Что секретируют клетки слизистой оболочки тонкого кишечника. Тонкая кишка (тонкий кишечник)

Краткий обзор функционирования пищеварительной системы

Пищевые продукты, которые мы потребляем, не могут быть усвоены в таком виде. Для начала пища должна быть обработана механически, переведена в водный раствор и расщеплена химически. Неиспользованные остатки необходимо выводить из организма. Поскольку наш желудочно-кишечный тракт состоит из тех же составляющих, что и пища, то его внутренняя поверхность должна быть защищена от воздействия пищеварительных ферментов. Так как мы принимаем пищу чаще, чем она переваривается и продукты расщепления абсорбируются, а кроме того выведение шлаков осуществляется один раз в день, в желудочно-кишечном тракте должна быть предусмотрена возможность для хранения пищи в течение определенного времени. Координация всех этих процессов осуществляется в первую очередь: (1) автономной или гастроэнтеральной (внутренней) нервной системой (нервные сплетения желудочно-кишечного тракта); (2) приходящими извне нервами вегетативной нервной системы и висцеральными афферентами, а также (3) многочисленными гормонами желудочно-кишечного тракта.

Наконец, тонкий эпителий пищеварительной трубки представляет собой гигантские ворота, через которые в организм могут проникать возбудители болезней. Существует целый ряд специфических и неспецифических механизмов защиты этой границы между внешней средой и внутренним миром организма.

В желудочно-кишечном тракте жидкая внутренняя среда организма и внешняя среда отделены друг от друга лишь очень тонким (20-40 мкм), но огромным по площади слоем эпителия (около 10 м 2), через который могут всасываться необходимые для организма вещества.

Желудочно-кишечный тракт состоит из следующих отделов: рот, глотка, пищевод, желудок, тонкий кишечник, толстый кишечник, прямая кишка и анус. К ним присоединены многочисленные экзокринные железы: слюнные железы

ротовой полости, железы Эбнера, желудочные железы, поджелудочная железа, желчная система печени и крипты тонкого и толстого кишечника.

Моторная активность включает жевание во рту, глотание (глотка и пищевод), размельчение и перемешивание пищи с желудочным соком в дистальном отделе желудка, перемешивание (рот, желудок, тонкий кишечник) с пищеварительными соками, перемещение во всех частях желудочнокишечного тракта и временное хранение (проксимальный отдел желудка, слепая кишка, восходящая часть ободочной кишки, прямая кишка). Время прохождения пищи по каждому из участков желудочно-кишечного тракта представлено на рис. 10-1. Секреция происходит по всей длине пищеварительного тракта. С одной стороны, секреты служат смазывающими и защитными пленками, а с другой стороны, содержат ферменты и другие вещества, обеспечивающие переваривание. Секреция подразумевает транспорт солей и воды из интерстициума в просвет желудочно-кишечного тракта, а также синтез белков в секреторных клетках эпителия и их транспорт через апикальную (люминальную) плазматическую мембрану в просвет пищеварительной трубки. Хотя секреция и может происходить спонтанно, большая часть железистой ткани находится под контролем нервной системы и гормонов.

Переваривание (ферментативный гидролиз белков, жиров и углеводов), происходящее во рту, желудке и тонком кишечнике является одной из основных функций пищеварительного тракта. В его основе лежит работа ферментов.

Реабсорбция (или в русском варианте всасывание) подразумевает транспорт солей, воды и органических веществ (например, глюкозы и аминокислот из просвета желудочно-кишечного тракта в кровь). В отличие от секреции, размеры реабсорбции определяются, скорее, предложением реабсорбируемых веществ. Реабсорбция ограничена определенными участками пищеварительного тракта: тонкий кишечник (питательные вещества, ионы и вода) и толстый кишечник (ионы и вода).

Рис. 10-1. Желудочно-кишечный тракт: общая схема строения и время прохождения пищи.

Пища обрабатывается механически, перемешивается с пищеварительными соками и расщепляется химически. Продукты расщепления, а также вода, электролиты, витамины и микроэлементы реабсорбируются. Железы выделяют слизь, ферменты, ионы H + и HCO 3 - . Печень поставляет желчь, необходимую для переваривания жиров, а также содержит продукты, подлежащие выведению из организма. Во всех отделах желудочно-кишечного тракта происходит продвижение содержимого в проксимально-дистальном направлении, при этом промежуточные места хранения делают возможным дискретный прием пищи и опорожнение кишечного тракта. Время опорожнения имеет индивидуальные особенности и зависит прежде всего от состава пищи

Функции и состав слюны

Слюна образуется в трех больших парных слюнных железах: околоушных (Glandula parotis), подчелюстных (Glandula submandibularis) и подъязычных (Glandula sublingualis). Кроме того, желез, продуцирующих слизь, много в слизистых оболочках щек, нёба и глотки. Серозную жидкость выделяют также железы Эбнера, расположенные в основании языка.

В первую очередь слюна необходима для ощущения вкусовых стимулов, для сосания (у новорожденных), для гигиены полости рта и для смачивания твердых кусков пищи (при подготовке их к проглатыванию). Пищеварительные ферменты слюны необходимы, кроме того, для удаления остатков пищи из полости рта.

Функции слюны человека следующие: (1) растворитель для питательных веществ, которые лишь в растворенном виде могут быть восприняты вкусовыми рецепторами. Кроме того, слюна содержит муцины - смазывающие вещества, - которые облегчают пережевывание и проглатывание твердых частиц пищи. (2) Увлажняет ротовую полость и препятствует распространению возбудителей инфекций, за счет содержания лизоцима, пероксидазы и иммуноглобулина A (IgA), т.е. веществ, обладающих неспецифическими или, в случает с IgA, специфическими антибактериальными и противовирусными свойствами. (3) Содержит пищеварительные ферменты. (4) Содержит различные факторы роста, такие как NGF (nerve growth factor) и EGF (epidermal growth factor). (5) Младенцам слюна необходима для плотного присасывания губ к соску.

Она имеет слегка щелочную реакцию. Осмоляльность слюны зависит от скорости протекания слюны по протокам слюнных желез (рис. 10-2 А).

Слюна образуется в два этапа (рис. 10-2 Б). Сначала дольки слюнных желез производят изотоничную первичную слюну, которая вторично модифицируется во время прохождения по выводящим протокам железы. Na + и Cl - реабсорбируются, а K+ и бикарбонат секретируются. Обычно реабсорбируется больше ионов, чем выделяется, поэтому слюна становится гипотоничной.

Первичная слюна возникает в результате секреции. В большинстве слюнных желез белок-переносчик, обеспечивающий перенос в клетку Na+-K+-2Cl - (котранспорт), встроен в базолатеральную мемб-

рану клеток ацинуса. С помощью данного белкапереносчика обеспечивается вторично-активное накопление в клетке ионов Cl - , которые затем пассивно выходят в просвет протоков железы.

На втором этапе в выводящих протоках из слюны реабсорбируются Na+ и Cl - . Поскольку эпителий протока сравнительно непроницаем для воды, слюна в нем становится гипотоничной. Одновременно (небольшие количества) K+ и HCO 3 - выделяются эпителием протока в его просвет. По сравнению с плазмой крови слюна бедна ионами Na+ и Cl - , но богата ионами K + и HCO 3 - . При большой скорости течения слюны транспортные механизмы выводящих протоков не справляются с нагрузкой, поэтому концентрация K + падает, а NaCl - возрастает (рис. 10-2). Концентрация HCO 3 - практически не зависит от скорости течения слюны по протокам желез.

Ферменты слюны - (1) α-амилаза (называемая также птиалин). Этот фермент выделяется почти исключительно околоушной слюнной железой. (2) Неспецифические липазы, которые выделяются железами Эбнера, расположенными в основании языка, особенно важны для младенца, поскольку они могут переваривать жир молока уже в желудке благодаря ферменту слюны, проглоченному одновременно с молоком.

Выделение слюны регулируется исключительно ЦНС. Стимуляция ее обеспечивается рефлекторно под влиянием запаха и вкуса пищи. Все большие слюнные железы человека иннервируются как симпатической, так и парасимпатической нервной системой. В зависимости от количеств медиаторов, ацетилхолина (M 1 -холинорецепторы) и норадреналина (β 2 -адренорецепторы), состав слюны меняется вблизи клеток ацинуса. У человека симпатические волокна вызывают секрецию более тягучей слюны, бедной водой, чем при стимуляции парасимпатической системы. Физиологический смысл такой двойной иннервации, а также различия в составе слюны пока не известны. Ацетилхолин кроме того вызывает (через M 3 -холинорецепторы) сокращение миоэпителиальных клеток вокруг ацинуса (рис. 10-2 В), в результате чего содержимое ацинуса выдавливается в проток железы. Также ацетилхолин способствует образованию калликреинов, которые высвобождают брадикинин из кининогена плазмы крови. Брадикинин обладает сосудорасширяющим действием. Расширение сосудов усиливает выделение слюны.

Рис. 10-2. Слюна и ее образование.

А - осмоляльность и состав слюны зависят от скорости тока слюны. Б - два этапа образования слюны. В - миоэпителиальные клетки в слюнной железе. Можно предположить, что миоэпителиальные клетки предохраняют дольки от расширения и разрыва, которые могут быть вызнаны высоким давлением в них в результате секреции. В системе протока они могут выполнять функцию, направленную на сокращение или на расширение просвета протока

Желудок

Стенка желудка, показанная на его срезе (рис. 10-3 Б) образована четырьмя оболочками: слизистой, подслизистой, мышечной, серозной. Слизистая оболочка образует продольные складки и состоит из трех слоев: эпителиального слоя, собственной пластинки, мышечной пластинки. Рассмотрим все оболочки и слои.

Эпителиальный слой слизистой оболочки представлен однослойным цилиндрическим железистым эпителием. Он образован железистыми эпителиоцитами - мукоцитами, секретирующими слизь. Слизь формирует непрерывный слой толщиной до 0,5 мкм, являясь важным фактором защиты слизистой желудка.

Собственная пластинка слизистой оболочки образована рыхлой волокнистой соединительной тканью. В ней находятся мелкие кровеносные и лимфатические сосуды, нервные стволы, лимфоидные узлы. Основными структурами собственной пластинки являются железы.

Мышечная пластинка слизистой оболочки состоит из трех слоев гладкой мышечной ткани: внутреннего и наружного циркулярных; среднего продольного.

Подслизистая оболочка образована рыхлой волокнистой неоформленной соединительной тканью, содержит артериальное и венозное сплетения, ганглии подслизистого нервного сплетения Мейснера. В некоторых случаях здесь могут располагаться крупные лимфоидные фолликулы.

Мышечная оболочка образована тремя слоями гладкой мышечной ткани: внутренний косой, средний циркулярный, наружный продольный. В пилорическом отделе желудка циркулярный слой достигает максимального развития, формируя пилорический сфинктер.

Серозная оболочка образована двумя слоями: слоем рыхлой волокнистой неоформленной соединительной ткани и лежащим на нем мезотелием.

Все железы желудка, которые являются основными структурами собственной пластинки - простые трубчатые железы. Они открываются в желудочные ямки и состоят из трех частей: дна, тела и шейки (рис. 10-3 В). В зависимости от локализации железы делятся на кардиальные, главные (или фундальные) и пилоричекие. Строение и клеточный состав этих желез неодинаковы. В количественном отношении преобладают главные железы. Они являются наиболее слаборазветвленными из всех желез желудка. На рис. 10-3 В представлена простая трубчатая железа тела желудка. Клеточный состав этих желез включает (1) поверхностные эпителиальные клетки, (2) слизистые клетки шейки железы (или добавочные), (3) регенеративные клетки,

(4)париетальные клетки (или обкладочные клетки),

(5)главные клетки и (6) эндокринные клетки. Таким образом, основная поверхность желудка покрыта однослойным высокопризматическим эпителием, который прерывается многочисленными ямками - местами выхода протоков желез желудка (рис. 10-3 Б).

Артерии, проходят через серозную и мышечную оболочки, отдавая им мелкие ветви, распадающиеся до капилляров. Основные стволы образуют сплетения. Самое мощное сплетение - подслизистое. От него отходят мелкие артерии в собственную пластинку, где образуют слизистое сплетение. От последнего отходят капилляры, оплетающие железы и питающие покровный эпителий. Капилляры сливаются в крупные звездчатые вены. Вены образуют сплетение слизистой оболочки, а затем подслизистое венозное сплетение

(рис. 10-3 Б).

Лимфатическая система желудка берет начало от слепо начинающихся прямо под эпителием и вокруг желез лимфокапилляров слизистой оболочки. Капилляры сливаются в подслизистое лимфатическое сплетение. Отходящие от него лимфатические сосуды проходят мышечную оболочку, принимая в себя сосуды из лежащих между мышечными слоями сплетений.

Рис. 10-3. Анатомические и функциональные отделы желудка.

А - функционально желудок разделяют на проксимальный отдел (тоническое сокращение: функция хранения пищи) и дистальный отдел (функция перемешивания и переработки). Перистальтические волны дистального отдела желудка начинаются в области желудка, содержащей клетки гладкой мускулатуры, мембранный потенциал которых колеблется с наибольшей частотой. Клетки этой области являются водителями ритма желудка. Схема анатомического строения желудка, к которому подходит пищевод, представлена на рис. 10-3 А. Желудок включает в себя несколько отделов - кардиальный отдел желудка, дно желудка, тело желудка с пейсмейкерной зоной, антральный отдел желудка, привратник. Далее начинается двенадцатиперстная кишка. Желудок можно также разделить на проксимальный отдел желудка и дистальный отдел желудка. Б - разрез стенки желудка. В - трубчатая железа тела желудка

Клетки трубчатой железы желудка

На рис. 10-4 Б показана трубчатая железа тела желудка, а на вставке (рис. 10-4 А) вынесены ее слои, обозначенные на панели. Рис. 10-4 Б демонстрирует клетки, входящие в состав простой трубчатой железы тела желудка. Среди этих клеток мы уделяем внимание основным, играющим выраженную роль в физиологии желудка. Это, прежде всего, париетальные клетки, или обкладочные клетки (рис. 10-4 В). Основная роль этих клеток - выделение соляной кислоты.

Активированные обкладочные клетки выделяют большие количества изотоничной жидкости, которая содержит соляную кислоту в концентрации до 150 ммоль; активация сопровождается выраженными морфологическими изменениями обкладочных клеток (рис. 10-4 В). Слабо активированная клетка обладает сетью узких, разветвленных канальцев (диаметр просвета - около 1 мкм), которые открываются в просвет железы. Кроме того, в слое цитоплазмы, граничащем с просветом канальца, наблюдается большое количество тубуловезикул. В мембрану тубуловезикул встроены K + /H + -ATФаза и ионные K + - и Cl - - каналы. При сильной активации клетки тубуловезикулы встраиваются в мембрану канальцев. Таким образом значительно увеличивается поверхность мембраны канальцев и в нее встраиваются необходимые для секреции HCl транспортные белки (K + /H + -ATФаза) и ионные каналы для K + и Cl - (рис. 10-4 Г). При снижении уровня активации клетки тубуловезикулярная мембрана отщепляется от мембраны канальца и сохраняется в везикулах.

Механизм HCl-секреции сам по себе необычен (рис. 10-4 Г), поскольку он осуществляется H + -(и K +)-транспортирующей ATФазой в люминальной (канальцевой) мембране, а не так как это часто встречается во всем организме - с помощью Na + /K + -ATФазы базолатеральной мембраны. Na + /K + -ATФаза обкладочных клеток обеспечивает постоянство внутренней среды клетки: в частности, способствует клеточному накоплению K + .

Соляная кислота нейтрализуется, так называемыми, антацидами. Кроме того секреция HCl может затормаживаться за счет блокады ранитидином H 2 -рецепторов (Histamine 2 -receptors) обкладочных клеток или торможения активности H + /K + -ATФазы омепразолом.

Главные клетки выделяют эндопептидазы. Пепсин - протеолитический фермент - выделяется главными клетками желез желудка человека в неактивной форме (пепсиноген). Активация пепсиногена осуществляется аутокаталитически: вначале от молекулы пепсиногена в присутствии соляной кислоты (pH<3) отщепляется пептидная цепочка длиной около 45 аминокислот и образуется активный пепсин, который способствует активации других молекул. Активация пепсиногена поддерживает стимуляцию обкладочных клеток, выделяющих HCl. Встречающийся в желудочном соке маленького ребенка гастриксин (= пепсин C) соответствует лабферменту (химозин, реннин) теленка. Он расщепляет определенную молекулярную связь между фенилаланином и метионинон (Phe-Met-связь) в казеиногене (растворимый белок молока), благодаря чему этот белок превращается в нерастворимый, но лучше перевариваемый казеин («свертывание» молока).

Рис. 10-4. Клеточное строение простой трубчатой железы тела желудка и функции основных клеток, определяющих ее строение.

А - трубчатая железа тела желудка. Обычно 5-7 таких желез вливается в ямку на поверхности слизистой оболочки желудка. Б - клетки, входящие в состав простой трубчатой железы тела желудка. В - обкладочные клетки в покое (1) и при активации (2). Г - секреция HCl обкладочными клетками. В секреции HCl можно обнаружить два компонента: первый компонент (не подвержен стимуляции) связан с активностью Na + /К+-АТФазы, локализованной в базолатеральной мембране; второй компонент (подвержен стимуляции) обеспечивается Н + /К + -АТФазой. 1. Na + /К + -АТФаза поддерживает в клетке высокую концентрацию ионов К + , которые могут выходить из клетки через каналы в полость желудка. Одновременно Na + /К + -АТФаза способствует выведению Na + из клетки, который накапливается в клетке в результате работы белка-переносчика, обеспечивающего по механизму вторичного активного транспорта обмен Na + /H + (антипорт). На каждый выведенный ион Н + в клетке остается один OH-ион, который взаимодействует с CO 2 с образованием HCO 3 - . Катализатором этой реакции является карбоангидраза. HCO 3 - выходит из клетки через базолатеральную мембрану в обмен на Cl - , который затем секретируется в полость желудка (через Cl - -каналы апикальной мембраны). 2. На люминальной мембране H + / К + -АТФаза обеспечивает обмен ионов К + на ионы H + , которые выходят в полость желудка, которая обогащается HCl. На каждый выделенный ион H + и в данном случае с противоположной стороны (через базолатеральную мембрану) клетку покидает один анион HCO 3 - . Ионы К+ накапливаются в клетке, выходят в полость желудка через К + -каналы апикальной мембры и затем снова попадают в клетку в результате работы Н + /К + -АТФазы (циркуляция К + через апикальную мембрану)

Защита от самопереваривания стенки желудка

Целостности эпителия желудка прежде всего угрожает протеолитическое действие пепсина в присутствии соляной кислоты. От такого самопереваривания желудок защищает толстый слой тягучей слизи, которая выделяется эпителием стенки желудка, добавочными клетками желез дна и тела желудка, а также кардиальными и пилорическими железами (рис. 10-5 А). Хотя пепсин и может расщеплять муцины слизи в присутствии соляной кислоты, большей частью это ограничивается самым верхним слоем слизи, поскольку более глубокие слои содержат бикарбонат, кото-

рый выделяется клетками эпителия и способствует нейтрализации соляной кислоты. Таким образом, через слой слизи существует Н + -градиент: от более кислого в полости желудка до щелочного на поверхности эпителия (рис. 10-5 Б).

Повреждение эпителия желудка необязательно ведет к серьезным последствиям при условии, что дефект будет быстро устранен. В действительности, такие повреждения эпителия встречаются достаточно часто; однако они быстро устраняются за счет того, что соседние клетки распластываются, мигрируют в боковом направлении и закрывают дефект. Вслед за этим встраиваются новые клетки, образующиеся в результате митотического деления.

Рис. 10-5. Самозащита стенки желудка от переваривания благодаря секреции слизи и бикарбоната

Структура стенки тонкой кишки

Тонкий кишечник состоит из трех отделов - двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишок.

Стенка тонких кишок состоит из различных слоев (рис. 10-6). В целом, снаружи под серозной оболочкой проходит внешняя мышечная оболочка, которая состоит из наружного продольного мышечного слоя и внутреннего кольцевого мышечного слоя, и самым внутренним является мышечная пластинка слизистой оболочки, которая отделяет субмукозный слой от мукозного. пучки gap junctions)

Мышцы внешнего слоя продольной мускулатуры обеспечивают сокращение стенки кишечника. В результате стенка кишечника смещается относительно химуса (пищевой кашицы), что способствует лучшему перемешиванию химуса с пищеварительными соками. Кольцевая мускулатура сужает просвет кишечника, а мышечная пластинка слизистой оболочки (Lamina muscularis mucosae) обеспечивает движение ворсинок. Нервную систему желудочнокишечного тракта (гастроэнтеральную нервную систему) образуют два нервных сплетения: межмышечное нервное сплетение и подслизистое нервное сплетение. ЦНС способна оказывать влияние на работу нервной системы желудочно-кишечного тракта через симпатические и парасимпатические нервы, которые подходят к нервным сплетениям пищевой трубки. В нервных сплетениях начинаются афферентные висцеральные волокна, которые

передают нервные импульсы в ЦНС. (Подобное устройство стенки наблюдается также в пищеводе, желудке, толстом кишечнике и прямой кишке). Для ускорения реабсорбции поверхность слизистой оболочки тонкого кишечника увеличена за счет складок, ворсинок и щеточной каемки.

Внутренняя поверхность тонкой кишки имеет характерный рельеф благодаря наличию ряда образований - циркулярных складок Керкринга, ворсинок и крипт (кишечные железы Либеркюна). Эти структуры увеличивают общую поверхность тонкого кишечника, что способствует выполнению его основных функций пищеварения. Кишечные ворсинки и крипты являются основными структурно-функциональными единицами слизистой оболочки тонкого кишечника.

Слизистая (или мукозная оболочка) состоит из трех слоев - эпителиального, собственной пластинки и мышечной пластинки слизистой оболочки (рис. 10-6 А). Эпителиальный слой представлен однослойным цилиндрическим каемчатым эпителием. В ворсинках и криптах он представлен разными видами клеток. Эпителий ворсинок составлен четырьмя типами клеток - главными клетками, бокаловидными клетками, эндокринными клетками и клетками Панета. Эпителий крипт - пять видов

(рис. 10-6 В, Г).

У каемчатых энтероцитов

Бокаловидные энтероциты

Рис. 10-6. Строение стенки тонкого кишечника.

А - строение двенадцатиперстной кишки. Б - строение большого сосочка двенадцатиперстной кишки:

1. Большой сосочек двенадцатиперстной кишки. 2. Ампула протока. 3. Сфинктеры протоков. 4. Панкреатический проток. 5. Общий желчный проток. В - строение различных отделов тонкой кишки: 6. Железы двенадцатиперстной кишки (Бруннеровы железы). 7. Серозная оболочка. 8. Наружный продольный и внутренний круговой слои мышечной оболочки. 9. Подслизистая основа. 10. Слизистая оболочка.

11. Собственная пластинка слизистой оболочки с гладкими мышечными клетками. 12. Групповые лимфоидные узелки (лимфоидные бляшки, Пейеровы бляшки). 13. Ворсинки. 14. Складки. Г - строение стенки тонкой кишки: 15. Ворсинки. 16. Круговая складка. Д - ворсинки и крипты слизистой оболочки тонкой кишки: 17. Слизистая оболочка. 18. Собственная пластинка слизистой оболочки с гладкими мышечными клетками. 19. Подслизистая основа. 20. Наружный продольный и внутренний круговой слои мышечной оболочки. 21. Серозная оболочка. 22. Ворсинки. 23. Центральный млечный синус. 24. Одиночный лимфоидный узелок. 25. Кишечная железа (Либеркюнова железа). 26. Лимфатический сосуд. 27. Подслизистое нервное сплетение. 28. Внутренний круговой слой мышечной оболочки. 29. Мышечное нервное сплетение. 30. Наружный продольный слой мышечной оболочки. 31. Артерия (красного цвета) и вена (синего цвета) подслизистого слоя

Функциональная морфология слизистой оболочки тонкого кишечника

Три отдела тонкой кишки имеют следующие различия: у двенадцатиперстной кишки имеются большие сосочки - дуоденальные железы, различна высота ворсинок, которая нарастает от двенадцатиперстной кишки к подвздошной, различна их ширина (более широкие - в двенадцатиперстной кишке), и количество (наибольшее количество в двенадцатиперстной кишке). Эти отличия показаны на рис. 10-7 Б. Далее, в подвздошной кишке находятся групповые лимфоидные фолликулы (пейеровы бляшки). Но они иногда могут обнаруживаться и в двенадцатиперстной кишке.

Ворсинки - пальцевидные выпячивания слизистой оболочки в просвет кишечника. Они содержат кровеносные и лимфатические капилляры. Ворсинки способны активно сокращаться за счет компонентов мышечной пластинки. Это способствует всасыванию химуса (насосная функция ворсинки).

Складки Керкринга (рис. 10-7 Г) образуются за счет выпячивания слизистой и подслизистой оболочек в просвет кишки.

Крипты - это углубления эпителия в собственную пластинку слизистой. Их часто расценивают как железы (железы Либеркюна) (рис. 10-7 В).

Тонкий кишечник является главным местом переваривания и реабсорбции. Большинство встречающихся в просвете кишечника ферментов синтезируется в поджелудочной железе. Сам тонкий кишечник выделяет около 3 л богатой муцинами жидкости.

Для слизистой кишечника характерно наличие кишечных ворсинок (Villi intestinalis), которые увеличивают поверхность слизистой оболочки в 7-14 раз. Эпителий ворсинок переходит в секреторные крипты Либеркюна. Крипты лежат у основания ворсинок и открываются в направлении просвета кишечника. Наконец, каждая эпителиальная клетка на апикальной мембране несет щеточную каемку (микроворсинки), кото-

рая увеличивает поверхность слизистой оболочки кишечника в 15-40 раз.

Митотическое деление происходит в глубине крипт; дочерние клетки мигрируют к вершине ворсинки. Все клетки, за исключением клеток Панета (обеспечивающих антибактериальную защиту), принимают участие в этой миграции. Весь эпителий полностью обновляется в течении 5-6 дней.

Эпителий тонкого кишечника покрыт слоем гелеобразной слизи, которая образуется бокаловидными клетками крипт и ворсинок. Когда открывается сфинктер привратника, выход химуса в двенадцатиперстную кишку запускает повышенную секрецию слизи железами Бруннера. Переход химуса в двенадцатиперстную кишку вызывает выделение в кровь гормонов секретина и холецистокинина. Секретин запускает в эпителии протока поджелудочной железы секрецию щелочного сока, что необходимо также для защиты слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки от агрессивного сока желудка.

Около 95% эпителия ворсинок заняты столбообразными главными клетками. Хотя их главной задачей является реабсорбция, они представляют собой важнейшие источники пищеварительных ферментов, которые локализованы либо в цитоплазме (амино- и дипептидазы) или в мембране щеточной каемки: лактаза, сахараза-изомальтаза, амино- и эндопептидазы. Эти ферменты щеточной каемки являются интегральными белками мембраны, причем часть их полипептидной цепочки вместе с каталитическим центром направлена в просвет кишечника, поэтому ферменты могут подвергать гидролизу вещества в полости пищеварительной трубки. Их секреция в просвет в данном случае оказывается не нужной (пристеночное пищеварение). Цитозольные ферменты эпителиальных клеток принимают участие в процессах переваривания, когда они расщепляют реабсорбированные клеткой белки (внутриклеточное пищеварение), или когда содержащие их клетки эпителия гибнут, отторгаются в просвет и там разрушаются, выделяя ферменты (полостное пищеварение).

Рис. 10-7. Гистология различных отделов тонкой кишки - двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишок.

А - ворсинки и крипты слизистой оболочки тонкой кишки: 1. Слизистая оболочка. 2. Собственная пластинка слизистой оболочки с гладкими мышечными клетками. 3. Подслизистая основа. 4. Наружный продольный и внутренний круговой слои мышечной оболочки. 5. Серозная оболочка. 6. Ворсинки. 7. Центральный млечный синус. 8. Одиночный лимфоидный узелок. 9. Кишечная железа (Либеркюнова железа). 10. Лимфатический сосуд. 11. Подслизистое нервное сплетение. 12. Внутренний круговой слой мышечной оболочки. 13. Мышечное нервное сплетение. 14. Наружный продольный слой мышечной оболочки.

15. Артерия (красного цвета) и вена (синего цвета) подслизистого слоя. Б, В - строение ворсинки:

16. Бокаловидная клетка (одноклеточная железа). 17. Клетки призматического эпителия. 18. Нервное волокно. 19. Центральный млечный синус. 20. Микрогемациркуляторное русло ворсинки, сеть кровеносных капилляров. 21. Собственная пластинка слизистой оболочки. 22. Лимфатический сосуд. 23. Венула. 24. Артериола

Тонкая кишка

Слизистая (или мукозная оболочка) состоит из трех слоев - эпителиального, собственной пластинки и мышечной пластинки слизистой оболочки (рис. 10-8). Эпителиальный слой представлен однослойным цилиндрическим каемчатым эпителием. Эпителий содержит пять основных популяций клеток: столбчатые эпителиоциты, бокаловидные экзокриноциты, клетки Панета, или экзокриноциты с ацидофильными гранулами, эндокриноциты или К-клетки (клетки Кульчицкого), а также M-клетки (с микроскладками), являющиеся модификацией столбчатых эпителиоцитов.

Эпителием покрыты ворсинки и соседствующие с ними крипты. Он большей частью состоит из реабсорбирующих клеток, которые на люминальной мембране несут щеточную каемку. Между ними разбросаны бокаловидные клетки, образующие слизь, а также клетки Панета и различные эндокринные клетки. Клетки эпителия образуются в результате деления эпителия крипт,

откуда они мигрируют 1-2 дня в направлении кончика ворсинки и там отторгаются.

В ворсинках и криптах он представлен разными видами клеток. Эпителий ворсинок составлен четырьмя типами клеток - главными клетками, бокаловидными клетками, эндокринными клетками и клетками Панета. Эпителий крипт - пять видов.

Основной вид клеток эпителия ворсинок - каемчатые энтероциты. У каемчатых энтероцитов

эпителия ворсинок мембрана формирует микроворсинки, покрытые гликокаликсом, а он адсорбирует ферменты, участвующие в пристеночном пищеварении. За счет микроворсинок поверхность всасывания увеличивается в 40 раз.

М-клетки (клетки с микроскладками) являются разновидностью энтероцитов.

Бокаловидные энтероциты эпителия ворсинок - одноклеточные слизистые железы. Они вырабатывают углеводно-протеидные комплексы - муцины, выполняющие защитную функцию и способствующие продвижению компонентов пищи в кишечнике.

Рис. 10-8. Морфогистологическое строение ворсинки и крипты тонкого кишечника

Толстая кишка

Толстая кишка состоит из слизистой, подслизистой, мышечной и серозной оболочек.

Слизистая оболочка формирует рельеф толстой кишки - складки и крипты. Ворсинки в толстой кишке отсутствуют. Эпителий слизистой оболочки однослойный цилиндрический каемчатый, и содержит те же клетки, что и эпителий крипт тонкой кишки - каемчатые, бокаловидные эндокринные, бескаемчатые, клетки Панета (рис. 10-9).

Подслизистая оболочка образована рыхлой волокнистой соединительной тканью.

Мышечная оболочка имеет два слоя. Внутренний циркулярный слой и наружный продольный слой. Продольный слой не сплошной, а образует

три продольные ленты. Они короче кишки и поэтому кишка собрана в «гармошку».

Серозная оболочка состоит из рыхлой волокнистой соединительной ткани и мезотелия и имеет выпячивания, содержащие жировую ткань.

Основные отличия стенки толстой кишки (рис. 10-9) от тонкой (рис. 10-8) - это: 1) отсутствие в рельефе слизистой оболочки ворсинок. Причем крипты имеют большую, чем в тонкой кишке, глубину; 2) наличие в эпителии большого числа бокаловидных клеток и лимфоцитов; 3) наличие большого числа одиночных лимфоидных узелков и отсутствие пейеровых бляшек в собственной пластинке; 4) продольный слой не сплошной, а формирует три ленты; 5) наличие выпячиваний; 6) наличие жировых привесок в серозной оболочке.

Рис. 10-9. Морфогистологическое строение толстого кишечника

Электрическая активность мышечных клеток желудка и кишечника

Гладкая мускулатура кишечника состоит из маленьких, веретенообразных клеток, формирующих пучки и образующих поперечные связи с соседними пучками. Внутри одного пучка клетки соединены друг с другом как механически, так и электрически. Благодаря таким электрическим контактам потенциалы действия распространяются (через межклеточные щелевые контакты: gap junctions) на весь пучок (а не лишь на отдельные мышечные клетки).

Для мышечных клеток антрального отдела желудка и кишечника обычно характерны ритмические колебания мембранного потенциала (медленные волны) амплитудой 10-20 мВ и частотой 3-15/мин (рис. 10-10). В момент возникновения медленных волн мышечные пучки частично сокращены, поэтому стенка этих отделов желудочно-кишечного тракта находится в тонусе; это происходит при отсутствии потенциалов действия. Когда мембранный потенциал достигает порогового значения и превышает его, происходит генерация потенциалов действия, следующих с небольшим интервалом друг за другом (последовательность спайков). Генерация потенциалов действия обусловлена Са 2+ -током (Са 2+ -каналов L-типа). Возрастание концентрации Са 2+ в цитозоле запускает фазические сокращения, которые особенно выражены в дистальном отделе желудка. Если величина мембранного потенциала покоя приближается к величине порогового потенциала (однако не достигает его; мембранный потенциал покоя сдвигается в сторону деполяризации), то потенциал медленных колебаний начинает

регулярно превышать пороговое значение потенциала. В этом случае наблюдается периодичность в возникновении последовательностей спайков. Гладкая мускулатура сокращается каждый раз, когда генерируется последовательность спайков. Частота ритмических сокращений соответствует частоте медленных колебаний мембранного потенциала. Если же мембранный потенциал покоя клеток гладкой мускулатуры еще больше приближается к пороговому потенциалу, то возрастает длительность последовательностей спайков. Развивается спазм гладкой мускулатуры. Если же мембранный потенциал покоя сдвигается в сторону более отрицательных значений (в сторону гиперполяризации), то спайковая активность прекращается, а с ней прекращаются и ритмические сокращения. Если же мембрана гиперполяризуется еще больше, то снижается амплитуда медленных волн и мышечный тонус, что в конце концов ведет к параличу гладких мышц (атонии). За счет каких ионных токов возникают колебания мембранного потенциала пока не ясно; очевидно одно, что нервная система не оказывает влияния на колебания мембранного потенциала. Клетки каждого пучка мускулатуры обладают одной, лишь им свойственной частотой медленных волн. Поскольку соседние пучки соединены друг с другом посредством электрических межклеточных контактов, то пучок с более высокой частотой волн (водитель ритма) будет навязывать эту частоту соседнему пучку с более низкой частотой. Тоническое сокращение гладкой мускулатуры например, проксимального отдела желудка, обусловлено открыванием Са 2+ -каналов другого типа, которые являются хемозависимыми, а не потенциалзависимыми.

Рис. 10-10. Мембранный потенциал клеток гладкой мускулатуры желудочно-кишечного тракта.

1. До тех пор, пока волнообразно колеблющийся мембранный потенциал клеток гладкой мускулатуры (частота колебаний: 10 мин -1) остается ниже величины порогового потенциала (40 мВ), потенциалы действия (спайки) отсутствуют. 2. При вызванной (например, растяжением или ацетилхолином) деполяризации последовательность спайков генерируется каждый раз, когда пик волны мембранного потенциала превышает величину порогового потенциала. За такими последовательностями спайков следуют ритмические сокращения гладкой мускулатуры. 3. Спайки генерируются непрерывно, если минимальные значения колебаний мембранного потенциала лежат выше порогового значения. Развивается длительное сокращение. 4. Потенциалы действия не генерируются при сильных сдвигах мембранного потенциала в сторону деполяризации. 5. Гиперполяризация мембранного потенциала вызывает затухание медленных колебаний потенциала, и гладкая мускулатура полностью расслабляется: атония

Рефлексы гастроэнтеральной нервной системы

Часть рефлексов желудочно-кишечного тракта является собственными гастроэнтеральными (локальными) рефлексами, при которых сенсорный чувствительный афферентный нейрон активирует клетку нервного сплетения, иннервирующую расположенные рядом с ней клетки гладких мышц. Воздействие на гладкомышечные клетки может быть возбуждающим или тормозным в зависимости от того, какой тип нейрона сплетения оказывается активированным (рис. 10-11 2, 3). Осуществление других рефлексов вовлекает моторные нейроны, расположенные проксимальнее или дистальнее места стимуляции. При перистальтическом рефлексе (например, в результате растяжения стенки пищеварительной трубки) возбуждается сенсорный нейрон

(рис. 10-11 1), который через тормозной интернейрон оказывает тормозное действие на продольную мускулатуру отделов пищеварительной трубки, лежащих проксимальнее, и растормаживающее действие на кольцевую мускулатуру (рис. 10-11 4). Одновременно дистальнее через возбуждающий интернейрон активируется продольная мускулатура (происходит укорачивание пищевой трубки), а кольцевая мускулатура расслабляется (рис. 10-11 5). При перистальтическом рефлексе запускается сложная серия моторных событий, вызванная растяжением мышечной стенки пищеварительной трубки (например, пищевода; рис. 10-11).

Передвижение пищевого комка смещает место активации рефлекса дистальнее, что вновь перемещает пищевой комок, результатом чего является практически непрерывный транспорт в дистальном направлении.

Рис. 10-11. Рефлекторные дуги рефлексов гастроэнтеральной нервной системы.

Возбуждение афферентного нейрона (светло-зеленый) за счет химического или, как показано на картинке (1), механического стимула (растяжение стенки пищевой трубки за счет пищевого комка) активирует в простейшем случае только один возбуждающий (2) или только один тормозный моторный либо секреторный нейрон (3). Рефлексы гастроэнтеральной нервной системы протекают все же обычно по более сложным схемам переключения. При перистальтическом рефлексе, например, нейрон, который возбуждается при растяжении (светло-зеленый), возбуждает в восходящем направлении (4) тормозный интернейрон (фиолетовый), который в свою очередь затормаживает возбуждающий мотонейрон (темнозеленый), иннервирующий продольную мускулатуру, и снимает торможение с тормозного мотонейрона (красный) кольцевой мускулатуры (сокращение). Одновременно в нисходящем направлении (5) активируется возбуждающий интернейрон (синий), который через возбуждающие или, соответственно, тормозящие мотонейроны в лежащей дистальнее части кишечника вызывает сокращение продольной мускулатуры и расслабление кольцевой мускулатуры

Парасимпатическая иннервация желудочно-кишечного тракта

Иннервация желудочно-кишечного тракта осуществляется с помощью вегетативной нервной системы (парасимпатическая (рис. 10-12) и симпатическая иннервация - эфферентные нервы), а также висцеральных афферентов (афферентная иннервация). Парасимпатические преганглионарные волокна, иннервирующие большую часть пищеварительного тракта, приходят в составе блуждающих нервов (N. vagus) из продолговатого мозга и в составе тазовых нервов (Nn. pelvici) из крестцового отдела спинного мозга. Парасимпатическая система посылает волокна к возбуждающим (холинергическим) и тормозным (пептидергическим) клеткам межмышечного нервного сплетения. Преганглионарные симпатические волокна начинаются от клеток, лежащих в боковых рогах грудинно-поясничного отдела спинного мозга. Их аксоны иннервируют кровеносные сосуды кишечника или подходят к клеткам нервных сплетений, оказывая тормозное действие на их возбуждающие нейроны. Висцеральные афференты, начинающиеся в стенке желудочно-кишечного тракта проходят в составе блуждающих нервов (N. vagus), в составе внутренностных нервов (Nn. splanchnici) и тазовых нервов (Nn. pelvici) к продолговатому мозгу, симпатическим ганглиям и к спинному мозгу. При участии симпатической и парасимпатической нервных систем протекает множество рефлексов желудочно-кишечного тракта, включая рефлекс расширения при наполнении и парез кишечника.

Хотя рефлекторные акты, осуществляемые нервными сплетениями желудочно-кишечного, тракта могут протекать независимо от влияния центральной нервной системы (ЦНС), однако они находятся под контролем ЦНС, что обеспечивает определенные преимущества: (1) расположенные далеко друг от друга части пищеварительного тракта могут быстро обмениваться информацией через ЦНС и тем самым координировать собственные функции, (2) функции пищеварительного тракта могут быть подчинены более важным интересам организма, (3) информация из желудочнокишечного тракта может быть интегрирована на разных уровнях головного мозга; что, например в случае болей в животе, может даже вызывать осознанные ощущения.

Иннервация желудочно-кишечного тракта обеспечивается вегетативными нервами: парасимпатическими и симпатическими волокнами и, кроме того, афферентными волокнами, так называемые висцеральные афференты.

Парасимаптические нервы желудочно-кишечного тракта выходят из двух независимых отделов ЦНС (рис. 10-12). Нервы, обслуживающие пищевод, желудок, тонкий кишечник и восходящую ободочную кишку (а также поджелудочную железу, желчный пузырь и печень), берут свое начало от нейронов продолговатого мозга (Medulla oblongata), аксоны которых образуют блуждающий нерв (N. vagus), тогда как иннервация остальных отделов желудочно-кишечного тракта начинается от нейронов крестцового отдела спинного мозга, аксоны которых образуют тазовые нервы (Nn. pelvici).

Рис. 10-12. Парасимпатическая иннервация желудочно-кишечного тракта

Влияние парасимпатической нервной системы на нейроны мышечного сплетения

Во всем пищеварительном тракте парасимпатические волокна активируют клетки-мишени через никотиновые холинергические рецепторы: один вид волокон образует синапсы на холинергических возбуждающих, а другой тип - на пептидергических (NCNA) тормозных клетках нервных сплетений (рис. 10-13).

Аксоны преганглионарных волокон парасимпатической нервной системы переключаются в межмышечном нервном сплетении на возбуждающие холинергические или тормозные не-холинергические-не-адренергические (NCNA-ергические) нейроны. Постганглионарные адренергические нейроны симпатической системы действуют в большинстве случаев тормозяще на нейроны сплетения, которые стимулируют моторную и секреторную активность.

Рис. 10-13. Иннервация желудочно-кишечного тракта вегетативной нервной системой

Симпатическая иннервация желудочно-кишечного тракта

Преганглионарные холинергические нейроны симпатической нервной системы лежат в интермедиолатеральных столбах грудного и поясничного отделов спинного мозга (рис. 10-14). Аксоны нейронов симпатической нервной системы выходят из грудного отдела спинного мозга через передние

корешки и проходят в составе внутренностных нервов (Nn. splanchnici) к верхнему шейному ганглию и к превертебральным ганглиям. Там происходит переключение на постганглионарные норадренергические нейроны, аксоны которых образуют синапсы на холинергических возбуждающих клетках межмышечного сплетения и через α-рецепторы оказывают тормозящее воздействие на эти клетки (см. рис. 10-13).

Рис. 10-14. Симпатическая иннервация желудочно-кишечного тракта

Афферентная иннервация желудочно-кишечного тракта

В нервах, обеспечивающих иннервацию желудочно-кишечного тракта, в процентном отношении больше афферентных волокон чем эфферентных. Окончания сенсорных нервов являются неспециализированными рецепторами. Одна группа нервных окончаний локализуется в соединительной ткани слизистой оболочки рядом с ее мышечным слоем. Предполагается, что они выполняют функцию хеморецепторов, но пока не ясно, какие из реабсорбируемых в кишечнике веществ активируют эти рецепторы. Возможно, в их активации принимает участие пептидный гормон (паракринное действие). Другая группа нервных окончаний лежит внутри мышечного слоя и обладает свойствами механорецепторов. Они реагируют на механические изменения, которые связаны с сокращением и растяжением стенки пищеварительной трубки. Афферентные нервные волокна идут от желудочно-кишечного тракта либо в составе нервов симпатической или парасимпатической нервной системы. Некоторые афферентные волокна, идущие в составе симпатических

нервов, образуют в превертебральных ганглиях синапсы. Большая же часть афферентов проходит через пре- и паравертебральные ганглии без переключения (рис. 10-15). Нейроны афферентных волокон лежат в чувствительных

спинальных ганглиях задних корешков спинного мозга, и их волокна входят в спинной мозг через задние корешки. Афферентные волокна, которые проходят в составе блуждающего нерва, образуют афферентное звено рефлексов желудочно-кишечного тракта, протекающих при участии блуждающего парасимпатического нерва. Данные рефлексы особенно важных для координации моторной функции пищевода и проксимального отдела желудка. Чувствительные нейроны, аксоны которых идут в составе блуждающего нерва, локализованы в Ganglion nodosum. Они образуют связи с нейронами ядра одиночного пути (Tractus solitarius). Передаваемая ими информация достигает преганглионарных парасимпатических клеток, локализованных в дорзальном ядре блуждающего нерва (Nucleus dorsalis n. vagi). Афферентные волокна, которые в том числе проходят в составе тазовых нервов (Nn. pelvici), принимают участие в рефлексе дефекации.

Рис. 10-15. Короткие и длинные висцеральные афференты.

Длинные афферентные волокна (зеленые), тела клеток которых лежат в задних корешках спинального ганглия, проходят сквозь пре- и паравертебральные ганглии без переключения и попадают в спинной мозг, где они либо переключаются на нейроны восходящих или нисходящих путей, либо в том же сегменте спинного мозга переключаются на преганглионарные вегетативные нейроны, как в латеральном промежуточном сером веществе (Substantia intermediolateralis) грудного отдела спинного мозга. У коротких афферентов рефлекторная дуга замыкается за счет того, что переключение на эфферентные симпатические нейроны осуществляется уже в симпатических ганглиях

Основные механизмы трансэпителиальной секреции

Встроенные в люминальную и базолатеральную мембрану белки-переносчики, а также состав липидов этих мембран, определяют полярность эпителия. Пожалуй, важнейшим фактором, определяющим полярность эпителия, является наличие в базолатеральной мембране клеток секретирующего эпителия Na + /K + -ATФазы (Na + /К + -«насос»), чувствительной к оубаину. Na + /К + -АТФаза превращает химическую энергию АТФ в электрохимические градиенты Na + и К + , направленные в клетку или из клетки соответственно (первичный активный транспорт). Энергия этих градиентов может быть вторично использована для того, чтобы транспортировать другие молекулы и ионы активно через клеточную мембрану против их электрохимического градиента (вторичный активный транспорт). Для этого необходимы специализированные транспортные белки, так называемые переносчики, которые либо обеспечивают одновременный перенос Na + в клетку вместе с другими молекулами или ионами (котранспорт), либо осуществляют обмен Na + на

другие молекулы или ионы (антипорт). Секреция ионов в просвет пищеварительной трубки порождает осмотические градиенты, поэтому вода следует за ионами.

Активная секреция калия

В клетках эпителия К + активно накапливается с помощью расположенного в базолатеральной мембране Na + -К + -насоса, а Na + выкачивается из клетки (рис. 10-16). В эпителии, в котором не происходит секреции К + , К + -каналы находятся там же, где расположен насос (вторичное использование К + на базолатеральной мембране, см. рис. 10-17 и рис. 10-19). Простой механизм секреции К+ может быть обеспечен встраиванием многочисленных К + -каналов в люминальную мембрану (вместо базолатеральной), т.е. в мембрану эпителиальной клетки со стороны просвета пищеварительной трубки. В таком случае накопленный в клетке К + выходит в просвет пищеварительной трубки (пассивно; рис. 10-16), а анионы следуют за К+, в результате чего возникает осмотический градиент, поэтому вода выделяется в просвет пищеварительной трубки.

Рис. 10-16. Трансэпителиальная секреция KCl.

Na + /К + -АТФаза, локализованная в базолатеральной клеточной мембране, при использовании 1 моль АТФ «выкачивает» из клетки 3 моля ионов Na + и «закачивает» в клетку 2 моля К + . В то время как Na + входит в клетку через Na + -каналы, расположенные в базолатеральной мембране, К + -ионы покидают клетку через К + -каналы, локализованные в люминальной мембране. В результате перемещения К + через эпителий устанавливается положительный в просвете пищеварительной трубки трансэпителиальный потенциал, в результате чего ионы Cl - межклеточно (через плотные контакты между эпителиальными клетками) тоже устремляются в просвет пищеварительной трубки. Как показывают стехиометрические значения на рисунке, на 1 моль АТФ выделяется 2 моля К +

Трансэпителиальная секреция NaHCO 3

Большинство секретирующих эпителиальных клеток сначала секретируют анион (например, HCO 3 -). Движущей силой этого транспорта является электрохимический градиент Na+, направленный из экстраклеточного пространства в клетку, который устанавливается благодаря механизму первичного активного транспорта осуществляемого Na + -К + -насосом. Потенциальная энергия градиента Na + используется белками-переносчиками, причем Na + переносится через клеточную мембрану в клетку вместе с другим ионом или молекулой (котранспорт) или обмениваться на другой ион или молекулу (антипорт).

Для секреции HCO 3 - (например, в протоках поджелудочной железы, в железах Бруннера или в желчных протоках) необходим Na + /Н + -обменник в базолатеральной клеточной мембране (рис. 10-17). Ионы Н + с помощью вторичного активного транспорта выводятся из клетки, в результате в ней остаются ионы ОН - , которые взаимодействуют с СО 2 с образованием НСО 3 - . В роли катализатора в этом процессе выступает карбоангидраза. Образовавшийся НСО 3 - выходит из клетки в направлении просвета желудочнокишечного тракта либо через канал (рис. 10-17), либо с помощью белка-переносчика, осуществляющего обмен С1 - / НСО 3 - . По всей вероятности, в протоке поджелудочной железы активны оба механизма.

Рис. 10-17. Трансэпителиальная секреция NaHCO 3 становится возможной тогда, когда H + -ионы активно выводятся из клетки через базолатеральную мембрану. За это отвечает белок-переносчик, который по механизму вторичного активного транспорта обеспечивает перенос ионов H+. Движущая сила этого процесса - химический градиент Na + , поддерживаемый Na + /K + -ATФазой. (В отличие от рис. 10-16, через базолатеральную мембрану из клетки через K + -каналы выходят ионы K + , поступающие в клетку в результате работы Na + /K + -ATФазы). На каждый ион H + , покидающий клетку, остается один ион OH - , который связывается с CO 2 , образуя HCO 3 - . Эта реакция катализируется карбоангидразой. HCO 3 - диффундирует через анионные каналы в просвет протока, что приводит к возникновению трансэпителиального потенциала, при котором содержимое просвета протока заряжено отрицательно по отношению к интерстициуму. Под действием такого трансэпителиального потенциала ионы Na + через плотные контакты между клетками устремляются в просвет протока. Количественный баланс показывает, что на секрецию 3 моль NaHCO 3 затрачивается 1 моль ATФ

Трансэпителиальная секреция NaCl

Большинство секретирующих эпителиальных клеток сначала секретируют анион (например, Cl -). Движущей силой этого транспорта является электрохимический градиент Na + , направленный из экстраклеточного пространства в клетку, который устанавливается благодаря механизму первичного активного транспорта осуществляемого Na + -К + -насосом. Потенциальная энергия градиента Na + используется белками-переносчиками, причем Na + переносится через клеточную мембрану в клетку вместе с другим ионом или молекулой (котранспорт) или обменивается на другой ион или молекулу (антипорт).

Похожий механизм отвечает за первичную секрецию Cl - , которая обеспечивает движущими силами процесс секреции жидкости в концевых

отделах слюнных желез рта, в ацинусах поджелудочной железы, а также в слезных железах. Вместо обменника Na + /H + в базолатеральной мембране эпителиальных клеток этих органов локализован переносчик, обеспечивающий сопряженный перенос Na + -К + -2Сl - (котранспорт; рис. 10-18). Этот переносчик использует градиент Na + для (вторичного активного) накопления Cl - в клетке. Из клетки Cl - может пассивно выходить через ионные каналы люминальной мембраны в просвет протока железы. При этом возникает отрицательный в просвете протока трансэпителиальный потенциал, и Na + устремляется в просвет протока: в данном случае через плотные контакты между клетками (межклеточный транспорт). Высокая концентрация NaCl в просвете протока стимулирует ток воды по осмотическому градиенту.

Рис. 10-18. Вариант трансэпителиальной секреции NaCl, который требует активного накопления Cl - в клетке. В желудочно-кишечном тракте за это отвечают по крайней мере два механизма (см. также рис. 10-19), для одного из которых необходим локализованный в базолатеральной мембране переносчик, обеспечивающий одновременный перенос Na + -2Cl - -K + через мембрану (котранспорт). Он работает под действием химического градиента Na+, который, в свою очередь, поддерживается Na + /K + -ATФазой. Ионы K + попадают в клетку как с помощью механизма котранспорта, так и посредством Na +/ K + -ATФазы и выходят из клетки через базолатеральную мембрану, а Cl - покидает клетку через каналы, локализованные в люминальной мембране. Вероятность их открывания повышается благодаря цAMФ (тонкий кишечник) или цитозольному Ca 2+ (концевые отделы желез, ацинусы). Возникает трансэпителиальный потенциал отрицательный в просвете протока, обеспечивающий межклеточную секрецию Na + . Количественный баланс показывает, что на 1 моль ATФ выделяется 6 моль NaCl

Трансэпителиальная секреция NaCl (вариант 2)

Этот, иной механизм секреции наблюдается в клетках ацинуса поджелудочной железы, которые

обладают двумя переносчиками, локализованными в базолатеральной мембране и обеспечивающими ионные обмены Na + /Н + и С1 - /НСО 3 - (антипорт; рис. 10-19).

Рис. 10-19. Вариант трансэпителиальной секреции NaCl (см. такжe рис. 10-18) который начинается с того, что с помощью базолатерального Na + /Н + -обменника (как на рис. 10-17) ионы HCO 3 - накапливаются в клетке. Однако позднее этот HCO 3 - (в отличие от рис. 10-17) покидает клетку с помощью переносчика Cl - -HCO 3 - (антипорт), расположенного на базолатеральной мембране. Как следствие Cl - в результате («третичного») активного транспорта попадает в клетку. Через Cl - -каналы, расположенные в люминальной мембране, Cl - выходит из клетки в просвет протока. В результате в просвете протока устанавливается трансэпителиальный потенциал, при котором содержимое просвета протока несет отрицательный заряд. Na + под влиянием трансэпителиального потенциала устремляется в просвет протока. Энергетический баланс: здесь на 1 моль использованной ATФ выделяется 3 моль NaCl, т.е. в 2 раза меньше, чем в случае механизма, описанного на рис. 10-18 (DPC = дифениламинкарбоксилат; SITS = 4-ацетамино-4"-изотиоциан-2,2"-дисульфонстилбен)

Синтез секретируемых белков в желудочно-кишечном тракте

Определенные клетки синтезируют белки не только для собственных нужд, но и для секреции. Матричная РНК (mRNA) для синтеза экспортных белков несет не только информацию об аминокислотной последовательности белка, но и о включенной вначале сигнальной последовательности аминокислот. Сигнальная последовательность обеспечивает попадание синтезируемого на рибосоме белка в полости шероховатого эндоплазматического ретикулума (RER). После отщепления сигнальной последовательности аминокислот, белок попадает в комплекс Гольджи и, наконец - в конденсирующие вакуоли и зрелые запасающие гранулы. При необходимости он выбрасывается из клетки в результате экзоцитоза.

Первый этап любого синтеза белка - поступление аминокислот в базолатеральную часть клетки. С помощью аминоацил-tRNA-синтетазы аминокислоты прикрепляются к соответствующей транспортной РНК (tRNA), которая доставляет их к месту синтеза белка. Синтез белка осущест-

вляется на рибосомах, которые «считывают» с матричной РНК информацию о последовательности аминокислот в белке (трансляция). mRNA для белка, предназначенного на экспорт (или для встраивания в клеточную мембрану), несет не только информацию о последовательности аминокислот пептидной цепочки, но и подключенную вначале mRNA информацию о сигнальной последовательности аминокислот (сигнальный пептид). Длина сигнального пептида составляет около 20 аминокислотных остатков. После того как сигнальный пептид будет готов, он тотчас же связывается с цитозольной молекулой, распознающей сигнальные последовательности - SRP (signal recognition particle). SRP блокирует синтез белка до тех пор, пока весь рибосомальный комплекс не закрепится на SRP-рецепторе (причальный белок) шероховатого цитоплазматического ретикулума (RER). После этого синтез начинается снова, при этом белок выделяется не в цитозоль и через пору попадает в полости RER (рис. 10-20). После окончания трансляции сигнальный пептид отщепляется пептидазой, расположенной в мембране RER, и новая белковая цепочка готова.

Рис. 10-20. Синтез белка, предназначенного на экспорт, в выделяющей белки клетке.

1. Рибосома связывается с цепочкой mRNA, и конец синтезируемой пептидной цепочки начинает выходить из рибосомы. Сигнальная последовательность аминокислот (сигнальный пептид) белка, предназначенного на экспорт, связывается с молекулой, распознающей сигнальные последовательности (SRP, signal recognition particle). SRP блокирует в рибосоме позицию (участок А), к которой во время синтеза белка подходит tRNA с прикрепленной аминокислотой. 2. В результате трансляция приостанавливается, и (3) SRP вместе с рибосомой связывается с SRP-рецептором, расположенным на мембране шероховатого эндоплазматического ретикулума (RER), так что конец пептидной цепочки оказывается в (гипотетической) поре мембраны RER. 4. SRP отщепляется 5. Трансляция может продолжаться, и пептидная цепочка растет в полости RER: транслокация

Секреция белков в желудочнокишечном тракте

концентрируется. Такие вакуоли превращаются в зрелые секреторные гранулы, которые собираются в люминальной (апикальной) части клетки (рис. 10-21 А). Из этих гранул белок высвобождается в экстраклеточное пространство (например, в просвет ацинуса) за счет того, что мембрана гранулы сливается с клеточной мембраной и при этом разрывается: экзоцитоз (рис. 10-21 Б). Экзоцитоз является постоянно текущим процессом, однако влияние нервной системы или гуморальная стимуляция могут значительно его ускорить.

Рис. 10-21. Секреция белка, предназначенного на экспорт, в выделяющей белки клетке.

А - типичная экзокринная секретирующая белок клетка содержит в базальной части клетки плотно упакованные слои шероховатого эндоплазматического ретикулума (RER), на рибосомах которого синтезируются экспортируемые белки (см. рис. 10-20). На гладких концах RER отделяются везикулы, содержащие белки, которые попадают к cis -области аппарата Гольджи (посттрансляционная модификация), от trans-областей которого отделяются конденсирующие вакуоли. Наконец, с апикальной стороны клетки лежат многочисленные зрелые секреторные гранулы, которые готовы к экзоцитозу (панель Б). Б - на рисунке продемонстрирован экзоцитоз. Три нижних, окруженных мембраной везикулы (секреторная гранула; панель А) пока еще лежат свободно в цитозоле, тогда как везикула слева вверху прилегает к внутренней стороне плазматической мембраны. Мембрана везикулы справа вверху уже слилась с плазматической мембраной, и содержимое везикулы изливается в просвет протока

Синтезированный в полости RER белок упаковывается в небольшие везикулы, которые отделяются от RER. Везикулы, содержащие белок, подходят к комплексу Гольджи и сливаются с его мембраной. В комплексе Гольджи пептид модифицируется (посттрансляционная модификация), например гликолизируется и покидает затем комплекс Гольджи внутри конденсирующих вакуолей. В них белок снова модифицируется и

Регуляция процесса секреции в желудочно-кишечном тракте

Экзокринные железы пищеварительного тракта, лежащие вне стенок пищевода, желудка и кишечника, иннервируются эфферентами как симпатической, так и парасимпатической нервной системы. Железы в стенке пищеварительной трубки иннервируются нервами подслизистого сплетения. Эпителий слизистой оболочки и встроенные в него железы содержат эндокринные клетки, которые высвобождают гастрин, холецистокинин, секретин, GIP (glucose-dependent insuli-releasing peptide) и гистамин. После выброса в кровь эти вещества регулируют и координируют моторику, секрецию и переваривание в желудочно-кишечном тракте.

Многие, возможно даже все, секреторные клетки в состоянии покоя секретируют в небольших количествах жидкости, соли и белки. В отличие от реабсорбирующего эпителия, в котором транспорт веществ зависит от градиента Na + , обеспечиваемого активностью Na + /К + -АТФазой базолатеральной мембраны, уровень секреции может быть значительно увеличен в случае необходимости. Стимуляция секреции может осуществляться как нервной системой, так и гуморально.

Во всем желудочно-кишечном тракте между эпителиальными клетками разбросаны клетки, синтезирующие гормоны. Они высвобождают целый ряд сигнальных веществ: некоторые из которых по кровеносному руслу транспортируются к своим клеткам-мишеням (эндокринное действие), другие же - парагормоны - действуют на соседние с ними клетки (паракринное действие). Гормоны влияют не только на клетки, принимающие участие в процессе секреции различных веществ, но и на гладкую мускулатуру желудочно-кишечного тракта (стимулируют ее активность или тормозят). Кроме того, гормоны могут оказывать на клетки желудочно-кишечного тракта трофическое или антитрофическое действие.

Эндокринные клетки желудочно-кишечного тракта имеют форму бутылки, при этом узкая часть снабжена микроворсинками и направлена в сторону просвета кишечника (рис. 10-22 А). В отличие от эпителиальных клеток, обеспечивающих транспорт веществ, у базолатеральной мембраны эндокринных клеток можно обнаружить гранулы с белками, которые принимают участие в процессах транспорта в клетку и декарбоксилирования веществ-предшественников аминов. Эндокринные клетки синтезируют в том числе биологически активный 5-гидрокситримптамин. Такие

эндокринные клетки называются APUD (amine precursor uptake and decarboxylation) клетками, поскольку все они содержат переносчики, необходимые для захвата триптофана (и гистидина), и ферменты, обеспечивающие декарбоксилирование триптофана (и гистидина) до триптамина (и гистамина). В общей сложности имеется по крайней мере 20 сигнальных веществ, образующихся в эндокринных клетках желудка и тонкого кишечника.

Гастрин, взятый в качестве примера, синтезируется и высвобождается С (astrin )-клетками. Две трети G-клеток находится в эпителии, выстилающем антральный отдел желудка, и одна треть - в мукозном слое двенадцатиперстной кишки. Гастрин существует в двух активных формах G34 и G17 (цифры в названии означают количество аминокислотных остатков, составляющих молекулу). Обе формы отличаются друг от друга местом синтеза в пищеварительном тракте и биологическим временем полураспада. Биологическая активность обеих форм гастрина обусловлена C-концом пептида, -Try-Met-Asp-Phe(NH2). Эта последовательность аминокислотных остатков содержится также в синтетическом пентагастрине, BOC-β-Ala-TryMet-Asp-Phe(NH 2), который вводится в организм для диагностики секреторной функции желудка.

Стимулом для высвобождения гастрина в кровь является прежде всего присутствие продуктов расщепления белков в желудке или в просвете двенадцатиперстной кишки. Эфферентные волокна блуждающего нерва также стимулируют высвобождение гастрина. Волокна парасимпатической нервной системы активируют G-клетки не напрямую, а через промежуточные нейроны, которые высвобождают GPR (Gastrin-Releasing Peptide). Высвобождение гастрина в антральном отделе желудка затормаживается, когда значение pH желудочного сока снижается до уровня меньше 3; таким образом возникает отрицательная петля обратной связи, с помощью которой прекращается слишком сильная или слишком длительная секреция желудочного сока. С одной стороны, низкий уровень pH прямо тормозит G-клетки антрального отдела желудка, а с другой стороны, стимулирует расположенные по соседству D-клетки, которые высвобождают соматостатин (SIH). Впоследствии соматостатин оказывает тормозное действие на G-клетки (паракринное действие). Еще одна возможность для торможения секреции гастрина заключается в том, что волокна блуждающего нерва могут стимулировать секрецию соматостатина из D-клеток посредством CGRP (calcitonin gene-related peptide)- эргических интернейронов (рис. 10-22 Б).

Рис. 10-22. Регуляция секреции.

А - эндокринная клетка желудочно-кишечного тракта. Б - регуляция секреции гастрина в антральном отделе желудка

Реабсорбция натрия в тонком кишечнике

Главными отделами, где происходят процессы реабсорбции (или в русской терминологии всасывания) в желудочно-кишечном тракте, являются тощая кишка, подвздошная кишка и верхний отдел толстой кишки. Специфика тощей кишки и подвздошной кишки заключается в том, что поверхность их люминальной мембраны увеличена более чем в 100 раз за счет кишечных ворсинок и высокой щеточной каемки

Механизмы, с помощью которых реабсорбируются соли, вода и питательные вещества, похожи на почечные. Транспорт веществ через клетки эпителия желудочно-кишечного тракта зависит от активности Na + /К + -АТФазы или Н + /К + -АТФазы. Различное встраивание переносчиков и ионных каналов в люминальную и/или базолатеральную клеточную мембрану определяет, какое вещество будет реабсорбироваться из просвета пищеварительной трубки или секретироваться в нее.

Для тонкого и толстого кишечника известно несколько механизмов всасывания.

Для тонкой кишки преимущественны механизмы всасывания, представленные на рис. 10-23 А и

рис. 10-23 В.

Механизм 1 (рис. 10-23 А) локализован прежде всего в тощей кишке. Na + -ионы пересекают здесь щеточную каемку с помощью различных белков-переносчиков, которые используют энергию (электрохимического) градиента Na+, направленного в клетку, для реабсорбции глюкозы, галактозы, аминокислот, фосфата, витаминов и других веществ, поэтому эти вещества попадают в клетку в результате (вторичного) активного транспорта (котранспорт).

Механизм 2 (рис. 10-23 Б) присущ тощей кишке и желчному пузырю. Он основан на одновременной локализации двух переносчиков в люминальной мембране, обеспечивающих обмены ионов Na + /H + и Cl - /HCO 3 - (антипорт), что позволяет реабсорбировать NaCl.

Рис. 10-23. Реабсорбция (всасывание) Na + в тонком кишечнике.

А - сопряженная реабсорбция Na + , Cl - и глюкозы в тонком кишечнике (прежде всего в тощей кишке). Направленный в клетку электрохимический градиент Na+, который поддерживается Na + / K + -АТФазой, служит движущей силой для люминального переносчика (SGLT1), с помощью которого по механизму вторичного активного транспорта Na + и глюкоза поступают в клетку (котранспорт). Поскольку Na + имеет заряд, а глюкоза нейтральна, то люминальная мембрана деполяризуется (электрогенный транспорт). Содержимое пищеварительной трубки приобретает отрицательный заряд, который способствует реабсорбции Cl - через плотные межклеточные контакты. Глюкоза покидает клетку через базолатеральную мембрану по механизму облегченной диффузии (переносчик глюкозы GLUT2). В результате на один затраченный моль АТФ реабсорбируется 3 моля NaCl и 3 моля глюкозы. Механизмы реабсорбции нейтральных аминокислот и целого ряда органических веществ похожи на описанный для глюкозы. Б - реабсорбция NaCl за счет параллельной активности двух переносчиков люминальной мембраны (тощая кишка, желчный пузырь). Если в мебрану клетки рядом встроены переносчик, осуществляющий обмен Na + /Н + (антипорт), и переносчик, обеспечивающий обмен Cl - /HCO 3 - (антипорт), то в результате их работы ионы Na + и Cl - будут накапливаться в клетке. В отличие от секреции NaCl, когда оба переносчика расположены на базолатеральной мембране, в данном случае оба переносчика локализованы в люминальной мембране (реабсорбция NaCl). Химический градиент Na + является движущей силой секреции Н + . Ионы Н + выходят в просвет пищеварительной трубки, а в клетке остаются ионы ОН - , которые реагируют с CO 2 (катализатором реакции является карбоангидраза). В клетке накапливаются анионы HCO 3 - , химический градиент которых обеспечивает движущей силой переносчик, транспортирующий Cl - в клетку. Cl - покидает клетку через базолатеральные Cl - -каналы. (в просвет пищеварительной трубки Н + и HCO 3 - реагируют друг с другом с образованием Н 2 О и CO 2). В данном случае реабсорбируется 3 моль NaCl на 1 моль АТФ

Реабсорбция натрия в толстом кишечнике

Механизмы, с помощью которых происходит всасывание в толстом кишечнике, несколько отличается от механизмов, имеющих место в тонком кишечнике. Здесь также можно рассмотреть два механизма, преобладающих в этом отделе, что проиллюстировано на рис. 10-23 как механизм 1 (рис. 10-24 А) и механизм 2 (рис. 10-24 Б).

Механизм 1 (рис. 10-24 А) преобладает в проксимальном отделе толстого кишечника. Суть его заключается в том, что Na+ попадает в клетку через люминальные Na + -каналы.

Механизм 2 (рис. 10-24 Б) представлен в толстом кишечнике благодаря К + /Н + -АТФазе, расположенной на люминальной мембране, первичноактивно реабсорбируются ионы К + .

Рис. 10-24. Реабсорбция (всасывание) Na + в толстом кишечнике.

А - реабсорбция Na+ через люминальные Na + -каналы (прежде всего в проксимальном отделе толстого кишечника). По направленному в клетку градиенту ионы Na + могут реабсорбироваться, участвуя в механизмах вторичного активного транспорта с помощью переносчиков (котранспорт или антипорт), и входить в клетку пассивно через Na + -каналы (ENaC = Epithelial Na + Channel), локализованными в люминальной клеточной мембране. Так же, как и на рис. 10-23 А, этот механизм поступления Na + в клетку является электрогенным, поэтому и в данном случае содержимое просвета пищевой трубки заряжается отрицательно, что способствует реабсорбции Cl - через межклеточные плотные контакты. Энергетический баланс составляет, как и на рис. 10-23 А, 3 моля NaCl на 1 моль АТФ. Б - работа Н + /К + -АТФазы способствует секреции ионов Н + и реабсорбции ионов K + по механизму первичного активного транспорта (желудок, толстый кишечник). За счет этого «насоса» мембраны обкладочных клеток желудка, требующего энергии АТФ, Н + -ионы накапливаются в просвете пищеварительной трубки в очень высоких концентрациях (этот процесс тормозится омепразолом). Н + /К + -АТФазы в толстом кишечнике способствует реабсорбции KHCO 3 (затормаживается оубаином). На каждый секретируемый ион Н+ в клетке остается ион OH - , который реагирует с CO 2 (катализатором реакции является карбоангидраза) с образованием HCO 3 - . HCO 3 - выходит из обкладочной клетки через базолатеральную мембрану с помощью переносчика, обеспечивающего обмен Cl - /HCO 3 - (антипорт; здесь не показан), выход HCO 3 - из клетки эпителия толстого кишечника осуществляется через HCO^-канал. На 1 моль реабсорбируемого KHCO 3 затрачивается 1 моль АТФ, т.е. речь идет о достаточно «дорогом» процессе. В данном случае Na + /К + -АТФаза не играет значительной роли в данном механизме, поэтому нельзя выявить стехиометрической зависимости между количеством затраченной АТФ и количествами перенесенных веществ

Экзокринная функция поджелудочной железы

Поджелудочная железа обладает экзокринным аппаратом (наряду с эндокринной частью), который состоит из гроздеобразных концевых участков - ацинусов (долек). Они расположены на концах разветвленной системы протоков, эпителий которых выглядит сравнительно однотипно (рис. 10-25). По сравнению с другими экзокринными железами в поджелудочной железе особенно заметно полное отсутствие миоэпителиальных клеток. Последние в других железах поддерживают концевые участки во время секреции, когда давление в выводящих протоках возрастает. Отсутствие миоэпителиальных клеток в поджелудочной железе означает, что ацинарные клетки во время секреции легко лопаются, поэтому определенные ферменты, предназначенные на экспорт в кишечник, попадают в интерстициум поджелудочной железы.

Экзокринные отделы поджелудочной железы

выделяют из клеток долек пищеварительные ферменты, которые растворены в жидкости с нейтральным pH и обогащенной ионами Cl - , а из

клеток выводящих протоков - свободную от белков щелочную жидкость. К пищеварительным ферментам относятся амилазы, липазы и протеазы. Бикарбонат в секрете клеток выводящих протоков необходим для нейтрализации соляной кислоты, которая поступает с химусом из желудка в двенадцатиперстную кишку. Ацетилхолин из окончаний блуждающего нерва активирует секрецию в клетках долек, тогда как секреция клеток в выводящих протоках стимулируется прежде всего секретином, синтезируемым в S-клетках слизистой оболочки тонкого кишечника. За счет модуляторного влияния на холинергическую стимуляцию холецистокинин (ССК) воздействует на ацинарные клетки, в результатет чего их секреторная активность усиливается. Холецистокинин также оказывает стимулирующее влияние на уровень секрецию клеток эпителия протока поджелудочной железы.

Если отток секрета затруднен, как при муковисцидозе (цистический фиброз); если сок поджелудочной железы особенно тягуч; или когда выводящий проток сужен в результате воспаления или отложений, то это может приводить к воспалению поджелудочной железы (панкреатит).

Рис. 10-25. Строение экзокринной части поджелудочной железы.

На нижней части рисунка схематично отображено существовавшее до настоящего времени представление о разветвленной системе протоков, на концах которых расположены ацинусы (концевые участки). На увеличенном изображении видно, что в действительности ацинус является сетью соединенных друг с другом секреторных канальцев. Внедольковый проток соединен через тонкий внутридольковый проток с такими секреторными канальцами

Механизм секреции бикарбонатов клетками поджелудочной железы

Поджелудочная железа выделяет около 2 литров жидкости в день. Во время переваривания уровень секреции возрастает во много раз по сравнению с состоянием покоя. В покое, натощак, уровень секреции составляет 0,2-0,3 мл/мин. После приема пищи уровень секреции вырастает до 4-4,5 мл/мин. Такое увеличение скорости секреции у человека является достижением прежде всего эпителиальных клеток выводящих протоков. В то время, как ацинусы выделяют нейтральный богатый хлоридом сок с растворенными в нем пищеварительными ферментами, эпителий выводящих протоков поставляет щелочную жидкость с высокой концентрацией бикарбоната (рис. 10-26), которая у человека составляет больше 100 ммоль. В результате смешивания этого секрета с содержащим НС1 химусом рН поднимается до значений, при которых пищеварительные ферменты максимально активированы.

Чем выше скорость секреции поджелудочной железы, тем выше концентрация бикарбоната в

соке поджелудочной железы. При этом концентрация хлорида ведет себя как зеркальное отражение концентрации бикарбоната, поэтому сумма концентраций обеих анионов при всех уровнях секреции остается одинаковой; она равна сумме ионов К+ и Na+, концентрации которых изменяются так же незначительно, как и изотоничность сока поджелудочной железы. Такие соотношения концентраций веществ в соке поджелудочной железы могут быть объяснены тем, что в поджелудочной железе выделяются две изотоничные жидкости: одна богатая NaCl (ацинусы), а другая богатая NaНСО 3 (выводящие протоки) (рис. 10-26). В состоянии покоя и ацинусы, и протоки поджелудочной железы выделяют незначительное количество секрета. Однако в покое преобладает секреция ацинусов, в результате чего конечный секрет богат С1 - . При стимуляции железы секретином уровень секреции эпителия протока увеличивается. В связи с этим одновременно снижается концентрация хлорида, поскольку сумма анионов не может превышать (неизменную) сумму катионов.

Рис. 10-26. Механизм секреции NaHCO 3 в клетках протока поджелудочной железы похож на NaНС0 3 -секрецию в кишечнике, поскольку он также зависит от локализованной на базолатеральной мембране Na + /K + -АТФазы и белка переносчика, осуществляющего обмен ионов Na + /H + (антипорт) через базолатеральную мембрану. Однако в данном случае HCO 3 - попадает в проток железы не через ионный канал, а с помощью белка-переносчика, обеспечивающего анионный обмен. Для поддержания его работы подключенный параллельно Cl - -канал должен обеспечивать рециркуляцию ионов Cl - . Этот Сl - -канал (CFTR = Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator) дефектен у пациентов с муковисцидозом (= Cystic Fibrosis), что делает секрет поджелудочной железы более тягучим и бедным HCO 3 - . Жидкость в протоке железы заряжается отрицательно по отношению к интерстициальной в результате выхода из клетки Cl - в просвет протока (и проникновения K + в клетку через базолатеральную мембрану), что способствует пассивной диффузии Na + в проток железы по межклеточным плотным контактам. Высокий уровень секреции HCO 3 - возможен, по всей видимости, потому, что HCO 3 - вторично-активно транспортируется в клетку с помощью белка-переносчика, осуществляющего сопряженный транспорт Na + -HCO 3 - (симпорт; белок-переносчик NBC, на рисунке не изображен; белок-переносчик SITS)

Состав и свойства ферментов поджелудочной железы

В отличие от клеток протока, ацинарные клетки выделяют пищеварительные ферменты (табл. 10-1). Кроме того, ацинусы поставляют неферментативные белки, такие как иммуноглобулины и гликопротеины. Пищеварительные ферменты (амилазы, липазы, протеазы, DNазы) необходимы для нормального переваривания составных частей пищи. Существуют данные,

что набор ферментов изменяется в зависимости от состава принятой пищи. Поджелудочная железа, чтобы защитить себя от самопереваривания своими же протеолитическими ферментами, выделяет их в форме неактивных предшественников. Так трипсин, например, секретируется в виде трипсиногена. В качестве дополнительной защиты сок поджелудочной железы содержит ингибитор трипсина, который предотвращает его активацию внутри секреторных клеток.

Рис. 10-27. Свойства важнейших пищеварительных ферментов поджелудочной железы, выделяемых ацинарными клетками, и ацинарных неферментативных белков (табл. 10-1)

Таблица 10-1. Ферменты поджелудочной железы

* Многие пищеварительные ферменты поджелудочной железы существуют в двух и более формах, которые отличаются друг от друга относительными молекулярными массами, оптимальными значениями pH и изоэлектрическими точками

** Классификационная система Enzyme Commission, International Union of Biochemistry

Эндокринная функция поджелудочной железы

Островковый аппарат представляет эндокринную часть поджелудочной железы и составляет только 1-2% ткани преимущественно экзокринной ее части. Из них около 20% - α-клетки, в которых образуется глюкагон, 60-70% составляют β-клетки, которые производят инсулин и амилин, 10-15% - δ-клетки, которые синтезируют соматостатин, угнетающий секрецию инсулина и глюкагона. Еще один тип клеток - F-клетки производит панкреатический полипептид (иное название - ПП-клетки), который возможно является антагонистом холецистокинина. Наконец, существуют и G-клетки, вырабатывающие гастрин. Быструю модуляцию высвобождения гормонов в кровь обеспечивает локализация этих эндокринно активных клеток в союзе с островками Лангерганса (названными

так в честь открывателя - немецкого студентамедика), позволяющая осуществлять паракринный контроль и дополнительный прямой внутриклеточный транспорт веществ-передатчиков и субстратов через многочисленные Gap Junctions (плотные межклеточные контакты). Поскольку V. pancreatica впадает в воротную вену, концентрация всех гормонов поджелудочной железы в печени, самом важном для обмена веществ органе, в 2-3 раза выше, чем в остальной сосудистой системе. При стимуляции это соотношение возрастает в 5-10 раз.

В целом, эндокринные клетки выделяют два ключевых для регуляции углеводородного обмена гормона: инсулин и глюкагон. Секреция этих гормонов главным образом зависит от концентрации глюкозы в крови и модулируется соматостатином, третьим по значимости гормоном островков, совместно с гастроинтестинальными гормонами и автономной нервной системой.

Рис. 10-28. Островок Лангерганса

Глюкагон и инсулин-гормоны поджелудочной железы

Глюкагон синтезируется в α-клетках. Глюкагон состоит из единственной цепи из 29 аминокислот и имеет молекулярную массу 3500 Dа (рис. 10-29 А, Б). Его аминокислотная последовательность гомологична некоторым гастроинтестинальным гормонам, таким как секретин, вазоактивный интестинальный пептид (VIP) и GIP. С эволюционной точки зрения, это очень старый пептид, который сохранил не только свою форму, но и некоторые важные функции. Глюкагон синтезируется через препрогормон в α-клетках островков поджелудочной железы. Сходные с глюкагоном пептиды у человека также дополнительно образуются в различных клетках кишечника (энтероглюкагон или GLP 1). Посттрансляционное расщепление проглюкагона в различных клетках кишечника и поджелудочной железы происходит по-разному, так что образуется целый ряд пептидов, функции которых еще не выяснены. Циркулирующий в крови глюкагон примерно на 50% связан с белками плазмы; этот, так называемый большой глюкагон плазмы, биологически не активен.

Инсулин синтезируется в β-клетках. Инсулин состоит из двух пептидных цепочек, А-цепочки из 21 и В-цепочки из 30 аминокислот; его молекулярная масса составляет около 6000 Dа. Обе цепи связаны между собой дисульфидными мостиками (рис. 10-29 В) и образованы из предшественника, проинсулина в результате протеолитического отщепления С-цепи (связывающий пептид). Ген для синтеза инсулина локализован в 11-й хромосоме человека (рис. 10-29 Г). С помощью соответствующей мРНК в эндоплазматическом ретикулуме (ER) синтезируется препроинсулин с молекулярной массой 11 500 Dа. В результате отделения сигнальной последовательности и образования дисульфидных мостиков между цепочками А, В и С появляется проинсулин, который в микровези-

кулах транспортируется к аппарату Гольджи. Там происходит отщепление С-цепочки от проинсулина и образование цинк-инсулиновых-гексамеров - запасающей формы в «зрелых» секреторных гранулах. Уточним, что инсулин разных животных и человека различается не только по аминокислотному составу, но и по α-спирали, которая обусловливает вторичную структуру гормона. Более сложной является третичная структура, образующая участки (центры), ответственные за биологическую активность и антигенные свойства гормона. Третичная структура мономерного инсулина включает гидрофобный кор, который образует шиловидные отростки на его поверхности, обладающие гидрофильными свойствами, за исключением двух неполярных областей, обеспечивающих агрегационные свой-ства молекулы инсулина. Внутреннее строение молекулы инсулина важно для взаимодействия с его рецептором и проявления биологического действия. При исследовании с помощью рентгеноструктурного анализа установлено, что одна гексамерная единица кристаллического цинк-инсулина состоит из трех димеров, свернутых вокруг оси, на которой расположены два атома цинка. Проинсулин так же, как и инсулин, образует димеры и цинксодержащие гексамеры.

Во время экзоцитоза инсулин (А- и В-цепочки) и С-пептид выделяются в эквимолярных количествах, причем еще около 15% инсулина остается в виде проинсулина. Сам проинсулин оказывает лишь очень ограниченное биологическое действие, о биологическом действии С-пептида еще нет достоверных сведений. У инсулина очень короткий период полужизни, порядка 5-8 мин, у С-пептида - в 4 раза длиннее. В клинике измерение С-пептида в плазме используется в качестве параметра функционального состояния β-клеток, и даже при терапии инсулином позволяет оценить остаточную секреторную емкость эндокринной поджелудочной железы.

Рис. 10-29. Структура глюкагона, проинсулина и инсулина.

А - глюкагон синтезируется в α-клетках и его структура представлена на панели. Б - инсулин синтезируется в β-клетках. В - в поджелудочной железе β-клетки, вырабатывающие инсулин, распределены равномерно, тогда как α-клетки, производящие глюкагон, сосредоточены в хвосте поджелудочной железы. В результате отщепления С-пептида в указанных участках появляется инсулин, состоящий из двух цепей: А и В. Г - схема синтеза инсулина

Клеточный механизм секреции инсулина

Панкреатические β-клетки повышают уровень внутриклеточной глюкозы за счет ее входа через GLUT2-транспортер и метаболизируют глюкозу, а также галактозу и маннозу, и каждое это вещество может вызвать секрецию инсулина островками. Другие гексозы (например, З-О-methylglucose или 2-deoxyglucose), которые транспортируются в β -клетки, но не могут там метаболизироваться, и не стимулируют секрецию инсулина. Некоторые аминокислоты (особенно аргинин и лейцин) и маленькие кетокислоты (α-ketoisocaproate) так же, как ketohexoses (фруктоза), могут слабо стимулировать секрецию инсулина. Аминокислоты и кетокислоты не разделяют никакого метаболического пути с гексозами, кроме окисления через цикл лимонной кислоты. Эти данные привели к предположению, что ATФ, синтезированный в результате метаболизма этих различных веществ может быть вовлечен в секрецию инсулина. Исходя из этого было предложено 6 ступеней секреции инсулина β-клетками, которые изложены в подрисуночной подписи к рис. 10-30.

Рассмотрим весь процесс более детально. Секрецией инсулина в основном управляет концентрация глюкозы в крови, это означает, что прием пищи стимулирует секрецию, а при уменьшении концентрации глюкозы, например во время голодания (пост, диета), выброс тормозится. Обычно инсулин секретируется с интервалом в 15- 20 мин. Такая пульсационная секреция, по-видимому, имеет значение для эффективности инсулина и обеспечивает адекватную функцию инсулиновых рецепторов. После стимуляции секреции инсулина внутривенным введением глюкозы наблюдается двухфазный секреторный ответ. В первой фазе уже в течение минут происходит максимальный выброс инсулина, который через несколько минут опять ослабевает. Примерно через 10 мин наступает вторая фаза с сохраняющейся повышенной секрецией инсулина. Полагают, что за обе фазы отвечают различные

запасающие формы инсулина. Возможно также, что ответственными за такую двухфазную секрецию являются разнообразные паракринные и ауторегуляторные механизмы островковых клеток.

Механизм стимуляции секреции инсулина глюкозой или гормонами в значительной степени выяснен (рис. 10-30). Решающим является увеличение концентрации АТФ в результате окисления глюкозы, которая при возрастании концентрации глюкозы в плазме с помощью опосредованного переносчиком транспорта в увеличенном количестве поступает в β-клетки. В результате АТФ- (или от соотношения АТФ/АДФ) зависимый К + -канал ингибируется и мембрана деполяризуется. Вследствие этого открываются потенциалзависимые Са 2+ -каналы, экстраклеточный Са 2+ устремляется внутрь и активирует процесс экзоцитоза. Пульсационное высвобождение инсулина является следствием типичного образца разрядки β -клетки «пачками».

Клеточные механизмы действия инсулина очень многообразны и еще не полностью выяснены. Инсулиновый рецептор является тетрадимером и состоит из двух экстраклеточных α-субъединиц со специфическими местами связывания для инсулина и двух β-субъединиц, которые имеют трансмембранную и внутриклеточную части. Рецептор относится к семейству тирозинкиназных рецепторов и очень сходен по структуре с соматомедин-С- (IGF-1-)рецептором. β-субъединицы инсулинового рецептора с внутренней стороны клетки содержат большое число тирозинкиназных доменов, которые на первом этапе активируются с помощью аутофосфорилирования. Эти реакции являются существенными для активации следующих киназ (например фосфатидилинозитол 3-киназы), которые затем индуцируют различные процессы фосфорилирования, с помощью которых в эффекторных клетках происходит активация большинства энзимов, участвующих в обмене веществ. Кроме того, интернализация инсулина вместе со своим рецептором в клетку возможно также имеет значение для экспрессии специфических протеинов.

Рис. 10-30. Механизм секреции инсулина β -клетками.

Повышение уровня внеклеточной глюкозы является триггером для секреции β-клетками инсулина, который происходит в виде семи этапов. (1) Глюкоза входит в клетку через GLUT2 транспортер, работа которого опосредована облегченной диффузией глюкозы в клетку. (2) Увеличение входа глюкозы стимулирует метаболизм глюкозы в клетке и ведет к увеличению [АТФ] i или [АТФ] i / [АДФ] i . (3) Увеличение [АТФ] i или [АТФ] i / [АДФ] i ингибирует АТФ-сенситивные К + -каналы. (4) Ингибирование АТФ-сенситивных К + -каналов вызывает деполяризацию, т.е. V m приобретает более положительные значения. (5) Деполяризация активирует потенциал-управляемые Са 2+ -каналы мембраны клетки. (6) Активация этих потенциал-управляемых Са 2+ -каналов увеличивает вход ионов Са 2+ и, таким образом, увеличивает i , что также вызывает Са 2+ -индуцированный Са 2+ -релиз из эндоплазматического ретикулума (ЭР). (7) Накопление i ведет к экзоцитозу и выходу в кровь инсулина, содержащегося в секреторных гранулах

Ультраструктура печени

Ультраструктура печени и желчевыводящих путей показана на рис. 10-31. Желчь выделяется клетками печени в желчные канальцы. Желчные канальцы, сливаясь друг с другом на периферии печеночной дольки, формируют более крупные желчные ходы - перилобулярные желчные проточки, выстланные эпителием и гепатоцитами. Перилобулярные желчные проточки впадают в междольковые желчные протоки, выстланные кубическим эпителием. Анастомозируя между

собой и увеличиваясь в размерах, они образуют крупные септальные протоки, окруженные фиброзной тканью портальных трактов и сливающиеся в долевые левый и правый печеночный протоки. На нижней поверхности печени в области поперечной борозды левый и правый печеночный протоки соединяются и формируют общий печеночный проток. Последний, сливаясь с пузырным протоком, впадает в общий желчный проток, открывающийся в просвет двенадцатиперстной кишки в области большого сосочка двенадцатиперстной кишки, или фатерова соска.

Рис. 10-31. Ультраструктура печени.

Печень состоит из долек (диаметр 1-1,5 мм), которые на периферии снабжаются ветвями портальной вены (V.portae) и печеночной артерии (A.hepatica). Кровь из них протекает через синусоиды, которые снабжают кровью гепатоциты, и затем попадает в центральную вену. Между гепатоцитами лежат трубкообразные, закрытые сбоку с помощью плотных контактов и не имеющие собственной стенки щели, желчные капилляры или канальцы, Canaliculi biliferi. В них выделяется желчь (см. рис. 10-32), которая покидает печень через систему желчных ходов. Содержащий гепатоциты эпителий соответствует концевым отделам обычных экзокринных желез (например, слюнных желез), желчные канальцы - просвету концевого отдела, желчные протоки - выводящим протокам железы, а синусоиды - кровеносным капиллярам. Необычно же то, что синусоиды получают смесь артериальной (богатой O 2) и венозной крови портальной вены (бедной O 2 , но богатой питательными и другими веществами, поступающими из кишечника). Клетки Купфера являются макрофагами

Состав и секреция желчи

Желчь представляет собой водный раствор различных соединений, обладающий свойствами коллоидного раствора. Основными компонентами желчи являются желчные кислоты (холевая и в небольшом количестве дезоксихолевая), фосфолипиды, желчные пигменты, холестерин. В состав желчи входят также жирные кислоты, белок, бикарбонаты, натрий, калий, кальций, хлор, магний, йод, незначительное количество марганца, а также витамины, гормоны, мочевина, мочевая кислота, ряд ферментов и др. В желчном пузыре концентрация многих компонентов в 5-10 раз выше, чем в печеночной. Однако концентрация ряда компонентов, например натрия, хлора, бикарбонатов, в связи с их всасыванием в желчном пузыре значительно ниже. Альбумин, присутствующий в печеночной желчи, в пузырной вовсе не обнаруживается.

Желчь образуется в гепатоцитах. В гепатоците различают два полюса: васкулярный, осуществляющий с помощью микроворсинок захват веществ извне и введение их в клетку, и билиарный, где происходит выделение веществ из клетки. Микроворсинки билиарного полюса гепатоцита образуют истоки желчных канальцев (капилляров), стенки которых образованы мембранами

двух и более смежных гепатоцитов. Образование желчи начинается с секреции гепатоцитами воды, билирубина, желчных кислот, холестерина, фосфолипидов, электролитов и других компонентов. Секретирующий аппарат гепатоцита представлен лизосомами, пластинчатым комплексом, микроворсинками и желчными канальцами. Секреция осуществляется в зоне микроворсинок. Билирубин, желчные кислоты, холестерин и фосфолипиды, главным образом лецитин, выделяются в виде специфического макромолекулярного комплекса - желчной мицеллы. Соотношение этих четырех основных компонентов, достаточно постоянное в норме, обеспечивает растворимость комплекса. Кроме того, малая растворимость холестерина значительно увеличивается в присутствии солей желчных кислот и лецитина.

Физиологическая роль желчи связана главным образом с процессом пищеварения. Наиболее важное значение для пищеварения имеют желчные кислоты, стимулирующие секрецию поджелудочной железы и обладающие эмульгирующим действием на жиры, что необходимо для их переваривания панкреатической липазой. Желчь нейтрализует кислое содержимое желудка, поступающее в двенадцатиперстную кишку. Белки желчи способны связывать пепсин. С желчью экскретируются и чужеродные вещества.

Рис. 10-32. Секреция желчи.

Гепатоциты выделяют электролиты и воду в желчные канальцы. Дополнительно гепатоциты выделяют первичные желчные соли, которые они синтезируют из холестерина, а также вторичные желчные соли и первичные желчные соли, которые они захватывают из синусоидов (кишечно-печеночная рециркуляция). Секреция желчных кислот сопровождается дополнительной секрецией воды. Билирубин, стероидные гормоны, чужеродные вещества и другие вещества связываются с глутатионом или глюкуроновой кислотой, для повышения их растворимости в воде, и в такой конъюгированной форме выделяются в желчь

Синтез желчных солей в печени

Желчь печени содержит желчные соли, холестерин, фосфолипиды (прежде всего фосфатидилхолин = лецитин), стероиды, а также продукты обмена, такие как билирубин, и многие чужеродные вещества. Желчь изотонична плазме крови, а ее электролитный состав похож на электролитный состав плазмы крови. Значение рН желчи нейтральное или слегка щелочное.

Желчные соли представляют собой метаболиты холестерина. Желчные соли захватываются гепатоцитами из крови портальной вены или синтезируются внутриклеточно, после конъюгации с глицином или таурином через апикальную мембрану в желчные канальцы. Желчные соли образуют мицеллы: в желчи - с холестерином и лецитином, а в просвете кишечника - прежде всего с плохо растворимыми продуктами липолиза, для которых необходимой предпосылкой реабсорбции является образование мицелл. При реабсорбции липидов желчные соли снова высвобождаются, реабсорбируются в концевых отделах подвздошной кишки и так вновь попадают в печень: желудочно-печеночный круговорот. В эпителии толстого кишечника желчные соли повышают проницаемость эпителия для воды. Секреция как желчных солей, так и других веществ сопровождается перемещениями воды по осмотическим градиентам. Секреция воды, обусловленная секрецией желчных солей и других веществ, составляет в каждом случае 40% от количества первичной желчи. Оставшиеся 20%

воды приходятся на жидкости, выделяемые клетками эпителия желчного протока.

Наиболее распространенные желчные соли - соли холевой, хеноде(з)оксихолевой, де(з)оксихолевой и литохолевой желчных кислот. Они захватываются клетками печени из крови синусоида с помощью переносчика NTCP (котранспорт с Na +) и переносчика OATP (независимый от Na + перенос; OATP = O rganic A nion-T ransporting P olypeptide) и в гепатоцитах образуют конъюгат с аминокислотой, глицином или таурином (рис. 10-33). Коньюгация поляризует молекулу со стороны аминокислоты, что облегчает ее растворимость в воде, тогда как стероидный скелет липофилен, что облегчает взаимодействие с другими липидами. Таким образом конъюгированные желчные соли могут выполнять функцию детергентов (веществ обеспечивающих растворимость) для обычно плохо растворимых липидов: когда концентрация желчных солей в желчи или в просвете тонкого кишечника превышает определенную (так называюмую критическую мицеллярную) величину, они спонтанно образуют с липидами мельчайшие аггрегаты, мицеллы.

Эволюция различных желчных кислот связана с необходимостью удерживать липиды в растворе в широком диапазоне значений рН: при рН = 7 - в желчи, при рН = 1-2 - в приходящем из желудка химусе и при рН = 4-5 - после того как химус смешивается с соком поджелудочной железы. Это возможно благодаря разным рКa" -значениям отдельных желчных кислот (рис. 10-33).

Рис. 10-33. Синтез желчных солей в печени.

Гепатоциты, используя в качестве исходного вещества холестерин, образуют желчные соли, прежде всего хенодеоксихолат и холат. Каждая из этих (первичных) желчных солей может конъюгировать с аминокислотой, прежде всего с таурином или глицином, что снижает pKa"-значение соли с 5 до 1,5 или 3,7 соответственно. Кроме этого часть молекулы, изображенная на рисунке справа, становится гидрофильной (средняя часть рисунка). Из шести различных конъюгированных желчных солей справа показаны оба конъюгата холата с их полными формулами. Конъюгированные желчные соли частично деконъюгируются бактериями в нижнем отделе тонкого кишечника и затем дегидроксилируются у C-атома, таким образом из первичных желчных солей хенодеоксихолата и холата образуются вторичные желчные соли литохолат (не показан на рисунке) и деоксихолат, соответственно. Последние попадают в результате кишечно-печеночной рециркуляции снова в печень и вновь образуют конъюгаты, чтобы после секреции с желчью опять принимать участие в реабсорбции жиров

Кишечно-печеночный кругооборот желчных солей

Для переваривания и реабсорбции 100 г жира необходимо около 20 г желчных солей. Тем не менее общее количество желчных солей в организме редко превышает 5 г, и лишь 0,5 г ежедневно синтезируются заново (холат и хенодоксихолат = первичные желчные соли). Успешная абсорбция жиров с помощью небольшого количества желчных солей возможна благодаря тому, что в подвздошной кишке 98% выделяемых с желчью желчных солей вновь реабсорбируется по механизму вторичного активного транспорта совместно с Na + (котранспорт), попадает в кровь портальной вены и возвращается в печень: кишечно-печеночная рециркуляция (рис. 10-34). В среднем данный цикл повторяется для одной молекулы желчной соли до 18 раз, прежде чем она будет потеряна с калом. При этом конъюгированные желчные соли деконъюгируются

в нижнем отделе двенадцатиперстной кишки с помощью бактерий и декарбоксилируются, в случае первичных желчных солей (образование вторичных желчных солей; см. рис. 10-33). У пациентов, у которых хирургическим путем удалена подвздошная кишка или которые страдают от хронического воспаления кишечника (Morbus Crohn), большая часть желчных солей теряется с калом, поэтому нарушается переваривание и всасывание жиров. Стеаторея (жирный стул) и мальабсорбция являются последствиями таких нарушений.

Интересно, что небольшой процент желчных солей, который попадает в толстый кишечник, играет важную физиологическую роль: желчные соли взаимодействуют с липидами люминальной клеточной мембраны и повышают ее проницаемость для воды. Если концентрация желчных солей в толстом кишечнике снижается, то уменьшается реабсорбция воды в толстом кишечнике и, как следствие, развивается диарея.

Рис. 10-34. Кишечно-печеночная рециркуляция желчных солей.

Сколько раз за день пул желчных солей циркулирует между кишечником и печенью, зависит от содержания жира в пище. При переваривании нормальной пищи пул желчных солей циркулирует между печенью и кишечником 2 раза за день, при богатой жирами пище циркуляция происходит 5 раз или еще чаще. Поэтому цифры на рисунке дают лишь приблизительное представление

Желчные пигменты

Билирубин образуется в основном при расщеплении гемоглобина. После разрушения состарившихся эритроцитов макрофагами ретикулоэндотелиальной системы от гемоглобина отщепляется кольцо гема, а после разрушения кольца гемоглобин превращается сначала в биливердин и затем в билирубин. Билирубин, в силу своей гидрофобности, переносится плазмой крови в связанном с альбумином состоянии. Из плазмы крови билирубин захватывается клетками печени и связывается с внутриклеточными белками. Затем билирубин образует конъюгаты при участии фермента глюкуронилтрансферазы, превращаясь в водорастворимые моно- и диглюкурониды. Моно- и диглюкурониды с помощью переносчика (MRP2 = сМОАТ), работа которого требует затрат энергии АТФ, выделяются в желчный каналец.

Если в желчи повышается содержание плохорастворимого, неконъюгированного билирубина (обычно 1-2% мицеллярного «раствора»), вне зависимости происходит ли это в результате перегрузки глюкуронилтрансферазы (гемолиз, см. ниже), или в результате повреждения печени или бактериальной деконъюгации в желчи, то образуются так называемые пигментные камни (билирубинат кальция и др.).

В норме концентрация билирубина в плазме крови меньше 0,2 ммоль. Если она возрастает до значения превышающего 0,3-0,5 ммоль, то плазма крови выглядит желтой и соединительная ткань (сначала склера, а затем и кожа) окрашиваются в желтый цвет, т.е. такое повышение концентрации билирубина приводит к желтухе (иктерус).

Высокая концентрация билирубина в крови может иметь несколько причин: (1) Массовая гибель эритроцитов по любым причинам, даже при нормальной функции печени повышает в

плазме крови концентрацию неконъюгированного («косвенного») билирубина: гемолитическая желтуха. (2) Дефект фермента глюкуронилтрансферазы также приводит к увеличению количества неконъюгированного билирубина в плазме крови: гепатоцеллюлярная (гепатическая) желтуха. (3) Постгепатитная желтуха возникает, когда происходит закупорка желчных путей. Это может происходить как в печени (холостаз), так и за ее пределами (в результате возникновения опухоли или камня в Ductus choleodochus): механическая желтуха. Желчь скапливается выше места закупорки; она выдавливается вместе с конъюгированным билирубином из желчных канальцев через десмосомы во внеклеточное пространство, которое связано с синусом печени и, таким образом, с венами печени.

Билирубин и его метаболиты реабсорбируются в кишечнике (около 15% от выделяемого количества), однако лишь после того как от них отщепляется (анаэробными бактериями кишечника) глюкуроновая кислота (рис. 10-35). Свободный билирубин превращается бактериями в уробилиноген и стеркобилиноген (оба бесцветны). Они окисляются до (окрашенных, желто-оранжевых) конечных продуктов уробилина и стеркобилина, соответственно. Небольшая часть этих веществ попадает в кровь системы кровообращения (прежде всего уробилиноген) и после клубочковой фильтрации в почке оказывается в моче, придавая ей характерный желтоватый цвет. В тоже время оставшиеся в кале конечные продукты, уробилин и стеркобилин, окрашивают его в коричневый цвет. При быстром прохождении по кишечнику неизменившийся билирубин окрашивает каловые массы в желтоватый цвет. Когда же в каловых массах, как при холостазии или закупорке желчного протока не обнаруживается ни билирубин, ни продукты его распада, то следствием этого является серый цвет кала.

Рис. 10-35. Выведение билирубина.

В день выводится до 230 мг билирубина, который образуется в результате расщепления гемоглобина. В плазме крови билирубин связан с альбумином. В клетках печени при участии глюкуронтрансферазы билирубин образует конъюгат с глюкуроновой кислотой. Такой конъюгированный, значительно лучше растворимый в воде билирубин выделяется в желчь и с ней попадает в толстый кишечник. Там бактерии расщепляют конъюгат и превращают свободный билирубин в уробилиноген и стеркобилиноген, из которых в результате окисления образуются уробилин и стеркобилин, придающие стулу коричневый цвет. Около 85% билирубина и его метаболитов выводится со стулом, около 15% вновь реабсорбируется (кишечно-печеночная циркуляция), 2% попадает через систему кровообращения в почки и выводится с мочой

В тонкой кишке выделяются двенадцатиперстная, тощая и подвздошная кишки. Двенадцатиперстная кишка не только участвует в секреции кишечного сока с высоким содержанием ионов гидрокарбоната, но и является главенствующей зоной регуляции пищеварения. Именно двенадцатиперстная кишка задает определенный ритм дистальным отделам пищеварительного тракта через нервные, гуморальные и внутриполостные механизмы.

Вместе с антральным отделом желудка двенадцатиперстная, тощая и подвздошная кишки составляют важный единый эндокринный орган. Двенадцатиперстная кишка является частью сократительного (моторного) комплекса, в целом состоящего из антрального отдела желудка, пилорического канала, двенадцатиперстной кишки и сфинктера Одди. Она принимает кислое содержимое желудка, выделяет свои секреты, изменяет pH химуса в щелочную сторону. Содержимое желудка воздействует на эндокринные клетки и нервные окончания слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки, что обеспечивает координирующую роль антрального отдела желудка и двенадцатиперстной кишки, а также взаимосвязи желудка, поджелудочной железы, печени, тонкой кишки.

Вне пищеварения, натощак, содержимое двенадцатиперстной кишки имеет слабощелочную реакцию (pH 7,2–8,0). При переходе в нее порций кислого содержимого из желудка реакция дуоденального содержимого также становится кислой, но затем быстро происходит ее изменение, так как соляная кислота желудочного сока здесь нейтрализуется желчью, соком поджелудочной железы, а также дуоденальных (бруннеровых) желез и кишечных крипт (либеркюновы железы). При этом действие желудочного пепсина прекращается. Чем выше кислотность дуоденального содержимого, тем больше выделяется сока поджелудочной железы и желчи и тем больше замедляется эвакуация содержимого желудка в двенадцатиперстную кишку. В гидролизе питательных веществ в двенадцатиперстной кишке особенно велика роль ферментов сока поджелудочной железы, желчи.

Пищеварение в тонкой кишке – наиболее важный этап пищеварительного процесса в целом. Оно обеспечивает деполимеризацию питательных веществ до стадии мономеров, которые всасываются из кишечника в кровь и лимфу. Пищеварение в тонкой кишке происходит сначала в ее полости (полостное пищеварение), а затем в зоне щеточной каймы кишечного эпителия при помощи ферментов, встроенных в мембрану микроворсинок кишечных клеток, а также фиксированных в гликокаликсе (мембранное пищеварение). Полостное и мембранное пищеварение осуществляется ферментами, поступающими с соком поджелудочной железы, а также собственно кишечными ферментами (мембранными, или трансмембранными) (см. табл. 2.1). Важную роль в расщеплении липидов играет желчь.

Для человека наиболее характерна комбинация полостного и мембранного пищеварения. Начальные этапы гидролиза осуществляются за счет полостного пищеварения. Большинство надмолекулярных комплексов и крупных молекул (белки и продукты их неполного гидролиза, углеводы, жиры) расщепляются в полости тонкой кишки в нейтральной и слабощелочной средах, главным образом под действием эндогидролаз, секретируемых клетками поджелудочной железы. Часть этих ферментов может адсорбироваться на структурах слизи или слизистых наложениях. Пептиды, образующиеся в проксимальном отделе кишки и состоящие из 2–6 аминокислотных остатков, дают 60–70 % -аминоазота, а в дистальной части кишки – до 50 %.

Углеводы (полисахариды, крахмал, гликоген) расщепляются -амилазой поджелудочного сока до декстринов, три– и дисахаридов без значительного накопления глюкозы. Жиры подвергаются гидролизу в полости тонкой кишки панкреатической липазой, которая поэтапно отщепляет жирные кислоты, что приводит к образованию ди– и моноглицеридов, свободных жирных кислот и глицерина. В гидролизе жиров существенную роль играет желчь.

Образующиеся в полости тонкой кишки продукты частичного гидролиза, благодаря кишечной моторике, поступают из полости тонкой кишки в зону щеточной каймы, чему способствует их перенос в потоках растворителя (воды), возникающих благодаря всасыванию ионов натрия и воды. Именно на структурах щеточной каймы и происходит мембранное пищеварение. При этом промежуточные этапы гидролиза биополимеров реализуются панкреатическими ферментами, адсорбированными на структурах апикальной поверхности энтероцитов (гликокаликса), а заключительные – собственно кишечными мембранными ферментами (мальтазой, сахаразой, -амилазой, изомальтазой, трегалазой, аминопептидазой, три– и дипептидазами, щелочной фосфатазой, моноглицеридлипазой и др.)> встроенными в мембрану энтероцитов, покрывающую микроворсинки щеточной каймы. Некоторые ферменты (-амилаза и аминопептидаза) гидролизуют и высокополимеризованные продукты.

Пептиды, поступающие в область щеточной каймы кишечных клеток, расщепляются до олигопептидов, дипептидов и аминокислот, способных к всасыванию. Пептиды, состоящие более чем из трех аминокислотных остатков, гидролизуются преимущественно ферментами щеточной каймы, а три– и дипептиды – как ферментами щеточной каймы, так и внутриклеточно ферментами цитоплазмы. Глицилглицин и некоторые дипептиды, содержащие остатки пролина и оксипролина и не имеющие существенного нутритивного значения, всасываются частично или полностью в нерасщепленном виде. Дисахариды, поступающие с пищей (например, сахароза), а также образующиеся при расщеплении крахмала и гликогена, гидролизуются собственно кишечными гликозидазами до моносахаридов, которые транспортируются через кишечный барьер во внутреннюю среду организма. Триглицериды расщепляются не только под действием панкреатической липазы, но и под влиянием кишечной моноглицеридлипазы.

Секреция

В слизистой оболочке тонкой кишки имеются железистые клетки, расположенные на ворсинках, которые продуцируют пищеварительные секреты, выделяющиеся в кишку. Это бруннеровы железы двенадцатиперстной кишки, либеркюновы крипты тощей кишки, бокаловидные клетки. Эндокринными клетками вырабатываются гормоны, которые поступают в межклеточное пространство, а откуда транспортируются в лимфу и кровь. Здесь же локализованы выделяющие белковый секрет клетки с ацидофильными гранулами в цитоплазме (клетки Панета). Объем кишечного сока (в норме до 2,5 л) может возрастать при местном воздействии некоторых пищевых или токсических субстанций на слизистую оболочку кишечника. Прогрессирующая дистрофия и атрофия слизистой оболочки тонкой кишки сопровождаются уменьшением секреции кишечного сока.

Железистые клетки образуют и накапливают секрет и на определенной стадии своей деятельности отторгаются в просвет кишки, где, распадаясь, отдают этот секрет в окружающую жидкость. Сок можно разделить на жидкую и плотную части, соотношение между которыми меняется в зависимости от силы и характера раздражения кишечных клеток. В жидкой части сока содержится около 20 г/л сухого вещества, состоящего частично из содержимого десквамированных клеток, поступающих из крови органических (слизь, белки, мочевина и др.) и неорганических веществ – примерно 10 г/л (таких как бикарбонаты, хлориды, фосфаты). Плотная часть кишечного сока имеет вид слизистых комков и состоит из неразрушенных десквамированных эпителиальных клеток, их фрагментов и слизи (секрета бокаловидных клеток).

У здоровых людей периодическая секреция характеризуется относительной качественной и количественной стабильностью, способствующей поддержанию гомеостаза энтеральной среды, какой является в первую очередь химус.

По некоторым расчетам у взрослого человека с пищеварительными соками поступает в пищу до 140 г белка в сутки, еще 25 г белковых субстратов образуется в результате десквамации кишечного эпителия. Не трудно представить значительность белковых потерь, которые могут происходить при длительной и тяжелой диарее, при любых формах нарушения пищеварения, патологических состояниях, связанных с энтеральной недостаточностью – усилением тонкокишечной секреции и нарушением обратного всасывания (реабсорбции).

Слизь, синтезируемая бокаловидными клетками тонкой кишки, является важным компонентом секреторной активности. Количество бокаловидных клеток в составе ворсинок больше, чем в криптах (приблизительно до 70 %), и увеличивается в дистальных отделах тонкой кишки. По-видимому, это отражает важность непищеварительных функций слизи. Установлено, что клеточный эпителий тонкой кишки покрыт сплошным гетерогенным слоем толщиной до 50-кратной высоты энтероцита. В этом надэпителиальном слое слизистых наложений содержится значительное количество адсорбированных панкреатических и незначительное количество кишечных ферментов, реализующих пищеварительную функцию слизи. Слизистый секрет богат кислыми и нейтральными мукополисахаридами, но беден белками. Это обеспечивает цитопротективную состоятельность слизистого геля, механическую, химическую защиту слизистой оболочки, предотвращение проникновения в глубинные структуры ткани крупномолекулярных соединений и антигенных агрессоров.

Всасывание

Под всасыванием понимается совокупность процессов, в результате которых компоненты пищи, содержащиеся в пищеварительных полостях, переносятся через клеточные слои и межклеточные пути во внутренние циркуляторные среды организма – кровь и лимфу. Главным органом всасывания служит тонкая кишка, хотя некоторые пищевые компоненты могут всасываться в толстой кишке, желудке и даже ротовой полости. Пищевые вещества, поступающие из тонкой кишки, с током крови и лимфы разносятся по всему организму и далее участвуют в интермедиарном (промежуточном) обмене. В сутки в желудочно-кишечном тракте всасывается до 8–9 л жидкости. Из них приблизительно 2,5 л поступает с пищей и питьем, остальное – жидкость секретов пищеварительного аппарата.

Всасывание большинства пищевых веществ происходит после их ферментативной обработки и деполимеризации, которые происходят как в полости тонкой кишки, так и на ее поверхности за счет мембранного пищеварения. Уже через 3–7 ч после приема пищи все ее основные компоненты исчезают из полости тонкой кишки. Интенсивность всасывания пищевых веществ в различных отделах тонкой кишки неодинакова и зависит от топографии соответствующих ферментативных и транспортных активностей вдоль кишечной трубки (рис. 2.4).

Различают два типа транспорта через кишечный барьер во внутреннюю среду организма. Это – трансмембранный (трансцеллюлярный, через клетку) и парацеллюлярный (шунтирующий, идущий через межклеточные пространства).

Основным типом транспорта является трансмембранный. Условно можно выделить два вида трансмембранного переноса веществ через биологические мембраны – это макромолекулярный и микромолекулярный. Под макромолекулярным транспортом понимается перенос крупных молекул и молекулярных агрегатов через клеточные слои. Этот транспорт прерывист и реализуется преимущественно посредством пино– и фагоцитоза, объединяемых названием «эндоцитоз». За счет этого механизма в организм могут поступать белки, в том числе антитела, аллергены и некоторые другие соединения, значимые для организма.

Микромолекулярный транспорт служит основным типом, в результате которого из кишечной среды во внутреннюю среду организма переносятся продукты гидролиза пищевых веществ, преимущественно мономеры, различные ионы, лекарственные препараты и другие соединения, обладающие небольшой молекулярной массой. Транспорт углеводов через плазматическую мембрану кишечных клеток происходит в виде моносахаридов (глюкозы, галактозы, фруктозы и т. д.), белков – преимущественно в виде аминокислот, жиров – в виде глицерина и жирных кислот.

Во время трансмембранного движения вещество пересекает мембрану микроворсинок щеточной каймы кишечных клеток, поступает в цитоплазму, затем через базолатеральную мембрану – в лимфатические и кровеносные сосуды кишечных ворсинок и далее в общую систему циркуляции. Цитоплазма кишечных клеток служит компартментом, образующим градиент между щеточной каймой и базолатеральной мембраной.

Рис. 2.4. Распределение резорбтивных функций вдоль тонкой кишки (по: С. D. Booth, 1967, с изменениями).

В микромолекулярном транспорте в свою очередь принято выделять пассивный и активный транспорт. Пассивный транспорт может происходить благодаря диффузии веществ через мембрану или водные поры по концентрационному градиенту, осмотическому или гидростатическому давлению. Он ускоряется благодаря движущимся через поры потокам воды, изменениям градиента pH, а также транспортерам в мембране (в случае облегченной диффузии их работа осуществляется без затраты энергии). Обменная диффузия обеспечивает микроциркуляцию ионов между периферией клетки и окружающей ее микросредой. Облегченная диффузия реализуется с помощью особых транспортеров – специальных белковых молекул (специфических транспортных белков), способствующих без затраты энергии проникновению субстанций через мембрану клеток за счет концентрационного градиента.

Активно транспортируемое вещество перемещается через апикальную мембрану кишечной клетки против своего электромеханического градиента с участием специальных транспортных систем, функционирующих по типу мобильных или конформационных транспортеров (переносчиков) с затратой энергии. Этим активный транспорт резко отличается от облегченной диффузии.

Транспорт большинства органических мономеров через мембрану щеточной каймы кишечных клеток зависит от ионов натрия. Это справедливо для глюкозы, галактозы, лактата, большинства аминокислот, некоторых конъюгированных желчных кислот, а также для ряда других соединений. Движущей силой такого транспорта служит градиент концентрации Na+. Однако в клетках тонкой кишки существует не только Ма+-зависимая транспортная система, но и Ма+-независимая, которая свойственна некоторым аминокислотам.

Вода всасывается из кишечника в кровь и поступает обратно по законам осмоса, но большая часть – из изотонических растворов кишечного химуса, так как в кишечнике гипер– и гипотонические растворы быстро разводятся или концентрируются.

Всасывание ионов натрия в кишечнике происходит как через базолатеральную мембрану в межклеточное пространство и далее в кровь, так и трансцеллюлярным путем. За сутки в пищеварительный тракт человека поступает с пищей 5–8 г натрия, 20–30 г этого иона секретируется с пищеварительными соками (т. е. всего 25–35 г). Часть ионов натрия всасывается вместе с ионами хлора, а также во время противоположно направленного транспорта ионов калия за счет Na+, К+-АТФазы.

Всасывание двухвалентных ионов (Са2+, Mg2+, Zn2+, Fe2+) происходит по всей длине желудочно-кишечного тракта, а Си2+ – главным образом в желудке. Двухвалентные ионы всасываются очень медленно. Всасывание Са2+ наиболее активно происходит в двенадцатиперстной и тощей кишках с участием механизмов простой и облегченной диффузии, активируется витамином D, соком поджелудочной железы, желчью и рядом других соединений.

Углеводы всасываются в тонкой кишке в виде моносахаридов (глюкозы, фруктозы, галактозы). Всасывание глюкозы происходит активно с затратой энергии. В настоящее время уже известна молекулярная структура №+-зависимого транспортера глюкозы. Это белковый олигомер с высокой молекулярной массой и экстрацеллюлярными петлями, обладающий центрами связывания глюкозы и натрия.

Белки всасываются через апикальную мембрану кишечных клеток преимущественно в виде аминокислот и в значительно меньшей мере в виде дипептидов и трипептидов. Как и в случае с моносахаридами, энергия для транспорта аминокислот обеспечивается натриевым котранспортером.

В щеточной кайме энтероцитов существует по меньшей мере шесть Na+-зависимых транспортных систем для различных аминокислот и три – независимых от натрия. Пептидный (или аминокислотный) транспортер, как и транспортер глюкозы, представляет собой олигомерный гликозилированный белок с экстрацеллюлярной петлей.

Что касается всасывания пептидов, или так называемого пептидного транспорта, то в ранние сроки постнатального развития в тонкой кишке имеет место всасывание интактных белков. В настоящее время принято, что вообще всасывание интактных белков – процесс физиологический, необходимый для отбора антигенов субэпителиальными структурами. Однако на фоне общего поступления белков пищи преимущественно в виде аминокислот этот процесс имеет весьма малое нутритивное значение. Ряд дипептидов может поступать в цитоплазму трансмембранным путем, как и некоторые трипептиды, и расщепляться внутриклеточно.

Транспорт липидов осуществляется по-другому. Образовавшиеся при гидролизе жиров пищи длинноцепочечные жирные кислоты и глицерин практически пассивно переносятся через апикальную мембрану в энтероцит, где ресинтезируются в триглицериды и заключаются в липопротеиновую оболочку, белковый компонент которой синтезируется в энтероците. Тем самым образуется хиломикрон, который транспортируется в центральный лимфатический сосуд кишечной ворсинки и по системе грудного лимфатического протока затем поступает в кровь. Среднецепочечные и короткоцепочечные жирные кислоты поступают в кровоток сразу, без ресинтеза триглицеридов.

Скорость всасывания в тонкой кишке зависит от уровня ее кровоснабжения (влияет на процессы активного транспорта), уровня внутрикишечного давления (влияет на процессы фильтрации из просвета кишки) и топографии всасывания. Сведения об этой топографии позволяют представить себе особенности дефицита всасывания при энтеральной патологии, при пострезекционных синдромах и других нарушениях желудочно-кишечного тракта. На рис. 2.5 представлена схема контроля за процессами, происходящими в желудочно-кишечном тракте.

Рис. 2.5. Факторы, влияющие на процессы секреции и абсорбции в тонкой кишке (по: R. J. Levin, 1982, с изменениями).

Моторика

Существенное значение для процессов пищеварения в тонкой кишке имеет моторно-эвакуаторная деятельность, которая обеспечивает перемешивание пищевого содержимого с пищеварительными секретами, продвижение химуса по кишке, смену слоя химуса на поверхности слизистой оболочки, повышение внутрикишечного давления, способствующего фильтрации некоторых компонентов химуса из полости кишки в кровь и лимфу. Двигательная активность тонкой кишки состоит из непропульсивных перемешивающих движений и пропульсивной перистальтики. Она зависит от собственной активности гладкомышечных клеток и от влияния вегетативной нервной системы и многочисленных гормонов, в основном желудочно-кишечного происхождения.

Итак, сокращения тонкой кишки происходят в результате координированных движений продольного (наружного) и поперечного (циркуляторного) слоев волокон. Эти сокращения могут быть нескольких типов. По функциональному принципу все сокращения делят на две группы:

1) локальные, которые обеспечивают перемешивание и растирание содержимого тонкой кишки (непропульсивные);

2) направленные на передвижение содержимого кишки (пропульсивные). Выделяют несколько типов сокращений: ритмическую сегментацию, маятникообразные, перистальтические (очень медленные, медленные, быстрые, стремительные), антиперистальтические и тонические.

Ритмическая сегментация обеспечивается преимущественно сокращением циркуляторного слоя мышц. При этом содержимое кишечника разделяется на части. Следующим сокращением образуется новый сегмент кишки, содержимое которого состоит из частей бывшего сегмента. Этим достигаются перемешивание химуса и повышение давления в каждом из образующих сегментов кишки. Маятникообразные сокращения обеспечиваются сокращениями продольного слоя мышц с участием циркуляторного. При этих сокращениях происходит перемещение химуса вперед-назад и слабое поступательное движение в аборальном направлении. В проксимальных отделах тонкой кишки частота ритмических сокращений, или циклов, составляет 9-12, в дистальных – 6–8 в 1 мин.

Перистальтика состоит в том, что выше химуса за счет сокращения циркуляторного слоя мышц образуется перехват, а ниже в результате сокращения продольных мышц – расширение полости кишки. Этот перехват и расширение движутся вдоль кишки, перемещая впереди перехвата порцию химуса. По длине кишки одновременно движется несколько перистальтических волн. При антиперистальтических сокращениях волна движется в обратном (оральном) направлении. В норме тонкая кишка антиперистальтически не сокращается. Тонические сокращения могут иметь небольшую скорость, а иногда вообще не распространяться, значительно суживая просвет кишки на большом протяжении.

Выявлена определенная роль моторики в выведении пищеварительных секретов – перистальтика протоков, изменение их тонуса, закрытие и раскрытие их сфинктеров, сокращение и расслабление желчного пузыря. К этому же следует присоединить изменения складчатости слизистой оболочки, микромоторику кишечных ворсинок и микроворсинок тонкой кишки – очень важные явления, оптимизирующие мембранное пищеварение, всасывание нутриентов и других веществ из кишки в кровь и лимфу.

Моторика тонкой кишки регулируется нервными и гуморальными механизмами. Координирующее влияние оказывают интрамуральные (в стенке кишки) нервные образования, а также центральная нервная система. Интрамуральные нейроны обеспечивают координированные сокращения кишки. Особенно велика их роль в перистальтических сокращениях. На интрамуральные механизмы оказывают влияние экстрамуральные, парасимпатические и симпатические нервные механизмы, а также гуморальные факторы.

Моторная активность кишки зависит в том числе от физических и химических свойств химуса. Повышает ее активность грубая пища (черный хлеб, овощи, грубоволокнистые продукты) и жиры. При средней скорости перемещения 1–4 см/мин пища достигает слепой кишки за 2–4 ч. На продолжительность перемещения пищи влияет ее состав, в зависимости от него скорость перемещения уменьшается в ряду: углеводы, белки, жиры.

Гуморальные вещества изменяют моторику кишечника, действуя непосредственно на мышечные волокна и через рецепторы на нейроны интрамуральной нервной системы. Усиливают моторику тонкой кишки вазопрессин, окситоцин, брадикинин, серотонин, гистамин, гастрин, мотилин, холецистокинин-панкреозимин, субстанция Р и ряд других веществ (кислоты, щелочи, соли, продукты переваривания пищевых веществ, особенно жиров).

Защитные системы

Поступление пищи в Ж КТ следует рассматривать не только как способ восполнения энергетических и пластических материалов, но и как аллергическую и токсическую агрессии. Питание связано с опасностью проникновения во внутреннюю среду организма различного рода антигенов и токсических веществ. Особую опасность представляют чужеродные белки. Лишь благодаря сложной системе защиты негативные стороны питания эффективно нейтрализуются. В этих процессах особенно важную роль играет тонкая кишка, осуществляющая несколько жизненно важных функций – пищеварительную, транспортную и барьерную. Именно в тонкой кишке пища подвергается многоступенчатой ферментативной обработке, что необходимо для последующего всасывания и усвоения образующихся продуктов гидролиза пищевых веществ, не имеющих видовой специфичности. Этим организм в определенной мере предохраняет себя от воздействий чужеродных субстанций.

Барьерная, или защитная , функция тонкой кишки зависит от ее макро– и микроструктуры, ферментного спектра, иммунных свойств, слизи, проницаемости и т. д. Слизистая оболочка тонкой кишки участвует в механической, или пассивной, а также в активной защите организма от вредных веществ. Неиммунные и иммунные механизмы защиты тонкой кишки предохраняют внутреннюю среду организма от чужеродных субстанций, антигенов и токсинов. Кислый желудочный сок, пищеварительные ферменты, в том числе протеазы желудочно-кишечного тракта, моторика тонкой кишки, ее микрофлора, слизь, щеточная кайма и гликокаликс апикальной части кишечных клеток относятся к неспецифическим защитным барьерам.

Благодаря ультраструктуре поверхности тонкой кишки, то есть щеточной кайме и гликокаликсу, а также липопротеиновой мембране кишечные клетки служат механическим барьером, препятствующим поступлению антигенов, токсических веществ и других высокомолекулярных соединений из энтеральной среды во внутреннюю. Исключением являются молекулы, подвергающиеся гидролизу ферментами, адсорбированными на структурах гликокаликса. Крупные молекулы и надмолекулярные комплексы не могут проникать в зону щеточной каймы, так как ее поры, или межмикроворсинчатые пространства, чрезвычайно малы. Так, наименьшее расстояние между микроворсинками в среднем составляет 1–2 мкм, а размеры ячеек сети гликокаликса в сотни раз меньше. Таким образом, гликокаликс служит барьером, определяющим проницаемость пищевых веществ, причем апикальная мембрана кишечных клеток благодаря гликокаликсу практически недоступна (или мало доступна) для макромолекул.

К другой механической, или пассивной, системе защиты относятся ограниченная проницаемость слизистой оболочки тонкой кишки для водорастворимых молекул со сравнительно небольшой молекулярной массой и непроницаемость для полимеров, в число которых входят белки, мукополисахариды и другие субстанции, обладающие антигенными свойствами. Однако для клеток пищеварительного аппарата в период раннего постнатального развития характерен эндоцитоз, способствующий поступлению во внутреннюю среду организма макромолекул и чужеродных антигенов. Кишечные клетки взрослых организмов также способны в определенных случаях поглощать крупные молекулы, в том числе нерасщепленные. Кроме того, при прохождении пищи через тонкую кишку образуется значительное количество летучих жирных кислот, одни из которых при всасывании вызывают токсический эффект, а другие – локальное раздражающее действие. Что касается ксенобиотиков, то их образование и всасывание в тонкой кишке варьирует в зависимости от состава, свойств и загрязненности пищи.

Иммунокомпетентная лимфатическая ткань тонкой кишки составляет около 25 % всей ее слизистой оболочки. В анатомическом и функциональном отношениях эта ткань тонкой кишки делится на три отдела:

1) пейеровы бляшки – скопления лимфатических фолликулов, в которых собираются антигены и вырабатываются антитела к ним;

2) лимфоциты и плазматические клетки, вырабатывающие секреторные IgA;

3) внутриэпителиальные лимфоциты, в основном Т-лимфоциты.

Пейеровы бляшки (около 200–300 у взрослого человека) состоят из организованных скоплений лимфатических фолликул, в которых находятся предшественники популяции лимфоцитов. Эти лимфоциты заселяют другие области кишечной слизистой оболочки и принимают участие в ее локальной иммунной деятельности. В этом отношении пейеровы бляшки могут быть рассмотрены как область, инициирующая иммунную деятельность тонкой кишки. Пейеровы бляшки содержат В– и Т-клетки, а в эпителии над бляшками локализовано небольшое количество М-клеток, или мембранных клеток. Предполагается, что эти клетки участвуют в создании благоприятных условий для доступа люминальных антигенов к субэпителиальным лимфоцитам.

Интерэпителиальные клетки тонкой кишки расположены между кишечными клетками в базальной части эпителия, ближе к базальной мембране. Их отношение к другим кишечным клеткам составляет примерно 1: 6. Около 25 % интерэпителиальных лимфоцитов имеют маркеры Т-клеток.

В слизистой оболочке тонкой кишки человека находится более 400 ООО плазматических клеток на 1 мм2, а также около 1 млн лимфоцитов в расчете на 1 см2. В норме в тощей кишке содержится от 6 до 40 лимфоцитов в расчете на 100 эпителиальных клеток. Это означает, что в тонкой кишке кроме эпителиального слоя, разделяющего энтеральную и внутреннюю среды организма, существует еще мощный лейкоцитарный слой.

Как отмечено выше, иммунная система кишечника встречает огромное количество экзогенных пищевых антигенов. Клетки тонкой и толстой кишок продуцируют ряд иммуноглобулинов (Ig A, Ig Е, Ig G, Ig М), но преимущественно Ig А (табл. 2.2). Иммуноглобулины А и Е, секретируемые в полость кишки, по-видимому, адсорбируются на структурах кишечной слизистой оболочки, создавая в области гликокаликса дополнительный защитный слой.

Таблица 2.2 Количество клеток тонкой и толстой кишок, продуцирующих иммуноглобулины

Функции специфического защитного барьера выполняет также слизь, которая покрывает большую часть эпителиальной поверхности тонкой кишки. Это – сложная смесь различных макромолекул, в том числе гликопротеидов, воды, электролитов, микроорганизмов, десквамированных кишечных клеток и т. д. Муцин – компонент слизи, придающий ей гелеобразность, способствует механической защите апикальной поверхности кишечных клеток.

Существует еще один важный барьер, предупреждающий поступление токсических веществ и антигенов из энтеральной во внутреннюю среду организма. Этот барьер можно назвать трансформационным, или энзиматическим, так как он обусловлен ферментными системами тонкой кишки, осуществляющими последовательную деполимеризацию (трансформацию) пищевых поли– и олигомеров до мономеров, способных к утилизации. Энзиматический барьер состоит из ряда отдельных пространственно разделенных барьеров, но в целом образует единую взаимосвязанную систему.

Патофизиология

Во врачебной практике довольно часто встречаются нарушения функций тонкой кишки. Они не всегда сопровождаются отчетливой клинической симптоматикой и иногда маскируются внекишечными расстройствами.

По аналогии с принятыми терминами («сердечная недостаточность», «почечная недостаточность», «печеночная недостаточность» и др.), по мнению многих авторов, целесообразно нарушения функций тонкой кишки, ее недостаточность, обозначать термином «энтеральная недостаточность » («недостаточность тонкой кишки»). Под энтеральной недостаточностью принято понимать клинический синдром, обусловленный нарушениями функций тонкой кишки со всеми их интестинальными и экстраинтестинальными проявлениями. Энтеральная недостаточность возникает при патологии самой тонкой кишки, а также при различных заболеваниях других органов и систем. При врожденных первичных формах недостаточности тонкой кишки чаще всего наследуется изолированный селективный пищеварительный или транспортный дефект. При приобретенных формах преобладают множественные дефекты пищеварения и всасывания.

Поступающие в двенадцатиперстную кишку большие порции желудочного содержимого хуже пропитываются дуоденальным соком и медленнее нейтрализуются. Дуоденальное пищеварение страдает и потому, что в отсутствие свободной соляной кислоты или при ее дефиците значительно угнетается синтез секретина и холецистокинина, регулирующих секреторную деятельность поджелудочной железы. Уменьшение образования панкреатического сока в свою очередь приводит к расстройствам кишечного пищеварения. Это служит причиной того, что химус в не подготовленном для всасывания виде поступает в нижележащие отделы тонкой кишки и раздражает рецепторы кишечной стенки. Возникает усиление перистальтики и секреции воды в просвет кишечной трубки, развивается диарея и энтеральная недостаточность как проявление тяжелых расстройств пищеварения.

В условиях гипохлоргидрии и тем более ахилии резко ухудшается всасывательная функция кишечника. Возникают нарушения белкового обмена, приводящие к дистрофическим процессам во многих внутренних органах, особенно в сердце, почках, печени, мышечной ткани. Могут развиться расстройства иммунной системы. Гастрогенная энтеральная недостаточность рано приводит к гиповитаминозам, дефициту в организме минеральных солей, нарушениям гомеостаза и свертывающей системы крови.

В формировании энтеральной недостаточности определенное значение имеют нарушения секреторной функции кишечника. Механическое раздражение слизистой оболочки тонкой кишки резко увеличивает выделение жидкой части сока. В тонкую кишку усиленно секретируются не только вода и низкомолекулярные вещества, но и белки, гликопротеиды, липиды. Описываемые явления, как правило, развиваются при резко угнетенном кислотообразовании в желудке и неполноценном в связи с этим интрагастральным пищеварением: непереваренные компоненты пищевого комка вызывают резкое раздражение рецепторов слизистой оболочки тонкой кишки, инициируя усиление секреции. Аналогичные процессы имеют место у больных, перенесших резекцию желудка, включая пилорический сфинктер. Выпадение резервуарной функции желудка, угнетение желудочной секреции, некоторые другие послеоперационные расстройства способствуют развитию так называемого синдрома «сброса» (демпинг-синдром). Одним из проявлений этого послеоперационного расстройства является усиление секреторной активности тонкой кишки, ее гипермоторика, проявляющиеся поносом тонкокишечного типа. Угнетение продукции кишечного сока, развивающееся при ряде патологических состояний (дистрофия, воспаление, атрофия слизистой оболочки тонкой кишки, ишемическая болезнь органов пищеварения, белково-энергетическая недостаточность организма и др.), уменьшение в нем ферментов составляют патофизиологическую основу нарушений секреторной функции кишечника. При снижении эффективности кишечного пищеварения гидролиз жиров и белков в полости тонкой кишки изменяется мало, так как компенсаторно увеличивается секреция липазы и протеаз с панкреатическим соком.

Наибольшее значение дефекты пищеварительных и транспортных процессов имеют у людей с врожденной или приобретенной ферментопатией вследствие недостатка определенных ферментов. Так, в результате дефицита лактазы в клетках кишечной слизистой оболочки нарушается мембранный гидролиз и усвоение молочного сахара (молочная интолерантность, лактазная недостаточность). Недостаточная продукция клетками слизистой оболочки тонкой кишки сахаразы, -амилазы, мальтазы и изомальтазы приводит к развитию непереносимости больными соответственно сахарозы и крахмала. Во всех случаях кишечного ферментативного дефицита при неполном гидролизе пищевых субстратов образуются токсические метаболиты, провоцирующие развитие тяжелой клинической симптоматики, не только характеризующей усиление проявлений энтеральной недостаточности, но и экстраинтестинальные расстройства.

При различных заболеваниях желудочно-кишечного тракта наблюдаются нарушения полостного и мембранного пищеварения, а также всасывания. Нарушения могут иметь инфекционную и неинфекционную этиологию, быть приобретенными или наследственными. Дефекты мембранного пищеварения и всасывания возникают при нарушениях распределения ферментативных и транспортных активностей вдоль тонкой кишки после, например, оперативных вмешательств, в частности после резекции тонкой кишки. Патология мембранного пищеварения может быть обусловлена атрофией ворсинок и микроворсинок, нарушением структуры и ультраструктуры кишечных клеток, изменением спектра ферментного слоя и сорбционных свойств структур кишечной слизистой оболочки, расстройств моторики кишечника, при которых нарушается перенос пищевых веществ из полости кишки на ее поверхность, при дисбактериозах ит. д.

Нарушения мембранного пищеварения встречаются при довольно широком круге заболеваний, а также после интенсивной терапии антибиотиками, различных оперативных вмешательств на желудочно-кишечном тракте. При многих вирусных заболеваниях (полиомиелит, свинка, аденовирусный грипп, гепатит, корь) возникают тяжелые расстройства пищеварения и всасывания с явлениями диареи и стеатореи. При этих заболеваниях имеет место выраженная атрофия ворсинок, нарушения ультраструктуры щеточной каймы, недостаточность ферментного слоя кишечной слизистой оболочки, что приводит к нарушениям мембранного пищеварения.

Нередко нарушения ультраструктуры щеточной каймы сочетаются с резким уменьшением ферментативной активности энтероцитов. Известны многочисленные случаи, при которых ультраструктура щеточной каймы остается практически нормальной, но тем не менее обнаруживается недостаточность одного или нескольких пищеварительных кишечных ферментов. Многие пищевые интолерантности обусловлены этими специфическими нарушениями ферментного слоя кишечных клеток. В настоящее время парциальные ферментные недостаточности тонкой кишки широко известны.

Дисахаридазные недостаточности (в том числе сахаразная) могут быть первичными, то есть обусловленными соответствующими генетическими дефектами, и вторичными, развивающимися на фоне различных болезней (спру, энтериты, после оперативных вмешательств, при инфекционной диарее и т. д.). Изолированная сахаразная недостаточность встречается редко и в большинстве случаев комбинируется с изменениями активности других дисахаридов, чаще всего изомальтазы. Особенно широко распространена лактазная недостаточность, в результате которой не усваивается молочный сахар (лактоза) и возникает интолерантность к молоку. Лактазная недостаточность определяется генетически рецессивным путем. Предполагается, что степень репрессии лактазного гена связана с историей данной этнической группы.

Ферментные недостаточности кишечной слизистой оболочки могут быть связаны как с нарушением синтеза ферментов в кишечных клетках, так и с нарушением их встраивания в апикальную мембрану, где они выполняют свои пищеварительные функции. Кроме того, они могут быть обусловлены и ускорением деградации соответствующих кишечных ферментов. Таким образом, для правильной интерпретации ряда заболеваний необходимо учитывать нарушения мембранного пищеварения. Дефекты этого механизма приводят к изменениям поступления необходимых пищевых веществ в организм с далеко идущими последствиями.

Причиной нарушений ассимиляции белков могут быть изменения желудочной фазы их гидролиза, однако дефекты кишечной фазы за счет недостаточности панкреатических и кишечных мембранных ферментов более серьезны. К редким генетическим нарушениям относятся энтеропептидазная и трипсиновая недостаточности. Уменьшение пептидазных активностей в тонкой кишке наблюдается при ряде заболеваний, например неизлечимой форме целиакии, болезни Крона, язве двенадцатиперстной кишки, при радио– и химиотерапии (например 5-фторурацилом) и т. д. Следует упомянуть и аминопептидурию, которая связана с уменьшением активности дипептидаз, расщепляющих пролиновые пептиды внутри кишечных клеток.

Многие нарушения функций кишечника при различных формах патологии могут зависеть от состояния гликокаликса и содержащихся в нем пищеварительных ферментов. Нарушения процессов адсорбции панкреатических ферментов на структурах слизистой оболочки тонкой кишки могут быть причиной малнутриции (недостаточности питания), а атрофия гликокаликса может способствовать повреждающему действию токсических агентов на мембрану энтероцитов.

Нарушения процессов всасывания проявляются в их замедлении или патологическом усилении. Замедление всасывания слизистой оболочкой кишечника может быть обусловлено следующими причинами:

1) недостаточным расщеплением пищевых масс в полостях желудка и тонкой кишки (нарушения полостного пищеварения);

2) нарушениями мембранного пищеварения;

3) застойной гиперемией кишечной стенки (парез сосудов, шок);

4) ишемией кишечной стенки (атеросклероз сосудов брыжейки, рубцовая послеоперационная окклюзия сосудов стенки кишки и др.);

5) воспалением тканевых структур стенки тонкой кишки (энтериты);

6) резекцией большей части тонкой кишки (синдром короткой тонкой кишки);

7) непроходимостью в верхних отделах кишечника, когда пищевые массы не поступают в его дистальные отделы.

Патологическое усиление всасывания связано с повышением проницаемости кишечной стенки, что нередко можно наблюдать у больных с расстройством терморегуляции (тепловые поражения организма), инфекционно-токсическими процессами при ряде заболеваний, пищевой аллергии и др. Под воздействием некоторых факторов повышается порог проницаемости слизистой оболочки тонкой кишки для крупномолекулярных соединений, в том числе продуктов неполного расщепления пищевых веществ, белков и пептидов, аллергенов, метаболитов. Появление в крови, во внутренней среде организма чужеродных веществ способствует развитию общих явлений интоксикации, сенсибилизации организма, возникновению аллергических реакций.

Нельзя не упомянуть такие заболевания, при которых нарушено всасывание нейтральных аминокислот в тонкой кишке, а также цистинурию. При цистинурии наблюдаются комбинированные нарушения транспорта диаминомонокарбоновых кислот и цистина в тонкой кишке. Кроме этих заболеваний существуют такие как изолированная мальабсорбция метионина, триптофана и ряда других аминокислот.

Развитие энтеральной недостаточности и хроническое ее течение способствуют (за счет нарушения процессов мембранного пищеварения и всасывания) возникновению расстройств белкового, энергетического, витаминного, электролитного и других видов обмена веществ с соответствующей клинической симптоматикой. Отмеченные механизмы развития недостаточности пищеварения в конечном итоге реализуются в полиорганную, мультисиндромную картину заболевания.

В формировании патогенетических механизмов энтеральной патологии ускорение перистальтики является одним из типичных расстройств, сопровождающих большинство органических заболеваний. Наиболее частые причины ускорения перистальтики – воспалительные изменения в слизистой оболочке ЖКТ. При этом химус продвигается по кишечнику быстрее и развивается понос. Диарея возникает также при действии на стенку кишечника необычных раздражителей: непереваренной пищи (например, при ахилии), продуктов брожения и гниения, токсических веществ. К ускорению перистальтики ведет повышение возбудимости центра блуждающего нерва, так как он активизирует моторику кишечника. Поносы, способствующие освобождению организма от неусвояемых или токсических веществ, являются защитными. Но при длительной диарее происходят глубокие расстройства пищеварения, связанные с нарушением секреции кишечного сока, переваривания и всасывания пищевых веществ в кишечнике. Замедление перистальтики тонкой кишки относится к редким патофизиологическим механизмам формирования заболеваний. При этом тормозится продвижение пищевой кашицы по кишечнику и развиваются запоры. Этот клинический синдром, как правило, является следствием патологии толстой кишки.

| |

Китайские мудрецы говорили, что если у человека здоров кишечник, то он сможет преодолеть любую болезнь. Вникая в работу этого органа, не перестаешь удивляться тому, как сложно он устроен, сколько степеней защиты в нем заложено. И как легко, зная основные принципы его работы, помогать кишечнику сохранять наше здоровье. Надеюсь, что эта статья, написанная на основе последних медицинских исследований российских и зарубежных ученых, поможет вам понять, как устроен тонкий кишечник, и какие функции он выполняет.

Кишечник является самым длинным органом пищеварительной системы и состоит из двух отделов. Тонкий кишечник, или тонкая кишка, образует большое количество петель и переходит в толстую кишку. Длина тонкого кишечника человека составляет приблизительно 2,6 метров и представляет собой длинную суживающуюся трубку. Ее диаметр уменьшается от 3-4 см в начале до 2-2,5 см в конце.

В месте соединения тонкой и толстой кишок находится илеоцекальный клапан с мышечным сфинктером. Он закрывает выход из тонкой кишки и препятствует попаданию содержимого толстой кишки в тонкую. Из 4-5 кг пищевой кашицы, проходящей через тонкую кишку, образуется 200 грамм каловых масс.

Анатомия тонкой кишки имеет ряд особенностей в соответствии с выполняемыми функциями. Так внутренняя поверхность состоит из множества складок полукруглой
формы. Благодаря этому ее всасывательная поверхность увеличивается в 3 раза.

В верхнем отделе тонкой кишки складки более высокие и расположены тесно друг к другу, по мере удаления от желудка высота их уменьшается. Они могут полностью
отсутствовать в области перехода в толстую кишку.

Отделы тонкого кишечника

В тонкой кишке выделяют 3 отдела:

• тощая кишка
• подвздошная кишка.

Начальным отделом тонкого кишечника является двенадцатиперстная кишка.
В ней различают верхнюю, нисходящую, горизонтальную и восходящую части. Тонкая и подвздошная кишки не имеют между собой четкой границы.

Начало и конец тонкой кишки прикреплены к задней стенке брюшной полости. На
всем остальном протяжении она фиксируется брыжейкой. Брыжейка тонкой кишки представляет собой часть брюшины, в которой проходят кровеносные и лимфатические сосуды и нервы, и которая обеспечивает подвижность кишечника.

Кровоснабжение

Брюшная часть аорты делится на 3 ветви, две брыжеечные артерии и чревный ствол, через которые осуществляется кровоснабжение желудочно-кишечного тракта и органов брюшной полости. Концы брыжеечных артерий по мере удаления от брыжеечного края кишки сужаются. Поэтому кровоснабжение свободного края тонкой кишки значительно хуже, чем брыжеечного.

Венозные капилляры кишечных ворсинок объединяются в венулы, затем в мелкие вены и в верхнюю и нижнюю брыжеечные вены, которые попадают в воротную вену. Венозная кровь сначала поступает через воротную вену в печень и только потом в нижнюю полую вену.

Лимфатические сосуды

Лимфатические сосуды тонкой кишки начинаются в ворсинках слизистой оболочки, по выходе из стенки тонкой кишки они входят в брыжейку. В зоне брыжейки они образуют транспортные сосуды, которые способны к сокращению и перекачиванию лимфы. Сосуды содержат белую жидкость похожую на молоко. Поэтому их называют млечными. В корне брыжейки находятся центральные лимфатические узлы.

Часть лимфатических сосудов может впадать в грудной поток, минуя лимфатические узлы. Этим объясняется возможность быстрого распространения токсинов и микробов лимфатическим путем.

Слизистая оболочка

Слизистая оболочка тонкого кишечника выстлана однослойным призматическим эпителием.

Обновление эпителия происходит в разных отделах тонкой кишки в течение 3-6 дней.

Полость тонкой кишки выстлана ворсинками и микроворсинами. Микроворсинки образуют так называемую щеточную каемку, которая обеспечивает защитную функцию тонкой кишки. Она как сито отсеивает высокомолекулярные токсичные вещества и не позволяет им проникнуть в систему кровоснабжения и в лимфатическую систему.

Через эпителий тонкого кишечника осуществляется всасывание питательных веществ. Через кровеносные капилляры, расположенные в центрах ворсинок, происходит всасывание воды, углеводов и аминокислот. Жиры всасываются лимфатическими капиллярами.

В тонком кишечнике происходит и образование слизи, выстилающей полость кишечника. Доказано, что слизь выполняет защитную функцию и способствует регуляции микрофлоры кишечника.

Функции

Тонкий кишечник выполняет такие наиболее важные для организма функции, как

• пищеварение
• иммунная функция
• эндокринная функция
• барьерная функция.

Пищеварение

Именно в тонком кишечнике наиболее интенсивно протекают процессы переваривания пищи. У человека процесс пищеварения практически заканчивается тонком кишечнике. В ответ на механические и химические раздражения кишечные железы выделяют до 2,5 литров кишечного сока в сутки. Кишечный сок выделяется только в тех участках кишки, в которых находится пищевой ком. В его состав входят 22 пищеварительных фермента. Среда в тонком кишечнике близка к нейтральной.

Испуг, гневные эмоции, страх и сильная боль могут затормозить работу пищеварительных желез.

Редкие заболевания - , эозинофильный энтерит, общая вариабельная гипогаммаглобулинемия, лимфангиэктазия, туберкулез, амилоидоз, мальротация, эндокринные энтеропатии, карциноид, мезентериальная ишемия, лимфома.

По морфофункциональным признакам кишечник подразделяют на тонкий и толстый отделы.

Тонкий кишечник (intestinum tenue) располагается между желудком и слепою кишкой. Длина тонкой кишки 4-5 м, диаметр около 5 см. Различают три отдела: двенадцатиперстную, тощую и подвздошную кишку. В тонкой кишке подвергаются химической обработке все виды питательных веществ - белки, жиры и углеводы. В переваривании белков участвуют ферменты энтерокиназа, киназоген и трипсин, расщепляющие простые белки; эрепсин, расщепляющий пептиды до аминокислот, нуклеаза переваривает сложные белки нуклеопротеиды. Углеводы перевариваются амилазой, мальтазой, сахаразой, лактазой и фосфатазой, а жиры - липазой. В тонкой кишке проходит процесс всасывания продуктов расщепления белков, жиров и углеводов в кровеносные и лимфатические сосуды. Кишечник выполняет механическую (эвакуаторную) функцию - проталкивает пищевые частицы (химус) в сторону толстой кишки. Для тонкого кишечника характерна также эндокринная функция, выполняемая специальными секреторными клеткам и заключается в выработке биологически активных веществ - серотонина, гистамина, мотилина, секретина, энтероглюкогона, холецистокинина, панкреозимина, гастрина.

Стенка тонкого кишечника состоит из четырех оболочек: слизистой (tunica mucosa), подслизистой (tunica submcosa), мышечной (tunica muscularis), серозной (tunica serosa).

Слизистая оболочка представлена эпителием (однослойным цилиндрическим каемчатым), собственной пластинкой (рыхлая волокнистая соединительная ткань), мышечной пластинкой (гладкие мышечные клетки). Особенностью рельефа слизистой оболочки тонкой кишки является наличие циркулярных складок, ворсинок и крипт.

Циркулярные складки образованы слизистой оболочкой и подслизистой основой.

Кишечная ворсинка - это пальцевидный вырост слизистой оболочки высотой 5-1,5 мм, направленный в просвет тонкой кишки. В основе ворсинки лежит соединительная ткань собственной пластинки, в которой встречаются отдельные гладкие миоциты. Поверхность ворсинки покрыта однослойным цилиндрическим эпителием, в котором различают три вида клеток: столбчатые эпителиоциты, бокаловидные клетки и кишечные эндокриноциты.

Столбчатые эпителиоциты ворсинки (lepitheliocyti columnares) составляют основную массу эпителиального пласта ворсинки. Это высокие цилиндрические клетки размерами 25 мкм. На апикальной поверхности они имеют микроворсинки, которые под световым микроскопом имеют вид исчерченной каёмки. Высота микроворсинок около 1 мкм, диаметр - 0,1 мкм. Наличие в тонком кишеч­нике ворсинок, а также микроворсинок столбчатых клеток всасываю­щая поверхность слизистой оболочки тонкой кишки возрастает в десятки раз. Столбчатые эпителиоциты имеют овальное ядро, хорошо ра­звитую эндоплазматическую сеть, лизосомы. В апикальной части кле­тки содержатся тонофилламенты (терминальный слой), с участием которых формируются замыкательные пластинки и плотные контакты, непроницаемые для веще­ств из просвета тонкой кишки.

Столбчатые эпителиоциты ворсинок - основной функциональный элемент процессов переваривания и всасывания в тонкой кишке. Ми­кроворсинки этих клеток адсорбируют на своей поверхности ферменты и расщепляют ими пищевые вещества. Этот процесс получил название пристеночного пищеварения, отличие от полостного и внутриклеточно, совершающегося в просвете кишечной трубки. На поверхности микроворсинок расположен гликокаликс, представленный липопротеидами и гликозаминогликанами. Продукты расщепления белков и углеводов - аминокислоты и моносахариды - транспортируются от апикальной поверхности клетки, до базальной, откуда через базальную мембрану они поступают в капилляры соединительнотканной основы ворсинок. Такой путь всасывания характерен и для воды, растворенных в ней минеральных солей и витаминов. Жиры всасываются либо путем фагоцитоза капелек эмульгированного жира столбчатыми эпителиоцитами, либо путем всасывания глицерина и жи­рных кислот с последующим ресинтезом нейтрального жира в цитопла­зме клетки. Липиды через базальную поверхность плазмолеммы столб­чатых эпителиоцитов поступают в лимфатические капилляры.

Бокаловидные экзокриноциты (exocrinocyti caliciformes) - это одноклеточные железы, которые проду­цируют слизистый секрет. В расширенной апикальной части клетка накапливает секрет, а в суженной базальной части размещается ядро, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольдки. Бокаловидные клетки располагаются по поверхности ворсинок по- одиночке в окружении столб­чатых эпителиоцитов. Секрет бокаловидных клеток служит для увлаж­нения поверхности слизистой оболочки кишечника и этим способству­ет продвижению пищевых частиц.

Эндокриноциты (endocrinocyti dastrointestinales) разбросаны поодиночке среди столбчатых эпителиоцитов с каёмкой. Сре­ди эндокриноцитов тонкой кишки различают ЕС-, А-, S-, I-, G-, D-клетки. Продуктами их синтетической деятельности является ряд биологически активных веществ, которые оказывают местное воз­действие на секрецию, всасывание и моторику кишки.

Кишечные крипты - это трубчатые углубления эпителия в собственную пластинку слизистой оболочки кишки. Вход в крипту открывается между основаниями соседних ворсинок. Глубина крипт 0,3-0,5 мм, диа­метр - около 0,07 мм. В тонкой кишке имеется около 150 миллионов крипт, вместе с ворсинками они значительно увеличивают функцио­нально активную площадь тонкой кишки. Среди эпителиоцитов крипт кроме столбчатых клеток с каемкой, бокаловидных клеток и эндокриноцитов ещё здесь имеются столбчатые эпителиоциты без каёмки и экзокриноциты с ацидофильной зернистостью (клетки Панета).

Экзокриноциты с ацидофильными гранулами или клетки Панета (endocrinocyti cumgranulis acidophilis) располагаются группами около дна кри­пт. Клетки призматической формы, в апикальной части которых на­ходятся крупные ацидофильные секреторные гранулы. Ядро, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи смещены в базальную часть клетки. Цитоплазма клеток Панета окрашивается базофильно. Клетка Панета выделяют дипептидазы (эрепсин), которые расщепляют дипептиды до аминокислот, а также вырабатывают ферменты, нейтрали­зующие соляную кислоту, которая поступает с частичками пищи в тонкую кишку.

Столбчатые эпителиоциты без каё­мки или недифференцированные эпи­телиоциты (endocrinocyti nondilferentitati) представляют собой малодифференцированные клетки, которые являются источником физиологической регенерации эпителия крипт и ворсинок тонкой ки­шки. По строению они напоминают каёмчатые клетки, но на их апи­кальной поверхности отсутствуют микроворсинки.

Собственная пластинка слизистой оболочки тонкой кишки образована в основном рыхлой волокнистой соединительной тканью, где встречаются элементы ретикулярной соединительной ткани. В собственной пластинке скопления лимфоцитов образует одиночные (солитарные) фолликулы, а также сгруппированные лимфоидные фолликулы. Крупные скопления фолликулов проникают через мышечную пластинку слизистой оболочки в подслизистую основу кишки.

Мышечная пластинка слизистой оболочки образована двумя слоями гладких миоцитов - внутренним циркулярным и наружным продольным.

Подслизистая основа стенки тонкой кишки образована рыхлой волокнистой соединительной тканью, в которой в большом количестве имеются кровеносные и лимфатиче­ские сосуды, нервные сплетения. В двенадцатиперстной кишке в подслизистой оболочке находятся концевые секреторные отделы дуоденальных (брунеровских) желез. По строению это сложные разветвленные трубчатые железы со слизисто-белковым секретом. Концевые отделы желез состоят из мукоцитов, клеток Панета и эндокриноцитов (S-клеток). Выводные протоки открываются в просвет кишки у основания крипт или меж­ду соседними ворсинками. Выводные протоки построены мукоцитами кубической формы, которые у поверхности слизистой оболочки за­мещаются столбчатыми клетками с каёмкой. Секрет дуоденальных желез защищает слизистую оболочку двенадцатиперстной кишки от вредного воздействия желудочного сока. Дипептидазы - продукты дуоденальных желез - расщепляют дипептиды до аминокислот, амилаза расщепляет углеводы. Кроме того, секрет дуоденальных желез участвует в нейтрализации кислых соединений желудочного сока.

Мышечная оболочка тонкой кишки образована двумя слоями гладких миоцитов: внутренним косо-циркулярным и на­ружным косо-продольным. Между ними залегают прослойки рыхлой во­локнистой соединительной ткани, богатые сосудисто-нервными сплетениями. Функция мышечной оболочки: перемешивание и продвижение продуктов переваривания (химуса).

Серозная оболочка тонкой кишки образо­вана рыхлой волокнистой соединительной тканью, которая покрыта мезотелием. Пкрывает снаружи тонкую кишку со всех сторон, за исключением двенадцатиперстной кишки, которая покрыта брюшиной только спереди, а в остальных частях имеет соединительнотканную оболочку.

Толстая кишка (intestinum crassum) отдел пищеварительной трубки, который обеспечивает формирование и проведение каловых масс. В просвет толстой кишки выделяются продукты мета­болизма, соли тяжелых металлов и другие. Бактериальная флора толстого кишечника вырабатывает витамины группы В и К, а так же обеспечивает переваривание клетчатки.

Анатомически в толстой кишке различают следующие отделы: слепую кишку, червеобразный отросток, ободочную кишку (её восходящий, попе­речный и нисходящий отделы), сигмовидную и прямую кишку. Длина толстой кишки 1,2-1,5 м, диаметр 10 мм. В стенке толстой кишки различают четыре оболочки: слизистую, подслизистую, мышечную и наружную - серозную или адвентициальную.

Слизистая оболочка толстой кишки образована однослойным призматическим эпителием, соединительнотканной собственной пластинкой и мышечной пластинкой. Рельеф слизистой оболочки толстой кишки определяется наличием большого количества циркулярных складок, крипт и отсутствием ворсинок. Циркулярные складки образуются на внутренней поверхности кишки из слизистой оболочки и подслизистой основы. Они располагаются поперек и имеют полулунную форму. Большинство клеток эпителия толстого кишеч­ника представлено бокаловидными клетками, меньше здесь столбчатых клеток с исчерченной каёмкой и эндокриноцитов. У основания крипт на­ходятся недифференцированные клетки. Названные клетки существенно не отличаются от аналогичных клеток тонкой кишки. Слизь покрывает эпителий и способствует скольжению и формированию каловых масс.

В собственной пластинке слизистой оболочки встречаются значи­тельные скопления лимфоцитов, которые образуют крупные одиночные лимфатические фолликулы, которые могут проникать через мышечную пластинку слизистой оболочки и сливаться с аналогичными образованиями подслизистой оболочки. Скопления диссоциированных лимфоцитов и лим­фатических фолликулов стенки пищеварительной трубки считают анало­гом бурсы (сумки) Фабрициуса птиц, ответственной за созревание и приобретение иммунной компетенции В-лимфоцитами.

Особенно много лимфатических фолликулов в стенке червеобразного отростка. Эпителий слизистой оболочки червеобразного отростка - од­нослойный призматический, инфильтрированный лимфоцитами, с небольшим, содержанием бокаловидных клеток. В его составе имеются клетки Панета и кишечные эндокриноциты. В эндокриноцитах червеобразного отростка синтезируется основная часть серотонина и мелатонина организма. Собственная пластинка слизистой оболочки без резкой границы (вследствие слабого развития мышечной пластинки слизистой) переходит в подслизистую основу. В собственной пластинке и в подслизистой основе располагаются многочисленные крупные местами сливающиеся скопления лимфоидной ткани. Червеобразный отросток осуществляет защитную функцию, скопления лимфоидной входят в состав периферических отделов иммунной системы ткани в нем

Мышечная пластинка слизистой оболочки толстой кишки образована двумя слоями гладких миоцитов: внутренним циркулярным и наружным косо-продольным.

Подслизистая оболочка толстой кишки обра­зована рыхлой волокнистой соединительной тканью, в которой имеются скопления жировых клеток, а также значительное количество лимфатических фолликулов. В подслизистой оболочке находятся сосудисто-нервного сплетения.

Мышечная оболочка толстой кишки образована двумя слоями гладких миоцитов: внутренним циркулярным и наружным продольным, между ними располагаются прослойки рыхлой волокнистой сое­динительной ткани. В ободочной кишке наружный слой гладких миоцитов не сплошной, а образует три продольные ленты. Укорочение отдельных сегментов внутреннего слоя гладких миоцитов мышечной оболочки способствует образованию поперечных складок стенки толстой кишки.

Наружная оболочка большей части толстой кишки серозная, в каудальной части прямой кишки адвентициальная.

Прямая кишка - имеет ряд особенностей строения. В ней различают Верхнюю (тазовую) и нижнюю (анальную) части, которые отделены друг от друга поперечными складками.

Слизистая оболочка верхней части прямой кишки покрыта однослойным кубическим эпителием, который образует глубокие крипты.

Слизистую оболочку анальной части прямой кишки образ­уют три различных по строению зоны: столбчатая, промежуточная и кожная.

Столбчатая зона покрыта многослойным кубическим эпителием, промежуточная - многослойным плоским неороговевающим эпителием, кожная – многослойным плоским ороговевающим эпителием.

Собственная пластинка столбчатой зоны образует 10-12 продольных складок, содержит кровяные лакуны, одиночные лимфатические фолликулы, рудимента: рудиментарные анальные железы. Собственная пластинка промежуточной и зоны богата эластическими волокнами, здесь размещены сальные желе, здесь есть диссоцированные лимфоциты. В собственной пластинке прямой оболочки прямой кишки в её кожной части появляются волосяные фолликулы, концевые отделы апокриновых потовых желез, сальные железы.

Мышечная пластинка слизистой оболочки прямой кишки образована внутренним циркулярным и наружным продольным слоями гладких миоцитов.

Подслизистая оболочка прямой кишки образована рыхлой волокнистой соединительной тканью, в которой размещены нервные и сосудистые сплетения.

Мышечная оболочка прямой кишки образована внутренним циркулярным наружным продольным слоями гладких миоцитов. Мышечная оболочка образует два сфинктера, которые играют важную роль в акте дефекации. Внутренний сфинктер прямой кишки образован утолщением гладких миоцитов внутреннего слоя мышечной оболочки, наружный – пучками волокон поперечнополосатой мышечной ткани.

Верхняя часть прямой кишки снаружи покрыта серозной оболочкой, анальная часть - адвентициальной оболочкой.

Тонкая кишка состоит из 3-х частей: 1) 12-перстной (intestinum duodenum), 2) тощей (Intestinum jejunum) и 3) подвздошной (intesti­num lleum). Стенка тонкой кишки состоит из 4-оболочек: 1) слизистой, вклю­чающей слой эпителия, собственную плстинку и мышечную пластинку; 2) подслизистой основы; 3) мышечной оболочки, состоящей из внутреннего циркулярного и наружного продольного слоев гладких миоцитов. и 4) севЬзнои. ИСТОЧНИКИ РАЗВИТИЯ эпителия - кишечная энтодерма, рыхлой соеди­нительной и гладкой мышечной ткани - мезенхима, мезотелия серозной оболочки - висцеральный листок спланхнотома.

РЕЛЬЕФ (ПОВЕРХНОСТЬ) слизистой оболочки представлен складками, ворсинками и криптами (простыми трубчатыми железами). СКЛАДКИ слизистой оболочки образованы слизистой оболочкой и подслизистой основой, имеют циркулярное направление и называются по­лулунными (plica semilunalls), или циркулярными (plica circularls). ВОРСИНКИ (Villl Intestinalls) - это выпячивания слизистой обо­лочки, в состав которых входят рыхлая соединительная ткань собствен­ной пластинки гладкие миоциты мышечной пластинки и однослойный призматический (кишечный) эпителий, покрывающий ворсинки. В состав ворсинок также входят артериола, разветвляющаяся на капилляры, венула и лимфатический капилляр. Высота ворсинок в 12-перстной кишке составляет 0,3-0,5 мм; тощей и подвздошной кишках - до 1.5 мм. Толщина ворсинок в 12-перстной кишке больше чем тощей или подвздошной. На 1 кв.мм в 12-перстной кишке приходится до 40 ворсинок, а в тощей и подвздошной - не более 30.

ЭПИТЕЛИЙ, покрывающий ворсинки, называется столбчатым (eptheli-um colmnarae). В его состав входят 4 вида клеток: 1) столбчатые эпи-телиоциты с исчерченной каемкой (epitheliocytus columnar is cum lim-bus striatus); 2) М-клетки (клетки с микроскладками): 3) бокаловид­ные экзокриноциты (exocrinocyts caliciformis) и 4) эндокринные, или базальнозернистые клетки (endocrinocytus). СТОЛБЧАТЫЕ ЭПИТЕЛИОЦИТЫ С ИСЧЕРЧЕННОЙ КАЕМКОЙ называются так потому, что на их апикальной поверхности имеются микроворсинки. Средняя высота микроворсинок составляет около 1 мкм, диаметр - 0,01 мкм, расстояние между микроворсинками - от 0,01 до 0,02 мкм. Между микроворсинками содержится высокоактивная щелочная фосфатаза, нукле-озиддифосфатазы, L-гликозидаза, О-гликозидаза.аминопептидазы. В мик-роворсйнкак имеются микротубулы и актиновые филаменты. Благодаря этим ультраструктурам микроворсинки осуществляют движения и всасыва­ние. Поверхность микроворсинок покрыта гликокаликсом. Пищеварение в исчерченной каемке называется пристеночным. В цитоплазме столбчатых эпителиоцитов хорошо развита ЭПС, комп­лекс Гольджи, митохондрии, имеются лизосомы и содержатся мультивези-кулярные тельца (везикула или пузырек, внутри которой находятся бо­лее мелкие везикулы) и микрофиламенты, которые в апикальной части образуют кортикальный слой. Ядро овальной формы, активное, располо­жено ближе к базальной части. На боковой поверхности столбчатых эпителиоцитов в апикальной части клеток имеются межклеточные соединения: 1) плотные изолирующие контакты (zonula occludens) и 2) адгезивные пояски (zonula adhe-rens), котрые закрывают межклеточные щели. Ближе к базальной части клеток между ними имеются десмосомы и интердигитации. В боковой по­верхности цитолеммы клеток содержатся Na-АТФаза и К-АТФаза. которые участвуют в транспортировке Na и К через цитолемму. Функции столбчатых эпителиоцитов с исчерченной каемкой: 1) вырабатывают пищеварительные ферменты, участвующие в пристеночномпищеварении 2) участие в пристеночном пищеварении и 3) всасывание продуктов расщепления. М-КЛЕТКИ располагаются в тех местах кишки, где в собственной пластинке слизистой оболочки имеются лимфатические узелки. Эти клет­ки относятся к разновидности столбчатых эпителиоцитов,имеют уплощен-ную форму. На апикальной поверхности этих клеток мало микроворсинок, зато цитолемма здесь образует микроскладки. С помощью этих микро­складок М-клетки захватывают макромолекулы (антигены) из просвета кишки, здесь формируются эндоцитозные везикулы, которые затем через базальную и боковую плазмолемму поступают в собственную пластинку слизистой оболочки, вступают в контакт с лимфоцитами и стимулируют их к дифференцировке. БОКАЛОВИДНЫЕ ЭКЗОКРИНОДИТЫ являются слизистыми клетками (муко-цитами), имеют синтетический аппарат (гладкая ЭПС, комплекс Гольджи, митохондрии), уплощенное неактивное ядро располагается ближе к ба-зальной части. На гладкой ЭПС синтезируется слизистый секрет, грану­лы которого накапливаются в апикальной части клетки. В результате накопления гранул секрета апикальная часть расширяется и клетка при­обретает форму бокала. После выделения секрета из апикальной части клетка вновь приобретает призматическую форму.

ЭНДОКРИННЫЕ (ЭНТЕРОХРОШРФИЛЬНЫЕ) КЛЕТКИ представлены 7-ю раз­новидностями. Эти клетки содердатся не только на поверхности-, ворси­нок, но и в криптах. КРИПТЫ - это трубчатые углубления, располагающиеся в собствен­ной пластинке слизистой оболочки. Фактически это простые трубчатые железы. Их длина не превышает 0,5 мм. В состав крипт входит 5 разно­видностей эпителиальных клеток; 1) столбчатые эпителиоциты (энтеро-циты), отличаются от таких же клеток ворсинок более тонкой исчерчен­ной каемкой: 2) бокаловидные экэокриноциты такие же как в ворсинках:

3.) эпителиоциты без исчерченной каемки являются недифференцированны­ми клетками, за счет которых происходит обновление эпителия крипт и ворсинок в течение каждых 5-6 суток; 4) клетки с ацидофильной зер­нистостью (клетки Панета) и 5) эндокринные клетки. КЛЕТКИ С АЦИДОФИЛЬНОЙ ЗЕРНИСТОСТЬЮ располагаются по одной или группами в области тела и дна крипт. В этих клетках хорошо развиты комплекс Гольджи, гранулярная ЭПС, имеются митохондрии. расположен­ные вокруг круглого ядра. В апикальной части клеток имеются ацидо­фильные гранулы,содержащие белково-углеводный комплекс. Ацидофилия гранул объясняется наличием в них щелочного белка аргинина. В цитоплазме клеток с ацидофильной зернистностыо (клеток Пане­та) содержится цинк и ферменты: кислая фосфатаэа, дегидрогенаэы и дипепгидазы, расщепляющие дипептиды до аминокислот, кроме того име­ется лизоцим, убивающий бактерий. Функции клеток Панета; расщепление дипетидаз до амнокислот. ан­тибактериальная и нейтрализация НС1. КРИПТЫ И ВОРСИНКИ тонкой кишки представляют единый комплекс благодаря: 1) анатомической близости (крипты открываются между вор­синками); 2) в клетках крипт вырабатываются ферменты, участвующие в пристеночном пищеварении и 3) за счет недиффиренцированных клеток крипт происходит обновление клеток крипт и ворсинок через каждые 5-6 суток. ЭНДОКРИННЫЕ КЛЕТКИ ворсин и крип тонкой кишки представлены 1) Ес-клетками, вырабатывающими серотонин, мотилин и вещество Р; 2) А-клетки, секретирующие энтероглюкагон, расщепляющий гликоген на простые сахара; 3) S-клетки, вырабатывающие секретин, стимулирующий выделение сока поджелудочной железы; 4) 1-клетки, выделяющие холе-цистокинин. стимулирующий функцию печени, и панкреозимин. актвиру-ющий функцию поджелудочной железы; 5) G-клетки. вырабатывающие гастрин; 0) D-клетки, секретирующие соматостатин; 7) D1-клетки, выраба­тывающие ВИЛ (вазоактивный интестинальный пептид). СОБСТВЕННАЯ ПЛАСТИНКА слизистой оболочки представлена рыхлой соединительной тканью, в которой содержится много ретикулярных воло­кон и ретикулоподобных клеток. Кроме того, в собственной пластинке находятся одиночные лимфатические узелки (nodull lymphatlcl solita-rl), диаметр которых достигает 3 мм. и сгруппированные лимфатические узелки (nodull lyinphatlcl aggregati), ширина которых составляет 1 см, а длина до 12 см. Больше всего одиночных лимфатических узелков (до 15000) и сгруппированных лимфатических узелков Сдо 100) наблюдается v детей от 3 до 13 лет, потом их количество начинает уменьшаться. Функции лимфатических узелков: кроветворная и защитная.

МЫШЕЧНАЯ ПЛАСТИНКА слизистой оболочки тонкой кишки состоит из 2-х слоев гладких миоцитов: внутреннего циркулярного и наружного продольного. Между этими слоями имеется прослойка рыхлой соедини­тельной ткани. ПОДСЛИЗИСТАЯ ОСНОВА состоит из рыхлой соединительной ткани, в которой имеются все сплетения: нервное, артериальное, венозное и лимфатическое. В подслизистой оболочке 12-перстной кишки находятся сложные разветвленные трубчатые железы (giandulae submucosae). Кон­цевые отделы этих желез выстланы преимущественно мукоцитами со свет­лой цитоплазмой, сплюснутым неактивным ядром. В цитоплазме имеются комплекс Гольджи, гладкая ЭПС и митохондрии, в апикальной части -гранулы слизистого секрета. Кроме того в концевых отделах встречаются апикальнозернистые, бокаловидные, недифференцированные и иногда париетальные клетки. Мелкие протоки жез 12-перстной кишки выстланы кубическим эпителием, более крупные, открывающиеся в просвет кишки - столбчатым каемчатым. Секрет подслизистых_жедез имеет щелочную реакцию, содержит ди-пептидазы. Значение секрета: расщепляет дипептиды до аминокислот и ощелачивает кислое содержимое, поступившее из желудка в 12-перстную кишку. МЫШЕЧНАЯ ОБОЛОЧКА стенки тонкой кишки состоит из 2-х слоев гладких миоцитов: внутреннего циркулярного и наружного продольного. Между этими слоями находися прослойка рыхлой соединитель ной-,ткани, в которой расположены 2 нервных сплетения: 1) мышечно-кишечное нервное сплетение и 2) мышечно-кишечное чувствительное нервное сплетение. За счет локального сокращения миоцитов внутреннего слоя происходит пе­ремешивание содержимого кишки, за счет содружественного сокращения внутреннего и наружного слоев возникают перистальтические волны, способствующие проталкиванию пищи в каудальном направлении. СЕРОЗНАЯ ОБОЛОЧКА тонкой кишки состоит из соединительнотканной основы, покрытой мезотелием. Дупликатура серозной оболочки образует брыжейку кишечника, ко­торая прикрепляется к дорсальной стенке брюшной полости. У животных, тело которых занимает горизонтальное положение, кишечник подвешен на брыжейке. Поэтому кишечник животных всегда занимает правильное поло­жение, т.е. он не поворачивается вокруг брыжейки. У человека тело находится в вертикальном положени, поэтому соз­даются условия для поворота кишечника вокруг брыжейки. При значи­тельном повороте кишечника вокруг брыжейки возникает частичная или полная непроходимость, что сопровождается болями. Кроме того наруша­ется кровоснабжение стенки кишечника и наступает ее некроз. При первых признаках непроходимости кишечника человеку необхо­димо придать телу горизонтальное положение так, чтобы кишечник ока­зался подвешенным на брыжейке. Этого иногда бывает достаточно, чтобы кишечник занял правильное положение и восстановилась его проходимость без оперативного вмешательства. КРОВОСНАБЖЕНИЕ ТОНКОГО КИШЕЧНИКА осуществляется за счет тех ар­териальных сплетений: 1) подслизистого, расположенного в подслизис-тои основе; 2) межмышечного, находящегося в прослойке соединительной ткани между наружным и внутренним мышечными слоями мышечной оболочки и 3) слизистого, расположенного в собственной пластинке слизистой оболочки. От этих сплетений отходят артериолы, разветвляющиеся на кацилляры во всех оболочках и слоях стенки кишки. Атрериолы, отходящие от слизистого сплетения, проникают в каж­дую ворсинку кишки и разветвляются на капилляры, которые впадают в венулу ворсинки. Венулы несут кровь в венозные сплетения слизистой оболочки, оттуда в сплетение подслизистой основы. ОТТОК ЛИМФЫ от кишечника начинается лимфатическими капиллярами, расположенными в ворсинках кишки и во всех ее слоях и оболочках. Ли­мфатические капилляры впадают в более крупные лимфатические сосуды. по которым лимфа поступает в хорошо развитое сплетение лимфатических сосудов, находящееся в подслизистой основе. ИННЕРВАЦИЯ ТОНКОГО КИШЕЧНИКА осуществляется двумя межмышечными сплетениями: 1) мышечно-кишечным сплетением и 2) чувствительным мы-шечно-кишечным сплетением. ЧУВСТВИТЕЛЬНОЕ МЫШЕЧНО-КИШЕЧНОЕ нервное сплетение представлено афферентными нервными волокнами, которые являются дендритами нейро­нов, идущих от 3-х источников: а) нейронов спинальных ганглиев, б) чувствительных нейронов интрамуральных ганглиев (клеток Догеля II типа) и в) чувствительных нейронов узла блуждающего нерва. МЫШЕЧНО-КИШЕЧНОЕ нервное сплетение представлено различными нервными волокнами, в том числе аксонами нейронов симпатических нервных узлов (симпатические нервные волокна) и асконами эфферентных нейронов (клеток Догеля II типа), заложенных в интрамуральных ганг­лиях. Эфферентные (симпатические и парасимпатические) нервные волок­на заканчиваются моторными эффекторами на гладкой мышечной ткани и секреторными - на криптах. Таким образом, в кишечнике имеются симпатические и парасимпа­тические рефлекторные дуги, которые хорошо уже известны. В кишке имеются не только трехчленные, но и четырехчленные рефлекторные сим­патические дуги. Первым нейроном четырехчленной рефлекторной дуги является нейрон спинального ганглия, вторым - нейрон латеральнопро-межуточного ядра спинного мозга, третий нейрон - в симпатическом нервном ганглии и четвертый - в интрамуральном ганглии. В тонкой кишке есть местные рефлекторные дуги. Они располагают­ся в интрамуральных ганглиях и состоят из клеток Догеля II типа, депдриты которых заканчиваются рецепторами, а аксоны - синапсами на клетках Догеля I типа, которые являются вторыми нейронами рефлектор­ной дуги. Их аксоны заканчиваются эффекторными нервными окончаниями. ФУНКЦИИ ТОНКОЙ КИШКИ: 1) химическая обработка пищи; 2) всасыва­тельная; 3) механическая (моторная); 4) эндокринная. ХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ПИЩИ осуществляется за счет 1) внутрипо-лостного пищеварения; 2) пристеночного пищеварения и 3) примембран-ного пищеварения. Внутриполостное пищеварение осуществляется за счет ферментов сока поджелудочной железы, поступающего в 12-перстную кишку. Внутри­полостное пищеварение обеспечивает расщепление сложных белков до бо­лее простых. Пристеночное пищеварение осуществляется на поверхности ворсинок за счет ферментов, вырабатываемых в криптах. Эти ферменты расщепляют простые белки до аминокислот. Прмембранное пищеварение происходит на поверхности эпителиаль­ных слизистых наложений за счет внутриполостных ферментов и ферментов, вырабатываемых в криптах. Что такое эпителиальные слизистые на­ложения 7 Эпителий ворсин и крипт тонкой кишки обновляется через каж­дые 5-G суток. Отторгнутые эпителиальные клетки крипт и ворсинок -это и есть слизистые эпителиальные наложения.

РАСЩЕПЛЕНИЕ БЕЛКОВ в тонкой кишке осуществляется при помощи трипсина, киназогена, эрипсина. РАСЩЕПЛЕНИЕ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ происходит под влиянием нуклеазы. РАСЩЕПЛЕНИЕ УГЛЕВОДОВ осуществляется при помощи амилазы, маль-тавы, сахоразы, лактазы, глюкозидаз. РАСЩЕПЛЕНИЕ ЛИПИДОВ происходит за счет липаз. ВСАСЫВАТЕЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ тонкой кишки осуществляется через исчер­ченную каемку столбчатых эпителиоцитов, покрывающих ворсинки. Эти ворсинки постоянно сокращаются и расслабляются. На высоте пищеваре­ния эти сокращения повторяются 4-6 раз в минуту. Сокращения ворсинок осуществляются за счет гладких миоцитов, находящихся в строме ворсинки. Миоциты располагаются радиально и ко­со по отношению к продольной оси ворсинок. Концы этих миоцитов опле­тены ретикулярными волокнами. Периферические концы ретикулярных во­локон вплетаются в базальную мембрану эпителия ворсинок, центральные - в строму, окружающую сосуды, находящиеся внутри ворсинок. При сокращении гладких миоцитов происходит уменьшение объема стромы, расположенной между сосудами и эпителием ворсинок, и умень­шение объема самих ворсинок. Диаметр сосудов, вокруг которых истон­чается прослойка стромы, не уменьшается. Изменения в ворсинках во время их сокращения создают условия для поступления продуктов расще­пления в кровеносные и лимфатический капилляры ворсинок. В тот момент, когда расслабляются гладкие миоциты, объем ворси­нок увеличивается, уменьшается внутриворсинковое давление, что бла­гоприятно сказывается на всасывании продуктов расщепления в строму ворсинок. Таким образом, создается впечатление, что ворсинки то увеличи­ваясь. то уменьшаясь, действуют подобно глазной пипетке; при сдавле-нии резинового колпочка пипетки, ее содержимое выделяется, при расс­лаблении - насасывается следующая порция вещества. За 1 минуту в ки­шечнике всасывается около 40 мл питательных веществ. ВСАСЫВАНИЕ БЕЛКОВ осуществляется через щеточную каемку после расщепления их до аминокислот.ВСАСЫВАНИЕ ЛИПИДОВ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ 2 ПУТЯМИ. 1. На поверхности исчерченной каемки при помощи липазы липиды рсщепляются до глицерина и жирных кислот. Глицерин всасывается в цитоплазму эпителиоцитов. Жирные кислоты подвергаются этерификации, т.е. при помощи холинэстерина и холинэстеразы превращаются в эфиры жирных кислот, которые че­рез исчерченную каемку всасываются в цитоплазму столбчатых эпителио­цитов. В цитоплазме эфиры распадаются с освобождением жирных кислот, которые при помощи киназогена соединяются с глицерином. В результате этого образуются капельки липидов диаметром до 1 мкм, называемые хиломикронами. Хиломикроны затем поступают в строму ворсинок, затем в лимфатические капилляры. 2-Й ПУТЬ всасывания липидов осуществляется следующим образом. На поверхности исчерченной каемки липиды эмульгируются и соединяются с белком, в результате образуются капельки (хиломикроны), которые поступают в цитоплазму клеток и межклеточные пространства, затем в строму ворсинок и лимфатический капилляр. МЕХАНИЧЕСКАЯ ФУНРЦИЯ тонкой кишки заключается в перемешивании и проталкивании химуса в каудальном направлении. ЭНДОКРИННАЯ функция тонкой кишки осуществляется за счет секре­торной деятельности эндокринных клеток, расположенных в эпителии ворсинок и крипт.