Энтеротоксины бактерий активируют систему вторичных мессенджеров в клетках

 

Большинство данных о внутриклеточных механизмах абсорбции и секреции получены при изучении эффектов бактериальных энтеротоксинов, вызывающих тяжелую диарею. Наиболее показательно исследование холерного экзотоксина Vibrio cholerae — инфекции, вызывающей эпидемии в Азии и Южной Америке. Ки­шечная секреция под действием холерного токсина является следствием длитель­ной активации аденилатциклазы и увеличения концентрации цитоплазматической цАМФ. Экзотоксин представляет собой пептид с массой 84 кД и состоит из одной А и пяти В субъединиц. Субъединица А является простым полипептидом массой 29 кД, в свою очередь, она состоит из двух компонентов — Al (23 кД) и А2 (6 кД), соединенных дисульфидным мостиком. После связывания холерного токсина че­рез свои В субъединицы с поверхностью апикальной мембраны субъединица А про­никает в клетку, где высвобождается компонент Al. В цитоплазме он действует как белок, катализирующий ковалентную модификацию G-протеина для актива­ции аденилатциклазы. АДФ-рибоза присоединяется к аргининовому остатку a-субъединицы G_s, после чего модифицированная a-субъединица отсоединяется от b- и g-субъединиц и активирует аденилатциклазу, что приводит к повышению цАМФ и стимуляции апикальных Cl^–-каналов в секреторных клетках и к сниже­нию активности абсорбирующих клеток. В конечном счете это завершается тяже­лой секреторной потерей солей и воды, опасной для жизни. Предполагается, что наличие у больного мутации гена CFTR, вызывающей у гомозигот тяжелые прояв­ления муковисцидоза, у гетерозигот (с потерей только одного гена) сопровождает­ся меньшей чувствительностью к некоторым факторам, способствующим секре­торной диарее. Естественными стимуляторами секреции, опосредованными цАМФ, являются секреторные нейротрансмиттеры и, прежде всего, вазоактивный интес­тинальный полипептид.

Другим важным способом оценки механизмов нарушения секреторного про­цесса явилось исследование действия термостабильного энтеротоксина Escherichia coli (группа из 18-19-аминокислотных пептидов), активирующего гуанилатцик­лазу щеточной каемки. Эти секретируемые пептиды связываются с рецепторами гормона гуанидина на апикальном участке мембраны. По-видимому, данные ре­цепторы сами являются гуанилатциклазой, а связывание с ними стимулирует сек­рецию и угнетает абсорбцию через механизм цитоплазматической цГМФ.

 

 

Пероральная регидратация

 

Дегидратация организма может быть очень опасной. При острых нарушениях водно-солевого обмена наиболее часто применяется внутривенное введение воды и электролитов. В качестве альтернативного метода можно использовать перораль­ную регидратацию с применением растворов, содержащих смесь солей и глюкозы для максимальной стимуляции абсорбции солей и воды ворсинками тонкой киш­ки. Механизм такой регидратации основан на том, что при секреторной диарее, вызванной, например, холерным токсином, общее повышение секреции солей и воды обусловлено не только стимуляцией самой секреции, но и угнетением абсорбции, вероятно, за счет нарушения сочетанного транспорта ионов Na⁺ и С1 в апикальном участке мембраны клеток ворсинок. В то же время активность транспортера Na⁺/глюкоза не изменяется, поэтому даже при холере введение глюкозы в кишеч­ник стимулирует абсорбцию ионов Na⁺. Действие глюкозы не влияет на секрецию, но может компенсаторно усилить абсорбцию ионов Na⁺ и воды, что суммарно сни­жает общую потерю солей и воды.

 

 

Наследственные нарушения электролитного транспорта

 

Наследственные нарушения транспорта электролитов весьма редко являют­ся причиной диареи, но на их примере хорошо видна роль мембранных белков в механизме кишечного транспорта электролитов. В частности, нарушения всасыва­ния глюкозы, галактозы и лактозы приводят к тяжелой диарее у новорожденных, которая исчезает при исключении этих веществ из диеты. У таких больных выяв­лена неспособность клетки кишечных ворсинок накапливать глюкозу и галактозу из-за дефекта функции котранспортера Na⁺/глюкoзa. Обнаружено, что при этой патологии в гене, кодирующем мембранный котранспортер Na⁺/глюкoзa, происхо­дит единственная замена гуанина на аденин. В результате чего в кодируемом белке происходит замещение аспарагиновой кислоты в позиции 28 на аргинин.

При наследственных нарушениях абсорбции электролитов также могут по­вреждаться два других транспортных белка апикального отдела мембраны — Cl^–/НСО₃^– и Na⁺/H⁺ антипорты, что в обоих случаях приводит к диарее. При врожден­ной хлоридорее тонкая и толстая кишки не способны активно абсорбировать СГ, поэтому происходит нарушение обмена Cl^–/НСО₃^–, из-за чего стул имеет низкий рН. При этом обмен Na⁺/H⁺ не страдает, а степень абсорбции Na⁺ и НСО₃^–, наблю­даемая у таких больных, может быть смоделирована у здоровых людей перфузией подвздошной кишки солевым раствором, не содержащим хлориды. Исследования ионного транспорта показали, что при врожденной натриевой секреторной диарее нарушается обмен Na⁺/H⁺, тогда как сочетанный транспорт Na⁺-глюкoзa не изме­нен. У больных с таким врожденным нарушением развивается метаболический аци­доз, в фекалиях повышена концентрация Na⁺ и НСО₃^–. Перфузия кишки раство­ром, не содержащим глюкозу, позволяет выявить фоновую секрецию Na⁺ и Сl^–.

 

 

Диарея в клинике

 

В этом разделе будут рассмотрены клинические состояния, приводящие к ди­арее. Причин диареи очень много, и они обычно группируются по принципам "ост­рая и хроническая диарея", "осмотическая и секреторная", "инфекционная и неин­фекционная", "воспалительная и невоспалительная". В каждом разделе главной целью будет изучение патофизиологии диареи, поскольку диарея является ослож­нением многих заболеваний. Так, диарея, связанная с мальабсорбцией и мальдиге­стией, может быть следствием заболеваний кишечника, а может возникнуть и при абсолютно здоровом кишечнике из-за патологии поджелудочной железы. Эти со­стояния рассматриваются в главе 6.

 

 

Острая и хроническая диарея

Острая диарея

 

Диарея считается острой, если ее продолжительность не превышает 2—3 нед, а хронической — если она длится 4—6 нед и более. Важно отметить, что хотя мно­гие факторы могут вызвать диарею (например, изменение кишечной флоры, прием лекарственных препаратов, бег на длинные дистанции), основной причиной ост­рой диареи остается инфекция. Острая диарея редко привлекает внимание иссле­дователей, как правило, в случаях, когда возникает интоксикация или иммуноде­фицит, например после приема стероидов и других иммуносупрессоров (пациенты после трансплантации или с синдромом приобретенного иммунодефицита). Ин­фекционные диареи по большей части проходят самостоятельно и не ведут, за ред­ким исключением (паразитарные заболевания, вызванные Giardia или Entamoeba hystolitica), к хронической диарее (табл. 5-1).

 

Хроническая диарея

 

Хроническая диарея изучена лучше, поскольку она нередко является следстви­ем других, более тяжелых заболеваний. Кроме того, больные, желающие избавить­ся от этого недуга, охотно обследуются. У таких пациентов необходимо особенно тщательно собрать анамнез, подробно расспросить о количестве, частоте и харак­тере стула, и если диагноз хронической диареи подтвердится, то выработать такти­ку действий по установлению причины заболевания. Например, свежие кровянис­тые выделения в стуле свидетельствуют о воспалении или ишемии, причем, ско­рее, толстой кишки, поскольку кровь из тонкой кишки не будет красного цвета. Тенезмы свидетельствуют о патологии ректосигмоидного отдела толстой киш­ки. Частый стул малого объема — признак патологии толстой кишки, в то время как более редкий стул большого объема — признак поражения тонкой кишки. Диа­рея, уменьшающаяся при голодании, имеет осмотический механизм развития. Если диареей страдают и другие члены семьи, то наиболее вероятная ее причина — ин­фекция. Семейный анамнез важен, поскольку близкие родственники больных с воспалительными заболеваниями кишечника в 10 % случаев имеют те же симпто­мы. Большинство перечисленных признаков бывают преимущественно при хро­нической диарее.