Методы изучения пищеварительных функций

Экспериментальные методы

Острые опыты. Острые опыты на наркотизированных животных продолжают применять для решения аналитических задач. Для этих же целей используют опыты на изолированных in vitro орга­нах, тканях и клетках. Например, мембранное пищеварение было открыто и детально исследовано в острых опытах на изолирован­ных отрезках тонкой кишки крыс, однако перенос результатов таких опытов на деятельность целого организма ограничен.

Методы хронического эксперимента. Принцип хронического эксперимента заключается в хирургической (оперативной) под­готовке животных, в ходе которой накладывают фистулу (отвер­стие, снабженное специальной трубкой, выходящей наружу) того или иного отдела пищеварительного тракта или выводных прото­ков пищеварительных желез. Опыты ставят на выздоровевших после операции животных.

В.А.Басов (1842) успешно произвел операцию наложения фистулы желудка у собак. При дальнейшем усовершенствовании этой операции в желудочном свище фиксировали трубку, которую вне опыта закрывали пробкой. Открыв ее, можно было получать содержимое желудка.

В лаборатории И. П. Павлова у таких собак была выполнена операция эзофаготомии (перерезка пищевода). После заживления раны производили «мнимое кормление» собаки: она ела, но пища выпадала из отверстия пищевода, а из открытой желудочной фис­тулы изливался сок. Сок в чистом виде получали у собак с изолированными выкроенными в хирургических операциях из различных частей желудка желудочками. Желудочек, выкроенный по методу Павлова, в отличие от желудочка Гейденгайна имеет сохраненную вагусную иннервацию и более полно отражает секрецию в большом желудке, где идет пищеварительный процесс. Применяют методы хирургической изоляции петли тон­кой кишки с выведением в кожную рану одного дистального (опе­рация Тири) или двух (операция Тири-Велла) ее концов, из которых собирают кишечный сок или куда вводят растворы для изучения их всасывания.

Широкое распространение получили операции выведения нару­жу и вживления в кожную рану выводных протоков слюнных и поджелудочной желез, желчного выводного протока. Разработаны методы, предотвращающие потерю пищеварительных секретов вне экспериментов. Фистульная методика позволяет в любое время наблюдать за функцией органа, который имеет нормальные кровоснабжение и иннервацию. Из фистулы собирают чистые пищеварительные соки, изучают их состав и свойства натощак, после кормления животных или иной стимуляции секреции. На фистульных животных изучают моторную и секреторную функции органов пищеварения, процессы гидролиза и всасывания питательных веществ в различных отделах пищеварительного тракта на практически здоровых животных в почти естественных условиях хронических экспериментов. В ис­следованиях И. П. Павлова, принесших ему широкую славу и Но­белевскую премию (1904), в хронических опытах были получены новые данные, и, как сказано в Нобелевском дипломе, И. П. Пав­лов «пересоздал физиологию пищеварения».

Исследование пищеварительных функций у человека

С исследовательской целью фистулы человеку не накладывают. Иногда фистулы образуются при ранении, иной патологии,ихделают с целью сохранения жизни человека, например для введе­ния пищи в желудок при непроходимости пищевода. Основные ме­тоды исследования пищеварительных функций у человека ориенти­рованы на их безвредность и безболезненность. Эти методы ис­пользуют в функциональной диагностике здорового и больного человека.

Исследование процессов секреции. Для изучения слюноотделе­ния слюну получают при сплевывании после полоскания рта, но получаемая при

Рис.33. Собирание слюны у человека с помощью капсулы Лешли - Красногор­ского.

1 - трубка для отсасывания воздухаизвнешней камеры капсулы; 2 - трубка для слюны из внутренней камеры капсулы.

этом ротовая жидкость является смесью слюны разных желез, остатков пищи и других компонентов полости рта; кроме того, нельзя точно определить ее объем. Чистую слюну крупных слюнных желез получают путем катетеризации их прото­ков и с помощью капсул Лешли-Красногорского, фиксируемых к слизистой оболочке рта над протоками околоушных, поднижнечелюстной и подъязычной слюнных желез (у них проток открыва­ется единым сосочком). Человек с капсулой во рту (рис.33) мо­жет жевать пищу, что вызывает саливацию. Применяют и другие ее стимуляторы. Учитывают объем выделившейся за определенное время слюны, определяют ее состав и свойства (вязкость, рН, со­держание электролитов, ферментов, муцина).

Для изучения секреторной деятельности желез желудка, под­желудочной железы, тонкой кишки, желчевыделения у человека используют зондовые и беззондовые методы. При зондовых иссле­дованиях испытуемый проглатывает (или ее вводят через нос) эластичную трубку, которая проводится в желудок, двенадцати­перстную или тощую кишку. Существуют двухканальные зонды для одновременного получения содержимого желудка и двенадца­типерстной кишки, которое можно отсасывать как натощак, как и после стимуляции пищеварительных желез различными метода­ми (прием пробного завтрака, различных фармакологических сти­муляторов и т.д.).

Применение эндоскопических управляемых зондов позволило вводить тонкий катетер в проток поджелудочной железы и полу­чать ее секрет без примеси к нему других секретов, что неизбежно при аспирации содержимого двенадцатиперстной кишки.

Зондовые методы позволяют определять объем секрета и со­держание различных его компонентов: электролитов, ферментов, а также рН и др. Стимуляторы секреции вводят в пищеваритель­ный тракт или парентерально. Знание механизмов их действия позволяет определить место, характер и причины нарушения сек­реции.

Существуют методы зондирования, с помощью которых воз­можно определение ряда параметров непосредственно в полости пищеварительного тракта, наблюдения за их динамикой в содер­жимом желудка или кишечника. Для этого зонды снабжают соот­ветствующими датчиками (например, датчиками рН, давления, электродами для отведения регистрируемых потенциалов и др.). Методы эндоскопического исследования желудка и кишечника, кроме визуального контроля за состоянием слизистой оболочки, позволяют брать ее кусочки для последующего морфологического и биохимического исследования.

Наконец, существуют зонды, с помощью которых полость же­лудка или кишки перфузируют растворами разного состава. Так, перфузируя отрезок кишки раствором какого-либо вещества, на­пример крахмала, можно по разности его концентрации во вводи­мом и аспирируемом растворах определить переваривание крахма­ла и оценить соответствующую ферментативную активность ис­следуемого отрезка кишки.

Применение зондовых методов в ряде случаев противопоказа­но, поэтому разрабатываются и беззондовые, основанные на раз­ных принципах методы исследования секреции пищеварительных желез. В одних методах учитывают содержание в крови и выделе­ние с мочой веществ, освободившихся из принятых препаратов под действием на них пищеварительных секретов. Например, если кислотность желудочного сока нормальная, то индикатор быстро появляется в крови и моче, если кислотность низкая или нулевая, то в исследуемых жидкостях индикатор отсутствует или появляет­ся с большим опозданием.

В другой группе беззондовых методов функциональное состоя­ние пищеварительных желез оценивают по активности их фермен­тов в крови и моче: она при прочих равных условиях тем выше, чем большее число гландулоцитов тех или иных желез синтезиру­ет данные ферменты, которые покидают железы не только в соста­ве секретов, но частично транспортируются в лимфу и кровь, от­куда выводятся в составе мочи (и других экскретов).

Косвенно оценить полноценность секреции пищеварительных желез можно по наличию в кале негидролизованных компонентов принятой пищи, а также определяя активность в кале ферментов поджелудочной железы и тонкой кишки.

С развитием радиотелеметрии появилась возможность скон­струировать приборы для эндорадиозондирования пищеваритель­ного тракта. Проглоченная радиокапсула, передвигаясь по нему, может в виде радиосигналов передавать информацию о ряде пара­метров его содержимого, в том числе о рН.

Рис.34. Регистрация функции жевательной мускулатуры методом миоэлектрома-

стикациографии (по И. С. Рубину).

1 - мастикациограф; 2 -электроды для отведения биопотенциалов жевательныхмышц.

Исследование моторной функции. Методика исследования акта жевания (мастикациография - графическая регистрация жевательных движений нижней челюсти) характеризует его длитель­ность и длительность составляющих жевание фаз, координированность акта. Иногда регистрация движений нижней челюсти в этом методе сочетается с электромиографией жевательных мышц (рис.34). Методом гнатодинамометрии оценивают давление, ко­торое развивается жевательными мышцами на разных парах зубов при смыкании челюстей. Результативность жевания может быть учтена по размерам пищевых частиц в составе пищевого комка, подготовленного к глотанию.

Глотание исследуют рентгенографически и рентгенокинематографически, баллонографически с помощью специальных зон­дов. Нашли применение также многоканальные зонды, с помощью которых регистрируют давление в пищеводе при продвижении по нему перистальтическими волнами заглатываемого пищевого ком­ка. Применяют также эзофагоскопию и аускультацию глотатель­ных шумов.

Моторную активность желудка и кишечника, как и секрецию, изучают зондовыми и беззондовыми метода­ми. Зондовые методы предполагают использование зондов с рези­новыми баллончиками или свободных на конце зондов, наполненных изотоническим раствором натрия хлорида, через который передается давление в полости желудка и тонкой кишки на воспринимающие и регистрирующие устройства. Используют многоканальные зонды, позволяющие регистрировать давление в нескольких отделах желудка и тонкой кишки.

Сконструированы комбинированные зонды, позволяющие одно­временно регистрировать давление в полостях желудка и кишечни­ка, рН, биопотенциалы, аспирировать содержимое, вводить тесто­вые стимуляторы секреции и моторики.

Беззондовым методом изучения моторной активности пищева­рительного тракта является радиотелеметрический, при котором используется радиокапсула (радиопилюля) с датчиком давления. Моторную активность желудка можно оценить электрографически, отводя медленные потенциалы гладких мышц сокращающегося желудка с передней брюшной стенки. Этот метод иногда использу­ют для регистрации моторной активности тонкой и толстой кишки.Широкое распространение в клинике получили методы рент­генологического изучения моторики пищевода, желудка, кишечни­ка, желчного пузыря и желчных путей, заполненных рентгеноконтрастным веществом.

Моторную активность органов пищеварения оценивают также по скорости и динамике эвакуации из желудка его содержимого в кишечник и продвижению содержимого по нему. Для этого ис­пользуют рентгенологические и радиологические методы, в том числе радиоизотопное сканирование. В этих методах к принимае­мой пище добавляют безвредное количество изотопа с коротким периодом распада и с помощью специальной аппаратуры регистри­руют ее продвижение по пищеварительному тракту. Радиоизотоп­ные методы нашли также широкое применение в оценке желчевыделения, состояния печени, поджелудочной и слюнных желез.

Исследование процессов гидролиза и всасывания питательных веществ. Конечный результат дает много сведений о процессах гидролиза и всасывания питательных веществ из пищеварительно­го тракта. О нарушении гидролиза можно судить по наличию в кале непереваренных компонентов пищи. Гидролиз и всасывание углеводов можно исследовать следую­щим образом: испытуемый натощак выпивает определенное коли­чество раствора крахмала. Отсутствие увеличения содержания глюкозы в крови (по сравнению с эффектом перорального введе­ния того же количества глюкозы) указывает на нарушение гидро­лиза полисахаридов. Содержание глюкозы в крови, учитываемое в течение нескольких часов после приема внутрь дисахаридов (мальтозы, сахарозы, лактозы и трегалозы), дает возможность сделать выводы о недостаточности дисахаридазных систем под­желудочной железы и тонкой кишки. Пробы с пероральным или зондовым введением в кишку мономеров питательных веществ (жирные кислоты, моносахариды, аминокислоты) с радиоактив­ной меткой с последующимих определением в крови и кале позво­ляют количественно оценить процесс всасывания в тонкой кишке.

Таким образом, современная физиология располагает мето­дическими приемами, позволяющими исследовать пищеваритель­ные функции на различных уровнях их организации, механизмы регуляции этих функций в норме и при патологии, и тем самым составляет основу функциональной диагностики клинической гас­троэнтерологии.