Патофизиология системы пищеварения

Пищеварение - начальный этап ассимиляции пищи у человека и животных, заключающийся в превращении исходных пищевых структур в компоненты, лишенные видовой специфичности, всасывании их и участии в промежуточном обмене.

Система пищеварения (СП) как и любая другая функциональная система представлена:

1. Афферентным звеном регуляции. Это вкусовые рецепторы полости рта, языка, пищевода, желудка, кишечника и главных пищеварительных желез, печени, поджелудочной железы. Обоняние – верхние дыхательные пути.

2. ЦНС - пищевой центр, его двигательные компоненты - поиск, прием и продвижение пищи и секреторный компоненты - соки.

3. Эффекторный или исполнительный аппарат: полость рта, пищевод, желудок, кишечник и главные пищеварительные железы - печень и поджелудочная железа.

Патология различных отделов.

I. Нарушение рецепторного аппарата. Гипергевзия (повышение вкусовых ощущений - горчица, перец, аджика), гипогевзия, агевзия (налеты прикрывают сосочки языка - снижается их возбудимость - нужен туалет полости рта), парагевзия (самопроизвольно, без раздражения горечь во рту), дисгевзия (сладкое с горьким, прием в пищу несъедобных веществ: дети - мел, уголь; у собак при бешенстве в желудке находят камни, щепки, стекла).

II. Изменения ощущения голода: булимия - постоянный голод, гиперрексия - сопровождается большим приемом пищи, гипорексия - при потере аппетита, анорексия или акория - полное отсутствие аппетита при разрушении вентролатеральных ядер гипоталамуса.

ЦНС оказывает на ЖКТ мощные трофические влияния (обмен, регенерация). Нарушение трофической функции НС вызывает тяжелые дистрофические изменения в виде кровоизлияний, очагов некроза и даже трофических язв. Исследованиями академика А.Д.Сперанского показано, что, например, раздражение дна турецкого седла в основании мозга стеклянным шариком или металлическим кольцом ведет у собак к нарушению трофики, к появлению язвы роговицы, разрушению десен, кровоизлиянию пилоруса, двенадцатиперстной кишки

III. Нарушения эффекторного отдела СП - ЖКТ:

1. Недостаточность усвоения пищи ведет к явлению голодания. Объективно это проявляется весьма разнообразно:

а) отрицательный азотистый баланс,

б) гипопротеинемия,

в) гипоавитаминозы,

г) потеря веса -  у детей, исхудание,

д) снижение реактивности и резистентности,

е) у детей - замедление роста и развития.

2. Причины нарушения пищеварения:

а) нарушения характера питания - сухоядение, спешка, гипосаливация, недоброкачественность пищи,

б) инфекции - дизентерия, брюшной тиф и паратифы, холера, сальмонеллёз, аскаридоз у девушки,

в) отравления ртутью, свинцом, алкоголем, никотином,

г) опухоли различных отделов - от губы до прямой кишки,

д) послеоперационные состояния,

е) психические травмы (резкий испуг - медвежья болезнь; внезапное торможение коры и растормаживание nervus vagus), длительное угнетенное состояние - исхудание и истощение,

ж) врожденные аномалии развития: волчья пасть (молоко выливается - ребенок обречен, нужна срочная операция - пластика (Т.В.Шарова)); дивертикул пищевода (застой и гниение пищи, инфицирование и прорыв в средостение - медиастенит); стеноз привратника, атрезия заднего прохода,

з) травмы: механические, ранения, химические - ожег уксусом, каустической содой (у детей и алкоголиков), термические ожоги (обманчив жирный суп), радиоактивное облучение - тошнота, рвота.

Рассматривая патофизиологию системы пищеварения в онтогенезе, прежде всего отметим ее возрастные особенности.

1. Реактивность - любое раздражение даёт реакцию ЖКТ: лихорадка, катар верхних дыхательных путей, ОРЗ, отит, пневмония - в виде рвоты, поноса.

2. Несоответствие между быстрым ростом и большой нагрузкой на ЖКТ и его незрелостью, особенно при неправильном вскармливании, раннем прикорме, важно грудное вскармливание.

3. Незрелость ферментов.

4. Высокая проницаемость для непереваренных белков - молоко - смерть в колыбели, яйцо; ворсин больше, капилляры шире, много продольных складок.

5. Недоразвитие полости рта - рот - как узкая сосательная полость, зубные отростки неразвиты, твердое небо плоское, поперечные складки малы.

6. Широкие ушные (евстахиевы) трубы - легко проникают инфекции и в итоге отиты.

7. Слабо развиты слюнные железы  что вызывает сухость, налеты.

8. Вертикальный желудок - легко возникает срыгивание через широкий вход.

9. Высокая проницаемость ЖКТ для непереваренных белков куриного яйца, коровье молоко - смерть в колыбели -  шок.

Наиболее ярко недостаточность пищеварения у детей проявляется при диспепсиях в виде упорной: 1) рвоты и 2) поноса (или диареи). Все это нарушает усвоение пищевых веществ и воды. Ведет к обезвоживанию, интоксикации, потере веса и истощению организма.

Общие закономерности нарушения функций ЖКТ:

1. Все функции тесно взаимосвязаны : нарушение секреторной - моторной - инкреторной функции.

2. Все отделы ЖКТ очень тесно взаимосвязаны единством нейрогуморальной регуляции, пищевой центр регулирует фазы сокоотделения: 1) рефлекторная - вид и запах, пища в полости рта, 2) химическая.

3. От качества работы предыдущих отделов зависит состояние пищеварения в последующих. Например: состояние желудка - от полости рта, сухоядение на скорую руку ведет к гастритам, язве; состояние кишечника зависит от кислотности желудка: гиперсекреция - запоры, гипосекреция - поносы. Это регулирует кислотный рефлекс.. Глубокие нарушения нормальных взаимоотношений между желудком и двенадцатиперстной кишкой могут привести к язвенной болезни. Так при повышении тонуса nervus vagus возникает гиперсекреция - усиление выделения желудочного сока не только в желудок, но и в двенадцатиперстную кишку. Это ведет к возникновению некомпенсированной стадии сокоотделения. Происходит ацидификация или окисление содержимого двенадцатиперстной кишки. И если имеется недостаток секретов, которые ощелачивают среду - происходит переваривание слизистой двенадцатиперстной кишки - образование в ней язвы. Это связано с тем, что слизистая двенадцатиперстной кишки не имеет защитных механизмов, особенно в начальной части луковицы двенадцатиперстной кишки.

В свою очередь наличие язвы в двенадцатиперстной кишке может способствовать самоперивариванию слизистой пилорического отдела желудка и образованию язвы желудка. Это обусловлено тем, что при язве двенадцатиперстной кишки привратник плотно не закрывается - возникает зияние. В результате если в норме сок двенадцатиперстной кишки забрасывается только в ее луковицу и в желудок не попадает, то при зиянии пилоруса сок двенадцатиперстной кишки попадает и в желудок - его пилорический отдел. Установлено: сок двенадцатиперстной кишки содержит очень ядовитое вещество типа лизоцитина, обладающего детергентным действием - переваривание слизистой желудка - язва. Поэтому очень важно знать характер и место поражения - где причина и где следствие. Например, при язве желудка (сопровождается запором) давать не слабительные, а убрать hyperaciditas.

Влияние состояния ЖКТ на весь организм: а) как уже указано - питание - рост, гомеостаз, реактивность, резистентность; б) рефлекторно - висцеро-висцеральные рефлексы (на сердце - опыты на лягушках (удар по брюшной стенке - остановка сердца), после инфаркта не допустима еда на ночь (старик-сторож на лоне природы на лугах съел ведро каши - на вскрытии - перенесенный инфаркт миокарда).

Методы исследования функции системы пищеварения.

1. Животное убивали и исследовали содержимое желудка.

2. Губку с бульоном давали проглотить, потом вытягивали за шнурок, отжимали и исследовали.

3. С 1843 г. фистульный метод - Басов наблюдал у охотника с простреленным животом. У больного при запахе пищи повязка промокала и тогда сделали фистулу и собаки,  был смешан с пищей.

4. Павлов - мнимое кормление при эзофаготомии. Собаки часами едят одно и тоже мясо, а из желудка – 1.5-2 литра сока.

5. Малый Павловский изолированный желудочек - как зеркало (в отличие от метода Гандейгайна - сохраняли иннервацию. Нобелевская премия).

6. Фистула кишечника по Тири.

7. По Тири-Велла - оба конца.

8. Фистулы желчного пузыря и желчных протоков.

9. Фистула протока поджелудочной железы (круговое иссечение двенадцатиперстной кишки вместе с протоком, концы кишки сшивают конец в конец или бок в бок. В этот мешочек вшивают один конец фистулы, второй конец вшивают в двенадцатиперстную кишку. Когда сок не нужен - он идет в кишку. В опыте сердечник перекрывают и сок идет наружу.

10. Секреция слюны капсулой Лешли.

11. Зондирование толстым разовым и тонким в динамике через 15-30 минут на пробный завтрак хлебный - Боас-Эвальда, кофеин, гистамин, алкоголь.

12. Эндорадиозондирование - телеметрия радиокапсулой Рн в СССР акад. Е.Б.Бабский и инженер А.М.Сорин. Вес - 2 гр., 1.5-2 см длина. Принцип - электрометрическое определение концентрации H и pH, перевод в ЭДС и подача на регистрирующее устройство. Преимущества объективного метода - физиологичность, достоверность. Выяснилось: 1) ритмические колебания pH 2-х типов: 1-й 20 сек pH = 0.1 это ритмический выброс секрета желудочными железами и 2-й тип - с интервалом 2-6 мин pH колеблется 0.5-1.0 - это перистальтика, эвакуация и пилорус; 2) величина pH в разном положении; 3) скорость эвакуации;4) скорость нейтрализации соды (как функциональная проба) HCl почти не влияет. Вид морфологического исследования:

Аспирационная гастробиопсия – специальный зонд отсасывает часть слизистой: на гистологию, гистохимию.

По степени поражения можно выявить: гипертрофический, гипотрофический, атрофический гастрит, опухоли, рак.

Гастроскопия - для осмотра и фотографирования слизистой - осмотр через специальный зонд и фотографирование на цветную пленку - гастрофиброскоп.

Моторная - (перистальтика, эвакуация и антиперистальтика). Методы исследования: 1) механография через резиновый со шлангом баллон; 2) электрогастрография (предложена Собакиным в 1985 г.) специальным прибором электрогастрографом. В основу – наблюдения В.Ю.Чаговца в 1926 г. моторика – изменение электропотенциала: гипертония, гипотония.

Виды, этиология и патогенез нарушений функции желудка.

В оценке различных патологических процессов важно знать роль разных отделов желудка. Так кардиальная часть - не только вход, но и рецептивная зона, при раздражении которой - насыщение. Лондон - удаление кардиальной части → потеря сытости у собак (вот почему нас не устраивает еда на половину - только под завязку), питательные таблетки тоже не устраивают.

В настоящее время в Англии используют этот механизм для лечения ожирения: больной проглатывает специальное устройство (пузырь), которое надувают воздухом, заполняют желудок - снижают желание есть, снимая чувство голода.

Нарушения секреторной функции:

1. hyperaciditas - повышение кислотности. Патогенез:

I. повышение (при возбуждении вентролатеральных ядер) возбудимости пищевого центра,

II. опосредованное с других органов (например, при остром холецистите и панкреатите) и

III. непосредственное поражение желудка (язва острая 50-80%).

2. hypoaciditas - понижение кислотности (при угнетении nervus vagus). Патогенез - прямое - острый гастрит, рак, язва и опосредованное - атрофический гастрит (лихорадка, угнетение психики).

3. anaciditas - понижение и полное отсутствие HCl.

Нарушения моторной функции и ее компонентов:

1. Гипертония - желудок укорачивается, привратник глубоко, поперечник вверху увеличивается. От тонуса зависит перистола - способность охватывать пищевую массу. На R-грамме воздушного пузыря почти нет, что характерно для хорошо развитых физически мужчин.

2. Снижение тонуса гипо- и атония (снижение перистолы) - желудок дряблый, вялый, часто гастроптоз до linea biiliaca. Воздушный пузырь большой, пилорический отдел растянут.

3. Перистальтика (волнообразные движения) может быть усилена и ослаблена.

4. Антиперистальтика - от пилоруса к кардии - рвота (при лечении алкоголизма).

5. Эвакуация (регулируется кислотным рефлексом) зависит от HCl - может быть задержана или ускорена.

6. Периодическая голодная деятельность в норме может быть усилена при ТБС, гнойных процессах - спазмы, желудочные боли у нежелудочных больных.

Всасывание - ограниченная способность (яды, лекарства, алкоголь) снижается при морфологическом поражении слизистой - гастрит, рак, ожог. Зависит от ПЖК - проницаемость железистых клеток желудочных желез. Определение йод-калиевой пробой (1882) по скорости появления в слюне после введения внутрь. Понижение наиболее ранний признак гастрита.

Экскреторная функция - удаление из крови в просвет:

1) яды - морфий при повторном промывании желудка.

2) Инфекционные агенты, БТС палочки в кишечном соке (Пешковский, Новинская), в слюне у учителей, продукты обмена веществ.

3) Мочевина и мочевая кислота в норме 1-2 мг%. Может быть уремический гастрит с запахом мочевины.

4) Ацетоновые тела при диабетической коме.

При паталогии функция может быть: усилена (при уремии и отравлениях), ослаблена, прекращена.

Барьерная: 1) экскреция вредных агентов, 2) неповрежденный эпителий не пропускает возбудителя бруцеллеза, чумы, 3) бактерицидность: в слюне - лизоцим, желудочный сок - HCl. Мечников выпил культуру холеры. Однако заражение облегчается при питье зараженной воды на сытый желудокк - вода по малой кривизне скатывается в кишечникк без обработки.

В последние годы большое значение придается нарушению инкреторной функции слюнных желез - т.е. способности выделять в кровь биологически активные вещества (типа гармонов), оказывающие на организмзм трофическое влияние:

1. Паротин - снижает в крови уровень Ca2+ и способствует росту и обизвествлению скелета и зубов. Недостаток его вызывает хондродистрофию плода, деформирующие артриты, поражение опорно-двигательного аппарата - болезнь Кашина-Бека. Кроме паротина из слюнных желез выделены:

2. фактор роста нервов,

3. фактор роста эпидермиса,

4. фактор гранулоцитоза,

5. фактор, подавляющий вилочковую железу и лимфоидную ткань.

Гастрин 1 и гастрин 2. Вырабатываются они специальными эндокринными клетками желудка. Попадая в кровь, они действуют на специальные рецепторы железистых клеток и стимулируют выработку желудочного сока.

Пища, попадая в двенадцатиперстную кишку, стимулирует выработку в ее слизистой гормона секретина. Секретин, попадая в кровь тормозит выработку желудочного сока, т.е. это саморегуляция: гастрин - стимулирует, секретин - тормозит. Кроме того, секретин стимулирует выработку щелочных валентностей, которые нейтрализуют кислое содержание, поступившее из желудка в двенадцатиперстную кишку и ощелачивает в ней среду. Панкреазимин-холецистокинин так же вырабатывается в слизистой двенадцатиперстной кишки. Этот гормон усиливает выработку соков поджелудочной железы: амилазу, липазу и др. Действуя на желчный пузырь, он усиливает выделение желчи. Недостаток этих гормонов (секретина и панкреазимина) ведет к развитию язвы двенадцатиперстной кишки. Это обусловлено тем, что при повышении тонуса nervus vagus, гиперсекреции и hyperaciditas в желудке усиливает выделение желудочного сока не только в желудок, но и в двенадцатиперстную кишку, возникает некомпенсированная стадия сокоотделения, происходит ацидификация или окисление двенадцатиперстной кишки. А так как ее слизистая (в отличие от слизистой желудкака) не имеет защитных механизмов, особенно в ее начальном отделе илилуковице и происходит переваривание и образование язвы. В норме этого не происходит, т.к. в двенадцатиперстной кишке всегда много бикарбонатов, поступающих из поджелудочной железы. Недостаток панкреазимина и секретина нарушает нейтрализацию.

Резервуарная - вмещение пищи нарушается при:

1. атрофии стенки,

2. наложении соустья между желудком и тонкой кишкой - гастроэнтероанастомоз и затруднение выхода пищи из желудка в результатете спазма на месте анастамоза,

3. рефлекторное торможение тонуса и перистальтики – атония, причины: операции на ЖКТ, ушибы живота, переедание и перерастяжение, острые инфекции. Последствия застоя пищи:

а) задержка жидкости и газов,

б) истончение и атрофия стенки желудка,

в) гниение, брожение, отрыжка, рвота,

д) сдавливание двенадцатиперстной кишки,

е) уменьшение хлоридов крови - алкалоз и обезвоживание, могут быть судороги и коллапс.

Патология ЖКТ может сопровождаться диспетическими явлениями: тошнота (nausea), рвота (vomitus), изжога (pyrosis), отрыжка (eructatio), икота (singultus).

Нарушения кишечного пищеварения.

Роль кишечника в пищеварении заключается в: 1) дальнейшем переваривании - гидролизе пищевых веществ и 2) всасывании их в кровь. Важнейшим отделом является двенадцатиперстная кишка, где пища подвергается действию желчи (1) и (2) сока поджелудочной железы, а так же ферментов Бруннеровских и Либеркюновых желез кишечника. Нарушение пищеварения в кишечнике может быть связано с нарушением выделения 1) желчи, 2) сока поджелудочной железы и 3) мембранного - пристеночного пищеварения.

Нарушение выделения сока поджелудочной железы ведет в основном к нарушению переваривания пищи в полости кишок - полостное переваривание. При этом нарушается разрушение, гидролиз и переваривание сложных а) тканевых и б) клеточных структур. Нарушается дезагрегация химических комплексов белков, жиров, крахмала, декстранов. Не совершается разрыв первичных химических связей в молекулах биологических полимеров.

При поражении же самой стенки кишечных клеток нарушается заключительный этап переваривания – так называемое пристеночное или мембранное пищеварение. Мембранное пищеварение занимает промежуточное положение между внеклеточным, дистантным или полостным перевариванием и внутриклеточным, таким как фагоцитоз и пиноцитоз. Его особенность состоит в том, что на одной и той же поверхности энтероцита происходят два процесса одновременно:

1) ферментативная обработка, дальнейшее переваривание и

2) всасывание, т.е. гидролиз завершается, а всасывание начинается.

Этиология и патогенез нарушения мембранного пищеварения. В основе нарушения мембранного п. могут лежать следующие факторы:

1. Нарушение структуры ворсинок - атрофия при холере, энтерите.

2. Нарушение ультраструктуры поверхности кишечных клеток - энтероцитов.

3. Изменения ферментативного слоя кишечной поверхности - отсутствие:

а) лактазы - непереносимость молока; или

б) сахаров - мальтазы и сахарозы – например, при лучевой болезни.

4. Изменение сорбционных свойств, т.е. всасывающих клеточных мембран.

5. Нарушение моторики (диарея, понос), которые ведут к нарушению переноса пищевых веществ из полости кишки на ее поверхность. Нарушение мембранного пищеварения ведет к недостаточности всасывательной функции - это обусловлено тем, что происходящий на поверхности клеточной мембраны гидролиз пищевых веществ и перенос их через мембрану внутрь клетки представляет собой единую цепь последовательных химических реакций, осуществляемых одними и теми же ферментами. О масштабах этих процессов можно  судить из следующих цифр: На поверхности 1 энтеротроцита находится от 2000 до 4000 микроворсинок, что состовляет на 1 мм2 от 50 000 000 до 200 000 000 микроворсинок. Это увеличивает всавывательную поверхность с 5 м2 до 100 м2. Кроме того, из мембран микроворсинок как бы вырастают в просвет кишки в сторону пищевых масс многочисленные нити гликокаликса в виде трехмерной петлистой сети до 1000 А с определенным зарядом. Гликокаликс образует автономный перицелюлярный слой жидкости, который обновляется в течение неск. часов и представляет собой своеобразно заряженное молекулярное сито, имеющие катионные мостики.

Различные патологические процессы: 1) воспалительные, 2) интоксикации, 3) при поносе, 4) облучение - разрушают эти мостики глюкокаликса и нарушают мембранное пищеварение и всасывание.

Различные патологические процессы в ЖКТ нередко сопровождаются такими диспептическими явлениями, как 1) тошнота, 2) рвота, 3) отрыжка, 4) изжога, 5) икота.

В настоящее время считают, что формирование язвы как в желудке, так и в двенадцатиперстной кишке происходит в результате нарушения соотношения факторов "агрессии" и "защиты". К факторам агрессии относятся повышение кислотности и пептической активности желудочного сока в условиях нарушения моторики желудка и двенадцатиперстной кишки. Уменьшение защитных свойств обусловлено снижением продукции слизи, замедлением процессов физиологической регенерации поверхностного эпителия, нарушением местного кровообращения и нервной трофики. Основной причиной этих изменений является длительное или часто повторяющееся психоэмоциональное перенапряжение (негативного характера). Предрасполагающими к заболеванию факторами являются (особенно на фоне наследственной отягощенности) погрешности в питании, курение и употребление алкоголя.

В основе формирования язвенного дефекта слизистой оболочки желудка или двенадцатиперстной кишки лежит процесс протеолитической деструкции ткани желудочным соком в местах с нарушенной трофикой. Вероятность образования язвы существенно возрастает при снижении щелочного компонента и более продолжительном контакте кислого жел. сока со слизистой оболочкой как при спазме привратника, так и при быстрой эвакуации содержимого из желудка в двенадцатиперстную кишку. Имеет значение снижение содержимого муцина в слизи желудка и двенадцатиперстной кишки, разрушение апикальной мембраны поверхностного эпителия, расстройства нервно-сосудистой трофики. При разрушении слизистой барьера и белково-липидного комплекса апиакальной мембраны увеличивается обратная диффузия водородных ионов в слизистую → активируется калликреин-кининовая система, что в свою очередь способствует дальнейшему повышению проницаемости капилляров, расстройству микроциркуляции, высвобождению продуктов перекисного окисления липидов и повреждению лизосомных структур. Более частое формирование язвы в антральном отделе желудка и луковице двенадцатиперстной кишки объясняется относительной бедностью сосудистой сети, большим числом концевых артерий и артерио-венозных шунтов, более густой сетью нервных окончаний и мощным мышечным слоем, требующим больше кислорода.

Реализация неблагоприятных нервно-эмоциональных влияний на гастро-дуоденальную систему осуществляется через переднюю часть гипоталамуса, ветви блуждающего нерва, ацетилхолиновые, гистаминовые и гастриновые рецепторы главных и париетальных гландулоцитов. Наряду с этим стимуляция кислотообразования и протеолитической активности желудочных желез повышается под влиянием тиреотропного и АКТГ. АКТГ повышает глюкокортикоидную и снижает минералкортикоидную активность коры надпочечников, повышая продукцию соляной кислоты и снижая защитные и репаративные свойства слизистой желудка и двенадцатиперстной кишки.

Большое значение придается местным механизмам, которые защищают стенку желудка от переваривающей или пептической способности желудочного сока. Среди париетальных, т.е. пристеночных, главных и обкладочных клеток расположены особые мукоидные клетки, которые вырабатывают: 1. гликопротеины, 2. сиалопротеины и 3. фукополипротеины, содержащие фруктозу и белок. Эти протеины в виде слоя слизи располагаются над эпителием слизистой желудка. Благодаря наличию в слизи фукопротеинов в кислой среде образуется 1) очень плотная слизистая пленка, крепко сцепленная с железистым эпителием. Эта связь настолько прочная, что слизь отделить невозможно. А слизь, выявляемая иногда в желудочном соке - это из полости рта. 2) Кроме того, слизь имеет щелочную реакцию и при прохождении через нее HCl она подвергается нейтрализации. Однако, если агрессия желудочного сока вследствие повышения кислотности будет повышена чрезмерно, то этот барьер может быть нарушен. Вторым эшелоном защиты, если происходит прорыв слизистой барьера, является очень хорошая способность железистых клеток к регенерации. Установлено, что слизистая желудка полностью обновляется каждые 3 дня!!! Даже после гастробиопсии дефект зарастает через 2-3 часа. Это одна из форм приспособления желудка, т.к. он является самым ранимым органом ЖКТ. 3-й барьер - это сам железистый эпителий желудка.