Всасывание в толстом кишечнике

В среднем в сутки через илеоцекальный клапан в толстый кишечник проходит около 1500 мл химуса. Большая часть электролитов и воды из химуса всасывается в толстом кишечнике, оставляя обычно менее 100 мл жидкости для экскреции с фекалиями. В основном также всасываются все ионы, остаются только 1-5 мэкв ионов натрия и хлора для выделения с фекалиями.

Основное всасывание в толстом кишечнике происходит в проксимальном отделе кишки, из-за этого данный участок получил название всасывающей толстой кишки, тогда как дистальный отдел кишки функционирует специально для хранения фекалий, пока не наступит подходящее время для экскреции, поэтому его называют накопительной толстой кишкой.

Всасывание и секреция электролитов и воды. Слизистая толстого кишечника подобно слизистой тонкого кишечника имеет большую возможность для активного всасывания натрия, а создаваемый всасыванием ионов натрия электрический градиент обеспечивает также всасывание хлора. Плотные контакты между эпителиальными клетками толстого кишечника имеют большую плотность, чем аналогичные в тонком кишечнике. Это препятствует значительной обратной диффузии ионов через эти соединения, соответственно позволяя слизистой толстого кишечника всасывать ионы натрия более полно, вопреки более высокому градиенту концентрации, чем это может быть в тонком кишечнике. Это особенно справедливо при присутствии большого количества альдостерона, поскольку он значительно увеличивает возможность транспорта натрия.

Как слизистая дистального отдела тонкого кишечника, так и слизистая толстого кишечника способны секретировать ионы бикарбонатов в обмен на всасывание равного количества ионов хлора. Бикарбонаты помогают нейтрализовать кислые конечные продукты бактериальной деятельности в толстом кишечнике.
Всасывание ионов натрия и хлора создает осмотический градиент по отношению к слизистой толстого кишечника, который, в свою очередь, обеспечивает всасывание воды.

Максимальный объем всасывания в толстом кишечнике. Толстый кишечник ежедневно может всасывать не более 5-8 л жидкости и электролитов. Когда общая величина поступившего содержимого в толстый кишечник через илеоцекальный клапан или вместе с секретом толстого кишечника превысит этот объем, избыток будет выведен с фекалиями при диарее. Как было отмечено ранее в данной главе, холерные токсины и некоторые другие бактериальные инфекции заставляют крипты в конечных отделах подвздошной кишки и в толстом кишечнике секретировать 10 л или более жидкости ежедневно, что приводит к тяжелой, а иногда и смертельной диарее.

Во всасывающем отделе толстой кишки обычно представлено огромное число бактерий, в особенности кишечная палочка. Они способны переваривать небольшое количество целлюлозы, снабжая организм несколькими калориями дополнительных нутриентов. Этот источник энергии существен для травоядных животных, у человека же он играет незначительную роль.

Результатом активности бактерий является образование витамина К, витамина B12, тиамина, рибофлавина, а также множества газов, приводящих к вздутию толстого кишечника, в особенности двуокиси углерода, водорода и метана.

Особое значение имеют бактерии, синтезирующие витамин К, в связи с тем, что количество ежедневно поглощаемого витамина недостаточно для достижения необходимого свертывания крови.

Состав фекалий. Фекалии в норме состоят на 3/4 из воды и на 1/4 — из твердого вещества, в состав которого входят: 30% — мертвые бактерии, 10-20% — жир, 10-20% — неорганическое вещество, 2-3% — белок и 30% — непереваренные остатки пищи и сухих компонентов пищеварительных секретов, таких как желчные пигменты и слущенные эпителиальные клетки. Коричневый цвет фекалиям придают производные билирубина: стеркобилин и уробилин. Запах обусловлен продуктами активности бактерий; эти продукты различны у разных людей и зависят от индивидуальной бактериальной флоры толстого кишечника и вида потребляемой пищи. Зловонными продуктами являются индол, скатол, меркаптан и сульфид водорода.

Паралич механизма глотания

Эффективная терапия большинства желудочно-кишечных расстройств зависит от фундаментальных знаний по физиологии желудочно-кишечного тракта. Задача данной и последующих статей на сайте состоит в обсуждении нескольких характерных видов желудочно-кишечной дисфункции, в основе которых лежат нарушения основных физиологических процессов или последствия этих нарушении.

Повреждение V, IX или X пар черепных нервов может в значительной степени расстроить или парализовать механизм глотания. Помимо этого несколько заболеваний, таких как полиомиелит или энцефалит, могут нарушить нормальный процесс глотания из-за повреждения центра глотания в головном мозге. В итоге паралич глотательных мышц, возникающий при мышечной дистрофии или расстройстве нейромышечной передачи при астеническом бульбарном параличе (myasthenia gravis) либо ботулизме, также может нарушить нормальный акт глотания.

При частичном или полном параличе механизма глотания сопутствующие расстройства включают: (1) полную невозможность осуществления акта глотания; (2) недостаточность закрытия голосовой щели; в этом случае пища попадает в легкие вместо пищевода; (3) недостаточность функционирования мышц мягкого нёба и язычка, что приводит к неполному закрытию хоан и, как следствие, забросу пищи в полость носа во время глотания.

Одним из наиболее наглядных примеров, в результате которого возникает паралич механизма глотания, является нахождение пациента под глубокой анестезией. Часто у пациентов, находящихся на операционном столе, содержимое желудка попадает в глотку; затем вместо того, чтобы быть заново проглоченным, содержимое буквально засасывается в трахею, т.к. анестезия блокирует рефлекс глотания. В результате такие пациенты иногда умирают от аспирации рвотными массами.

Ахалазия — состояние, при котором нижний пищеводный сфинктер не способен расслабляться во время глотания. В результате проглоченная пища не может попасть из пищевода в желудок. Патолого-анатомические исследования выявляют в этих случаях повреждение нейронной сети межмышечного сплетения в нижних двух третях пищевода.

В связи с этим мускулатура нижнего отдела пищевода пребывает в состоянии спастического сокращения, а миоэнтеральное сплетение теряет способность передавать сигнал, вызывающий рецептивную релаксацию желудочно-пищеводного сфинктера, когда пища достигает этого сфинктера во время глотания.

При выраженной степени ахалазии на опорожнение пищи из пищевода в желудок вместо нескольких секунд затрачиваются многие часы. По истечении нескольких месяцев или лет пищевод становится чрезвычайно широким, в результате он способен удерживать до 1 л пищи. Во время длительных промежутков застоя пищи в пищеводе она обычно инфи цируется гнилостными бактериями.

Инфекция может вызвать изъязвление слизистой пищевода и привести к тяжелым загрудинным болям или даже перфорации пищевода и смерти пациента. Значительный успех в лечении может быть достигнут растяжением нижнего отдела пищевода посредством баллона, надутого газом, на конце глотательной пищеводной трубки. Также могут быть полезны спазмолитические препараты (препараты, расслабляющие гладкую мускулатуру).

 

Нарушения функции желудка

Гастрит - воспаление слизистой оболочки желудка. Практически у всех людей, особенно среднего и пожилого возрастов, выявляется наличие хронического гастрита от легкой до средней степени тяжести.

Воспаление при гастрите может быть поверхностным и, следовательно, не опасным или же проникать глубоко в слизистую желудка и при длительном течении вызывать почти полную атрофию слизистой оболочки желудка. Иногда гастрит может быть острым и тяжелым и сопровождаться язвенным поражением слизистой желудка за счет пептидазного секрета самого желудка.

Исследователи полагают, что большинство случаев гастрита вызывается хронической бактериальной инфекцией в слизистой оболочке желудка. Как правило, эти случаи могут быть успешно вылечены интенсивным курсом антибактериальной терапии.

Помимо этого некоторые раздражающие вещества, попавшие в желудок, могут разрушать его защитный слизистый барьер, а именно: слизистые железы и плотные эпителиальные контакты между клетками, выстилающими желудок. Обычно это приводит к тяжелому острому или хроническому гастриту. Наиболее распространенные раздражающие вещества — избыток алкоголя и аспирина.

Желудочный барьер и его проницаемость при гастрите. Всасывание продуктов переваривания из желудка непосредственно в кровь в норме незначительно. Этот низкий уровень всасывания в основном определяется двумя специфическими особенностями слизистой желудка: (1) он выстлан высокоустойчивыми слизистыми клетками, которые секретируют вязкую адгезивную, липкую слизь; (2) он имеет плотные контакты между соседними эпителиальными клетками. Эти и другие особенности, препятствующие всасыванию в желудке, носят название желудочного барьера.

Желудочный барьер обычно довольно устойчив к диффузии веществ, поэтому только высокая концентрация ионов водорода в желудочном соке, в среднем в 100000 раз превышающая концентрацию ионов водорода в плазме, изредка в ничтожных количествах диффундирует через выстилающую слизь так же, как и через собственно эпителиальную мембрану. При гастрите проницаемость слизистого барьера существенно нарушается.

Ионы водорода путем диффузии подходят к эпителию желудка, создают дополнительное разрушение и приводят к порочному кругу: прогрессивному повреждению и атрофии слизистой стенки желудка. Это также делает слизистую желудка уязвимой для переваривания белковыми переваривающими ферментами. Так образуется язва желудка.

У многих людей, страдающих хроническим гастритом, слизистая постепенно становится все более атрофичной, пока останется немного или вообще не останется желудочных желез с пищеварительным секретом. Предполагается, что у некоторых людей развивается аутоиммунная реакция в слизистой желудка, что также приводит к атрофии слизистой желудка. Утрата желудочной секреции при атрофии слизистой приводит к ахлоргидрии и попутно — перницитозной анемии.

Ахлоргидрия (и гипохлоргидрия). Ахлоргидрия — прекращение секреции желудком соляной кислоты; это диагностируется, когда после максимальной стимуляции рН желудочного секрета не снижается ниже 6,5. Гипохлоргидрия — снижение секреции кислоты. Когда выделения кислоты не происходит, то не секретируется и пепсин. Если же пепсин и выделяется, то недостаток кислоты ограничивает его действие, т.к. для активации пепсина необходимо умеренное количество кислоты.

Пернициозная анемия при желудочной атрофии. Перницитозная анемия обычно сопутствует желудочной атрофии и ахлоргидрии. Нормальная желудочная секреция содержит гликопротеин, называемый внутренним фактором, который выделяется теми же клетками, что и соляная кислота. Внутренний фактор необходим для всасывания витамина В12 из подвздошной кишки. Таким образом, внутренний фактор связывается с витамином B12 и предотвращает его переваривание и разрушение, пока он проходит к тонкому кишечнику. Затем, когда комплекс «внутренний фактор + витамин B12» достигает терминального отдела подвздошной кишки, внутренний фактор связывается с рецепторами на поверхности эпителия подвздошной кишки. Это, в свою очередь, делает возможным всасывание витамина B12.

При отсутствии внутреннего фактора всасывается только около 1/50 количества витамина B12. Без внутреннего фактора пища не в состоянии обеспечить достаточного количества витамина B12, необходимого для созревания в костном мозге заново формируемых красных клеток крови. В результате возникает пернициозная анемия.

 

Пептическая язва

Пептическая язва — это поврежденный участок слизистой желудка или кишечника, возникающий в результате переваривающего действия желудочного сока или секрета верхнего отдела тонкого кишечника. На рисунке показаны места желудочно-кишечного тракта, на которых чаще всего образуются пептические язвы. Видно, что самым частым местом поражения является внутренняя поверхность в нескольких сантиметрах от пилорического отдела. К тому же пептические язвы часто образуются на малой кривизне антрального отдела желудка или реже — на нижнем конце пищевода, куда часто происходит заброс желудочного сока. Существует еще один тип язвы — краевая язва, которая образуется в месте хирургического отверстия, например гастроинтестинальный свищ между желудком и тощей кишкой тонкого кишечника.

Основные причины возникновения пептического язвообразования. Основная причина возникновения пептической язвы заключается в дисбалансе между интенсивностью выделения желудочного сока и степенью защиты, предусмотренной: (1) слизистым барьером в желудке и двенадцатиперстной кишке; (2) нейтрализацией желудочной кислоты соком двенадцатиперстной кишки. Следует вспомнить, что все зоны, обычно подверженные действию желудочного сока, хорошо снабжены слизистыми железами. К ним относят комбинированные слизистые железы в нижнем отделе пищевода, слизистые клетки, покрывающие слизистую оболочку желудка, а также слизистые шеечные клетки желез желудка, глубокие пилорические железы, выделяющие в основном слизь, и, наконец, бруннеровы железы в верхнем отделе двенадцатиперстной кишки, которые выделяют высокощелочную слизь.

В добавление к защите слизистой оболочки слизью двенадцатиперстная кишка еще защищена щелочным содержимым секретов тонкого кишечника. Особенно важной является панкреатический секрет, содержащий большое количество бикарбоната натрия, который нейтрализует соляную кислоту желудочного сока, соответственно инактивируя при этом пепсин и предотвращая переваривание слизистой оболочки. Помимо этого большое количество ионов бикарбоната обеспечивается: (1) секрецией больших бруннеровых желез, расположенных на протяжении нескольких начальных сантиметров стенки двенадцатиперстной кишки; (2) поступлением желчи из печени.
В итоге еще два регуляторных механизма обратной связи обычно обеспечивают полную нейтрализацию желудочных соков.

1. При чрезмерном поступлении кислоты в двенадцатиперстную кишку рефлекторно угнетается секреция и перистальтика желудка. Это осуществляется как нервным, так и гормональным путями из двенадцатиперстной кишки, соответственно снижается интенсивность опорожнения желудка.

2. Наличие кислоты в тонком кишечнике приводит к выделению секретина из слизистой кишечника, который далее с кровью попадает в поджелудочную железу, вызывая быстрое выделение панкреатического сока. Этот сок также содержит высокую концентрацию бикарбоната натрия, что соответственно увеличивает содержание бикарбоната натрия, необходимого для нейтрализации кислоты.

Итак, пептическая язва может быть вызвана любым из двух путей: (1) избытком секреции кислоты и пепсина слизистой желудка; (2) снижением способности слизистого барьера желудка и двенадцатиперстной кишки противостоять переваривающим свойствам желудочного секрета (кислоты и пепсина).

Бактериальная инфекция. Helicobacter pylori разрушает слизистый барьер желудка и двенадцатиперстной кишки. У многих пациентов с пептической язвой обнаружена хроническая инфекция конечных отделов слизистой желудка и начальных отделов слизистой двенадцатиперстной кишки, вызванная бактерией Helicobacter pylori. Однажды внедрившись, эта инфекция способна существовать длительное время, пока не будет уничтожена антибактериальной терапией. Более того, бактерия способна проникать через слизистый барьер благодаря своей физической возможности внедряться в него и высвобождать бактериальные пищеварительные ферменты, которые расплавляют этот барьер.

В результате обладающие большой силой кислые пищеварительные соки желудка могут проникать в нижележащий эпителий и буквально переваривать желудочно-кишечную стенку, приводя соответственно к образованию пептической язвы.

Другие причины образования язвы. У многих людей, имеющих пептическую язву в начальных отделах двенадцатиперстной кишки, значительно более высокая активность желудочной секреции, чем в норме. Хотя часть этой повышенной секреции может стимулироваться бактериальной инфекцией, исследования на людях и животных показывают, что избыточная секреция желудочных соков вне зависимости от причины (например, даже при психическом волнении) может вызвать образование пептической язвы.

 

Другие факторы, провоцирующие язву, включают: (1) курение (по-видимому, из-за повышения нервной стимуляции секреторных желез желудка); (2) алкоголь (из-за тенденции разрушать слизистый барьер); (3) аспирин и другие нестероидные противовоспалительные препараты, имеющие склонность разрушать этот барьер.

Физиологические основы лечения пептической язвы. С момента открытия бактериальной инфекции как причины большинства пептических язв терапия претерпела чрезвычайные изменения. Ранние отчеты говорили о том, что большинство пациентов с пептическими язвами могут быть успешно вылечены двумя способами: (1) использованием антибиотиков вместе с другими препаратами, убивающими инфекцию; (2) назначением препарата, подавляющего кислоту, главным образом ранитидина — антигистаминного препарата, блокирующего стимулирующий эффект гистамина на желудочные железы через гистамин2-рецепторы. При этом сокращается выделение кислоты в желудке на 70-80%.

В прошлом, пока не были приняты эти подходы к терапии пептических язв, обычно приходилось удалять до 4/5 желудка с целью сокращения количества кислого пептического сока. Это было достаточным для излечения большинства пациентов. Другим способом лечения была перерезка обоих блуждающих нервов, которые обеспечивали парасимпатическую стимуляцию желез желудка. Это блокировало практически всю секрецию кислоты и пепсина и обычно вылечивало язвы в течение 1 нед после операции. Однако через несколько месяцев объем желудочной секреции возвращался к прежним значениям, и у многих пациентов вновь образовывались язвы.

Современные физиологические принципы терапии могут показать свою чудодейственность. Тем не менее, в некоторых случаях, при особенно тяжелом состоянии пациентов, в том числе при массивном кровотечении из язвы, необходимо прибегать к радикальному хирургическому вмешательству.

Серьезной причиной нарушения переваривания пищи в тонком кишечнике является недостаточное выделение секрета поджелудочной железой. Недостаток панкреатической секреции чаще происходит при: (1) панкреатитах; (2) закупоривании панкреатического протока желчными камнями в фатеровом сосочке; (3) удалении головки поджелудочной железы в результате злокачественной опухоли.

Отсутствие сока поджелудочной железы означает потерю трипсина, химотрипсина, карбоксипептидазы, панкреатической амилазы, панкреатической липазы и еще нескольких пищеварительных ферментов. При отсутствии данных ферментов не могут всасываться до 60% жиров, поступающих в тонкий кишечник, а также от 1/3 до 1/2 белков и углеводов. В результате большие порции принимаемой пищи не смогут быть использованы для питания, а будут экскретироваться в виде объемных жирных фекалий.
Панкреатит. Панкреатит — воспаление поджелудочной железы, которое может встречаться либо в форме острого панкреатита, либо в форме хронического панкреатита.

Наиболее частой причиной панкреатита является чрезмерное употребление алкоголя, второй причиной — закупорка фатерова сосочка желчными камнями; обе эти причины составляют более 90% всех случаев. Когда желчные камни закупоривают фатеров сосочек, происходит закупорка основного выделительного протока поджелудочной железы, а также общего желчного протока. В результате панкреатические ферменты задерживаются в протоках и ацинусах поджелудочной железы. В итоге накапливается столько трипсиногена, что он превалирует над ингибитором трипсина в секрете, и небольшое количество трипсиногена активируется и переходит в трипсин. Появление трипсина даже в небольшом количестве приводит к активации все новых порций трипсиногена, а также химотрипсиногена и карбоксиполипептидазы. В результате этого возникает порочный круг, пока большинство протеолитических ферментов в протоках поджелудочной железы и ацинусах не будут активированы. Эти ферменты быстро переваривают большие участки самой поджелудочной железы, иногда полностью и неизменно разрушая способность поджелудочной железы выделять пищеварительные ферменты.

 

Нетропическая спру

Иногда даже при нормальном переваривании пищи из тонкого кишечника всасывается недостаточное количество нутриентов. Снижение всасывания слизистой оболочкой могут вызывать несколько заболеваний; их обычно классифицируют вместе под общим термином «спру». Нарушение всасывания также может встречаться после удаления больших участков тонкого кишечника.

Нетропическая спру. Один из видов спру, имеющий разные названия — идиопатическая спру, целиакия (у детей) или глютеновая энтеропатия—является результатом токсического эффекта глютена, входящего в состав некоторых зерновых, в частности пшеницы и ржи. Далеко не все люди чувствительны к этому эффекту, но для тех, кто восприимчив, глютен оказывает прямое разрушительное действие на кишечные энтероциты. При умеренно выраженных формах заболевания разрушаются только микроворсинки на поверхности ворсинок энтероцитов, при этом, соответственно, почти в 2 раза уменьшается всасывающая поверхность. При более тяжелых формах болезни сами ворсинки становятся «притуплёнными» или полностью исчезают, еще больше сокращая всасывающую поверхность желудочно-кишечного тракта. Исключение пшеничной и ржаной муки из пищевого рациона в течение нескольких недель часто приводит к выздоровлению, особенно в детском возрасте.

Тропическая спру. Другой вид спру, называемый тропической спру, часто возникает в тропиках и обычно лечится антибактериальными средствами. Несмотря на то, что специфической бактерии, связанной непосредственно с заболеванием, так и не обнаружено, предполагается, что разнообразные виды спру обычно вызываются воспалением слизистой кишечника в результате поражения неидентифицированной инфекцией.

Нарушение всасывания при спру. На ранних стадиях спру в кишечнике снижено всасывание жира, по сравнению с другими продуктами переваривания. В испражнениях жиры скорее находятся в форме солей жирных кислот, чем в непереваренном виде. Это доказывает, что проблема заключается во всасывании, а не в переваривании. Состояние часто называют стеатореей, означающей избыточное содержание жира в испражнениях.

При крайне тяжелых случаях спру в добавление к мальабсорбции жиров также снижается всасывание белков, углеводов, кальция, витамина К, фолиевой кислоты и витамина B12. В итоге пациент страдает от: (1) тяжелой недостаточности нутриентов, часто приводящей к истощению организма; (2) остеомаляции (деминерализации костей в связи с недостатком кальция); (3) нарушения свертывания крови, вызванного недостатком витамина К; (4) макроцитозной анемии — одного из типов перницитозной анемии, возникающей из-за снижения всасывания витамина В12 и фолиевой кислоты.