Пищеварение в ротовой полости и функция глотания

/Z.4.Z. Ротовая полость

Ротовая полость является начальным отделом пищеварительного тракта, где осуществляется анализ вкусовых свойств веществ и разделение их на пищевые и отвергаемые, защита пищеварительного тракта от попадания некачественных пищевых веществ и экзогенной микрофлоры, измельче­ние, смачивание слюной пищи, начальный гидролиз углеводов и формиро­вание пищевого комка. Кроме того происходит раздражение механо-, хе- мо-, терморецепторов, вызывающее рефлекторное возбуждение деятельно­сти слюнных желез, желез желудка, поджелудочной железы, печени, желез двенадцатиперстной кишки.

Защита организма от патогенной микрофлоры, попадающей в ротовую полость, осуществляется благодаря наличию в слюне бактерицидного ве­щества лизоцима (муромидазы), антивирусному действию нуклеазы слю­ны, способности иммуноглобулина А слюны связывать экзотоксины, а также в результате фагоцитоза лейкоцитов, содержащихся в слюне.

Пища находится в ротовой полости 16—18 с, и за это время слюна сма­чивает сухие вещества пищи, растворяет растворимые и обволакивает твер­дые ее частички, нейтрализует раздражающие жидкости или уменьшает их концентрацию, облегчает удаление несъедобных (отвергаемых) веществ, смывая их со слизистой оболочки ротовой полости.

11.4.2. Слюноотделение

У человека имеется три пары больших слюнных желез {околоушные, подъя­зычные, подчелюстные) и большое количество мелких желез, локализован­ных в слизистой оболочке рта. Слюнные железы состоят из слизистых и серозных клеток. Первые выделяют мукоидный секрет густой консистен­ции, вторые — жидкий, серозный или белковый. Околоушные слюнные железы содержат только серозные клетки. Такие же клетки находятся и на боковых поверхностях языка. Подчелюстные и подъязычные содержат как серозные, так и слизистые клетки. Подобные железы расположены и в слизистой оболочке губ, щек, на кончике языка. Подъязычные и мелкие железы слизистой оболочки выделяют секрет постоянно, а околоушные и подчелюстные — при их стимуляции.

Ежедневно у человека продуцируется от 0,5 до 2,0 л слюны. Ее pH ко­леблется от 5,25 до 8,0, а скорость секреции слюны у человека при «спо­койном» состоянии слюнных желез составляет 0,24 мл/мин. Однако ско­рость секреции может колебаться даже в состоянии покоя от 0,01 до 18,0 мл/мин, что обусловлено раздражением рецепторов слизистой обо­лочки ротовой полости и возбуждением слюноотделительного центра под влиянием условных раздражителей. Слюноотделение при жевании пищи возрастает до 200 мл/мин.

Количество и состав секрета слюнных желез меняется в зависимости от характера раздражителя. Слюна человека представляет собой вязкую, опа­лесцирующую, слегка мутную (благодаря присутствию клеточных элемен­тов) жидкость с удельным весом 1,001—1,017 и вязкостью 1,10—1,33.

Секрет смешанных всех слюнных желез человека содержит 99,4—99,5 % воды и 0,5—0,6 % плотного остатка, который состоит из неорганических и органических веществ (табл. 11.2). Неорганические компоненты в слюне представлены ионами калия, натрия, кальция, магния, железа, меди, хло-

Таблица 11.2. Состав смешанного секрета всех слюнных желез человека

Вещество	Содержание, г/л	Вещество	Содержание, ммоль/л
Вода	994	Соли натрия	6-23
Белки	1,4-6,4	Соли калия	14-41
Муцин	0,9—6,0	Соли кальция	1,2-2,7
Холестерин	0,02-0,50	Соли магния	0,1-0,5
Глюкоза	0,1-0,3	Хлориды	5-31
Аммоний	0,01-0,12	Гидрокарбонаты	2-13
Мочевая кислота	0,005-0,030	Мочевина	140-750

 

ра, фтора, йода, роданистых соединений, фосфата, сульфата, бикарбоната и составляют примерно 7₃ часть плотного остатка, а ²/₃ приходится на ор­ганические вещества. Минеральные вещества слюны поддерживают опти­мальные условия среды, в которой осуществляется гидролиз пищевых ве­ществ ферментами слюны (осмотическое давление, близкое к нормально­му, необходимый уровень pH). Значительная часть минеральных компо­нентов слюны всасывается в кровь слизистой оболочки желудка и кишеч­ника (см. раздел 11.2.3). Это говорит об участии слюнных желез в поддер­жании постоянства внутренней среды организма.

Органические вещества плотного остатка — это белки (альбумины, гло­булины, свободные аминокислоты), азотсодержащие соединения небелко­вой природы (мочевина, аммиак, креатин), лизоцим и ферменты (альфа- амилаза и мальтаза). Альфа-амилаза является гидролитическим ферментом и расщепляет 1,4-глюкозидные связи в молекулах крахмала и гликогена с образованием декстринов, а затем мальтозы и сахарозы. Мальтаза (глюко­зидаза) расщепляет мальтозу и сахарозу до моносахаридов. Вязкость и ослизняющие свойства слюны обусловлены наличием в ней мукополиса­харидов (муцина). Слизь слюны склеивает частички пищи в пищевой ко­мок; обволакивает слизистую оболочку ротовой полости и пищевода, она защищает ее от микротравм и проникновения патогенных микробов. Дру­гие органические компоненты слюны, например холестерин, мочевая ки­слота, мочевина, являются экскретами, подлежащими удалению из орга­низма.

Слюна образуется как в ацинусах, так и в протоках слюнных желез. В цитоплазме железистых клеток содержатся секреторные гранулы, распо­лагающиеся преимущественно в околоядерной и апикальной частях кле­ток, вблизи аппарата Гольджи. В ходе секреции размер, количество и рас­положение гранул изменяются. По мере созревания секреторных гранул они смещаются от аппарата Гольджи к вершине клетки. В гранулах осуще­ствляется синтез органических веществ, которые двигаются с водой через клетку по эндоплазматической сети. В ходе секреции слюны количество коллоидного материала, находящегося в виде секреторных гранул, посте­пенно уменьшается по мере его расходования и возобновляется в период покоя в процессе его синтеза.

В ацинусах слюнных желез осуществляется первый этап образования слюны. В первичном секрете содержится альфа-амилаза и муцин, которые синтезируются гландулоцитами. Содержание ионов в первичном секрете незначительно отличается от их концентрации во внеклеточных жидко­стях, что говорит о переходе этих компонентов секрета из плазмы крови. В слюнных протоках состав слюны существенно изменяется по сравнению с первичным секретом: ионы натрия активно реабсорбируются, а ионы ка­лия активно секретируются, но с меньшей скоростью, чем всасываются ионы натрия. В результате концентрация натрия в слюне снижается, тогда как концентрация ионов калия возрастает. Существенное преобладание реабсорбции ионов натрия над секрецией ионов калия увеличивает элек- тронегативность мембран клеток слюнных протоков (до 70 мВ), что вызы­вает пассивную реабсорбцию ионов хлора. Одновременно усиливается сек­реция ионов бикарбоната эпителием протоков, что обеспечивает ощелачи­вание слюны.

Отделение слюны является сложным рефлекторным актом, вызванным раздражением рецепторов ротовой полости пищей или другими вещества­ми {безусловно-рефлекторными раздражителями), а также раздражением зрительных и обонятельных рецепторов внешним видом и запахом пищи, видом обстановки, в которой происходит прием пищи (условно-рефлектор­ными раздражителями).

Возбуждение, возникающее при раздражении механо-, хемо- и терморе­цепторов ротовой полости, достигает центра слюноотделения в продолго­ватом мозге по афферентным волокнам V, VII, IX, X пар черепно-мозго­вых нервов. Эфферентные влияния к слюнным железам поступают по па­расимпатическим и симпатическим нервным волокнам. Преганлионарные парасимпатические волокна к подъязычным и подчелюстным слюнным железам находятся в составе барабанной струны (ветвь VII пары) к подъя­зычному и подчелюстному ганглиям, расположенным в теле соответствую­щих желез, а постганглионарные — от указанных ганглиев к секреторным клеткам и сосудам желез. К околоушным железам преганглионарные пара­симпатические волокна идут от нижнего слюноотделительного ядра про­долговатого мозга в составе IX пары черепно-мозговых нервов к ушному узлу, от которого постганглионарные волокна направляются к секретор­ным клеткам и сосудам.

Прегангионарные симпатические волокна, иннервирующие слюнные железы, являются аксонами нейронов боковых рогов II—-VI грудных сег­ментов спинного мозга и заканчиваются в верхнем шейном ганглии. От­сюда постганглионарные симпатические волокна направляются к слюн­ным железам. Электрическое раздражение парасимпатических нервов в экспериментах на животных вызывает обильную секрецию жидкой слюны, содержащей небольшие количества органических веществ, а в гландулоци- тах уменьшается количество секреторных гранул. При стимуляции симпа­тических нервов из слюнных протоков выделяется небольшое количество густой и вязкой слюны с высоким содержанием ферментов и муцина, а в гландулоцитах увеличивается количество секреторных гранул. В связи с этим парасимпатические нервы называют секреторными, а симпатиче­ские — трофическими. При раздражении рецепторов слизистой оболочки рта пищевыми веществами у животных и человека парасимпатические влияния на слюнные железы преобладают над симпатическими, что вызы­вает обильную секрецию жидкой слюны.

Во время приема пищи раздражаются тактильные, температурные и вкусовые рецепторы слизистой оболочки полости рта. Афферентные им­пульсы от них по чувствительным волокнам тройничного, языкоглоточно­го, лицевого и блуждающего нервов достигают слюноотделительного цен­тра продолговатого мозга. При возбуждении верхнего слюноотделительно­го ядра центра эфферентные импульсы по преганглионарным парасимпа­тическим волокнам барабанной струны достигают подъязычного и нижне­челюстного ганглиев, где они переключаются на постганглионарные, пара­симпатические волокна подъязычного нерва, иннервирующего подъязыч-

ные и подчелюстные слюнные железы. При возбуждении нижнего слюно­отделительного ядра центра эфферентные импульсы по преганглионарным парасимпатическим волокнам языкоглоточного нерва достигают ушного ганглия, где они переключаются на постганглионарные волокна ушнови­сочного нерва, иннервирующего околоушные слюнные железы.

Под влиянием эфферентных импульсов в окончаниях парасимпатиче­ских постганглионарных волокон выделяется ацетилхолин, возбуждающий гландулоциты и расширяющий кровеносные сосуды железы. Поэтому сек­реторный эффект сопровождается повышением уровня кровоснабжения железы.

Поступающие в продолговатый мозг афферентные импульсы возбужда­ют также чувствительные нейроны одиночного пучка, по аксонам которых сенсорные импульсы достигают ядер таламуса, где они переключаются на таламокортикальное пути и достигают коркового представительства вкусо­вой сенсорной системы (в области роландовой борозды). В коре больших полушарий сенсорная информация переключается на эфферентные корко­вые нейроны, аксоны которых передают эфферентные импульсы на пара­симпатические и симпатические ядра гипоталамуса. Нисходящие влияния от парасимпатических ядер активируют бульбарный слюноотделительный центр, а от симпатических ядер — активируют преганглионарные симпати­ческие нейроны II—V грудных сегментов спинного мозга, где возбуждение переключается на постганглионарные волокна, в окончаниях которых вы­деляется норадреналин.

Центры слюноотделения рефлекторно могут не только возбуждаться, но и тормозиться. Например, при болевом раздражении, во время отрицатель­ных эмоций и при умственном напряжении слюноотделение резко ослаб­ляется или прекращается («пересыхает во рту»).

Фармакологические вещества, относящиеся к группе холиномиметиков (например, пилокарпин, прозерин), усиливают слюноотделение, так как способствуют выделению ацетилхолина, а холинолитики — блокируют (на­пример, атропин). Обильное отделение слюны наблюдается при асфиксии вследствие раздражения слюноотделительного центра угольной кислотой.

11.4.3. Жевание

Жевание — физиологический акт, заключающийся в измельчении с помо­щью зубов пищевых веществ и формировании пищевого комка. Жевание обеспечивает качество механической обработки пищи и определяет время ее пребывания в полости рта, оказывает рефлекторное возбуждающее влияние на секреторную и моторную деятельность желудка и кишечника. В жевании участвуют верхняя и нижняя челюсти, жевательная и мимиче­ская мускулатура лица, язык, мягкое небо. Механическая обработка пищи между верхними и нижними рядами зубов осуществляется благодаря пере­мещению нижней челюсти относительно верхней. У взрослого человека в ряду справа и слева имеются зубы разного функционального назначения — два резца и один клык (откусывающие пищу), два малых и три больших коренных, которые раздавливают и растирают пищу, — всего 32 зуба. Про­цесс жевания имеет четыре фазы — введения пищи в рот, ориентировоч­ную, основную и формирования пищевого комка (рис. 11.10).

Регуляция жевания осуществляется рефлекторно. Возбуждение от рецеп­торов слизистой оболочки рта (механо-, хемо- и терморецепторов) переда­ется по афферентным волокнам II, III ветви тройничного, языкоглоточно­го, верхнего гортанного нерва и барабанной струны в центр жевания, ко-

^{1 1 11} А/1 ^{111 1} _л ^{6                                                                             IV}                               | Л ^{V 1}

а в                      оо<|

"Им» ко, И 'J           L I J.I- ч— П11«                                                                                       I I» Г"* I <»—«                                                                           »Я|<

Рис. 11.10. Кимограмма жевательного периода.

I — покой жевательной мускулатуры; II — фаза введения пищи в рот; III — ориентировочная фаза; IV — основная фаза; V — фаза формирования пищевого комка; а—б — опускание ниж­ней челюсти, б—в — подъем нижней челюсти; о—о₍ — момент размалывания пищи. Под кимо- граммой — отметка времени — 1 с.

торый находится в продолговатом мозге. Возбуждение от центра к жева­тельным мышцам передается по эфферентным волокнам тройничного, ли­цевого и подъязычного нервов. Возбуждение от чувствительных ядер ство­ла мозга по афферентному пути через специфические ядра таламуса пере­ключается на корковый отдел вкусовой сенсорной системы, где осуществ­ляется анализ и синтез информации, поступающей от рецепторов слизи­стой оболочки ротовой полости.

На уровне коры больших полушарий происходит переключение сен­сорных импульсов на эфферентные нейроны, которые по нисходящим пу­тям посылают регулирующие влияния к центру жевания продолговатого мозга.

11.4.4. Глотание

Глотание — рефлекторный акт, при помощи которого пища переводится из ротовой полости в желудок. Акт глотания состоит из трех фаз: ротовой (произвольной), глоточной (непроизвольной, быстрой) и пищеводной (не­произвольной, медленной).

Пищевой комок (объемом 5—15 см³) скоординированными движениями мускулатуры щек и языка продвигается к его корню (за передние дужки глоточного кольца). Так завершается первая фаза глотания и начинается вторая. С этого момента акт глотания становится непроизвольным. Раз­дражение пищевым комком рецепторов слизистой оболочки мягкого не­ба и глотки передается по языкоглоточным нервам к центру глотания в продолговатом мозге. Эфферентные импульсы от него идут к мышцам полости рта, глотки, гортани и пищевода по волокнам подъязычных, тройничных, языкоглоточных и блуждающих нервов. Этот центр обеспе­чивает координированные сокращения мышц языка и мускулатуры, при­поднимающей мягкое небо. Благодаря этому вход в полость носа со сто­роны глотки закрывается мягким небом, и язык перемещает пищевой комок в глотку. Одновременно происходит сокращение мышц, подни­мающих нижнюю челюсть. Это приводит к смыканию зубов и прекраще­нию жевания, а сокращение челюстно-подъязычной мышцы — к подня­тию гортани. В результате осуществляется закрытие входа в гортань над­гортанником. Этим предотвращается попадание пищи в дыхательные пу­ти. В это же время открывается верхний пищеводный сфинктер, образо­ванный волокнами циркулярного направления в верхней половине шей­ной части пищевода, и пищевой комок поступает в пищевод. Так начи­нается третья фаза. Верхний пищеводный сфинктер сокращается после перехода пищевого комка в пищевод, предотвращая пищеводно-глоточ­ный рефлюкс (т. е. обратное поступление пищи в глотку). Затем осуще­ствляется прохождение пищи по пищеводу и переход ее в желудок. Пи­щевод является мощной рефлексогенной зоной. Рецепторный аппарат представлен здесь в основном механорецепторами. Вследствие раздраже­ния последних пищевым комком происходит рефлекторное сокращение мускулатуры пищевода. При этом последовательно сокращаются кольце­вые мышцы (с одновременным расслаблением нижележащих). Волны пе­ристальтических сокращений распространяются в сторону желудка, пере­двигая пищевой комок. Скорость их распространения 2—5 см/с. Сокра­щение мускулатуры пищевода связано с поступлением из продолговатого мозга эфферентной импульсации по волокнам возвратного и блуждаю­щего нервов.

Движение пищи по пищеводу обусловлено рядом факторов: во-первых, перепадом давления между полостью глотки и началом пищевода — от 45 мм рт. ст. в полости глотки (в начале глотания) до 30 мм рт. ст. (в пи­щеводе); во-вторых, наличием перистальтических сокращений мышц пи­щевода, в-третьих, тонусом мускулатуры пищевода, который в торакаль­ном отделе почти в три раза ниже, чем в шейном, и, в-четвертых, силой тяжести пищевого комка. Скорость прохождения пищи по пищеводу зави­сит от консистенции пищи: плотная проходит за 3—9 с, жидкая —за 1 — 2 с.

Центр глотания через ретикулярную формацию связан с другими цен­трами продолговатого и спинного мозга. Его возбуждение в момент глота­ния вызывает торможение деятельности дыхательного центра и снижение тонуса блуждающего нерва. Последнее вызывает задержку дыхания и уча­щение сердечных сокращений. Задержка дыхания предотвращает попада­ние пищи в дыхательные пути.

При отсутствии глотательных сокращений вход из пищевода в желу­док закрыт, так как мышцы кардиального отдела желудка находятся в состоянии тонического сокращения. Когда перистальтическая волна и комок пищи достигают конечной части пищевода, тонус мышц карди­альной части желудка рефлекторно снижается, и комок пищи поступает в желудок. При наполнении желудка пищей тонус мышц кардиального отдела желудка повышается и препятствует обратному поступлению же­лудочного содержимого из желудка в пищевод (желудочно-пищеводный рефлюкс).

Пищеварение в желудке

В желудке пища, смешанная со слюной и слизью, задерживается от 3 до 10 ч для ее механической и химической обработки. Желудок осуществляет следующие функции: 1) депонирование пищи\ 2) секрецию желудочного сока, обеспечивающего химическую обработку пищи; 3) перемешивание пищи с пищеварительными соками; 4) ее эвакуацию — передвижение порциями в двенадцатиперстную кишку; 5) всасывание в кровь небольшого количества веществ, поступивших с пищей; 6) выделение (экскрецию) вместе с желу­дочным соком в полость желудка метаболитов (мочевины, мочевой кисло­ты, креатина, креатинина), веществ, поступивших в организм извне (солей тяжелых металлов, йода, фармакологических препаратов); 7) образование активных веществ (инкрецию), принимающих участие в регуляции деятель­ности желудочных и других пищеварительных желез (гастрина, гистамина, соматостатина, мотилина и др.); 8) бактерицидное и бактериостатическое действие желудочного сока; 9) удаление недоброкачественной пищи, преду­преждающее ее попадание в кишечник.

11.5.1. Секреторная функция желудка

Секреторная функция желудка осуществляется желудочными железами, продуцирующими желудочный сок. Они состоят из трех видов клеток: главных, принимающих участие в выработке ферментов; обкладочных (па­риетальных), участвующих в выработке хлористоводородной (соляной) ки­слоты, и добавочных, выделяющих мукоидный секрет (слизь). В его состав входит также внутренний фактор кастла (гастромукопротен), участвующий в регуляции кровотворения. Натощак слизь выделяется также цилиндриче­ским эпителием, которым покрыта слизистая оболочка желудка. Железы кардиального отдела желудка секретируют в основном слизь. В железах пилорического отдела отсутствуют обкладочные клетки. Поэтому в секрете желез этого отдела отсутствует соляная кислота и его pH равен 7,8—8,4. Основную роль в желудочном пищеварении играют железы фундального отдела, включающего три секректорные зоны: дна, малой кривизны и тела желудка (рис. 11.11). Эти железы имеют все три типа клеток и выделяют основное количество желудочного сока.

Состав желудочного сока. В состоянии покоя (натощак) из желудка че­ловека можно извлечь около 50 мл желудочного содержимого нейтральной или слабокислой реакции (pH 6,0). Это смесь слюны и желудочного сока.

Общее количество желудочного сока, отделяющегося у человека при обычном пищевом режиме, составляет 2,0—2,5 л в сутки. Это бесцветная,

Рис. 11.11. Образование соляной кислоты желудочного сока. Пояснения в тексте. Символ ® означает активность ферментных транспортных систем мембраны кислотопроду­цирующих клеток. Стрелками показано направление движения ионов и воды.

прозрачная, слегка опалесцирующая жидкость с удельным весом 1,002— 1,007. В соке могут быть хлопья слизи. Желудочный сок имеет кислую ре­акцию (pH 0,8—1,5) вследствие высокого содержания в нем хлористоводо­родной (соляной) кислоты (0,3—0,5 %). Содержание воды в соке — 99,0— 99,5 %, а плотных веществ — 1,0—0,5 %. Плотный остаток представлен ор­ганическими и неорганическими веществами: хлоридами (5—6 г/л), суль­фатами (10 мг/л), фосфатами (10—60 мг/л), гидрокарбонатами (0—1,2 г/л) натрия, калия, кальция и магния, аммиалом (20—80 мг/л). Значительная часть минеральных веществ всасывается в желудке и кишечнике в кровь и участвует в поддержании постоянства внутренней среды. Основной неорга­нический компонент желудочного сока — соляная кислота (см. ниже). Ор­ганическая часть плотного остатка состоит из ферментов и мукоидов (см. ниже). В небольшом количестве находятся в остатке азотсодержащие ве­щества небелковой природы (мочевина, мочевая кислота, молочная кисло­та и др.), подлежащие удалению из организма.

Механизм секреции соляной кислоты. Хлористоводородная кислота вы­рабатывается париетальными (обкладочными) клетками желез желудка. Эти клетки характеризуются богатством митохондрий, расположенных вдоль внутриклеточных канальцев. Площадь мембраны канальцев и апи­кальной поверхности клеток во время стимуляции на высоте секреции рез­ко возрастает за счет встроенных в мембрану тубовезикул (трубочек-пу­зырьков), что сопровождается значительным увеличением клеточных ка­нальцев, проникающих вплоть до базальной мембраны. Это значительно увеличивает возможности синтеза гландулоцитом соляной кислоты. Вдоль канальцев располагается множество митохондрий, площадь внутренней мембраны которых возрастает в процессе биосинтеза НС1. Соответственно увеличивается площадь контакта канальцев и апикальной мембраны клет­ки. Таким образом, увеличение секреторной активности париетальных клеток обусловлено увеличением площади секреторной мембраны.

Секреция НО является ярко выраженным цАМФ-зависимым процес­сом, активация которого протекает на фоне усиления гликогенолитиче­ской и гликолитической активности, что сопровождается продукцией пи­рувата. Окислительное декарбоксилирование пирувата до ацетил-КоА. СО₂ осуществляется пируватдегидрогеназным комплексом и сопровождается накоплением в цитоплазме НАД • Н₂. Последний используется для генери­рования Н⁺ в процессе секреции НС1. Расщепление триглицеридов в сли­зистой оболочке желудка под влиянием триглицеридлипазы и последую­щая утилизация жирных кислот создает в 3—4 раза больший приток вос­становительных эквивалентов в митохондриальную цепь переноса электро­нов. Как аэробный гликолиз, так и окисление жирных кислот запускаются посредством цАМФ-зависимого фосфорилирования соответствующих фер­ментов, обеспечивающих генерирование ацетил-КоА в цикле Кребса и восстановительных эквивалентов для электронпереносящей цепи митохон­дрий. Са²⁺ является необходимым элементом секреторной системы НС1.

Процесс цАМФ-зависимого фосфорилирования обеспечивает актива­цию желудочной карбоангидразы, которая является регулятором кислотно­основного равновесия в кислотопродуцирующих клетках. Работа этих кле­ток сопровождается длительной и массовой потерей ионов Н⁺, что приво­дит к накоплению в клетке ОН^-, способных оказать повреждающее дейст­вие на клеточные структуры. Нейтрализация гидроксильных ионов и явля­ется главной функцией карбоангидразы. Образующиеся бикарбонатные ионы посредством электронейтрального механизма выводятся в кровь, а ионы СГ входят в клетку.

Кислотопродуцирующие клетки на наружных мембранах имеют две мембранные ферментные системы, участвующие в механизмах продукции Н⁺ и секреции НС1. Ими являются Ка⁺-К⁺-АТФаза и Н⁺-К⁺-АТФаза. Иа⁺-К⁺-АТФаза, расположенная в базолатеральных мембранах клеток, пе­реносит К⁺ из крови в обмен на Na⁺, а Н⁺-К⁺-АТФаза, локализованная в секреторной мембране, транспортирует калий из первичного секрета в об­мен на выводимые в желудочный сок ионы Н⁺. Процесс образования со­ляной кислоты кислотопродуцирующими клетками схематически пред­ставлен на рис. 11.11.

В период секреции митохондрии всей массой охватывают в виде муфты секреторные канальцы, и их мембраны сливаются, образуя митохондри­ально-секреторный комплекс, где ионы Н⁺ непосредственно акцептируют­ся Н⁺-К⁺-АТФазой секреторной мембраны и транспортируются из клетки.

Таким образом, кислотообразующая функция обкладочных клеток осу­ществляется благодаря процессу фосфорилирования — дефосфорилирова­ния, наличию митохондриальной окислительной цепи, транспортирующей ионы Н⁺ из матриксного пространства, а также активности Н⁺-К⁺-АТФазы секреторной мембраны, перекачивающей протоны из клетки за счет энер­гии АТФ.

Вода поступает в канальцы клетки путем осмоса. Конечный секрет, по­ступающий в канальцы, содержит НС1 в концентрации 155 ммоль/л, хло­ристый калий в концентрации 15 ммоль/л и очень малое количество хло­ристого натрия.

Роль соляной кислоты в пищеварении. В полости желудка хлористоводо­родная кислота: 1) стимулирует секреторную активность желез желудка; 2) способствует превращению пепсиногена в пепсин путем отщепления ингибирующего белкового комплекса; 3) создает оптимальную кислот­ность для действия протеолитических ферментов желудочного сока; 4) вы­зывает денатурацию и набухание белков (что способствует их расщепле­нию ферментами); 5) обеспечивает антибактериальный эффект секрета; 6) участвует в осуществлении механизма перехода пищи из желудка в две­надцатиперстную кишку, раздражая хеморецепторы ее слизистой оболоч­ки; 7) участвует в регуляции секреции желудочных и поджелудочных же­лез, стимулируя образование гастроинтестинальных гормонов (гастрина, секретина); 8) возбуждает секрецию фермента энтерокиназы энтероцитами слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки; 9) участвует в створажи­вании молока; 10) стимулирует моторную активность желудка.

Ферменты желудочного сока и их роль в пищеварении. В полости желуд­ка под влиянием протеолитических ферментов осуществляется начальный гидролиз белков до альбумоз и пептонов. Протеолитические ферменты же­лудочного сока обладают активностью в широком диапазоне колебаний pH с оптимумом действия при pH 1,5—2,0 и 3,2—4,0. Это обеспечивает гидро­лиз белков в условиях значительных колебаний концентрации соляной ки­слоты в желудочном соке, в слоях пищи, прилежащих к слизистой оболоч­ке желудка, и в глубине содержимого желудка.

В желудочном соке представлены семь видов пепсиногенов, объединен­ных общим названием пепсины. Образование пепсинов осуществляется из неактивных предшественников — пепсиногенов, находящихся в клетках же­лудочных желез в виде гранул зимогена. В просвете желудка пепсиноген активируется НС1 путем отщепления от него ингибирующего белкового комплекса. В дальнейшем в ходе секреции желудочного сока активация пепсиногена осуществляется аутокаталитически под действием уже образо­вавшегося пепсина.

При оптимальной величине pH среды пепсин осуществляет гидролиз белков, разрывая в белковой молекуле пептидные связи, образованные группами фениламина, тирозина, триптофана и других аминокислот. В ре­зультате этого белковая молекула распадается на пептоны и пептиды. Пеп­син обеспечивает гидролиз основных белковых веществ, особенно коллаге­на — основного компонента волокон соединительной ткани,

К основным пепсинам желудочного сока относятся следующие.

Пепсин А — группа ферментов, гидролизирующих белки при оптимуме pH 1,5—2,0. Часть пепсиногена (около 1 %) переходит в кровеносное рус­ло, откуда вследствие небольшого размера молекулы фермента проходит через клубочковый фильтр в почках и выделяется с мочой (уропепсиноген). Определение содержания уропепсина в моче используется в лабораторной практике для характеристики протеолитической активности желудочного сока.

Гастриксин (пепсин С), гидролизирующий белки при оптимуме pH 3,2— 3,5. Пепсин В (парапепсин) расщепляет желатину и белки соединительной ткани. При pH 5,6 и выше протеолитическое действие фермента ослабля­ется.

Реннин (пепсин Д, химозин) расщепляет казеин молока в присутствии ио­нов Са²⁺.

Желудочный сок содержит ряд непротеолитических ферментов. Среди них — желудочная липаза, расщепляющая жиры, которые находятся в пище в эмульгированном состоянии (жиры молока), на глицерин и жирные ки­слоты при pH 5,9—7,9. У грудных детей желудочная липаза расщепляет до 59 % жира молока. В желудочном соке взрослых людей липазы мало. По­этому основное количество жиров переваривается в тонком кишечнике.

Клетками поверхностного эпителия слизистой оболочки желудка выра­батывается лизоцим (муромидаза). Лизоцим обусловливает бактерицидные свойства желудочного сока.

Уреаза расщепляет мочевину в желудке при pH 8,0. Освобождающийся при этом аммиак нейтрализует соляную кислоту и предотвращает избыточ­ную кислотность химуса, поступающего из желудка в двенадцатиперстную кишку.

Желудочная слизь и ее значение. Органическим компонентом желудоч­ного сока является слизь.

Нерастворимая слизь (муцин) является продуктом секреторной актив­ности добавочных клеток и клеток поверхностного эпителия. Муцин выде­ляется через апикальную мембрану мукоцита, образует слой слизи толщи­ной 0,5—1,5 мм, он обволакивает слизистую оболочку желудка и препятст­вует повреждающему воздействию соляной кислоты и пепсинов на клетки слизистой оболочки и раздражающих веществ, поступивших с пищей. Эти­ми же клетками одновременно с муцином продуцируется и бикарбонат. Образующийся при взаимодействии муцина и бикарбоната мукозо-бикар- бонатный барьер предохраняет слизистую оболочку от аутолиза под воз­действием соляной кислоты и пепсинов.

Слой слизи является преградой для обратной диффизии ионов водорода из полости желудка; он нейтрализует соляную кислоту благодаря буфер­ным свойствам из-за наличия гидрокарбонатов, а также адсорбирует фер­менты. Под влиянием длительного воздействия желчных кислот (при за­брасывании их из двенадцатиперстной кишки), салицилатов, масляной и пропионовой кислот, алкоголя происходит нарушение слизистого барьера. Это приводит к обратной диффизии ионов водорода из полости желудка, контакту слизистой оболочки с пепсинами и ее повреждению в результате аутолиза. Так формируются пептические язвы желудка. Возникновению язвенного процесса способствуют продукты жизнедеятельности микроор­ганизма Helicobacter pylori, которые усиливают секрецию соляной ки­слоты.

11.5.2. Регуляция секреции желудочного сока

Железы желудка в состоянии относительного покоя (в условиях отсутствия процесса пищеварения) выделяют небольшое количество сока нейтральной или слабощелочной реакции (фоновая секреция). Под влиянием пищевого раздражения во время приема пищи железы желудка секретируют значи­тельный объем желудочного сока, богатого протеолитическими фермента­ми. Эта реакция желез является рефлекторным ответом на раздражение пищей рецепторов слизистой оболочки ротовой полости, глотки и желудка (безусловный рефлекс) и воздействие комплекса раздражителей, влияющих на другие рецепторы, предшествующих и сопутствующих приему пищи (условный рефлекс).

Афферентные импульсы с раздражаемых пищей рецепторов (тактиль­ных, температурных и вкусовых) по афферентным волокнам V, VII, IX и X черепно-мозговых нервов передаются в бульбарный, таламический, гипо­таламический и корковый отделы пищевого центра. Нисходящие влияния коркового представительства пищевого центра активируют парасимпатиче­ские и симпатические ядра гипоталамуса. При возбуждении парасимпати­ческих ядер их эфферентные влияния активируют клетки бульбарного от­дела пищевого центра, импульсы от которых по преганглионарным волок­нам блуждающего нерва передаются на постганглионарные нейроны ин­трамуральных ганглиев желудка (клетки Догеля I типа). Выделяемый в окончаниях их аксонов медиатор ацетилхолин через М-холинорецепторы мембраны гландулоцитов стимулирует секреторную деятельность главных, обкладочных и мукоидных клеток желез желудка. Поэтому после перерез­ки блуждающих нервов у собак не выделяется желудочный сок при раздра­жении пищей рецепторов полости рта, на ее вид и запах.

Ацетилхолин активирует также эндокринные У-клетки слизистой обо­лочки антрального отдела желудка, вырабатывающие гастрин, который че­рез кровоток достигает обкладочных клеток желез и через специальные ре­цепторы их мембраны вызывает выработку соляной кислоты.

Ацетилхолин и гастрин в слизистой оболочке фундального отдела же­лудка стимулируют активность эндокринных клеток, выделяющих гиста­мин, который, диффундируя по межклеточным пространствам, через Н₂- рецепторы мембраны обкладочных клеток стимулирует выработку большо­го количества кислого желудочного сока, бедного ферментами и мукоида­ми. После перерезки блуждающих нервов (в экспериментах на животных) сокогонный эффект ацетилхолина, гастрина и гистамина резко ослабля­ется.

Поступление пищи в желудок во время еды усиливает безусловно-реф­лекторное отделение желудочного сока, что обусловлено раздражением ме­ханорецепторов при растяжении его стенок (особенно антрального отдела) и хеморецепторов пептидами и экстрактивными веществами пищи. При этом рефлекс осуществляется с участием бульбарного отдела пищевого центра, дополняется местной реакцией, реализуемой через холинергиче­ские нейроны интраорганной нервной системы.

Увеличение концентрации соляной кислоты в желудочном соке приво­дит к угнетению выработки гастрина У-клетками и последующим умень­шением кислотности сока. Этот механизм саморегуляции предотвращает избыточное выделение соляной кислоты. Подавляют секрецию соляной кислоты соматостатин, ВИП и серотонин (см. табл. 11.1).