Спр. материал / ПИЩЕВАРЕНИЕ / 02. РЕГУЛЯЦИЯ

4.2.3. ОСОБЕННОСТИ РЕГУЛЯЦИИ ФУНКЦИЙ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

А. Факторы, запускающие деятельность пи­щеварительной системы. Натощак пищевари­тельный тракт находится в состоянии отно­сительного покоя, для которого характерна периодическая функциональная активность. Прием пищи оказывает мощное пусковое влияние на проксимальные отделы пищева­рительного тракта, что проявляется в виде интенсивной, но непродолжительной секре­ции слюнных, желудочных и поджелудочной желез, увеличения желчевыделения, пищевой релаксации (расслабление) желудка, кратко­временного снижения моторной активности начальных участков тонкой кишки. Такие из­менения секреции и моторики характерны для рефлекторных воздействий на систему пищеварения, причем пищеварительные сек­реты характеризуются высоким содержанием ферментов, накопленных в железах в перио­ды относительного покоя («запальный сок» по И.П.Павлову).

В дальнейшем интенсивность и характер секреторной и моторной деятельности орга­нов пищеварительной системы изменяются за счет корригирующих нервных и гумораль­ных влияний по принципу обратной связи, формирующейся на основе рецепции содер­жимого пищеварительного тракта: его объе­ма, консистенции, величины внутриполост-ного давления, наличия недостаточно из­мельченных кусочков пищи, рН, концентра­ции промежуточных и конечных продуктов гидролиза пищевых веществ, пищеваритель­ных ферментов, температуры и осмотическо­го давления.

Перечисленные факторы с помощью меха­низмов обратной связи (афферентная им-пульсация в 1ДНС и в пределах интраорган-ной нервной системы, гуморальные вещест­ва, действующие местно и через кровь) обес­печивают регулирующие влияния на органы пищеварительной системы с помощью ЦНС, интраорганной нервной системы и эндо­кринного аппарата самого пищеварительного тракта. Гуморальными афферентными сигналами являются продукты гидролиза пищевых веществ (глюкоза, аминокислоты), экстра­ктивные вещества (например, капустный сок), пептид-гормоны диффузной эндокрин­ной системы желудочно-кишечного тракта. Эти гормоны действуют на секреторные клетки непосредственно, а также с помощью ЦНС и интраорганной нервной системы. Эн­докринные клетки желудка и кишечника имеют рецептивный полюс, обращенный в полость желудочно-кишечного тракта. Он взаимодействует со специфическими хими­ческими веществами пищевого содержимого, что приводит к высвобождению гастроинтес-тинальных гормонов.

Наличие дублирующих каналов нервной и гуморальной обратной связи дает возмож­ность пищевому центру получать достовер­ную и надежную информацию о многосто­ронней деятельности различных отделов пи­щеварительного тракта и достижении в про­цессе пищеварения этапных и конечного приспособительных результатов.

Нервная регуляция секреции и моторики осуществляется с помощью центральных, пе­риферических и местных рефлексов (рис. 14.1-14.3).

Б. Вклад нервного и гуморального механиз­мов в регуляцию функций пищеварительной системы.

Нервный механизм. Влияние ЦНС наибо­лее выражено в начальном отделе пищевари­тельного тракта. Ее роль в регуляции секре­ции и моторики постепенно снижается в дис-тальном направлении по ходу пищеваритель­ного тракта. Напротив, регуляторная роль интраорганной нервной системы в каудаль-ном направлении возрастает. В интраорган­ной нервной системе содержится значитель­ное количество пептидергических нейронов, способных синтезировать и освобождать ВИП, соматостатин, нейротензин, вещество П, энкефалин, гастриносвобождающий пеп­тид, холецистокинин. В интрамуральных ган­глиях имеются как возбуждающие, так и тор­мозные нейроны. Основными возбуждающи­ми нейронами являются холинергические. Торможение может быть связано с действием постганглионарных симпатических волокон на холинергические нейроны и непосредст­венно на эффекторные клетки. Другим видом торможения является неадренергическое не-холинергическое торможение, связанное с выделением пептидергическими нейронами тормозных медиаторов: ВИП, АТФ.

Гуморальные механизмы регуляции с наи­большей отчетливостью выражены в «сред­ней» части пищеварительной системы (гас-

тропанкреатохолецистодуоденальный ком­плекс), где особенно велика роль гастроин-тестинальных гормонов, высвобождаемых из эндокринных клеток желудочно-кишечного тракта и переносимых кровотоком к миоци-там, гландулоцитам и интрамуральным ней­ронам. Регуляторные пептиды могут также оказывать регулирующее влияние на секре­торную и моторную функции паракринным путем (местно, не попадая в кровь). Посту­пая из клеток диффузной эндокринной сис­темы в интерстициальные пространства, они диффундируют через интерстициальную жидкость к близко расположенным клеткам-эффекторам и регулируют их деятельность.

Диффузная эндокринная система представ­ляет собой совокупность рассеянных в сли­зистой оболочке желудочно-кишечного трак­та и в поджелудочной железе специализиро­ванных эндокринных клеток, вырабатываю-

щих биологически активные вещества. Про­дукты деятельности этой системы называют гастроинтестинальными гормонами, регуля-торными пептидами, энтеринами или пеп­тид-гормонами. Высвобождение гастроин-тестинальных гормонов из эндокринных кле­ток происходит при участии блуждающего нерва, при действии на них других регулятор-ных пептидов, при механическом и химичес­ком воздействиях пищи на клетки диффуз­ной эндокринной системы. Регуляция обра­зования пептид-гормонов в желудочно-ки­шечном тракте отличается от таковой эндо­кринных желез тем, что секреция гормонов

зависит не столько от их концентрации в крови, сколько от прямого взаимодействия специфических химических компонентов пищи с эндокринными клетками пищевари­тельного тракта.

В настоящее время известно более 30 га-строинтестинальных гормонов. Выявлены разные типы эндокринных клеток, ответст­венные за выработку того или иного пептид-гормона, установлена их локализация в пище­варительном тракте. Наряду с этим обнаруже­но, что один и тот же пептид может образовы­ваться в различных клетках диффузной эндо­кринной системы. Кроме того, показано, что одна эндокринная клетка может синтезиро­вать несколько регуляторных пептидов.

Гастроинтестинальные гормоны обладают широким спектром физиологической актив­ности. Они не только участвуют в регуляции пищеварительных функций, но и вызывают общие эффекты, оказывая влияние на дея­тельность сердечно-сосудистой системы, ЦНС, регулируют обмен веществ. Многие пептиды пищеварительного тракта влияют на различные стороны метаболизма через гипо­таламус и железы внутренней секреции или непосредственно на клеточный метаболизм. В пищеварительном тракте регуляторные пептиды оказывают стимулирующее, тормо­зящее и модулирующее влияние на секре­цию, моторику и всасывание. Энтерины ре­гулируют высвобождение других гастроин-тестинальных гормонов и трофику тканей (в том числе пролиферативные процессы). Каж­дый из регуляторных пептидов вызывает не­сколько эффектов, один из которых часто яв­ляется основным (табл. 14.1).

Гастроинтестинальные гормоны относятся к группе «короткоживущих» химических ве­ществ, период их полураспада составляет не­сколько минут. Вместе с тем вызываемые ими физиологические эффекты значительно продолжительнее. Особенностью регулятор­ных пептидов является способность одного и того же гормона по-разному влиять на мото­рику или секрецию разных отделов пищева­рительного тракта, что обусловлено свойст­вами мембранных рецепторов различных ор­ганов-мишеней.

Концентрация многих гастроинтестиналь-ных гормонов в крови натощак изменяется в небольших пределах. Относительное посто­янство содержания регуляторных пептидов в крови обеспечивается балансом поступления пептидов в кровоток и их ферментативного разрушения. Деградация пептид-гормонов происходит преимущественно в почках и пе­чени и приводит к образованию более про-

стых пептидов — олигопептидов, обладаю­щих большей или меньшей, иногда качест­венно иной активностью по сравнению с ак­тивностью исходных гастроинтестинальных гормонов. Дальнейший гидролиз пептидов приводит к полной потере их биологической активности.

Содержание некоторых регуляторных пеп­тидов в крови в состоянии голода подверга­ется выраженным циклически повторяю­щимся колебаниям. Так, спонтанное по­вышение уровня мотилина в крови натощак обусловливает появление высокоамплитуд­ных сокращений мышц желудка и кишечни­ка, а его понижение приводит к прекраще­нию моторной активности. Прием пищи вы­зывает повышение концентрации мотилина в крови и появление моторной активности мышц желудочно-кишечного тракта.

Прием пищи усиливает также процесс вы­свобождения и поступления в кровь гастри-на, секретина, холецистокинина, мотилина, ВИП, нейротензина и ряда других регулятор­ных пептидов. Характерными для энтеринов являются каскадный механизм выделения гор­монов и запуск функций. Так, усиление сек­реторной активности обкладочных клеток под влиянием гастрина приводит к увеличе­нию кислотности желудочного содержимого, поступление которого в двенадцатиперстную кишку вызывает высвобождение и поступле­ние в кровь секретина и холецистокинина, которые не только стимулируют секреторную деятельность поджелудочной железы, но и оказывают тормозное влияние на секрецию кислого желудочного сока.

В. Фазы секреции пищеварительных желез. И.П.Павлов выделил две фазы секреции пи­щеварительных желез: сложнорефлекторную (ее называют также «мозговой») и нейрогу-моральную.

Первая (сложнорефлекторная) фаза секре­ции называется так потому, что она реализу­ется с помощью комплекса условных и безус­ловных рефлексов.

Во второй (нейрогуморальной) фазе секре­ции регуляция осуществляется посредством комплекса безусловных сокоотделительных рефлексов и гуморальных веществ.

В каудальном направлении ослабевает вли­яние ЦНС на пищеварительную систему и возрастает влияние гуморальных факторов и интраорганной нервной системы. Так, секре­торная деятельность слюнных желез регулиру­ется главным образом нервной системой.

В секреторной деятельности желез гастро-панкреатогепатодуоденального комплекса хорошо выражены оба механизма регуляции,

Таблица 14.1. Основные эффекты гастроинтестинальных гормонов

Гормон

Эффекты действия

Гастрин

Секретин

Холецистокинин (ХЦК)

Гастрин-рилизинг-пептид (бомбезин)

Вазоактивный интестинальный пептид (ВИП)

Гастроингибирующий пептид (ГИП)

Мотилин

Панкреатический пептид (ПП)

Соматостатин Нейротензин

Энкефалин Энтероглюкагон

Глицентин (пептид YY) Вещество П

Серотонин Гистамин

Стимулирует секрецию соляной кислоты и пепсина в желудке, отделение поджелу­дочного сока. Усиливает моторику желудка, тонкой кишки и желчного пузыря. Вызывает гипертрофию слизистой оболочки желудка

Стимулирует секрецию бикарбонатов и воды поджелудочной железой, печенью, бруннеровыми железами. Усиливает желчеобразование и секрецию тонкой кишки. Тормозит секрецию соляной кислоты в желудке и его моторную активность

Усиливает моторику желчного пузыря, расслабляет сфинктер Одди, стимулирует желчевыделение, секрецию ферментов поджелудочной железой. Тормозит секре­цию соляной кислоты в желудке, но усиливает в нем секрецию пепсина. Тормозит моторную деятельность желудка. Стимулирует моторику тонкой кишки. Вызывает гипертрофию поджелудочной железы. Угнетает аппетит

Стимулирует высвобождение гастрина и холецистокинина

Расслабляет гладкие мышцы кровеносных сосудов, желчного пузыря, желудка, тонкой кишки, сфинктеров. Тормозит действие ХЦК, секрецию желудка. Усилива­ет секрецию бикарбонатов поджелудочной железой, кишечную секрецию

Тормозит высвобождение гастрина, секрецию и моторику желудка. Усиливает глю-козозависимое высвобождение инсулина поджелудочной железой. Стимулирует кишечную секрецию

Усиливает моторику желудка и тонкой кишки. Стимулирует секрецию пепсина в желудке, секрецию тонкой кишки

Антагонист ХЦК. Тормозит секрецию ферментов и бикарбонатов поджелудочной железой. Расслабляет мышцы желчного пузыря. Усиливает моторику желудка и тонкой кишки. Стимулирует пролиферацию слизистой тонкой кишки, поджелу­дочной железы и печени

Тормозит высвобождение гастроинтестинальных гормонов и секрецию желудка

Тормозит секрецию соляной кислоты в желудке. Стимулирует секрецию поджелу­дочной железы. Потенцирует действие секретина и ХЦК

Тормозит секрецию ферментов поджелудочной железой и желудком

Стимулирует мобилизацию углеводов. Тормозит секрецию желудка и поджелудоч­ной железы. Ослабляет моторику желудка и кишечника

Тормозит секрецию желудка и поджелудочной железы

Усиливает слюноотделение, секрецию поджелудочной железы. Стимулирует мото­рику кишечника

Тормозит секрецию соляной кислоты в желудке. Стимулирует секрецию поджелу­дочной железы, желчевыделение, кишечную секрецию

Стимулирует секрецию желудка и поджелудочной железы, расширяет капилляры. Усиливает моторику желудка и кишечника

соответственно обе фазы секреции с преоб­ладанием нейрогуморальной фазы.

В регуляции секреции кишечного сока ве­дущая роль принадлежит локальным меха­низмам, обусловливающим выделение секре­та в месте действия химуса, обладающего свойствами механического и химического раздражителя.

Нервно-рефлекторные и гуморальные ме­ханизмы регуляции обеспечивают выделение всеми пищеварительными железами около 6—8 л секрета в сутки, большая часть которо­го подвергается обратному всасыванию в ки­шечнике.