Пищеварение в толстой кишке

Толстая кишка - это отрезок кишечника длиной около 30 см, соединенный с тонкой кишкой в районе аппендикса. На этом этапе пища содержит около 80% воды. Ее медленное перемещение вдоль толстой кишки позволяет впитаться воде и минеральным солям. В толстой кишке находятся также бактерии, которые необходимы для создания группы витаминов. Гусеничным движением пища из толстой кишки переводится в прямую кишку, а затем выводится в виде кала.

Так как толстая кишка - это конечный пункт пищеварения, то именно здесь проявляются все пороки предыдущих цехов и отделов. Если в толстый отдел кишечника поступила пища, которая не прошла соответствующую переработку и уже не может быть переработана в этом отделе, она обезвоживается и прилипает к стенкам толстой кишки, к ее всасывающей поверхности и хранится здесь годами.

Застой каловых масс и является самым страшным бедствием для здоровья человека. Возникают запоры, которые приводят к различным заболеваниям.

Необходимо четко понимать: важно не то, что мы съедаем, а то, что организм усвоил.

Всасывание питательных веществ

Усвоение пищеварительной системой нутриентов, то есть питательных веществ, является конечной целью процесса пищеварения. Этот процесс осуществляется на всем протяжении ЖКТ - от ротовой полости до толстого кишечника. И интенсивность этого процесса различна:

• в ротовой полости в основном всасываются моносахариды, некоторые лекарства, например нитроглицерин;

• в желудке в основном вода и алкоголь;

• в толстом кишечнике - вода, хлориды, жирные кислоты;

• в тонком кишечнике - все основные продукты гидролиза;

• в двенадцатиперстной кишке - ионы кальция, магния, железа;

• в начале тощей кишки - моносахариды, жирные кислоты, моноглицерины;

• в подвздошной кишке - Усвоение пищеварительной системой белка, аминокислот;

• в дистальных участках тощей кишки и в проксимальных участках подвздошной кишки - жирорастворимые и водорастворимые витамины.

Биологически активные вещества кишечного тракта

ЕС-клетки, локализованные во всех участ­ках кишечника, вырабатывают серотонин, ве­щество П, мотилин, мелатонин и энкефали-ны, т.е. вещества, регулирующие главным об­разом моторику кишечника и желудка.

G-клетки, сосредоточенные в основном в области привратника и верхнего отдела тон­кой кишки, секретируют гастрин, АКТГ, со-матотропин, гамма-эндорфин, метионин-эн-кефалин. Из них гастрин является регулято­ром секреции соляной кислоты обкладочны-ми клетками слизистой оболочки желудка.

ECL-клетки, сосредоточенные исключи­тельно в области дна желудка, продуцируют гистамин при участии энзима гистидиндекар-боксилазы.

D-клетки имеются во всех отделах кишеч­ника, но в максимальном количестве они со­средоточены в желудке, двенадцатиперстной кишке и толстой кишке. Различают два под­вида D-клеток. Один подвид синтезирует и высвобождает соматостатин с периодом полу­распада в плазме крови около 2 мин. Сомато­статин угнетает секрецию гормонов из раз­личных эндокринных клеток за счет актива­ции аденилатциклазной системы либо за счет уменьшения содержания Са²⁴ в цитозоле, либо путем активации К⁴-каналов цитоплаз-матической мембраны. Другой подвид D-кле­ток секретирует ВИП (вазоактивный интести-нальный полипептид) — регулятор поступле­ния воды и электролитов в кишечник и его моторики.

1-клетки тонкой кишки секретируют холе-цистокинин, регулирующий выделение пан­креатического сока и сократимость желчного пузыря.

К-клетки тонкой кишки секретируют ГИП (гастроинтестинальный полипептид) — анта­гонист гастрина.

L-клеткн тонкой и толстой кишки выраба­тывают глюкагон — регулятор гликогенолиза в печени.

S-клеткн тонкой кишки синтезируют и вы­свобождают секретин — регулятор выделения панкреатического сока, секреции воды и электролитов в желчевыводящих путях.

Хромаффинные клетки вырабатывают адре­налин, норадреналин, энкефалины, нейро-тензин и пептид V.

Локально высвобождаемые эндокринными клетками эндо- и паракринные пептиды, про­никая в кровь, могут оказывать местное и системное воздействие на структуры желудоч­но-кишечного тракта.

Кроме желудочно-кишечного тракта, ки­шечные пептидные гормоны группы гастрина и других групп синтезируются «классически­ми» эндокринными железами (адено- и ней-рогипофиз, щитовидная железа, клетки моз­гового вещества надпочечников, панкреати­ческих островков), всеми областями ЦНС, исключая эпиталамус и мозжечок, соматичес­кими нервами и чревным нервом.

Кишечные пептиды могут высту­пать в роли гормонов, нейромедиаторов, эк-зоцитируемых в синаптическую щель терми-налями аксонов нейронов, и местных мес-сенджеров, освобождаемых при паракринной секреции из клеток, имеющих одновременно признаки классических эндокринных клеток и нейронов. Многие кишечные пептиды акку­мулируются энтеральной нервной системой, где они используются в качестве нейромедиа­торов или нейромодуляторов. Пептидсодер-жащие клетки и нервы обнаружены на всем протяжении ЖКТ. Они формируют много­численные нервные сети, которые оказывают особенно сильное влияние на секреторную функцию желудка и кишечника. Волокна, со­держащие кишечные пептиды, иннервируют главным образом слизистую оболочку и цир­кулярные мышцы желудка и кишечника. Большинство пептидных кишечных гормонов одного и того же вида являются представите­лями одной группы. Гомологичность, по-ви­димому, эволюционно закреплена и сущест­вует во всех группах гастроинтестинальных гормонов.

Группа гастрина включает гастрин, пента-гастрин, бомбезин. Гормоны этой группы от­личаются гомологичностью первичных струк­тур, идентичностью их С-терминальных пен-тапептидов, наличием в молекулах гормонов сульфатированных остатков тирозина.

Гастрин — полипептид, продуцируется G-клетками слизистой оболочки привратни­ка, двенадцатиперстной кишки и верхних от­делов тощей кишки. Расщепление (инактива­ция) гастрина осуществляется в тканях тон­кой кишки и в почках. Продукцию гастрина стимулируют ацетилхолин, освобождаемый в окончаниях блуждающего нерва, продукты лептического переваривания, резорбирую-щиеся слизистой оболочкой лредпилоричес-кого отдела желудка, повышение концентра­ции Са²⁺ во внеклеточной жидкости. Ингиби-руют секрецию гастрина избыток соляной кислоты в химусе желудка, повышение в крови концентрации соматостатина, секрети­на или кальцитонина.

У человека гастрин усиливает секрецию соляной кислоты обкладочными клетками в

1500 раз больше, чем гистамин. На секрецию пепсиногена главными клетками гастрин вли­яет значительно слабее. Помимо стимулирую­щего эффекта на секрецию, гастрин активи­рует сокращения гладкомышечных волокон желудка, особенно в области антрального от­дела и значительно повышает тонические со­кращения мышц нижнего пищеводного сфинктера. Под воздействием гастрина воз­растает объем кровотока в желудке, тонкой кишке и поджелудочной железе. Стимули­рующее действие гастрина на синтез ДНК, РНК и белка в клетках слизистой оболочки, особенно обкладочных, обеспечивает поддер­жание адекватного уровня замены постоян­ной физиологической утраты эпителиальных клеток.

При избыточной секреции гастрина проис­ходит гиперплазия слизистой оболочки же­лудка, поджелудочной железы и кишечника за счет усиления пролиферации обкладочных клеток и клеток поверхностных слоев эпите­лия слизистой оболочки. Гиперплазия слизи­стой оболочки желудка ведет к усилению сек­реции пепсиногена, гастромукопротеида (фактор Кастла) и особенно соляной кислоты в результате возбуждения ECL-клеток фун-дальной области желудка. Последнее связано с высоким уровнем содержания ECL-клетка-ми гистамина и воздействием его на высоко­аффинные рецепторы многочисленных об­кладочных клеток, секретирующих соляную кислоту. Гиперплазия слизистой оболочки желудка сочетается со значительным усиле­нием сокращений желудка, нижнего пище­водного сфинктера, тонкой и толстой кишки, желчного пузыря и торможением сокращений пилорического сфинктера и сфинктера Одди. При этом активируется рост экзокринного отдела поджелудочной железы, усиливается секреция ферментов, слабее стимулируется секреция гидрокарбоната и воды. В тонкой кишке стимулируется секреция бруннеровых желез, угнетается всасывание воды, натрия и глюкозы.

Пентагастрим, как и гастрин, синтезиру­ется G-клетками и представляет собой пред­шественник гастрина. По аналогии с гастри-ном секреция пентагастрина стимулируется ацетилхолином и другими биологически ак­тивными веществами.

Физиологические эффекты пентагастрина проявляются в основном в трофическом дей­ствии на клетки-предшественники обкладоч­ных клеток. Избыток гормона активирует пролиферацию клеток-предшественников, увеличивает число обкладочных клеток, осо­бенно регенерирующей слизистой оболочки

желудка, усиливает тоническое напряжение нижнего пищеводного сфинктера и расслаб­ляет пилорический сфинктер.

Группа холецистокинина представлена хо-лецистокинином (X) и секретином. Продук­ция, депонирование, секреция холецистоки-нина осуществляются J-клетками верхних от­делов тонкой кишки, корковыми, мезолимби-ческими и гипоталамическими нейронами. Гормон имеет короткий период полураспада в крови.

Стимуляция секреции холецистокинина J-клетками отмечается при механическом раздражении слизистой оболочки тонкой кишки, поступлении в кишечник жира, гид-ролизатов белков, желчи. Секреция холецис­токинина угнетается при высоком содержа­нии в желудке соляной кислоты и задержке ее нейтрализации в химусе тонкой кишки.

Холецастокинин — один из основных фак­торов, участвующих в интеграции деятельнос­ти ЖКТ и мозга. Он стимулирует пролифера­цию эпителиальных клеток главным образом в привратнике желудка путем повышения ми-тотического деления и ускорения миграции эпителиальных клеток, вызывает сильную секрецию пепсиногена главными клетками, одновременно ингибирует базальную и вы­званную гастрином секрецию, угнетает сокра­щения желудка и его эвакуаторную способ­ность. Однако главное его действие — стиму­ляция интенсивной секреции ферментов под­желудочной железой с менее выраженным воздействием на секрецию воды и гидрокар­боната.

При длительной гиперпродукции холецис­токинина происходит селективная гиперпла­зия клеток экзокринной части поджелудоч­ной железы, слизистой оболочки двенадцати­перстной кишки и желчного пузыря. Пептид стимулирует желчеобразование, выделение воды и гидрокарбоната печенью, активирует периодическую моторику и сократительную способность желчного пузыря, в меньшей степени — желчных протоков на фоне рас­слабления сфинктера Олди. В тонкой кишке холецистокинин стимулирует секрецию брун-неровых желез, моторику и тормозит реаб-сорбцию воды и электролитов.

Секретин — полипептид, синтезируется, депонируется и секретируется S-клетками при воздействии на слизистую оболочку две­надцатиперстной кишки соляной кислоты в результате снижения отрицательного заряда карбоксильных групп протеинов цитоплазмы. Секреторная активность S-клеток угнетается при гипертоничности и/или содержании жира в химусе двенадцатиперстной кишки. В крови

период полураспада секретина 2,6—17 мин, инактивация секретина происходит в печени, плазме крови (^l/s), элиминация из крови — в почках (4-5).

Секретин сильно стимулирует в желудке секрецию пепсиногена при одновременном угнетении продукции гастрина и секреции со­ляной кислоты, уменьшает тонус нижнего пи­щеводного сфинктера, тормозит моторику и эвакуаторную функцию желудка. Воздействие на поджелудочную железу характеризуется интенсивной стимуляцией секреции сока поджелудочной железой с высоким содержа­нием воды, бикарбоната и низким уровнем ферментов. Одновременно возрастает секре­ция желчи с высоким содержанием воды и гидрокарбоната на фоне активации сокраще­ний желчного пузыря в присутствии холецис­токинина. В тонкой кишке секретин стимули­рует секрецию бруннеровых желез, угнетает моторику, всасывание воды и электролитов, предотвращает дуоденогастральный рефлюкс.

Регуляторы ые пептиды относятся к разным группам.

Желудочный ингибиториый полипептид (ЖИП, глкжагон) синтезируется, депонирует­ся и секретируется А- клетками слизистой оболочки верхнего отдела тонкой кишки, подвздошной и ободочной кишки. Секрецию А-клеток стимулирует всасывание нутриентов из химуса. Желудочный ингибиторный поли­пептид вызывает расслабление нижнего пи­щеводного сфинктера, за счет чего усиливает­ся объем кровотока в кишечнике. В то же время желудочный регуляторный пептид уг­нетает моторику и секрецию соляной кислоты в желудке, особенно в области дна, стимули­рует секрецию в тонкой кишке при одновре­менном замедлении транспорта химуса в же­лудочно-кишечном тракте. Желудочный ин­гибиторный полипептид стимулирует синтез и высвобождение соматостатина в кровь.

Вазоактивный кишечный полипептид (ВИП) синтезируется, депонируется и секре­тируется Н-клетками фундальной и пилори-ческой областей желудка, нейронами цент­ральной и периферической нервной системы. ВИП расслабляет гладкие мышцы верхнего пищеводного сфинктера, угнетает моторику желудка, секрецию соляной кислоты и пепси­на, оказывает секретиноподобный эффект на экзогенный отдел поджелудочной железы, усиливает секрецию воды и электролитов. В тонкой кишке ВИП тормозит всасывание, расслабляет мышцы толстой и прямой кишки с одновременной стимуляцией секреции сли­зи, воды и электролитов железами кишечника на фоне расширения сосудов брюшной по-

желудка, усиливает тоническое напряжение нижнего пищеводного сфинктера и расслаб­ляет пилорический сфинктер.

лости, увеличения объема кровотока в орга­нах желудочно-кишечного тракта. ВИП рас­слабляет гладкие мышцы желчного пузыря и угнетает сокращения, вызываемые холецисто-кинином. Общие эффекты ВИП состоят в стимуляции освобождения соматостатина, инсулина, глюкагона, вазодилатации перифе­рических, чревных, коронарных, экстракра­ниальных и мозговых сосудов, гипотензии, повышении сократимости миокарда (глюка -гоноподобный эффект). ВИП влияет также на функцию дыхательной системы и почек. В дыхательной системе он вызывает вазо- и бронходилатацию, повышает вентиляцию, стимулирует секрецию в бронхах воды, ионов С\~, макромолекул. В почках — диуретичес­кое, натрийуретическое действие, стимуля­цию освобождения ренина юкстагломеруляр-ным аппаратом.

ЖИП и ВИП являются модуляторами ак­тивности моторной и секреторной деятель­ности желудочно-кишечного тракта.

Мотилин синтезируется, депонируется и секретируется ЕС₂-клетками верхних отделов тонкой кишки. Мотилин стимулирует генера­цию перистальтических волн сокращений гладких мышц желудка, тонкой и толстой кишки (приблизительно в 5 раз сильнее, чем ацетилхолин) и усиливает секрецию пепсино-гена без влияния на секрецию соляной кис­лоты.

Другой регуляторный пептид — нейротен-зин — секретируемый эндокринными клетка­ми подвздошной кишки, подавляет секрецию соляной кислоты в желудке, угнетает мотори­ку и задерживает опорожнение желудка. Кроме того, нейротензин стимулирует секре­цию гидрокарбоната поджелудочной железой.

Соматостатин — синтезируется в эндо­кринных D-клетках поджелудочной железы и желудочно-кишечного тракта, в нейронах ги­поталамуса. Соматостатинсодержащие клетки обладают специфической рецепцией для гис-тамина, ацетилхолина, катехоламинов, глю­кагона, ВИП. Через посредство специфичес­ких рецепторов для этих биологически актив­ных веществ, за исключением катехоламинов, D-клетки возбуждаются и секретируют сома­тостатин. Взаимодействие катехоламинов с рецепторами ведет к угнетению секреции со­матостатина D-клетками.

Соматостатин угнетает продукцию гастри­на, тормозит секреторную, моторную актив­ность и всасывательную способность пищева­рительного тракта, особенно тонкой кишки, ослабляет базальную и стимулированную сек­рецию желудка, поджелудочной железы, ин-гибирует моторику желчного пузыря. Через

угнетение продукции и снижение концентра­ции в крови инсулина, глюкагона, сомато-тропного гормона, тиреотропина, пролактина соматостатин оказывает тормозное действие на пролиферацию клеток фундального, ант-рального и других отделов желудка. Сомато­статин усиливает секрецию бомбезина — не-холинергического стимулятора секреции га­стрина и через его посредство поддерживает высокий уровень продукции гастрина на фоне возбуждения интрамуральных ганглиев желу­дочно-кишечного тракта. В ЦНС под воздей­ствием соматостатина снижается уровень цАМФ и повышается содержание цГМФ, что вызывает угнетение зависимых от Са²⁺ про­цессов.

Простагланднны Е, Аи J (простациклин) синтезируются многими типами клеток желу­дочно-кишечного тракта. ПГЕ₂, ПГА₂, ПП₂ усиливают кровоснабжение слизистой обо­лочки желудочно-кишечного тракта, вызыва­ют гиперсекрецию слизи, что способствует формированию мощного слизистого барьера. Одновременно эти виды простагландинов расслабляют гладкие мышцы пилорического сфинктера, тормозят секреторную активность желудка за счет снижения продукции гастри­на. Они стимулируют панкреатическую секре­цию и желчевыделение, секрецию кишечного сока, активируют синтез и выброс инсулина в кровоток.

Интеграция активности вегетативной ин­нервации с продукцией гастроинтестиналь-ных гормонов обеспечивает изменчивость прежде всего защиты желудка и кишечника от воздействия патогенных факторов.

Усиление защитной функции слизистого барьера желудка происходит вслед за интенси­фикацией размножения и увеличения количе­ства поверхностных эпителиоцитов, актива­цией синтеза нейтральных гликопротеинов, появлением сиалогликопротеинов. Это умень­шает диффузию ионов Н⁺ и С1" через слизис­тые слои, усиливает нейтрализацию соляной кислоты гидрокарбонатами, ослабляет поступ­ление в слизь пепсина, уменьшает его деполи-меризуюшее действие на полимерные молеку­лы гликопротеинов в зоне дисульфидных мос­тиков и тем самым ограничивает содержание в слизи гликопротеиновых мономеров. В стиму­ляции защиты определенную роль играют уг­нетение секреции соляной кислоты простаг-ландинами и стимуляция ими секреции гидро­карбоната поджелудочной железой и слизис­тых веществ, а также усиление циркуляции крови в слизистой оболочке желудка.