- •Справочный материал по Физиологии.
- •Глава 22 – Пищеварительная система.
- •Нервная регуляция функций
- •Гуморальная регуляция функций
- •Влияниегормоновнаосновныепроцессывпищеварительномтракте
- •Моторика желудочно-кишечного тракта
- •Моторная функция пищеварительного тракта Жевание
- •Глотание
- •Моторика желудка
- •Нарушения двигательных функций пищеварительного тракта
- •Секреторная функция пищеварительного тракта
- •Секреторная функция желудка
- •Слизисто-бикарбонатный барьер
- •Желудочная секреция
- •Фазы желудочной секреции
- •Регуляция желудочной секреции кишечными факторами
- •Секреторная функция поджелудочной железы
- •Секреция жёлчи
- •Секреторная функция тонкой кишки
- •Переваривание пищи
- •Всасывание в пищеварительном тракте
- •Всасывание в тонкой кишке
- •Нарушения функций толстого кишечника
Секреторная функция желудка
Внешнесекреторная функция желудка направлена на защиту стенки желудка от повреждений (в том числе самопереваривания) и на переваривание пищи. Поверхностныйэпителийслизистой оболочки желудка вырабатывает муцины (слизь) и бикарбонат и выполняет защитную функцию путём формирования слизисто-бикарбонатного барьера, находящегося на поверхности эпителия. Слизистая оболочка в различных отделах желудка содержиткардиальные,фундальныеипилорическиежелезы (рис. 22–4Б). Кардиальные железы вырабатывают преимущественно слизь, фундальные (80% всех желёз желудка) — пепсиноген, соляную кислоту, внутренний факторКасла и некоторое количество слизи; пилорические железы секретируют слизь игастрин.
Слизисто-бикарбонатный барьер
Слизисто–бикарбонатный барьер защищает слизистую оболочку от действия кислоты, пепсина и других потенциальных повреждающих агентов.
Слизьпостоянно секретируется на внутреннюю поверхность стенки желудка.
Бикарбонат(ионы HCO3–), секретируемый поверхностными слизистыми клетками (рис. 22–7,I), имеет нейтрализующее действие.
pH. Слой слизи имеет градиент pH. На поверхности слоя слизи pH равен 2, а в примембранной части более 7.
Н+. Проницаемость плазмолеммы слизистых клеток желудка для Н+различна. Она незначительна в мембране, обращённой в просвет органа (апикальной), и достаточно высока в базальной части. При механическом повреждении слизистой оболочки, при воздействии на неё продуктов окисления, алкоголя, слабых кислот или жёлчи концентрация H+в клетках возрастает, что приводит к их гибели и разрушению барьера.
Рис.22–7.ЖЕЛУДОЧНАЯСЕКРЕЦИЯ.I—.МеханизмсекрецииHCO3—эпителиальнымиклеткамислизистойоболочкижелудкаидвенадцатиперстнойкишки:А— выход HCO3–в обмен на Cl–стимулируют некоторые гормоны (например, глюкагон), и подавляет блокатор транспорта Cl– фуросемид.Б— активный транспорт HCO3–, не зависящий от транспорта Cl–;ВиГ— транспорт HCO3–через мембрану базальной части клетки внутрь клетки и по межклеточным пространствам (зависит от гидростатического давления в подэпителиальной соединительной ткани слизистой оболочки).II—Париетальнаяклетка. Система внутриклеточных канальцев значительно увеличивает площадь поверхности плазматической мембраны. В многочисленных митохондриях вырабатывается АТФ для обеспечения работы ионных насосов плазматической мембраны..III—Париетальнаяклетка:транспортионовисекрецияHCl. Na+,К+‑АТФаза участвует в транспорте K+ внутрь клетки. Cl–входит в клетку в обмен на HCO3–через мембрану боковой поверхности (1), а выходит через апикальную мембрану; 2 — обмен Na+на H+. Одно из важнейших звеньев — выход H+через апикальную мембрану по всей поверхности внутриклеточных канальцев в обмен на K+при помощи H+,К+‑АТФазы..IV—Регуляцииактивностипариетальныхклеток. Стимулирующее влияние гистамина опосредуется через цАМФ, тогда как эффекты ацетилхолина и гастрина — через увеличение притока Са2+в клетку. Простагландины снижают секрецию HCl, ингибируя аденилатциклазу, что приводит к уменьшению уровня внутриклеточного цАМФ. Блокатор H+,K+‑АТФазы (например, омепразол) снижает выработку HCl. ПК — протеинкиназа, активируемая цАМФ; фосфорилирует мембранные белки, усиливая работу ионных насосов. [11].
Регуляция. Секрецию бикарбоната и слизиусиливаютглюкагон, простагландин Е,гастрин, эпидермальный фактор роста. Для предупреждения повреждения и для восстановления повреждённого барьера применяют антисекреторные агенты (например, блокаторы гистаминовых рецепторов), простагландины, гастрин, аналоги сахаров (например, сукральфат).
Разрушениебарьера. При неблагоприятных условиях барьер разрушается в течение нескольких минут, происходят гибель клеток эпителия, отёк и кровоизлияния в собственном слое слизистой оболочки. Известны факторы, неблагоприятные для поддержания барьера:нестероидные противовоспалительные препараты (например, аспирин, индометацин);этанол,соли жёлчных кислот,Helicobacterpylori— грамотрицательная бактерия, выживающая в кислой среде желудка.H.pyloriпоражает поверхностный эпителий желудка и разрушает барьер, способствуя развитию гастрита и язвенного дефекта стенки желудка. Этот микроорганизм выделяют у 70% больных язвенной болезнью желудка и 90% больных язвой двенадцатиперстной кишки или антральным гастритом.
Регенерацияэпителия, формирующего слой бикарбонатной слизи, происходит за счёт стволовых клеток, расположенных на дне желудочных ямок; время обновления клеток — около 3 суток. Стимуляторы регенерации:гастрин из эндокринных клеток желудка,гастрин-рилизинг гормон из эндокринных клеток и окончаний волокон блуждающего нерва,эпидермальный фактор роста, поступающий из слюнных, пилорических желёз, желёз двенадцатиперстной кишки и других источников.
Слизь. Помимо поверхностных клеток слизистой оболочки желудка, слизь секретируют клетки практически всех желёз желудка.
Пепсиноген. Главные клетки фундальных желёз синтезирует и секретирует предшественники пепсина (пепсиноген), а также небольшое количество липазы и амилазы. Пепсиноген не обладает пищеварительной активностью. Под влиянием соляной кислоты и особенно ранее образованного пепсина пепсиноген превращается в активный пепсин. Пепсин — протеолитический фермент, активный в кислой среде (оптимум pH от 1,8 до 3,5). При pH около 5 он практически не имеет протеолитической активности и за короткое время полностью инактивируется.
Внутренний фактор. Для всасывания витамина B12в кишечнике необходим (внутренний) факторКасла, синтезируемый париетальными клетками желудка. Фактор связывает витамин B12и защищает его от разрушения ферментами. Комплекс внутреннего фактора с витамином B12в присутствии ионов Ca2+взаимодействует с рецепторами эпителиальной клетки дистального отдела подвздошной кишки. При этом витамин B12поступает в клетку, а внутренний фактор высвобождается. Отсутствие внутреннего фактора приводит к развитию анемии.
Соляная кислота
Соляную кислоту (HCl) вырабатывают париетальные клетки, имеющие мощную систему внутриклеточных канальцев (рис. 22–7,II), существенно увеличивающих секреторную поверхность. Клеточная мембрана, обращённая в просвет канальцев, содержит протонныйнасос(H+,K+-ATФaза), выкачивающий из клетки Н+в обмен на К+.Хлорно–бикарбонатныйанионообменниквстроен в мембрану боковой и базальной поверхности клеток: Cl–входит в клетку в обмен на HCO3–через этот анионообменник и выходит в просвет канальцев. Таким образом, в просвете канальцев оказываются оба компонента соляной кислоты: и Cl–, и H+. Все остальные молекулярные компоненты (ферменты, ионные насосы, трансмембранные переносчики) направлены на сохранение ионного баланса внутри клетки, прежде всего — на поддержание внутриклеточного pH.
Таким образом, механизм образования соляной кислоты (рис. 22–7,II) складывается из следующих этапов.
Ионы хлора активно транспортируются из цитоплазмы обкладочных клеток в просвет внутриклеточных канальцев, а ионы натрия переносятся наружу. Эти два эффекта создают в канальцах потенциал (от –40 до –70 мВ), приводящий к диффузии большого количества ионов калия и некоторого количества ионов натрия внутрь канальцев.
В цитоплазме клетки вода диссоциирует на водородные и гидроксильные ионы. Водородные ионы посредством активного транспорта секретируются внутрь канальцев в обмен на ионы калия. Этот процесс катализирует H+, K+‑АТФаза. В результате ионы калия и натрия, которые диффундировали внутрь канальцев, реабсорбируются в цитоплазму клеток, а ионы водорода занимают их место в канальцах, создавая там раствор концентрированной соляной кислоты, который через секреторные канальцы поступает наружу, т.е. на поверхность эпителия желудка.
Вода проходит внутрь канальцев под воздействием осмоса. В результате секрет канальцев содержит соляную кислоту в концентрации 150–160 ммоль/л, хлорид калия в концентрации 15 ммоль/л и небольшое количество хлорида натрия.
На заключительным этапе углекислота, образующаяся в ходе метаболизма клетки, под влиянием карбоангидразы соединяется с гидроксильными ионами, образуя бикарбонатные ионы. Бикарбонатные ионы диффундируют из цитоплазмы во внеклеточную жидкость в обмен на ионы хлора, входящие в клетку и в дальнейшем секретируемые в канальцы париетальных клеток.
Впокоеклетка секретирует хлор.
Пристимуляцииусиливается работа Н+,К+‑АТФазы, в результате чего возрастает транспорт Н+из клетки. Одновременно в 2–3 раза увеличивается транспорт Cl–в обмен на HCO3–. В итоге внутриклеточный pH остаётся неизменным. Стимуляция обкладочных клеток вызывает выделение кислого раствора, изотоничного внеклеточной жидкости, содержащего 160 ммоль/л соляной кислоты с величиной pH раствора около 0,8. Содержание водородных ионов в этом растворе в 3 млн раз выше, чем в артериальной крови.
Регуляциясекрециисолянойкислотыпредставлена на рис. 22–7,IV. Париетальная клетка активируется через м‑холинорецепторы (блокатор — атропин), Н2-рецепторы гистамина (блокатор — циметидин) и рецепторы гастрина (блокатор — проглюмид). Указанные блокаторы или их аналоги, а также ваготомия используются для подавления секреции соляной кислоты. Существует ещё один способ понизить выработку соляной кислоты — блокада Н+,К+‑АТФазы.