осущест­вляться через межклеточное пространство, а также путем прямого контакта с клеткой. Эндокринную систему пищеварительной трубки обозначают по разному: диффузная эндокринная система, АР-сис­тема (Amine Precursors Uptake and Decarboxylating sistem — по свой­ству клеток этой системы поглощать аминный предшественник и карбоксилировать его), гастроинтестинальная гормональная система. Продукты деятельности этой системы называют гастроинтестиналь-ными гормонами, пептид-гормонами, энтеринами, регуляторными пептидами, гормонами ГЭП (гастроэнтеропанкреатические).

Гастроинтестинальные пептиды и амины регулируют секрецию воды, электролитов и ферментов, моторику, кишечное всасывание, высвобождение гормонов, трофику (в том числе пролиферативные процессы), выполняют роль нейротрансмиттеров. В таблице 9.1 при­ведены основные гастроинтестинальные гормоны, места их образо­вания и вызываемые ими эффекты.

Энтериновые гормоны оказывают влияние не только на деятель­ность пищеварительной трубки, но и на другие системы организма: сердечно-сосудистую, центральную нервную систему. Многие пеп­тиды желудочно-кишечного тракта влияют на различные стороны метаболизма через гипоталамус и железы внутренней секреции и непосредственно на метаболизм клеток. Запуск механизма высво­бождения гормонов из продуцирующих их эндокринных клеток, в основном, связан с приемом пищи. Так, прием смешанной пищи усиливает высвобождение в кровь гастрина, секретина, ХЦК- ПЗ, ВИП, мотилина, инсулина, глюкагона, ПП, нейротензина, энте-рог люкагона, серотонина, эндорфинов.

Особенностью гормонов является их способность влиять на не­сколько функций пищеварительных органов, причем один и тот же гормон может по разному влиять, например, на моторику разных отделов пищеварительного тракта. Эти эффекты в значительной мере определяются органом-мишенью, свойствами мембранных рецепто­ров его клеток.

Для энтеральных пептидов характерным является каскадный ме­ханизм выделения гормонов и запуск функций. Так, усиление сек­реторной активности обкладочных клеток под влиянием гастрина приводит к увеличению кислотности содержимого желудка, поступ­ление которого в двенадцатиперстную кишку вызывает выделение секретина, серотонина, ВИП и других пептидов.

Итак, нервные и гуморальные механизмы регуляции обеспечивают взаимосвязанные влияния на функции органов желудочно-кишечно­го тракта для достижения эффективности гидролиза и всасывания питательных веществ.

Особенности кровоснабжения органов желудочно-кишечного тракта. Особенностью кишечного кровообращения является дренаж венозной крови в портальную систему печени. Кровоснабжение в

Таблица 9.1 Гормоны желудочно-кишечного тракта,

место их образования и эффекты действия.

Название гормона

Место выработки гормона

Типы эн­докринных клеток

Эффект действий гормонов

1

Соматостатин Желудок, прокси- D-клетки мальный отдел тонкой кишки, поджелудочная железа

D,-клетки

Вазоактив-ный интес-тинальный пептид (ВИП)

Во всех отделах желудочно-кишеч­ного тракта

D2. клетки

Панкреати­ческий полипептид (ПП)

Поджелудочная железа

Гастрин

Антральная часть G-клетки желудка, поджелудочная железа, прокси­мальный отдел тонкой кишки

G-клетки

Растром

Антральный от­дел желудка

G-клетки

Бульбогас-трон Дуокринин

Антральный от­дел желудка

G-клетки

Антральный от­дел желудка

Р-клетки

Бомбезин

Желудок и про­ксимальный от­дел тонкой киш­ки

Секретин

Тонкий кишечник S-клетки

Тормозит выделение инсулина и глюкагона, большинства из­вестных желудочно-кишечных гормонов (секретина, ГИПа, мотилина, гастрина); тормозит активность париетальных кле­ток желудка и ацинарных кле­ток поджелудочной железы.

Тормозит действие холецисто-кинина, секрецию соляной кис­лоты и пепсина желудком, стимулированную гистамином, расслабляет гладкие мышцы кровеносных сосудов, желчно­го пузыря.

Антагонист ХЦК-ПЗ, усиливает пролиферацию слизистой обо­лочки тонкой кишки, поджелу­дочной железы и печени; уча­ствует в регуляции обмена уг­леводов и липидов.

Стимулирует секрецию и вы­деление пепсина желудочными железами, возбуждает мотори­ку расслабленного желудка и 12-перстной кишки, а также желчного пузыря.

Снижает объем желудочной секции и выход кислоты в желудочном соке.

Тормозит секрецию и мотори­ку желудка.

Стимулирует выделение секрета бруннеровых желез 12-перстной кишки.

Стимулирует высвобождение гастрина, усиливает сокраще­ние желчного пузыря и выде­ление ферментов поджелудоч­ной железой, усиливает выде­ление энтероглкжагона.

Стимулирует секрецию бикар­бонатов и воды поджелудоч­ной железой, печенью, желе­зами Бруннера, пепсина-же-лудком; тормозит секрецию соляной кислоты в желудке

389

1

I-клетки

Холецистоки- Тонкий кишечник

нинпанкре-

озимин

(ХЦК-ПЗ)

ЕС,-клетки

Энтероглюка- Тонкий кишечник гон

Мотилин	Проксимальный отдел тонкой кишки	ЕС2-клетки
Гастроинги-бирующий пептид (ГИП)	Тонкий кишечник	К-клетки
Нейротензин	Дистальный от­дел тонкой киш­ки	N-клетки
Энкефалины (Эндорфины)	Проксимальный отдел тонкой кишки и подже­лудочная железа	L- клетки
Субстанция Р	Тонкая кишка	ЕС,-клетки
Вилликинин	Двенадцатиперст­ная кишка	ЕС,-клетки
Энтерогас-трон	Двенадцатиперст­ная кишка	ЕС,-клетки
Серотонин	Желудочно-ки­шечный тракт	ЕС1ЕС2-клетки

Возбуждает выход ферментов и в слабой степени стимули­рует выход бикарбонатов под­желудочной железой, тормозит секрецию соляной кислоты в желудке, усиливает сокраще­ние желчного пузыря и желче-выделение, усиливает мотори­ку тонкой кишки.

Тормозит секреторную актив­ность желудка, снижает в же­лудочном соке содержание К⁺ и повышает Са²⁺, тормозит моторику желудка и тонкой кишки.

Возбуждает секрецию пепсина желудком и секрецию подже­лудочной железы, ускоряет эвакуацию содержимого желуд­ка.

Тормозит выделение соляной кислоты и пепсина, высвобож­дение гастрина, моторику же­лудка, возбуждает секрецию толстой кишки.

Тормозит секрецию соляной кислоты железами желудка, усиливает высвобождение глю-кагона.

Тормозит секрецию ферментов поджелудочной железой, уси­ливает высвобождение гастри­на, возбуждает моторику же­лудка.

Усиливает моторику кишечни­ка, слюноотделение, тормозит высвобождение инсулина.

Стимулирует ритмические со­кращения ворсинок тонкой кишки.

Тормозит секреторную актив­ность и моторику желудка.

Тормозит выделение соляной кислоты в желудке, стимулиру­ет выделение пепсина, активи­рует секрецию поджелудочной железы, желчевыделение, ки­шечную секрецию.

390

Таблица 9.1 (Продолжение)

Гистамин	Желудочно-ки-	ЕС2- клетки Стимулирует выделение секре-
	шечный тракт	ции желудка и поджелудочной
		железы, расширяет кровенос-
		ные капилляры, оказывает ак-
		тивирующее влияние на мото-
		рику желудка и кишечника.
Инсулин	Поджелудочная	B-клетки Стимулирует транспорт ве-
	железа	ществ через клеточные мем-
		браны, способствует утилиза-
		ции глюкозы и образованию
		гликогена, тормозит липолиз,
		активирует липогенез, повыша-
		ет интенсивность синтеза бел-
		ка.
Глюкагон	Поджелудочная	а-клетки Мобилизирует углеводы, тор-
	железа	мозит секрецию желудка и
		поджелудочной железы, тормо-
		зитмоторику желудка и кишок.

желудке, тонком и толстом кишечнике — гетерогенное, так как организация и распределение кровотока осуществляется по трем параллельным сосудистым сетям в соответствии слоям-оболочкам стенок пищеварительного канала — слизистым, подслизистым и мы­шечным, кровоснабжение и васкуляризация слизистой оболочки наи­более высока, что соответствует ее более высоким энергетическим затратам, метаболической потребности и функциональной активнос­ти (реализация механизмов активного эпителиального транспорта). Суммарно кровоток в слизисто-подслизистом слое составляет около 80% от общего, 20% приходится на мышечную оболочку.

Отмечена неравномерность кровоснабжения разных участков ки­шечника: кровоток выше в двенадцатиперстной кишке и уменьша­ется в аборальном направлении по его ходу. В толстом кишечнике он ниже, чем в тонком, значительно уменьшаясь в проксимо-дис-тальном направлении. Максимальная вазодилатация, вызываемая изо-пропилнорадреналином, увеличивает общий кровоток в 8-10 раз и 90% увеличения приходится на слизисто-подслизистый слой, 50% всей крови проходит через ворсинки.

Около 30% общего потребления кислорода организмом в покое приходится у человека на органы желудочно-кишечного тракта и печень.

Кровоснабжение ворсинки осуществляется за счет центральной артериолы, являющейся конечной и переходящей у основания или на верхушке ворсинки в густую субэпителиальную капиллярную сеть, которая формирует в самой ворсинке венозный ствол. Это позво­лило обосновать представление о противоточном обменнике в ме

391

ханизмах транспорта веществ в кишечнике: часть всасывающихся веществ, поступающих в субэпителиальную капиллярную сеть, путем диффузии по градиенту концентраций проникает из капилляров в центральную артериолу ворсинки, а через ее стенку (у верхушки) переходит к эпителиальным клеткам. Возникает круг, по которому циркулируют и задерживаются в ворсинках легкодиффундирующие, жирорастворимые вещества, всосавшиеся из просвета кишки. Нали­чие механизма противоточного обмена в ворсинках тонкого кишеч­ника устраняет возможность немедленного и одновременного попа­дания в общий кровоток и печень больших количеств всасыва­ющихся веществ (что может привести к изменению осмотического равновесия), позволяет части артериального кислорода диффундиро­вать в капилляры у основания ворсинок, не достигая их верхушек и способствуя, по-видимому, постоянному отторжению и быстрому обновлению эпителиальных клеток на верхушке.