Дуоденальная недостаточность
После удаления (но не после изоляции) двенадцатиперстной кишки развивается сложное и специфическое заболевание, которое было названо нами «синдром дуоденальной недостаточности». Решающий аргумент в пользу гормональной природы этого синдрома заключался в отсутствии основных признаков этого заболевания у животных с изолированной двенадцатиперстной кишкой, т. е. с выключенными пищеварительными и транспортными функциями, но оставшимися эндокринными. Важно, что в этом синдроме преобладали признаки общих нарушений функций организма, а не местных (пищеварительно-транспортных) (обзоры: Уголев, 1978, 1985).
Дуоденальная недостаточность особенно тяжело протекает у кошек, часто со смертельным исходом, и значительно легче у собак. Различия эффектов дуоденэктомии у кошек и собак до сих пор неясны. Мы допустили, что многие эндокринные элементы у кошек локализованы в основном в двенадцатиперстной кишке, тогда как у собак более равномерно распределены в разных отделах тонкой кишки. Эта гипотеза нашла подтверждение в ряде морфологических работ, в том числе Э. Солчиа с соавторами (обзоры: Solcia et al., 1975, 1987). Ниже представлена типичная картина дуоденальной гормональной недостаточности у кошек.
Дуоденальная недостаточность развивается в две фазы. Первая фаза характеризуется прогрессирующим истощением, или кахексией, которая достигает максимума примерно через 1.5 мес. (рис. 6.2). К этому времени значительная часть животных теряет до 30–50 % исходной массы тела. Температура тела остается нормальной или даже снижается. Резко угнетается аппетит. Кроме того, обнаруживаются нарушения координации движений, мышечная атрофия, подергивания и судороги. В этот период до половины животных погибает, но при вскрытии в большинстве случаев не удается обнаружить каких-либо дефектов операции.
Рис. 6.2. Масса тела у кошек после дуоденэктомии (1), изоляции двенадцатиперстной кишки (2) и у контрольны животных (3) (по: Уголев, 1978).
По оси абсцисс — время после операции (сут); по оси ординат — масса тела животных (кг).
Вторая фаза развивается у тех животных, у которых кахексический синдром выражен слабее, и они выживают. Спустя 2–3 мес. после операции у таких животных первоначальная масса тела восстанавливается, а затем развивается ожирение. В отличие от дуоденэктомированных кошек у животных с изолированной двенадцатиперстной кишкой общее состояние и исходная масса тела быстро нормализуются и в дальнейшем не отличаются от контрольных животных.
Если кахексический синдром с трудом можно объяснить нарушениями пищеварения и всасывания, то последующее ожирение на фоне восстановившегося аппетита и отсутствия диареи следует трактовать как общее заболевание, возникшее вследствие выпадения гормональных эффектов. Действительно, дуоденальную недостаточность невозможно объяснить выпадением пищеварительно-транспортных функций двенадцатиперстной кишки. При обследовании дуоденэктомированных животных и животных с изолированной двенадцатиперстной кишкой обнаружено, что лишь у первых сохраняются на протяжении всего периода наблюдения существенные нарушения многих морфологических и биохимических характеристик.
Приведем лишь некоторые примеры, характерные для животных с дуоденэктомией, но не с изоляцией двенадцатиперстной кишки. Так, при дуоденальной недостаточности наблюдаются повышение уровня холестерина в крови, повышение остаточного азота в крови кошек и понижение в крови собак, снижение белковообразовательной функции печени, нарушение обмена гликопротеинов и липидов, изменение уровня глюкозы в крови. Активность лактатдегидрогеназы, альдолазы, аспартат- и аланинаминопептидаз, кислой и щелочной фосфатаз, липазы и других ферментов также претерпевает существенные изменения. Наблюдаются нарушения водно-солевого обмена и моторно-эвакуаторной функции желудка. Важно отметить, что организм теряет способность отвечать на прием пищи развитием лейкоцитоза (см. также гл. 7).
Итак, анализ полученных данных позволяет заключить, что нарушения, возникающие после удаления двенадцатиперстной кишки, определяются выпадением эндокринных, а не пищеварительно-транспортных функций этого органа.
Выраженное ожирение после удаления двенадцатиперстной кишки напоминает таковое при некоторых поражениях гипоталамуса. Прямые исследования гипоталамо-гипофизарной системы продемонстрировали существование связей последней с двенадцатиперстной кишкой (Скворцова и др., 1973). В частности, поразительна картина супраоптического и паравентрикулярного ядер гипоталамо-гипофизарной нейросекреторной системы, которые сравнивались у здоровых животных, животных после дуоденэктомии и изоляции двенадцатиперстной кишки через различные сроки после операции (от 2 нед до 3 лет). Оказалось, что после дуоденэктомии наблюдается нарушение некоторых структурных показателей нейросекреторных ядер, причем наиболее выражены явления, характерные для застоя нейросекрета.
Ряд данных свидетельствует о наличии дуоденально-тиреоидных влияний. В частности, продемонстрированы морфологические эквиваленты гипофункции щитовидной железы, наблюдающиеся у дуоденэктомированных животных в течение длительного периода наблюдения. В щитовидной железе происходят значительное снижение высоты эпителиальных клеток, увеличение содержания коллоида и уменьшение доли секреторных элементов. Эти сдвиги сохраняются в течение нескольких лет без тенденции к восстановлению.
Были обнаружены также значительные, но постепенно компенсируемые влияния дуоденэктомии на кору надпочечников. Дуоденэктомия приводит к резким нарушениям структуры всех трех зон коры надпочечников (клубочковой, пучковой и сетчатой), уменьшению плотности расположения ядер и изменению состояния клеточных элементов. Нормализация морфологической картины коры надпочечников у дуоденэктомированных животных наблюдается лишь через 4–4.5 мес., тогда как у животных после изоляции двенадцатиперстной кишки — через 2–3 нед.
Возникновение компенсаторных процессов не опровергает важности энтеросупраадреналовых связей, но может говорить о том, что существует другой мощный контур саморегуляции. Более поздние исследования с использованием абдоминального препарата и хирургии ex vivo позволили понять возможный механизм компенсации нарушений функций надпочечников после дуоденэктомии (см. 6.4).
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о существовании не только местных, но и общих эффектов гормональной системы двенадцатиперстной кишки. Это делает противоречивой существующую классификацию кишечных гормонов. Поэтому мы предложили объединить все кишечные гормоны родовым названием «энтерин», дополняя такое название описанием основных эффектов гормона. Дуоденальную недостаточность следует дифференцировать на недостаточность пищеварительно-транспортных функций двенадцатиперстной кишки и энтериновую недостаточность, т. е. недостаточность эндокринных элементов тонкой кишки (гипоэнтеринизм). Существуют сведения, что гипоэнтеринизм может развиваться не только у животных, но и у человека (обзоры: Уголев, 1978, 1985).
Анализ синдрома дуоденальной недостаточности позволил установить, что двенадцатиперстная кишка контролирует ряд важнейших метаболических функций организма в значительной степени через гипоталамические центры. Тем не менее первоначально было трудно объяснить факт, полученный нами совместно с A. Л. Поленовым и Н. Б. Скворцовой, о нарушениях нейросекреторной функции гипоталамических ядер и передаче нейросекрета после дуоденэктомии (Скворцова и др., 1973). Свести интерпретацию к действию непроникающего через гематоэнцефалический барьер холецистокинина не представлялось возможным. Нами было высказано предположение о существовании специального гипоталамотропного гормона или группы гипоталамотропных энтеринов, один из которых был назван нами аппетитрегулирующим энтерином — арэнтерином, а другой — динамизирующим энтерином — динэнтерином (см. гл. 7 и 8). Накапливается все больше данных, что двенадцатиперстная кишка является центром эндокринной регуляции органов брюшной полости и одним из центров эндокринной регуляции жизнедеятельности всего организма. Иными словами, по составу гормонов и с учетом нейрональных элементов гипоталамо-гипофизарной системы двенадцатиперстная кишка как эндокринный орган напоминает гипофиз, и поэтому мы первоначально охарактеризовали ее как «гипофиз брюшной полости» (обзор: Уголев, 1978).
Результаты, полученные при сопоставлении ряда характеристик животных после дуоденэктомии и после изоляции двенадцатиперстной кишки, позволили постулировать существование дуоденально-нейрональной (особенно дуоденально-гипоталамической), дуоденально-тиреоидной, дуоденально-адреналовой, дуоденально-инсулярной, дуоденально-билиарной и других осей (или связей). Наличие таких осей получило подтверждение в более поздних работах с помощью радиоиммунологических, иммуногистохимических и других методических приемов (обзоры: Уголев, 1978, 1985). Кроме того, можно высказать предположение о существовании дуоденально-стероидной оси (см. 6.4).
Изучение кишечной гормональной системы с помощью экспериментально-хирургической техники в сочетании с другими аналитическими подходами делает свои первые шаги, а задачи, стоящие перед исследователем, столь же интересны, сколь и трудны. Однако, как можно заключить из этого очень краткого описания синдрома дуоденальной недостаточности, общие гормональные эффекты двенадцатиперстной кишки чрезвычайно важны и разнообразны. Вместе с тем хирургическая техника не давала возможности делать какие-либо заключения о химической структуре и ограничивала выводы оценкой физиологической роли факторов, продуцируемых удаленными органами. Поэтому ее сочетание с другими методическими подходами представляется особенно привлекательным.
6.4. Характеристика гормональных функций желудочно-кишечного тракта, полученная методом изолированного абдоминального препарата ex vivo
В течение последних лет были достигнуты значительные успехи в исследовании кишечной гормональной системы благодаря применению иммуногистохимических методов. Они позволили установить присутствие и точную локализацию в эндокринных клетках всех отделов желудочно-кишечного ” тракта большого числа регуляторных пептидов, а также регуляторных аминов. Кроме того, с помощью этих методов выявлено, что многие химические мессенджеры, которые ранее считались исключительно гипоталамо-гипофизарными факторами, продуцируются также и эндокринными клетками желудочно-кишечного тракта. Изучение точной локализации ряда гормонов в тканях позволило решить вопрос об их происхождении. Было показано, что многие гормоны являются продуктом секреторной деятельности клеток желудочно-кишечного тракта, тогда как другие входят в состав нейросекретов и служат нейромедиаторами.
Ряд так называемых пищеварительных гормонов имеет двоякое происхождение и двойную функцию, т. е. являются и гормонами, продуцируемыми эндокринными клетками пищеварительного аппарата, и в то же время нейротрансмиттерами (обзор: Dockray, 1987, и др.). В их число входят ВИП, холецистокинин, гастрин и многие другие. В некоторых случаях удалось обнаружить наличие изогормонов. Так, для секретов клеток желудочно-кишечного тракта характерны одни изогормоны, для медиации в нервных синапсах используются другие. Вместе с тем с помощью традиционных методов во многих случаях не удавалось дифференцировать собственно эндокринные, паракринные и медиаторные функции многих физиологически активных веществ. Это удалось сделать методом сосудистой перфузии комплекса изолированных органов брюшной полости — абдоминального комплекса. В начале 80-х годов нами совместно с В. Г. Смагиным, В. А. Виноградовым, С. А. Булгаковым, Г. М. Бобковым и Г. М. Рощиной был использован изолированный абдоминальный препарат крыс (рис. 6.3), что позволило более подробно охарактеризовать ряд гормональных функций пищеварительной системы. Детальная характеристика этого методического подхода дана в отдельных работах (Булгаков и др., 1981, 1982) и в нашей сводке (Уголев, 1985). Первоначально этот метод был разработан нами для исследо вания пищеварительной системы собак (Уголев и др., 1981), а затем адаптирован для крыс.
Рис. 6.3. Схема изолированного абдоминального препарата крысы (по: Уголев и др., 1984).
Абдоминальный комплекс состоял из следующих органов: нижней части пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки с впадающими в нее протоками и поджелудочной железой, тонкой кишки и части толстой кишки, получающей кровоснабжение от брюшной аорты.
Для изучения эндокринных функций желудочно-кишечного тракта сочетались перфузия изолированного абдоминального комплекса с радиоиммунологическим определением гормонов в оттекающем перфузате. Результаты представлены в табл. 6.2.
Таблица 6.2. Концентрации гормонов в оттекающей жидкости при перфузии изолированного абдоминального комплекса крыс (по: Булгаков и др., 1981)
| Гормон (пг/мл) | Время после начала перфузии (мин) | |||
| Инсулин (мкед/мл) | ||||
| Гастрин | ||||
| Соматостатин | 3.6 | 3.2 | 4.9 | |
| Альдостерон | ||||
| Тестостерон | ||||
| Эстрадиол | 3.6 | 3.5 | 4.0 | 5.5 |
Примечание. Приведены средние данные 3 опытов.
В оттекающем перфузате обнаружен инсулин, концентрация которого приблизительно соответствовала его уровню в крови. Концентрация гастрина в среднем превышала уровень в крови в 2–3 раза. Содержание соматостатина было ниже уровня, определяемого в периферической крови. В незначительных количествах, приблизительно в 10 раз ниже уровня в крови, присутствовали в перфузате тестостерон и эстрадиол. Неожиданно высоким оказался уровень альдостерона, концентрация которого в перфузате была сопоставима с уровнем в крови. Косвенно в пользу секреции альдостерона свидетельствует характерная динамика его выделения, сходная с таковой инсулина, секреция которого абдоминальным препаратом вряд ли вызывает сомнения. Таким образом, можно предположить возможность желудочно-кишечного происхождения определяемого в оттекающем перфузате альдостерона. В то же время это предположение, имеющее далеко идущие выводы, нуждается в тщательной проверке.
Разработанный нами методический прием позволяет устранить многие неточности в интерпретации содержания в крови некоторых гормонов, обусловленные наличием клеток, продуцирующих одноименные гормоны не только в желудочно-кишечном тракте, но и в других органах, например в мозге. Такая множественная локализация эндокринных клеток продемонстрирована для гастрина, соматостатина, инсулина и многих других пептидных и непептидных гормонов. Столь же существенна возможность разделения с помощью предлагаемого метода эндокринной, паракринной и медиаторной функций физиологически активных веществ в желудочно-кишечном тракте.
Итак, развиваемый методический подход подтверждает истинную эндокринную роль гастрина и инсулина, которые в достаточных количествах секретируются в сосудистое русло. В то же время исследования «абдоминального» соматостатина не дают оснований для подобного заключения, так как уровень этого пептида в перфузате низок и непостоянен, что, возможно, здесь отражает его преимущественно паракринную функцию. Не исключено, что этот пептид в данном случае служит локальным регулятором.
Ранее было упомянуто, что двенадцатиперстная кишка по своим эндокринным функциям напоминает гипоталамо-гипофизарную систему и может вырабатывать факторы, сходные по физиологическим эффектам с тропными гормонами гипофиза. В частности, нами предполагалось, что она может быть источником АКТГ-подобного фактора. Через много лет наличие в желудочно-кишечном тракте АКТГ-подобных пептидов было показано с помощью иммунохимических методов (Larsson, 1979, 1981). Но эта техника не позволяла решить вопрос о секреции кишечного АКТГ в кровь и, следовательно, определить физиологическую значимость этого гормона.
В одном из циклов наших экспериментов предпринята попытка решить вопрос о том, секретируется ли АКТГ кишечного происхождения в кровь, т. е. является ли он истинным гормоном? Результаты опытов представлены в табл. 6.3. Важно отметить большое количество АКТГ-подобной иммунореактивности в оттекающей жидкости, полученной при перфузии абдоминального комплекса контрольных крыс. Уровень АКТГ превышал концентрацию этого гормона в крови в несколько раз. После адреналэктомии уровень АКТГ в перфузате резко возрастал, увеличиваясь по сравнению с контрольными опытами на 177–443 %. Такое повышение концентрации АКТГ не может получить объяснения в свете неспецифических изменений состояния самого абдоминального комплекса, поскольку одновременно наблюдаются противоположные изменения концентрации инсулина (его уровень снижается) и остается неизменным содержание гастрина. У контрольных животных с интактными надпочечниками при перфузии изолированного абдоминального комплекса в перфузате обнаружены как гастрин, так и инсулин. Адреналэктомия не приводила к изменению уровня гастрина в перфузате. Концентрация инсулина в перфузате после адреналэктомии значительно снижалась. Выделение основных пептидных гормонов желудочно-кишечного тракта, использованных нами для характеристики эндокринной активности изолированного абдоминального комплекса, а именно гастрина и инсулина, подчиняется ранее известным закономерностям и соответствует данным литературы, полученным при использовании других экспериментальных моделей.
Таблица 6.3. Концентрация гормонов в оттекающей жидкости при перфузии изолированного абдоминального комплекса крыс (по: Булгаков и др., 1982)
| Гормон | Группа животных | Время после начала перфузии (мин) | |||
| Гастрин (пг/мл) | Контроль / Адреналэктомия | 14.8 / 17.5±7.0 | 13.7 / 11.7±6.9 | 13.8 13.4±7.1 | 10.2 18.6±9.0 |
| Инсулин (мкед/мл) | Контроль / Адреналэктомия | 17.0 / 5.9±2.9 | 13.2 / 6.2±2.4 | 16.3 / 5.1±3.1 | 15.1 / 6.0±2.9 |
| АКТГ (пг/мл) | Контроль / Адреналэктомия | 178 / 858±619 | 264 / 1435±612 | 349 / 1098±719 | 242 / 673±641 |
Примечание. В контрольном варианте приведены средние данные 5 опытов
По нашему мнению, использование перфузии изолированного абдоминального комплекса позволило во многом преодолеть недостатки иммунохимических методов, так как определение гормонов в перфузате проводилось в условиях, когда присутствие других тканевых белков минимально. Особенно интересным фактом является увеличение уровня АКТГ в перфузате после адреналэктомии. Повышение уровня АКТГ в крови после этой операции принято связывать с разрывом контура обратной связи гипофиз — надпочечники. Но наблюдавшиеся нами изменения могут быть расценены по-другому, а именно как компенсаторная реакция АКТГ-продуцирующих клеток кишечника на адреналэктомию. Иными словами, эндокринные клетки кишечного тракта могут вносить свой вклад в адаптивное увеличение уровня АКТГ в крови после адреналэктомии.
Таким образом, нами обнаружена секреция АКТГ-подобной иммунореактивности изолированным абдоминальным комплексом, что свидетельствует в пользу истинной эндокринной роли кишечного АКТГ. При этом опыты с адреналэктомией указывают на возможную общность механизмов, регулирующих секрецию АКТГ клетками гипофиза и желудочно-кишечного тракта.
В настоящее время еще трудно решить вопрос, как далеко простирается аналогия между желудочно-кишечным трактом и гипоталамо-гипофизарной системой. В ряде последних опытов с использованием техники, описанной выше, нами установлено, что в оттекающем перфузате присутствует иммунореактивность, сходная с Т3 (трииодтиронин) и Т4 (тироксин). Так, по данным 5 опытов концентрация Т3 составила (0.48±0.18), а Т4 — (8.2±4.1) мкг%. Кроме того, в перфузате обнаружена иммунореактивность, подобная лей-энкефалину. Уровень последнего широко варьирует, меняясь от 55 до 514 пг/мл. Однако в отличие от АКТГ для этих факторов еще не выявлены существенные адаптивные изменения секреции, которые служат важным признаком физиологической значимости процесса.
Таким образом, в настоящее время можно утверждать, что клетки желудочно-кишечного тракта продуцируют сходные или идентичные гипоталамо-гипофизарными гормонам АКТГ и тиреотропный гормон. Следовательно, гипоталамо-гипофизарные факторы оказались гормонами желудочно-кишечного тракта. С другой стороны, те гормоны, которые прежде казались по происхождению исключительно желудочно-кишечными, затем были обнаружены в нервных структурах и некоторых других тканях организма.
6.5. Заключительные замечания
Классическими методами удалось показать, что кишечная гормональная система — важная часть аппарата, контролирующего основные функции желудочно-кишечного тракта и осуществляющего координацию различных звеньев сложного процесса переработки и усвоения пищи.
В знаменитом английском журнале <Ланцет> Д. Уингейт (Wingate, 1976) развил концепцию кишечной гормональной системы как эупептической, т. е. обеспечивающей оптимальное пищеварение. Эта краткая формулировка включает в себя представление о многообразии влияний кишечной гормональной системы на процессы секреции различных ферментов и жидкостей, всасывание и моторику желудочно-кишечного тракта, трофическое действие гастрина и холецистокинина, поскольку оно ограничено преимущественно пищеварительными органами и практически не проявляется за пределами пищеварительного аппарата, и т. д. Мы же (Уголев, 1978) высказали предположение, что если нарушения трофики обозначить как дистрофию, а нормальную трофику — как эутрофию, то наиболее важная функция кишечной гормональной системы по отношению к организму — функция эутрофическая, в которую в виде сравнительно небольшой ее части входит и эупептическая. Хорошим примером эутрофической функции является гормональная система двенадцатиперстной кишки кошек и в меньшей мере собак.
Использование метода дуоденэктомии в сочетании с изоляцией двенадцатиперстной кишки неожиданно открыло еще одну столь же важную роль системы. Речь идет об общих влияниях кишечных гормонов, охватывающих, как указано выше, различные стороны метаболизма, многие эндокринные железы и гипоталамотропные эффекты.
Судя по эффектам, вызываемым дуоденэктомией, гормоны двенадцатиперстной кишки жизненно необходимы для функционирования организма в целом. Так, кроме пищеварительных эффектов с помощью этих гормонов контролируются важные стороны метаболизма, или во всяком случае без них невозможно его нормальное протекание. Введенное нами первоначальное обозначение двенадцатиперстной кишки как «гипофиза брюшной полости» вскоре перестало отражать истинную роль этого органа в жизнедеятельности организма. В настоящее время по богатству и разнообразию эффектов двенадцатиперстная кишка как нейроэндокринный орган по своему значению в ряде случаев напоминает гипоталамус и гипофиз и может быть более адекватно охарактеризована как «гипоталамо-гипофизарная система брюшной полости» (в связи с объемом и важностью нервных и нейросекреторных компонентов). Кроме того, предлагаемый термин передает важность энтероэндокринных осей, в том числе энтеронейрональной в частности энтерогипоталамической. При этом гипоталамотропные эффекты означают контроль над эмоциональной и мотивационной сторонами пищевого поведения.
Следует думать, что кишечные гормоны оказывают постоянное влияние на процессы, протекающие в организме, подобно тому как постоянно сказываются влияния кортикоидов, катехоламинов и др. В отношении кишечной гормональной системы, как, впрочем, и в отношении других гормональных систем, возникает вопрос об их специализации, т. е. о тех функциях, где их контроль играет особенно важную роль. Результаты наших исследований позволили прийти к выводу, что кишечные гормоны, и в особенности дуоденальные, контролируют основные этапы процессов ассимиляции, включая потребление пищи, ее переработку и всасывание, перераспределение и трансформацию, имеющие место после всасывания, собственную трофику тканей, аппетит, специфическое динамическое действие пищи, защитные процессы, в частности пищевой лейкоцитоз, и т. д.
В настоящее время еще трудно построить достаточно стройную схему взаимоотношений местных (локальных) и общих эффектов кишечной гормональной системы. Вероятнее всего, локальные эффекты могут сопровождаться некоторыми общими эффектами, проявляющимися в норме и при патологии. С другой стороны, первоначально непищеварительные эффекты кишечных гормонов могут вторично (например, через гипоталамус) отражаться на функциях желудочно-кишечного тракта (рис. 6.4).
Рис. 6.4. Локальные (непрерывные стрелки) и общие (прерывистые стрелки) эффекты кишечных гормонов (по: Уголев, 1978).
Как отмечено ранее при краткой характеристике потоков, поступающих из желудочно-кишечного тракта во внутреннюю среду организма, регулирующий поток состоит не только из типичных гормонов, продуцируемых пищеварительными органами, но и из экзогормонов (см. гл. 3). К экзогормонам относятся гормоноподобные факторы, поступающие из полости желудочно-кишечного тракта в циркуляторное русло. Экзогормоны имеют сложное происхождение. Они могут как таковые содержаться в пище и выполнять регуляторные функции. В частности, в некоторые периоды жизни животных различных видов важную роль могут играть стероидные гормоны растений (обзоры: Schmidt-Nielsen, 1982; Уголев, 1985, 1987а, и др.). Однако чаще экзогормоны являются метаболитами и образуются под влиянием кишечной бактериальной флоры или ферментных систем макроорганизма. К числу таких регуляторов следует отнести, по-видимому, экзорфины — короткие пептиды, обладающие морфиноподобной активностью, которые образуются при неполном гидролизе некоторых белков. По всей вероятности, наибольшее значение имеют экзорфины, образующиеся при гидролизе казеина и растительных белков. Некоторые авторы полагают, что существует множество соединений, обладающих опиатоподобным действием и образующихся при расщеплении белков не только в желудочно-кишечном тракте, но и в других органах и системах организма (обзоры: The endorphins, 1978; Смагин и др., 1983; Уголев, 1985; Dockray, 1987, и др.).
К числу экзогормонов относится также большая группа различных аминов. Наиболее известные из них — гистамин и серотонин (обзор: Wood, 1987). Эти амины образуются также в организме в качестве нейротрансмиттеров и гормонов. Их общий баланс определяется суммой эндогенных и экзогенных факторов. По всей вероятности, так называемый физиологический оптимум в действительности отражает хорошо сбалансированное соотношение таких эндо- и экзогенных факторов.
Следовательно, желудочно-кишечный тракт вносит существенный вклад в общий гормональный баланс организма с помощью нескольких механизмов: 1) путем продукции ряда гормонов жизненно важного значения; 2) путем образования некоторых экзогормонов, которые играют важную роль в деградации и трансформации веществ при их энтерогематической циркуляции. Гормональная функция желудочно-кишечного тракта является витальной, как и функция ассимиляции, которая отнюдь не сводится к поступлению нутриентов в организм. По-видимому, подобно видовым особенностям нутритивных потоков, существуют и видовые различия регуляторных потоков. Следует также отметить, что в деградации и трансформации гормонов принимают участие желудочно-кишечный тракт и главным образом его важнейший дериват — печень.
Наконец, в заключение в связи с проблемой кахексии (см. 6.3.1) следует сказать о недавно сделанном поразительном открытии. Речь идет о кахектине. Ранее традиционно принималось, что одним из основных факторов, провоцирующих развитие кахексии у онкологических больных, при тяжелых инфекциях, паразитарных и ряде других заболеваний, является, скорее всего, токсикоз. При этих болезнях наблюдаются снижение массы тела, изменение паттернов лейкоцитов и многие другие симптомы. Однако в настоящее время выяснилось, что феномен кахексии связан с продукцией особого фактора — кахектина. Этот фактор выделен из макрофагов и некоторых других клеток, очищен и идентифицирован как белок с молекулярной массой 17000. Аминокислотная последовательность его гомологична таковой некротического фактора опухоли человека. Установлена также его связь с интерлейкином-1. Введение высокоочищенного фактора достаточно для того, чтобы вызвать специфические для кахексии явления. (Подробно свойства кахектина и механизм его действия освещены в фундаментальном обзоре: Beutler, 1988.)
Глава 7. Специфическое динамическое действие пищи
7.1. Вводные замечания
У большинства организмов можно выделить состояние голода, при котором используются эндогенные пищевые ресурсы (эндотрофия), и состояние сытости после потребления экзогенных пищевых веществ (экзотрофия). Существуют также переходные режимы от голодного состояния к сытому и от сытого к голодному. С точки зрения «транспортной» теории, когда в расчет принимается лишь всасывание пищевых субстратов, эти состояния симметричны и отличаются знаком. Так, при переходе от голодного состояния к сытому эндогенное питание постепенно сменяется экзогенным. При переходе от сытости к голоду в качестве пищи начинают использоваться собственные структуры организма, т. е. экзогенное питание сменяется эндогенным.
Реальный процесс насыщения гораздо сложнее. Он зависит не только от поступления в организм пищевых веществ, но и от регуляции метаболических процессов. В последнем случае под влиянием нервных и химических сигналов меняются как уровень, так и характер обмена веществ (все еще не до конца исследованный). Роль химических сигналов настолько велика, что состояние сытости может изменить обмен, а также переключить его с голодного на сытый без поступления пищевых веществ в организм. Таким образом, ассимиляция пищи связана с поступлением во внутреннюю среду организма не только пищевых веществ, но и трофических регуляторных сигналов.
По-видимому, важно учитывать, что в ходе эволюции у организмов многих групп выработались такие альтернативные физиологические состояния, как голод и сытость, сон и бодрствование, а также переходные режимы от одного состояния к другому. По всей вероятности, для человека и высших животных эти альтернативные функциональные состояния чрезвычайно существенны и в значительной степени связаны с гормональной деятельностью. Многие формы патологии обусловлены нарушением чередования этих двух состояний.
Как же происходит переход от голода к сытости и от сытости к голоду? Для ответа на этот вопрос следует рассмотреть специфическое динамическое действие (СДД) пищи.
7.2 Специфическое динамическое действие пищи и объясняющие его теории
Прежде чем охарактеризовать СДД пищи, следует сказать несколько слов об основном обмене. Под основным обменом понимается некоторый минимальный, свойственный данному организму уровень обмена, который отражает энергию, расходуемую на метаболические процессы, кровообращение, внешнее дыхание, обновление структур и т. д. в состоянии покоя. По-видимому, понятие основного обмена справедливо только для высших организмов с их совершенным гомеостазом. Основной обмен, который клиницисты уже давно оценили как один из важных показателей нормального или патологического состояния организма и разработали соответствующие стандарты при его определении, с нашей точки зрения является также суммарным показателем работы гомеостатирующих механизмов. Это дает нам право модернизировать классическое определение основного обмена, охарактеризовав его как уровень энергетических затрат, связанных с поддержанием гомеостаза (Уголев, 1978).
Следует заметить, что основной обмен может меняться под влиянием экстремальных воздействий, при патологии, в зависимости от функционального состояния организма. Основной обмен зависит также от возраста человека, его пола, массы тела, физической активности (табл. 7.1).
Таблица 7.1. Основной обмен для взрослого населения СССР в зависимости от пола, массы тела и возраста(по: Гаппаров, 1989)
| Масса тела (кг) | Основной обмен (ккал) | |||
| 18-29 лет | 30-39 лет | 40-59 лет | 60-74 года | |
| Мужчины | ||||
| Женщины | ||||
При оценке потребностей человека в энергии следует учитывать количество метаболизированной энергии из потребляемой пищи (обзор: Гаппаров, 1989). Состав пищи оказывает существенный эффект на энерготраты организма. В качестве примера можно привести данные (Pi-Sunyer, 1990), свидетельствующие, что уровень жира в пище значительно влияет на потребление энергии (табл. 7.2).
Таблица 7.2. Потребление энергии и пищи женщинами в зависимости от уровня жира в диете (по: Pi-Sunyer, 1990)
| Показатель | Уровень жира в диете (%) | ||
| 15-20 | 30-35 | 45-50 | |
| Потребление энергии (ккал/сут) | 2087±94 | 2352±112 | 2714±105 |
| Вес пищи (г/сут) | 1496±70 | 1465±72 | 1412±64 |
Феномен СДД пищи, привлекающий пристальное внимание физиологов и клиницистов, был открыт более 100 лет тому назад. (Эта проблема подробно освещена в ряде наших обзоров: Уголев, 1978, 1985.) Под СДД подразумевается интенсификация обмена веществ после приема пищи человеком и высшими животными по сравнению с уровнем их основного обмена. Так, у человека повышение энергетического обмена происходит уже через 15–30 мин после приема пищи, достигает максимума через 3–6 ч и сохраняется в течение 10–12 ч. Наиболее выражено СДД после белковой пищи (повышение обмена достигает 40 %), углеводы вызывают существенно меньший эффект. Сходные данные получены на животных. Жиры в отличие от белков и углеводов незначительно повышают обмен по сравнению с основным, а иногда тормозят его. СДД пищи не ограничено лишь повышением энерготрат организма, но связано с выведением значительных количеств белкового азота с мочой.
Для обозначения СДД пищи нередко используются и другие термины: постпрандиальные эффекты, влияние пищи на основной обмен и т. д. В зарубежной литературе широкое распространение получило понятие термического пищевого эффекта. Однако, с нашей точки зрения, этот термин не вполне удачен, так как в действительности после приема пищи имеет место не только повышение энергетического обмена, но и усиление азотистого и углеводного обмена, изменение водно-солевого обмена, тонуса сосудов, функционального состояния различных эндокринных желез и т. д. По-видимому, так называемый пищевой лейкоцитоз и изменение уровня пищевого возбуждения также являются