какие функции в организме человека выполняет пищеварительная система

Урок 1. Органы и процесс пищеварения

Прием пищи – процесс, ради которого каждый человек несколько раз в день оставляет все свои дела и заботы, ведь питание снабжает его организм энергией, силой и всеми необходимыми для нормальной жизнедеятельности веществами. Важно и то, что пища обеспечивает его материалом для пластических процессов, благодаря чему ткани тела могут расти и восстанавливаться, а разрушенные клетки заменяются новыми. После того как все, что было нужно от пищи, организм получил, она превращается в отходы, которые выводятся из тела естественным путем.

Слаженная работа такого сложного механизма возможна благодаря пищеварительной системе, осуществляющей переваривание пищи (физическую и химическую ее обработку), всасывание продуктов расщепления (они всасываются в лимфу и кровь через слизистую оболочку) и выведение непереваренных остатков.

Таким образом, пищеварительная система выполняет несколько важнейших функций:

Далее мы в деталях поговорим о том, как происходит процесс пищеварения, а также подробно расскажем о каждом из органов пищеварительной системы. Но в качестве вступления вкратце затронем вопрос их развития.

Немного о развитии органов пищеварения

Пищеварительная система начинает закладываться еще на первых стадиях развития человеческого эмбриона. По прошествии 7-8 суток развития оплодотворенной яйцеклетки из энтодермы (внутреннего зародышевого листка) формируется первичная кишка. На 12-е сутки она разделяется на две части: желточный мешок (внезародышевая часть) и будущий пищеварительный тракт – ЖКТ (внутризародышевая часть).

Изначально первичная кишка не соединена с ротоглоточной и клоакальной мембранами. Первая расплавляется после 3 недель внутриутробного развития, а вторая – после 3 месяцев. Если по какой-то причине процесс расплавления мембран нарушается, в развитии появляются аномалии.

По истечении 4 недель развития эмбриона начинают формироваться отделы пищеварительного тракта:

Основу поджелудочной железы составляют выросты передней кишки. Одновременно с железистой паренхимой формируются панкреатические островки, состоящие из эпителиальных тяжей. 8 недель спустя в альфа-клетках иммунохимическим путем определяется гормон глюкагон, а на 12-й неделе в бета-клетках определяется гормон инсулин. Между 18-й и 20-й неделями гестации (беременности, срок которой определяется количеством полных недель вынашивания, прошедших с 1-го дня последней менструации до момента перерезки пуповины новорожденного) активность альфа- и бета-клеток возрастает.

После того как ребенок родился, желудочно-кишечный тракт продолжает расти и развиваться. Заканчивается формирование ЖКТ примерно к трехлетнему возрасту.

Органы пищеварения и их функции

Одновременно с изучением органов пищеварения и их функций, мы разберем и путь, проделываемый пищей с момента ее попадания в ротовую полость.

Главная функция превращения пищи в необходимые организму человека вещества, как уже стало понятно, выполняется желудочно-кишечным трактом. Он совершенно не просто так называется трактом, т.к. представляет собой продуманную природой дорогу для пищи, причем длина ее составляет около 8 метров! ЖКТ наполнен всевозможными «регулировочными приспособлениями», при помощи которых пища, совершая остановки, постепенно проходит свой путь.

Ротовая полость

Началом пищеварительного тракта служит ротовая полость, в которой твердая пища смачивается слюной и перемалывается зубами. Слюна выделяется в нее тремя парами крупным и множеством мелких желез. В процессе принятия пищи выделение слюны многократно увеличивается. А вообще за 24 часа железы выделяют примерно 1 литр слюны.

Слюна требуется для смачивания пищевых комков, чтобы они могли легче продвигаться дальше, а также поставляет важный фермент – амилазу или птиалин, при помощи которого углеводы начинают расщепляться уже в полости рта. Ко всему прочему слюна удаляет из полости любые вещества, раздражающие слизистую оболочку (они попадают в полость случайно, и пищей не являются).

Комки пищи, разжеванные зубами и смоченные слюной, при совершении человеком глотательных движений проходят через рот в глотку, минуют ее и далее направляются в пищевод.

Пищевод

Пищевод можно охарактеризовать как узкую (диаметром около 2-2,5 см и длиной примерно в 25 см) вертикально расположенную трубку, которая соединяет глотку и желудок. Несмотря на то, что пищевод активно не участвует в переработке пищи, его устройство аналогично устройству нижележащих отделов пищеварительной системы – желудка и кишечника: у каждого из этих органов есть стенки, состоящие из трех слоев.

Что же это за слои:

Таковы основные характеристики трех слоев стенок пищеварительного тракта. Безусловно, в каждом отделе есть свои различия, однако общий принцип един для всех, начиная пищеводом и заканчивая прямой кишкой.

После прохождения пищевода, на что уходит около 6 секунд, пища попадает в желудок.

Желудок

Желудок – это так называемый мешок, имеющий удлиненную форму и косое расположение в верхней области брюшной полости. Основная часть желудка находится слева от центрального сечения туловища. Он начинается у левого купола диафрагмы (мышечная перегородка, отделяющая брюшную и грудную полости). Входом в желудок является место его соединения с пищеводом. Так же, как и выход (привратник), он отличается круговыми запирательными мышцами – жомами. Благодаря сокращениям жомы отделяют желудочную полость от двенадцатиперстной кишки, которая находится за ней, а также от пищевода.

Если выражаться образно, желудок как бы «знает», что скоро в него поступит пища. И он начинает готовиться к новому ее приему еще до того момента, когда еда попадает в рот. Вспомните сами тот момент, когда вы видите некое вкусное яство, и у вас начинают «течь слюнки». Вместе с этими «слюнками», которые возникают в полости рта, в желудке начинает выделяться пищеварительный сок (именно это происходит до того, как человек начинает непосредственно кушать). Кстати, этот сок был назван академиком И. П. Павловым запальным или аппетитным соком, и ученый отводил ему большую роль в процессе последующего пищеварения. Аппетитный сок служит катализатором более сложных химических процессов, принимающих основное участие в переваривании пищи, поступившей в желудок.

Заметим, что если внешний вид пищи не вызывает аппетитного сока, если едок абсолютно равнодушен к стоящей перед ним еде, это может создать определенные помехи для успешного пищеварения, а значит, пища поступит в желудок, который подготовлен для ее переваривания недостаточно. Вот поэтому-то и принято придавать красивой сервировке стола и аппетитному виду блюд такое большое значение. Знайте, что в центральной нервной системе (ЦНС) человека происходит образование условнорефлекторных связей между запахом и видом пищи и работой желудочных желез. Эти связи способствуют определению отношения человека к еде еще на расстоянии, т.е. в одних случаях он испытывает удовольствие, а в других – никаких чувств или вообще отвращение.

Не будет лишним отметить и еще одну сторону этого условнорефлекторного процесса: в случае, когда запальный сок по каким-либо причинам уже вызван, т.е. если «слюнки» уже «потекли», откладывать прием пищи не рекомендуется. В противном случае нарушается связь деятельности участков ЖКТ, и желудок начинает работать «вхолостую». Если такие нарушения будут частыми, увеличится вероятность возникновения определенных недугов, например, язвы желудка или катара.

Когда пища оказывается в полости рта, увеличивается интенсивность секреции желез слизистой оболочки желудка; в силу вступают врожденные рефлексы в работе вышеназванных желез. Рефлекс же передается по чувствительным окончаниям вкусовых нервов глотки и языка в продолговатый мозг, а после отправляется в нервные сплетения, заложенные в слоях стенок желудка. Интересно, что пищеварительные соки при этом выделяются лишь при попадании в ротовую полость только съедобных продуктов.

Получается, что к моменту, когда измельченная и смоченная слюной пища оказывается в желудке, он уже абсолютно готов к работе, представляя собой словно машину по перевариванию еды. Комки пищи, попадая в желудок и автоматически раздражая его стенки имеющимися в них химическими элементами, способствуют еще более активному выделению пищеварительных соков, воздействующих на отдельные элементы пищи.

Пищеварительный сок желудка содержит в себе соляную кислоту и пепсин – особый фермент. Вместе они расщепляют белки на альбумозы и пептоны. Также в соке есть химозин – сычужный фермент, который створаживает молочные продукты, и липаза – фермент, необходимый для начального распада жиров. Кроме всего прочего, из некоторых желез выделяется слизь, предохраняющая внутренние стенки желудка от чрезмерно раздражающего воздействия пищи. Аналогичную защитную функцию выполняет и соляная кислота, помогающая переваривать белки, – она нейтрализует ядовитые вещества, которые попадают вместе с пищей в желудок.

Из желудка в кровеносные сосуды почти не попадают продукты расщепления пищи. По большей части в желудке всасывается алкоголь и вещества, имеющие в своем составе спирт, например, растворенные на спирте.

«Метаморфозы» пищи в желудке так велики, что в случаях, когда переваривание почему-либо нарушается, страдают все отделы ЖКТ. Исходя из этого, необходимо всегда придерживаться правильного режима питания. Это можно назвать основным условием для предохранения желудка от любого рода нарушений.

Двенадцатиперстная кишка

В желудке пища находится приблизительно 4-5 часов, после чего перенаправляется в другой отдел ЖКТ – двенадцатиперстную кишку. Переходит она в него небольшими частями и постепенно.

Как только новая доля пищи попала в кишку, происходит сокращение мышечного жома привратника, и очередная доля не покинет желудок, пока соляная кислота, оказавшаяся в двенадцатиперстной кишке вместе с уже поступившим комом пищи, не нейтрализуется щелочами, содержащимися в соках кишки.

Двенадцатиперстной кишку назвали еще древние ученые, причиной чему послужила ее длина – где-то 26-30 см, что можно сравнить с шириной 12 пальцев, расположенных рядом. По форме эта кишка напоминает подкову, а в ее изгибе располагается поджелудочная железа.

Поджелудочная железа

Из поджелудочной железы выделяется пищеварительный сок, изливающийся в полость двенадцатиперстной кишки через отдельный канал. Также сюда попадает желчь, которую вырабатывает печень. Вкупе с ферментом липазой (он содержится в соке поджелудочной железы) желчь расщепляет жиры.

Есть в соке поджелудочной железы и фермент трипсин – он помогает организму переваривать белки, а также фермент амилаза – он способствует расщеплению углеводов до промежуточной стадии дисахаридов. В итоге двенадцатиперстная кишка служит местом, где на все органические составляющие еды (белки, жиры и углеводы) активно воздействуют самые разные ферменты.

Превращаясь в двенадцатиперстной кишке в пищевую кашицу (она называется химусом), пища продолжает свой путь и попадает в тонкий кишечник. Представленный отрезок ЖКТ является самым протяженным – примерно 6 метров в длину и 2-3 см в диаметре. Ферменты окончательно расщепляют на этом пути сложные вещества на более простые органические элементы. И уже эти элементы становятся началом нового процесса – они всасываются в кровеносные и лимфатические сосуды брыжейки.

Тонкий кишечник

В тонком кишечнике принятая человеком пища наконец-таки трансформируется в вещества, которые всасываются в лимфу и кровь, а затем используются клетками тела в своих целях. У тонкого кишечника есть петли, находящиеся в непрерывном движении. Такая перистальтика обеспечивает полноценное перемешивание и передвижение пищевых масс к толстому кишечнику. Этот процесс достаточно продолжителен: например, обычная смешанная пища, входящая в рацион человека, проходит по тонкому кишечнику за 6-7 часов.

Если даже без микроскопа посмотреть вблизи на слизистую оболочку тонкого кишечника, можно наблюдать по всей ее поверхности маленькие волоски – ворсинки высотой приблизительно в 1 мм. Один квадратный миллиметр слизистой наличествует 20-40 ворсинками.

Когда пища проходит по тонким кишкам, ворсинки постоянно (причем у каждой из ворсинок есть свой ритм) сокращаются где-то на ½ своего размера, а после снова вытягиваются вверх. Благодаря совокупности данных движений появляется всасывающее действие – именно оно позволяет расщепленным пищевым продуктам переходить из кишечника в кровь.

Большое количество ворсинок способствуют увеличению всасывающей поверхности тонкого кишечника. Ее площадь составляет 4-4,5 кв. м (а это почти в 2,5 раза больше наружной поверхности тела!).

Но в тонком кишечнике всасываются не все вещества. Остатки отправляются в толстый кишечник длиной около 1 м и диаметром примерно в 5-6 см. Толстый кишечник от тонкого отделяет клапан – баугиниевая заслонка, время от времени пропускающая части химуса к начальному отрезку толстого кишечника. Толстый кишечник называется слепой кишкой. На ее нижней поверхности есть отросток, напоминающий червяка, – это всем известный аппендикс.

Толстый кишечник

Толстый кишечник отличается П-образной формой и приподнятыми верхними углами. Состоит он из нескольких отрезков, среди которых слепая, восходящая, поперечная ободочная, нисходящая и сигмовидная кишки (последняя изогнута как греческая буква сигма).

Толстый кишечник является средоточием множества бактерий, продуцирующих процессы брожения. Эти процессы помогают размельчать клетчатку, в обилие содержащуюся в пище растительного происхождения. А вместе с ее всасыванием происходит и всасывание воды, которая поступает в толстый кишечник с химусом. Тут же начинает формироваться кал.

Толстые кишки не так активны, как тонкие. По этой причине химус пребывает в них намного дольше – вплоть до 12 часов. За это время пища проходит окончательные стадии переваривания и обезвоживания.

Весь объем поступившей в организм пищи (а также вода) претерпевает массу всевозможных изменений. В результате в толстом кишечнике он значительно уменьшается, и от нескольких килограммов еды остается от 150 до 350 граммов. Эти остатки подлежат дефекации, происходящей за счет сокращения поперечнополосатых мускулов прямой кишки, мышц брюшного пресса и промежности. Процесс дефекации завершает путь пищи, проходящей через ЖКТ.

На полное переваривание еды здоровый организм тратит от 21 до 23 часов. Если же замечаются какие-либо отклонения, их ни в коем случае нельзя игнорировать, т.к. они свидетельствуют о том, что на каких-то участках пищеварительного канала или даже в отдельных органах имеются проблемы. При любом нарушении необходимо обратиться к специалисту – это не позволит начавшемуся заболеванию стать хроническим и привести к осложнениям.

Говоря об органах пищеварения, следует сказать не только об основных, но и о вспомогательных органах. Об одном из них мы уже говорили (это поджелудочная железа), поэтому осталось упомянуть печень и желчный пузырь.

Печень

Печень относится к жизненно важным непарным органам. Она находится в брюшной полости под правым куполом диафрагмы и выполняет огромное количество самых разных физиологических функций.

Из клеток печени образуются печеночные балки, получающие кровь из артерии и воротной вены. От балок кровь отходит к нижней полой вене, где начинаются пути, по которым желчь отводится в желчный пузырь и двенадцатиперстную кишку. А желчь, как мы уже знаем, принимает активное участие в пищеварении, как и панкреатические ферменты.

Желчный пузырь

Желчный пузырь – это расположенный на нижней поверхности печени мешкообразный резервуар, где собирается вырабатываемая организмом желчь. Резервуар отличается удлиненной формой с двумя концами – широким и узким. В длину пузырь достигает 8-14 см, а в ширину – 3-5 см. Объем же его равен примерно 40-70 куб. см.

Пузырь имеет желчный проток, соединяющийся с печеночным протоком в воротах печени. Слияние двух протоков образует общий желчный проток, который объединяется с протоком поджелудочной железы и открывается в двенадцатиперстную кишку через сфинктер Одди.

Значение желчного пузыря и функции желчи нельзя недооценивать, т.к. они выполняют целый ряд важных операций. Они участвуют в переваривании жиров, создают щелочную среду, активируют пищеварительные ферменты, стимулируют моторику кишечника и выводят из организма шлаки.

В общем и целом же желудочно-кишечный тракт представляет собой настоящий конвейер для непрерывного движения пищи. Его работа подчинена строгой последовательности. Каждый этап воздействует на пищу конкретным образом, благодаря чему она снабжает организм энергией, нужной для его надлежащей работы. А еще одной важной характеристикой ЖКТ является то, что он достаточно легко приспосабливается к разным типам пищи.

Большая доля ядовитых продуктов метаболизма поступает через кровеносные сосуды в кишечник. Там эти вещества распадаются и выводятся вместе с калом при дефекации. Из этого следует, что ЖКТ помогает организму освободиться от множества ядовитых веществ, появляющихся в нем в процессе жизнедеятельности.

Четкая и гармоничная работа всех систем пищеварительного канала является результатом регуляции, за которую по большей части отвечает нервная система. Некоторые процессы, к примеру, акт глотания пищи, акт ее пережевывания или акт дефекации, подконтрольны сознанию человека. Но другие, такие как выделение ферментов, расщепление и всасывание веществ, сокращения кишечника и желудка и т.д., осуществляются сами по себе, без сознательных усилий. За это отвечает вегетативная нервная система. Кроме того, эти процессы связаны с ЦНС, и в частности с корой головного мозга. Так что какие-либо изменения психического состояния человека (радость, страх, стресс, волнение и т.п.) сразу же сказываются на деятельности пищеварительной системы. Но это уже разговор немного на другую тему. Мы же подводим итог первому уроку.

Во втором уроке мы подробно побеседуем о том, из чего состоит пища, расскажем, почему организму человека требуются те или иные вещества, а также приведем таблицу содержания полезных элементов в продуктах.

Проверьте свои знания

Если вы хотите проверить свои знания по теме данного урока, можете пройти небольшой тест, состоящий из нескольких вопросов. В каждом вопросе правильным может быть только 1 вариант. После выбора вами одного из вариантов, система автоматически переходит к следующему вопросу. На получаемые вами баллы влияет правильность ваших ответов и затраченное на прохождение время. Обратите внимание, что вопросы каждый раз разные, а варианты перемешиваются.

Напоминаем, что для полноценной работы сайта вам необходимо включить cookies, javascript и iframe. Если вы ввидите это сообщение в течение долгого времени, значит настройки вашего браузера не позволяют нашему порталу полноценно работать.

Источник

Системы органов пищеварения и органов мочевыделения: морфофункциональная и клиническая общность

Система мочевыделения функционирует в тесной связи с ЖКТ. Обследуя пациента с гастроинтестинальной патологией, следует уделить внимание состоянию почек и наоборот. Рассмотрены механизмы развития оксалурии и подходы к лечению больных с оксалатной нефропати

Elimination of urine system functions inthe is closely connected with GIT. In examining a patient with gastrointestinal pathology, attention should be paid to the state of kidneys and vice versa. The mechanisms of the development of oxaluria and approaches to the treatment of patients with oxalate nephropathy are examined.

Практическая деятельность и научные данные однозначно указывают на единство физиологических и патологических процессов в организме человека. «Лечить следует не болезнь, а больного», — говорили врачи прошлого, и отечественная школа медицины всегда придерживалась этого принципа. Нередко эта связь имеет глубокие корни, лежащие в общности процессов внутриутробного и постнатального развития, структуры и функции. Примером такой общности могут служить система органов пищеварения и система мочевыделения. И это не случайно, т. к. первичная кишка дает начало многим системам организма, являясь отправной точкой их эмбрионального развития и, без преувеличения, основой основ.

Выделительная система человека в процессе эмбриогенеза формируется из дивертикула первичной кишки и мезенхимальной бластемы. В связи с этим она отчасти сохраняет с кишкой общий план строения, функционирования и регуляции, тесную взаимо­связь в норме и патологии, равно как и общие принципы развития патологического процесса. Можно отметить общую схему строения органов рассматриваемых систем: наличие эпителия с щеточной каймой и со сходными транспортными структурами (транспортеры для углеводов, аминокислот, олигопептидов, ксенобиотиков, натрия и калия), сходной регуляцией функции и пролиферации (включая соматостатин, гуанилин/урогуанилин, эпидермальный фактор роста и эндотелины), общие физиологические (всасывание/реабсорбция, секреция, моторная активность) и патологические (нарушения всасывания/реабсорбции, секреции, моторные дисфункции, микробиологические и иммунологические нарушения) процессы. Изучение межсистемных параллелей позволяет представить организм как единое целое, как систему, построенную и функционирующую по единым для всех подсистем законам.

Формирование мочевыделительной системы начинается на 5-й неделе внутриутробного развития, когда у нижнего края вольфова протока от клоаки появляется дивертикул, дающий начало будущей окончательной почке, метанефросу. В процессе его канализации и дихотомического ветвления нижняя часть выроста дает начало мочеточнику, из первых ветвлений формируются лоханки, а из последующих — чашечки и собирательные трубочки. Вокруг этих разветвлений сгущается так называемая нефрогенная мезенхима, в которой формируются сигмовидные канальцы (будущий канальцевый аппарат), один конец которого соединяется с собирательными трубочками, а другой становится вогнутым внутрь, формируя почечный клубочек с врастающими в него сосудами. В последующем происходит окончательное формирование почечных структур и их дифференцировка, полностью завершающаяся уже после рождения. Таким образом происходит естественное наследование мочевыводящей системой черт, характерных для кишечной трубки.

Сходный путь развития проходит поджелудочная железа, которая закладывается на 3-й неделе эмбрионального развития в виде двух выростов эпителиальной выстилки формирующейся двенадцатиперстной кишки. Из дивертикулов в ходе их дихотомического деления и канализации образуются протоки и ацинусы экзокринной части органа. В скоплениях клеток выростов, в которых просвет не образуется, формируются эндокринные островки. Хотя ацинарные клетки и клетки протоков имеют общее происхождение, в дальнейшем первые выполняют исключительно секреторную функцию, а вторые — как секреторную, так и всасывающую. Аналогичным образом закладывается и печень в виде выпячивания эпителия кишечной трубки, из передней части которого формируются протоки и паренхима органа, а из заднего — желчный пузырь.

Желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) представляет собой систему полых трубчатых органов, стенки которых построены по единому плану и состоят из слизистого, подслизистого, мышечного и серозного слоев. Основными функциями ЖКТ являются секреторная и переваривающая, всасывающая, моторная. Для повышения эффективности процессов переваривания и всасывания кишечник (особенно тонкая кишка) имеет значительную площадь активной поверхности, что достигается наличием складок и ворсинок слизистой оболочки и микроворсинок на апикальной поверхности энтероцитов. Энтероциты — высокие цилиндрические клетки с широкой щеточной каймой, которая состоит из микроворсинок, — составляют примерно 90% популяции клеток покровного эпителия тонкой кишки. Оставшиеся почти 10% приходятся на бокаловидные клетки, продуцирующие слизь, и около 0,5% приходится на энтероэндокринные клетки. Энтероциты характеризуются сильно извитой боковой плазматической мембраной и многочисленными митохондриями. В клетках, лежащих у основания ворсинок, хорошо развиты цистерны гранулярного эндоплазматического ретикулума и мешочки комплекса Гольджи.

Эпителиальные клетки проксимальных канальцев почек имеют цилиндрическую форму, характеризуются наличием аналогичной энтероцитам щеточной каймы, увеличивающей площадь канальцевой поверхности и исчерченностью базальной части, связанной с наличием инвагинаций клеточной стенки и большим количеством в этой зоне митохондрий. В дистальных канальцах клетки, выстилающие внутреннюю поверхность, имеют кубовидную форму, у большинства из них имеется щеточная кайма и у всех — исчерченность базальной части. Часть цилиндрических клеток собирательных трубочек имеет ворсинки и по структуре отчасти напоминает обкладочные клетки желудка. Наконец, мочеточник, как и кишка, имеет слизистый и подслизистый слои, мышечный слой и адвентицию.

Основной системой всасывания глюкозы и галактозы в кишечнике, также как и реабсорбции глюкозы и галактозы в почечных канальцах, является так называемый глюкозо-натриевый транспортер, или натрий-зависимый транспортер глюкозы, относящийся к SGLT-семейству транспортных белков и локализующийся на апикальной мембране эпителиоцита. Вторым транспортером глюкозы является белок GLUT-2, облегчающий диффузию глюкозы и расположенный на базолатеральной мембране энтероцита, клеток почечного канальца, а также на поверхности β-клеток поджелудочной железы [1, 2]. Экспрессия указанных транспортеров определяется концентрацией глюкозы и гормональными регуляторами [3].

Эпителиальные клетки тонкой кишки и почечных канальцев имеют сходные транспортные системы, предназначенные для всасывания (реабсорбции) ди- и трипептидов. Аналогичные транспортеры выявлены также у бактерий, грибов и некоторых растений, что указывает на их древнее происхождение [5]. Эпителиоциты почечных канальцев характеризуются высокой дипептидазной активностью, хотя в отличие от энтероцитов она сконцентрирована не в щеточной кайме, а внутриклеточно. Основными транспортными системами для олигопептидов в почках являются белки Pept-1 и Pept-2. Первый является низкоаффинным, но высокоактивным белком, тогда как второй — высокоаффинным, но с низкой пропускной способностью [6]. У крыс хорошо изучен транспортер Pept-1, обеспечивающий абсорбцию пептидных и подобных им ксенобиотиков (в том числе β-лактамных антибиотиков) в тонкой кишке и почечных канальцах [7].

Идентичные каналы транспорта натрия, чувствительные к альдостерону и играющие ключевую натрий-сохраняющую роль, существуют как в собирательных трубочках почек, так и в дистальных отделах толстой кишки. В обоих органах альдостерон повышает экспрессию указанных транспортеров на апикальной поверхности соответствующих клеток. Мутация, приводящая к нарушению структуры двух из трех субъединиц этой транспортной системы (как в почках, так и в кишке), приводит к развитию синдрома Лиддла (Liddle), характеризующегося врожденной артериальной гипертензией [8].

Рецепторы к 1,25-дигидроксивитамину D присутствуют на клетках в кишечнике, костях и почках. Показано, что 1,25-дигидроксивитамин D стимулирует всасывание кальция как в кишечнике, так и в почках [9]. Возможно, при врожденной идиопатической гиперкальциурии, часто сочетающейся с кальциевым уролитиазом, у человека имеет место повышенная экспрессия названных рецепторов, как это было показано у экспериментальной линии крыс с гиперкальциурией [10].

Сходные транспортные системы для всасывания оксалатов существуют в почках и кишечнике. В образовании оксалатных камней, помимо нарушенной реабсорбции оксалатов из почечных канальцев, определенную роль может играть повышенное всасывание оксалатов в кишечнике [11], механизмы развития которого будут описаны ниже.

Механизмы абсорбции фосфора в кишке схожи с таковыми в почках. При этом всасывание фосфора как в кишке, так и в почках повышается при низкофосфатной диете и снижается — при высокофосфатной [12].

Идентичные транспортные белки, обеспечивающие всасывание и реабсорбцию цинка, так называемые ZnT-1 и ZnT-2, присутствуют на мембранах энтероцитов и тубулярных клеток [13].

У человека экскреция ксенобиотиков, хорошо изученная на примере гепатоцитов, обеспечивается транспортными гликопротеинами типа mdr1, выявленными на люминальной поверхности транспортного эпителия печени, энтероцитов, почечных канальцев и некоторых других органов [14], которые играют ключевую роль в элиминации ксенобиотиков.

Хорошо известно, что ураты в основном секретируются почками, однако аналогичной способностью обладают энтероциты, выявленной, в частности, при почечной недостаточности, когда включаются нефункционирующие до времени соответствующие транспортеры тонкой кишки [15].

Между ЖКТ и почками есть много общего и в принципах регуляции их функции и пролиферативных процессов. Также как и в кишечнике, в почках важную регуляторную роль играет соматостатин. Как в кишечнике, так и в почках он продуцируется локально, обеспечивая паракринную регуляцию многих функций, в частности, подавляя пролиферативные процессы, секрецию воды и натрия, обладает вазоконстрикторным эффектом.

Эпидермальный фактор роста (ЭФР), полипептид, первоначально изолированный S. Cohen из мышиных подчелюстных желез, состоит из 53 аминокислот и идентичен урогастрону — полипептиду, выделенному из мочи. ЭФР секретируется слюнными, панкреатическими и бруннеровыми железами. Показано, что прием пищи приводит к значительному повышению ЭФР в плазме. Сам ЭФР значительно подавляет секрецию кислоты и пепсина в желудке, однако основной эффект ЭФР — стимуляция пролиферативных (репаративных) процессов в желудочно-кишечном тракте.

Повышение концентрации ЭФР в крови не сказывается на его концентрации в моче. ЭФР, стимулирующий пролиферативные процессы в почках, вырабатывается почечным эпителием, и именно он обнаруживается в моче [10]. Рецепторы к нему локализованы на базолатеральных мембранах эпителиальных клеток [16]. Как и в кишечнике, в почках ЭФР обладает митогенным эффектом в отношении эпителия [17], повышая пролиферацию, стимулируя гликолиз, пентозный цикл и подавляя глюконеогенез при снижении потребления кислорода.

Структурно-функциональный параллелизм неизбежно находит свое отражение в параллелизме патологических процессов, что наиболее отчетливо проявляется при врожденных заболеваниях почек и кишечника. Так, при первичной мальабсорбции глюкозы (врожденная глюкозо-галактозная мальабсорбция) имеет место снижение реабсорбции глюкозы в почечных канальцах.

При наследственно обусловленных дефектах транспортных систем, обеспечивающих всасывание аминокислот, повреждения всегда носят сочетанный характер, захватывая и кишечник, и почки. Клинические же проявления этих заболеваний в основном связаны с нарушенной канальцевой реабсорбцией тех или иных аминокислот. Транспортные системы эпителиоцитов тонкой кишки и проксимальных почечных канальцев таковы: (1) для всасывания нейтральных (моноаминокарбоновых) аминокислот, (2) для всасывания основных (диаминомонокарбоновых) аминокислот (аргинин, лизин, орнитин) и цистина, (3) для транспорта кислых (моноаминодикарбоновых) аминокислот (аспарагиновая и глутаминовая кислоты), (4) для всасывания аминокислот (пролин, гидроксипролин, саркозин, бетаин) и глицина. Помимо этого, как уже указывалось выше, существуют транспортные системы для всасывания олигопептидов.

При болезни Хартнапа, которая передается по аутосомно-рецессивному типу (распространенность — 1:26 000–1:200 000) в кишечнике и в почках нарушается транспорт нейтральных аминокислот, в связи с чем у больного наблюдается генерализованная аминоацидурия. При этом уровень всех аминокислот в крови остается в пределах нормы, за исключением триптофана. Невсосавшийся в кишечнике триптофан подвергается бактериальному разложению с образованием индола и индоксила, которые всасываются, подвергаются в печени детоксикации и в виде метаболитов экскретируются с мочой. Основным клиническим проявлением болезни является фотосенсибилизация кожных покровов, а также может наблюдаться мозжечковая атаксия, поражение пирамидных путей, возможны немотивированные подъемы температуры тела и незначительная умственная отсталость.

Конечным метаболитом всосавшегося из кишечника индола является образующийся в печени индикан. Индиканурия характерна для многих состояний, связанных со стазом в кишечнике, а также для фенилкетонурии, но максимально выражена при врожденных метаболических дефектах обмена триптофана. Уже в моче индикан может образовывать синий индиго, придающий соответствующий цвет моче и детским пеленкам. Семейное заболевание, именуемое «синдромом голубых пеленок», характеризуется мальабсорбцией триптофана, гиперкальциурией и нефрокальцинозом с последующей почечной недостаточностью.

Семейная иминоглицинурия — аутосомно-рецессивное состояние (распространенность — 1:15 000), при котором нарушены кишечное всасывание и канальцевая реабсорбция пролина, гидроксипролина и глицина, но которое не имеет клинических проявлений.

При цистинурии (аутосомно-рецессивный тип, распространенность — 1:7000) нарушается всасывание в кишечнике и реабсорбция в почках основных аминоксилот и цистина. Дефект проявляется дисметаболической нефропатией с образованием цистиновых камней.

Лизинурия (аутосомно-рецес­сив­ный тип, распространенность — 1:60 000–1:80 000), при которой также нарушается функция транспортера для основных аминокислот, но всасывание цистина практически не нарушено, может клинически не проявляться, но, в манифестных случаях, характеризуется задержкой умственного и физического развития.

Мальабсорбция метионина описана в единичных случаях и характеризуется задержкой умственного развития, диареей, судорогами, тахипноэ. Характерным является своеобразный запах мочи — запах жженого хмеля.

При отдельных видах лактазной недостаточности выявляется глюкозурия, указывающая на сочетанное поражение двух систем. При первичной экссудативной энтеропатии, характеризующейся потерей белка через кишечник в связи с дефектом лимфатических сосудов тонкой кишки, может наблюдаться и протеинурия [18].

Нарушение процессов всасывания в тонкой кишке может быть серьезной причиной дисметаболической нефропатии (в т. ч. оксалатной). Канальцевые дисфункции с гиперфосфатурией, оксалурией, цистинурией, а также рахитоподобным синдромом у больных целиакией детей известны относительно давно [18].

Неспецифическим фактором, способствующим формированию дисметаболической нефропатии при целиакии, является диарея. С одной стороны, диарея приводит к потере жидкости и уменьшению объема мочи с повышением ее концентрации, а с другой стороны — к потере бикарбонатов, развитию ацидоза и закислению мочи, что снижает стабильность солей, способствуя кристаллурии.

Нарушение всасывания жирных кислот и кальция приводит к образованию кальциевых мыл, а не оксалата кальция (как это наблюдается в норме), в результате чего ставшие растворимыми оксалаты интенсивно всасываются в толстой кишке, поступают в кровь и в повышенных количествах оказываются в моче. Данный механизм, видимо, играет ключевую роль в развитии оксалатной кристаллурии. В ряде исследований было показано, что всасывание оксалатов значительно усиливается при фекальной потере липидов свыше 20 г в сутки, а основным местом их всасывания является толстая кишка [21, 22]. При этом была выявлена линейная зависимость между выведением жира со стулом и содержанием оксалатов в моче. Данный феномен был хорошо изучен у больных с резекцией тонкой кишки после травмы живота, а также при выполнении еюно-илеального анастомоза [19, 20]. Интересно, что ограничение кальция в питании ведет к увеличению экскреции оксалатов с мочой, что указывает на большое значение формирования оксалатов кальция в кишечнике для ограничения их всасывания (рис.) [21].

Оксалаты могут всасываться пассивно во всех отделах кишечника, причем этот процесс в значительной степени зависит от проницаемости кишечной стенки. Желчные кислоты (дезоксихолевая кислота) и жирные кислоты (олеиновая кислота) в эксперименте повышают проницаемость тонкой и толстой кишки и всасывание оксалатов [22].

В тонкой кишке человека всасывание оксалатов обусловлено также активным транспортом, опосредованным белком SLC26A6, общим транспортером органических анионов.

В кишечнике всасывается 3–8% оксалатов пищи, что составляет примерно 150–250 мг в день. Стимулируют всасывание оксалатов присутствие в просвете лактата, никотината, короткоцепочечных жирных кислот. Кальций и магний связывают оксалаты в кишечнике, причем кальций — в большей степени, чем магний. В значительной степени оксалаты связываются также пищевыми волокнами [23].

Особую роль в метаболизме оксалатов играет кишечная микрофлора, в частности, грамотрицательный микроорганизм Oxalobacter formigenes, облигатный анаэроб, обитающий в толстой кишке. Для обеспечения его энергетического метаболизма требуются углеводы и оксалаты. При этом метаболизм оксалатов усиливается в кислой среде. На первом году жизни наблюдается увеличение численности популяции O. formigenes, в 6–8 лет он обнаруживается практически у всех детей, а у взрослых — в 60–80% случаев. Активно утилизируя оксалаты, этот микроорганизм уменьшает их содержание в кишечном содержимом, снижая его поступление в организм из толстой кишки [24].

Связь O. formigenes с особенностями метаболизма оксалатов у больных и здоровых лиц была показана во многих исследованиях. В частности, у лиц, у которых данный микроорганизм отсутствовал в кишечном микробиоценозе, экскреция оксалатов с мочой была достоверно выше, по сравнению с лицами, чей кишечник был им заселен. При этом среди лиц с оксалурией O. formigenes выявляется не более чем в 45% случаев [25, 26]. Следовательно, отсутствие в толстой кишке O. formigenes является определенным фактором риска развития оксалурии.

Утилизировать оксалаты способен не только O. formigenes. Лактобактерии, энтерококки, эубактерии также их метаболизируют, однако низкая концентрация оксалатов не является критической для их жизнедеятельности [27].

Таким образом, нарушения кишечного микробиоценоза также способны привести к увеличению доли поступивших в организм оксалатов.

Кроме того, при тяжелой мальабсорбции нарушение всасывания витаминов, в частности, витаминов группы В (в первую очередь, витамина В₆), приводит к нарушению обмена глицина и глиоксиловой кислоты, способствуя повышенному экзогенному синтезу оксалатов.

Следовательно, лечение оксалурии должно включать нормализацию кишечного всасывания и кишечного микробиоценоза. Безусловно, важно также в лечение больных с оксалатной нефропатией включать особые диетический и водный режимы, медикаментозную терапию. Назначается картофельно-капустная диета, при которой снижается поступление оксалатов с пищей и нагрузка на тубулярный аппарат. Необходимо исключить экстрактивные мясные блюда, богатые оксалатами щавель, шпинат, клюкву, свеклу, морковь, какао, шоколад и др. «Подщелачивающий» эффект оказывают курага, чернослив, груши. Важно обеспечить высокожидкостной режим, до 2 л в сутки, с обязательным употреблением жидкости в ночное время для снижения концентрации мочи и уменьшения склонности к кристаллообразованию. Из минеральных вод используются воды типа «Славяновской» и «Смирновской» по 3–5 мл/кг/сут в 3 приема курсом 1 месяц 2–3 раза в год. Медикаментозная терапия включает мембранотропные препараты и антиоксиданты (витамины А, Е, В₆, ксидифон, димефосфон, цистон, окись магния или комбинированный препарат Магне-В₆ и др.). Лечение должно быть, как правило, длительным.

С другой стороны, при синдроме мальабсорбции большое значение для поражения почек имеют вторичные метаболические нарушения, неспецифическим образом влияющие на функцию мочевыделения. Механизмы этих нарушений можно представить следующим образом:

Результатом перечисленных выше механизмов является нарушение функции почек различной степени выраженности: от транзиторных до тяжелой почечной недостаточности.

Система мочевыделения не уникальна в своей тесной связи с ЖКТ. Аналогичные параллели можно провести, например, между ЖКТ и респираторной системой. Системы организма, несмотря на многие отличия, построены по единому функциональному плану с использованием общих («типовых») структур и функций. Представленные данные вновь показывают, что организм функционирует как единое целое, и все процессы, как физиологические, так и патологические, следует оценивать с точки зрения межсистемных взаимоотношений. Патология со стороны одной системы в большей или меньшей степени приводит к вовлечению всех систем организма. Со всей очевидностью это проявляется в тяжелых, запущенных случаях хронических заболеваний, однако имеет место даже при, казалось бы, легких состояниях. Поэтому, обследуя пациента с гастроинтестинальной патологией, следует уделить внимание состоянию почек и наоборот. С другой стороны, познание единых принципов функционирования организма приближает нас к пониманию процессов на более высоком обобщающем уровне.

Литература

ГБОУ ВПО РНИМУ им. Н. И. Пирогова МЗ РФ, Москва

Источник