Ферментная система желудочного сока

Протеолитические ферменты.

Пепсин А - выделяется в неактивной форме в виде пепсиногена активируется соляной кислотой. Оптимум ферментативной активности приходится на рН 1,5. Примерно I % фермента переходит в кровеносное русло, а оттуда через клубочковый фильтр в мочу в виде уропепсина

Гастрикцин - пепсин С, желудочный катепсин, максимум протеолитической активности при рН 3,2, более активный чем пепсин. Пепсин А и гастриксин обеспечивают 95 % протеолитической активности желу­дочного сока.

Пепсин В - (парапепсин. или желатиназа) расщепляет желатин, белки соединительной ткани, при рН 5,6 угнетается.

Пепсин Д - (ренин, или химозин) расщепляет казеин молока в присутствии Са²⁺ с образованием параказеина и сывороточного белка.

Непротеолитические ферменты. Желудочная липаза. У взрослых людей липаза неактивна при низких значениях рН желудка. Считают, что желудочная липаза играет важную роль при переваривании жиров молока в желудке у детей, так как рН сока желудка в детском возрасте выше, а липиды молока находятся в высокоэмульгированном состоянии.

Уреаза. Расщепляет мочевину, при этом освобождается аммиак, который нейтрализует соляную кислоту. Полагают, что уреаза имеет бактериальное происхождение.

Лизоцим (муромидаза) проявляет бактерицидное действие.

Активация протеолитических ферментов происходит в полости желудка, где от пепсиногена отщепляется ингибирующий пептид. Процесс активации запускается соляной кислотой, а в дальнейшем осуществляется аутокаталитически под действием первых порций пепсина.

Желудочная слизь - муцин - вырабатывается мукоидными эпите-лиоцитами желез желудка. Муцин освобождается в зоне апикальной поверхности слизевых клеток из перформованных пузырьков или выде­ляется при слущивании таких клеток. Муцин образует на поверхности слизистой оболочку, которая защищает ее от механических и химических повреждений. Поверхностные клетки желудка, клетки желез пилорической и кардиальной части желудка секретируют слизь сложного состава. Желу­дочные муцины этих клеток сходны с муцинами подчелюстных слюнных желез. Они обладают активностью групповых веществ крови А и Н.

Компонентом желудочного сока, который необходим для жизнедеяте­льности, является внутренний фактор Кастла - гликопротеид. который обра­зуется обкладочными клетками желудка. Только при наличии внутреннего фактора Кастла возможно всасывание витамина В₁₂ (цианокобаламина). Отсутствие этого фактора приводит к заболеванию – В₁₂ -дефицитная анемия.

Основной неорганический компонент желудочного сока - соляная кислота, которая может находиться в желудочном соке в свободной и свя­занной с белками форме. Соляная кислота желудочного сока способствует:

- набуханию и денатурации белков пищи;

- активации протеолитических ферментов желудочного сока;

- созданию оптимальных условий для действия ферментов;

- проявлению бактерицидного действия желудочного сока;

- нормальной эвакуации содержимого желудка в кишечник;

- регуляции активности процессов пищеварения в желудке и кишечнике;

- регуляции моторики желудка и кишечника.

Механизм образования соляной кислоты. В желудке (Н⁺) в 10⁶ раз выше, чем в плазме крови. Источником ионов Сl является плазма. Так как венозная кровь, оттекающая от желудка, содержит больше НСО^- и меньше Сl^-, чем артериальная кровь суммарный процесс можно изобразить сле­дующим образом:

NaCl + Н₂С0₃ - NаНСО_з + НСl

плазма секретируемая

В кислотопродуцирующих клетках секреция осуществляется при усилении гликогенолитической и гликолитической активности и сопро­вождается накоплением в цитоплазме НАДН₂, который используется для генерирования (Н⁺) в процессе секреции. Утилизация жирных кислот уве­личивает приток восстановительных эквивалентов в МХ. Са²⁺ выступает как абсолютно необходимый элемент секреторной системы.

Через цАМФ-зависимое фосфорилирование в обкладочных клетках активируется карбоангидраза. Фермент нейтрализует гидроксильные ионы, а образующиеся бикарбонатные ионы выводятся в кровь, ионы Сl^- посту­пают в клетки. Nа-К-АТФаза базолатеральных мембран переносит в клетки К⁺ в обмен на Ш+ из крови, а Н⁺, К⁺ АТФаза, локализованная в секреторной мембране транспортирует К+ из первичного секрета в клетку в обмен на выводимые в желудочный сок ионы Н , Вода поступает в клетку по осмотическому градиенту (рис.3).

Рис. 3. Образование соляной кислоты желудочного сока

Регуляция секреции желудочного сока. Анализ желудочного соко­отделения показал тесную связь между физическими и химическими свойствами принимаемой пищи и количеством выделяемого желудочного сока: чем плотнее консистенция пищи, тем большее количество сока выделя­ется. Кроме того, обнаружена специфика желудочного сокоотделения на различные пищевые вещества. Максимум желудочной секреции отмечается через 2 ч после приема мясной пищи, кривая сокоотделения на молоко характеризуется медленным нарастанием (в конце 3-го часа). Относительно крутой рост кривых желудочного сокоотделения на мясо и хлеб объясняется сильным раздражающим действием на слизистую желудка этих продуктов.

В желудочной секреции различают 2 последовательные стадии, свя­занные с действием регуляторных механизмов: сложнорефлекторную и нейрогуморальную фазы желудочной секреции.

Первая фаза имеет сложную природу, обусловленную условно- и безусловно-рефлекторным, механизмом стимуляции железистых клеток желудка под влиянием раздражения периферических рецепторов. К дей­ствию этих механизмов относится выделение "запального" (по И.П.Пав­лову) желудочного сока, появляющегося при виде пищи, восприятии ее запахов. Сложнорефлекторная фаза наглядно демонстрируется в опыте "мнимого" кормления, разработанного в лаборатории Павлова. У собаки с фистулой желудка проводят эзофаготомию, поэтому принятая пища не поступает в желудок. У такого животного в опыте "мнимого кормления" наблюдается выделение большего количества желудочного сока, чем просто при виде и запахе пищи. Желудочную секрецию, обусловленную сложнорефлекторными влияниями, обозначают мозговой (цефалической) фазой секреции. Попадание пищи в полость рта и глотку, жевание и прохождение пищи через пищевод вызывает сильное и длительное воз­буждение железистых клеток желудка. В состав дуги этого безусловного рефлекса входят:

а) рецепторы полости рта и глотки;

б) афферентные волокна, идущие в составе лицевого, языкоглоточного и блуждающего нервов;

в) рефлекторный центр в области продолговатого мозга - нейроны
дорсального ядра блуждающего нерва;

г) эфферентные парасимпатические волокна, которые проходят в
стволе n. vagi и прерываются у ганглиозных клеток, лежащих в стенке
самого желудка.

Секреторные волокна к желудочным железам идут также в составе чревного нерва, но это симпатические волокна. Преганглионарные волокна выходят из боковых рогов спинного мозга У-ХП грудных сегментов, направ­ляются в симпатический ствол до солнечного и нижнего брыжеечного спле­тений. Их раздражение вызывает небольшую секрецию желудочных желез.

Раздражение блуждающего нерва сопровождается выделением из его окончаний ацетилхолина, который непосредственно через М-холино-рецепторы возбуждает главные и обкладочные клетки, также вызывает образование и выделение гастрина из G-клеток антрального отдела. Гастрин - гастроинтестинальный гормон, который обозначает четыре гастрина, представляющих собой структурно сходные полипептиды.

Гастрин - самый сильный из всех возбудителей секреции НСl, переносится к обкладочным клеткам с током крови. В слизистой оболочке желудка наблюдается накопление гистамина, также являющегося естест­венным регулятором желудочной секреции. Он имеет как эндогенное происхождение, так и экзогенное: гистамин эндогенного происхождения образуется тучными клетками или продуцируется кишечной флорой, экзогенный гистамин поступает в организм с пищей.

На первую фазу желудочной секреции наслаивается вторая -"желудочная", которая обусловлена наличием пищевых веществ в желуд­ке и продолжается несколько часов. В эту фазу желудочная секреция обусловлена нервными и гуморальными механизмами; она важной для коррекции соковыделения. Выделение сока определяется раздражением соответствующих рецепторов желудка, выделением гуморальных факто­ров - гастрина, гистамина, влиянием биологически активных веществ, которые содержатся в пище.

Эфферентами рефлекторных влияний также являются блуждающие нервы. Прямое и опосредованное гастрином влияние вагуса может усили­ваться при введении в желудок следующих продуктов:

1. продуктов переваривания белков, пептонов;

2. экстрактивных веществ мяса, рыбы, овощей;

3. слабых растворов алкоголя.

Своеобразным является действие жира на желудочную секрецию. Прием даже небольшого количества жира приводит к резкому и довольно длительному угнетению секреции. Этот эффект связан с рефлекторными и гуморальными влияниями на желудочную секрецию. Все эти данные были получены в опытах на собаках с изолированным желудком.

3-я фаза желудочной секреции - "кишечная" - обусловлена нерв­ными и гуморальными механизмами. Нервные влияния с механо- и хеморецепторов кишечника, влияние гастроинтестинальных гормонов и продуктов гидролиза пищевых веществ сначала увеличивают выделение желудочного сока, а затем тормозят желудочную секрецию.

Возбуждающий эффект на желудочную секрецию оказывают бомбезин, мотилин Секретин . и холецистокинин (панкреозимин) усиливают выделение пепсинов, но тормозят секрецию НСl.

Группа веществ, которая угнетает секрецию НСl в эту фазу, называ­ется "гастрон", локализуется в антральном отделе желудка; бульбогастрон - в луковице 12-перстной кишки, энтерогастрон вырабатывается слизистой оболочкой верхних отделов тонкого кишечника.

Угнетающий эффект на желудочную секрецию проявляется при действии таких гормонов, как желудочный ингибирующий пептид (GIP), вазоактивный кишечный пептид (VIР). Таким образом, комплексное влияние рефлекторных, гормональных факторов, веществ пищи обеспечивает соответствующие принятой пищи время секреции и состав выделяемого сока.

Двигательная активность желудка. Движения желудка тесно свя­заны с наполнением, перемешиванием, передвижением пищевых веществ и обеспечиваются сокращением продольной и кольцевой мускулатуры.

В отсутствие приема пищи мускулатура желудка находится в сокра­щенном состоянии, а сами стенки тесно прилегают друг к другу.

Прием пищи приводит к рефлекторному расслаблению мышц, обра­зованию полости между стенками желудка, куда поступает пищевой ко­мок; расслабление желудка происходит под влиянием блуждающих нер­вов - расслабление наполнения. Релаксация обеспечивается также свой­ством пластичности волокон гладких мышц, поэтому поступление даже больших порций пищи мало отражается на внутриполостном давлении.

Поступление пищи в желудок вызывает перистальтические движе­ния с частотой 3-4 за 1 мин. в направлении пилорического отдела. В це­лом волны сокращений бывают 2 видов: фазовые и тонические. Фазовые -кратковременны, имеют перистальтический характер с частотой примерно 3 сокращения за минуту. Тонические — длительные, пропульсивного ха­рактера и более частые - 6-7 сокращений за минуту.

Перемешивание пищевых масс с желудочным соком осуществляется благодаря' перистальтическим сокращениям, которые начинаются от участ­ка, расположенного в верхней части тела желудка в области большой кри­визны ("пейсмекера"). Отсюда круговые перистальтические сокращения распространяются со скоростью 10-40 см/с. Интервал между сокращениями составляет примерно 20 с. В процессе таких сокращений часть пищи, расположенная возле стенки желудка, продвигается в анальном направ­лении, превращаясь в химус. Перемешивание желудочного содержимого происходит настолько медленно, что рН внутри пищевого комка становится меньше 5 лишь спустя 1-2 ч после поступления пищи в желудок. Часть волн распространяется по антральному отделу с нарастающей амплитудой, что приводит к сильным перистальтическим сокращениям этого отдела. Такой механизм способствует перемешиванию пищевых масс, поэтому их называют еще "фрикционным", или "перетирающим" эффектом.

В ходе сокращений антральной области она почти полностью отде­ляется от тела желудка, питорический канал укорачивается в продольном направлении ("систола антрального отдела"), происходит расслабление мышцы сфинктера привратника, что обеспечивает переход пищи в 12-перстную кишку.

Скорость опорожнения желудка зависит от ряда факторов:

1. количества и состава пищи;

2. размеров частиц пищи (консистенции);

3. рН в желудке и 12-перстной кишке;

4. величины давления в желудке и 12-перстной кишке.

Дольше задерживается в желудке плохо пережеванная пища, жирная пища эвакуируется из желудка спустя 4 ч, белки и углеводы удаляются быстрее. Прерывистый характер эвакуации химуса из желудка связан, прежде всего, с различиями среды в желудке и 12-перстной кишке.

Уже первая порция химуса, поступившая в полость 12-перстной кишки, оказывает раздражающее действие на слизистую оболочку кишечника, сокращается круговая мышца пилорического сфинктера и тем самым прекра­щается дальнейшее поступление химуса (осуществляется запирательный пилорический эффект) до тех пор, пока не произойдет нейтрализация содержимого кишечника под действием щелочной среды.

Регуляция моторики желудка. В регуляции моторики желудка участ­вуют нервные и гуморальные механизмы.

Влияния по эфферентным волокнам блуждающих нервов усилива­ют моторику: увеличивают ритм и силу сокращений, скорость перисталь­тической волны, ускоряют эвакуацию желудочного содержимого. Волокна блуждающих нервов могут не только усиливать, но и тормозить моторику желудка: во время пищевой релаксации и под влиянием продуктов гидролиза жира, образующихся в 12-перстной кишке.

Симпатические влияния уменьшают силу и ритм сокращений, ско­рость распространения перистальтической волны. Энтеральные ганглии желудка выступают как интегративные образования, включающие мест­ные рефлекторные дуги и способные функционировать при полной децен­трализации. Раздражителями, вызывающими усиление двигательной активности желудка служат механическое растяжение его стенок и хими­ческий состав пищи. Гуморальными возбудителями двигательной актив­ности желудка являются гастрин, гистамин, мотилин, простагландины.

Адреналин, бульбогастрон, секретин, У1Р, 01Р оказывают тормоз­ной эффект на моторную активность.