Количество воды и электролитов, транспортирующихся

Ежесуточно через толстую кишку

Через толстую кишку проходит в сутки определенное количество воды и электролитов (таблица 8). Ежедневно в ободочную кишку поступает в среднем 1,5-2 л жидкости. Лишь 100 мл воды выводится с каловыми массами. В толстой кишке так же, как и в тонкой кишке, происходят всасывание ионов натрия и хлора, секреция ионов калия, хлора и бикарбонатов. Абсорбтивные возможности толстой кишки значительны. Так, при поступлении в ее просвет содержимого в объеме около 6 л в сутки диареи не возникает, так как компенсаторно происходит активная реабсорбция воды со скоростью 2-3 мл/мин.

Поступающий из тонкой кишки полужидкий химус содержит 6 г/сутки белка и 2 r/сутки жира. Для нормальной жизнедеятельности микрофлоры толстой кишки необходимо в среднем не менее 60 г/сутки углеводов, источником которых являются полисахариды растительного происхождения, не перевариваемые в тонкой кишке, и слизь ободочной кишки. В толстой кишке человека нет специальных транспортных систем для всасывания сахаров и аминокислот. Поступающие в ее просвет не всосавшиеся углеводы превращаются под действием толстокишечной микрофлоры в летучие жирные кислоты (ацетоуксусная, пропионовая, масляная) и используются колоноцитами в качестве энергетического субстрата. Микробная ферментация углеводов с образованием летучих жирных кислот происходит в условиях умеренной гипоксии и застоя содержимого в просвете ободочной кишки. Это обеспечивает выживание огромных популяций бактерий, многие из которых относятся к строгим анаэробам.

Большая часть белков потребляется собственной микрофлорой. Некоторые белки расщепляются до аммиака, который впоследствии всасывается. Не переваренные белки и не всосавшиеся аминокислоты расщепляются в толстой кишке с образованием целого ряда токсических метаболитов: протеиногенные амины, фенол, крезол, индол скатол и т.д. Часть этих веществ выделяется в составе фекалий, другие абсорбируются, поступают в кровоток и выделяются мочой в неизмененном виде (кадаверин, путресцин), третьи вступают в печени в реакции конъюгации с глюкуроновой и серной кислотами (крезол, фенол, индол и другие) и выделяются с мочой. Выделение калиевой соли индоксилсульфата (животного индикана) пропорционально активности гнилостных процессов в кишечнике и скорости обезвреживания в печени. Частично продукты гниения обезвреживаются в энтероцитах при участии цитохрома p₄₅₀.

Ферменты бактерий расщепляют не только субстраты, находящиеся в химусе и попадающие из проксимальных отделов кишечника, но и вещества, поступающие из крови, такие как мочевина и креатинин. Количество мочевины, образующейся в организме взрослого человека, превышает примерно на 25% ее количество, элиминирующееся с мочой.

Избыток мочевины секретируется в толстую кишку и расщепляется под влиянием уреазы бактерий до аммиака. Креатинин в просвете кишки метаболизирует в монометиламин, 1-метилгидантоин, метилгуанидин. Они подвергаются обратному всасыванию, проникают через гематоэнцефалический барьер и оказывают нейротоксическое действие.

Регуляция секреторной функции толстой кишки. Регуляция двух противоположных процессов, происходящих в толстой кишке, – секреции и абсорбции – осуществляется вегетативной нервной системой, гормонами и дигестивными пептидами. Стимулируют всасывание симпатические нервы, секрецию – парасимпатические нервы. Баланс между адренергическим влиянием на абсорбцию и холинергическим – на секрецию определяет интестинальный транспорт. Секреторная активность зависит от силы стимулирующего импульса. Слабый импульс задерживает только абсорбцию, усиление импульсации активирует уже и секрецию слизи кишечника. Как правило, это сопровождается и повышением контрактильной активности кишки.

К веществам, стимулирующим секреторную функцию слизистой кишки, относятся:

· Гормоны – АДГ, ВИП (стимулирует аденилатциклазу колоноцитов и выработку цАМФ);

· Бактериальные энтеротоксины;

· Эндогенные субстраты, обладающие цитотоксическими свойствами (диоксипроизводные желчных кислот и длинноцепочечные жирные кислоты – олеиновая, стеариновая, поступающие с химусом);

· Углеводы, не реабсорбированные в тонкой кишке;

· Слабительные средства (касторовое масло, антрахинон, дифенольные производные, бисакодил, пикосульфат натрия);

· Простагландины (ПГ E₂, E_3А, 6-кето-ПГ F_3А, Tr В₂, ПГ D₂,₁₂-HPETE) тормозят всасывание воды, электролитов и стимулируют секрецию.

Нарушения секреторной функции толстой кишки. Расстройства секреторной функции толстой кишки возникают при нарушении динамического равновесия между абсорбцией и секрецией бактериальные энтеротоксины могут поступать в организм с испорченными продуктами питания (Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens) или вырабатываться микроорганизмами уже после их попадания в кишечник (холерный вибрион, энтеропатогенные штаммы E.coli). Механизм их патогенного действия сводится к активации аденилатциклазы и цАМФ, вследствие чего усиливается секреция в просвет кишки воды, калия и хлора. Аналогичным действием на слизистую оболочку толстой кишки обладают диоксипроизводные желчных кислот и длинноцепочечные жирные кислоты. Активация циклазной системы приводит к повышению проницаемости кишечной стенки, десквамации эпителия, цитолизу энтероцитов и образованию микроэрозий.

В условиях повышенной проницаемости значительно легче происходит абсорбция оксалата. Следовательно, при нарушении переваривания и всасывания, повышении содержания вторичных желчных кислот в толстокишечном химусе образующийся в большом количестве оксалат беспрепятственно попадает в кровь и в дальнейшем выводится почками. В условиях оксалатурии вероятность камнеобразования значительно возрастает.

Проницаемость слизистой толстой кишки повышается под влиянием слабительных средств, механизм действия которых сводится к влиянию на транспорт воды и электролитов через стенку кишки. Касторовое масло, листья сенны, кора крушины, концентрированные препараты антрахинонового ряда и близкие им по структуре синтетические полифеноновые слабительные (фенолфталеин, бисакодил, изафенин) имеют в своем составе конъюгированные гликозиды, которые в тонкой кишке не расщепляются и не абсорбируются. Только в толстой кишке под влиянием ферментов бактериальной флоры происходит их расщепление, и они проявляют свою активность. Касторовое масло стимулирует систему медиаторов кишечной секреции (аденилатциклаза-цАМФ), фенолфталеин, бисакодил, препараты сенны – синтез ПГ Е. Антрахиноновые препараты, бисакодил, фенолфталеин, касторовое масло ингибируют натрий-калиевую АТФ-азу в слизистой оболочке кишки.

Механизм действия слабительных средств в общем виде сводится к угнетению всасывания ионов и воды, стимуляции кишечной секреции, что определяет накопление жидкости в кишечнике и ускоренный транспорт кишечного содержимого. Причем изменения секреции и абсорбции являются первичными, а моторики – вторичными.

Параллельно с потерей воды с каловыми массами теряется большое количество ионов калия (в 5-10 раз больше). В условиях гипокалиемии и гипокалигистии снижается двигательная активность кишечника, возникает наклонность к запорам, а в последующем – гипокалиемическая нейропатия (синдром Барттера). Аналогичным образом возможно повреждение интрамурального нервного сплетения с последующими тяжелыми морфо-функциональными изменениями стенки толстой кишки и развитием устойчивой к терапевтическим воздействиям диареи.

Углеводы, не подвергшиеся всасыванию в тонкой кишке, расщепляются в толстой кишке под влиянием ферментов анаэробных бактерий до углекислого газа и воды. Также возможно их включение в метаболизм с образованием жирных кислот малой молекулярной массы. Образовавшиеся жирные кислоты и углекислый газ абсорбируются. Оставшиеся углеводы используются для роста и размножения кишечной флоры.

Абсорбированные жирные кислоты включаются в энергетический обмен, а также выполняют нутритивную функцию для слизистой толстой кишки. В первую очередь всасываются такие кислоты, как ацетоуксусная, пропионовая, масляная (в виде солей натрия и калия) в количестве, соответствующем их концентрации в просвете кишки. При этом в эквиваленте абсорбируется вода. Если образование жирных кислот малой молекулярной массы начинает преобладать над процессом нейтрализации их в кишке, то среда ставится кислой, и при значении ph ниже 6,0 активируются процессы гликолиза, накапливается молочная кислота (более 10 ммоль/л). Особенно интенсивно этот процесс происходит при дефиците лактазы, который наблюдается у 60-80% взрослого населения. При этом до 50% лактозы попадает в ободочную кишку и расщепляется до короткоцепочечных углеводородов. В процессе бактериального брожения образуются также водород, метан, двуокись углерода.

Количество образующихся кислот может быть настолько большим, что толстая кишка уже не в состоянии их полностью реализовать. Жирные кислоты, являясь осмотически активными веществами, вызывают тяжелую диарею, оказывают сильное раздражающее действие на слизистую кишки.

При язвенном колите и болезни крона содержание молочной кислоты увеличивается более чем в 50 раз. В то же время при болезни крона содержание жирных кислот малой молекулярной массы сохраняется в пределах нормы, а при язвенном колите их содержание отчетливо снижается в результате изменения метаболизма бактерий в кислой среде. Уменьшение продукции жирных кислот за счет усиления образования лактата приводит к дефициту энергетического субстрата в клетках слизистой тонкой кишки и, следовательно, к снижению их функции.

Сочетание низкого ph, накопления лактата, небольшого количества жирных кислот малой молекулярной массы при язвенном колите и обусловливает возникновение диареи. Именно этим объясняется положительный эффект парентерального питания при язвенном колите. В кислой среде снижается скорость размножения сапрофитной флоры кишечника, но эти изменения носят обратимый характер. После резекции толстой кишки включаются компенсаторные механизмы других отделов пищеварительного тракта, поэтому спустя несколько месяцев после оперативного вмешательства функция системы пищеварения нормализуется.

Значение микрофлоры кишечника. В содержимом двенадцатиперстной и тощей кишки в норме количество микроорганизмов не превышает 103-104 в 1 мл, в подвздошной кишке значительно выше – 105-109 в 1 мл. У здоровых людей микрофлора тонкой кишки представлена лактобактериями, анаэробными стрептококками, кишечной палочкой, энтерококками, бифидум-бактериями. Плотность заселения тонкой кишки микроорганизмами увеличивается по мере приближения к ободочной кишке.

Нарушение динамического равновесия микрофлоры кишечника называют дисбактериозом. При этом в тонкой кишке, особенно в проксимальных ее отделах, обильно развивается гнилостная или бродильная флора, грибы (преимущественно рода Candida), происходит преобразование условно патогенных штаммов микроорганизмов в патогенные.

Причинами дисбактериоза являются расстройства двигательной функции, процессов переваривания и всасывания, неконтролируемый и/или длительный прием антибиотиков. Изменение микробного спектра в тонкой кишке имеет определенную закономерность:

1) уменьшение количества основных микроорганизмов, функционирующих в физиологических условиях;

2) увеличение количества сапрофитов, определяемых в малых количествах в физиологических условиях;

3) увеличение количества патогенных микроорганизмов.

Повышение обсемененности тонкой кишки может наблюдаться при следующих патологических процессах:

· Расстройства двигательной функции кишки (обструкции кишки в результате воспалительного или опухолевого процесса, псевдообструкции кишки, дивертикулы, слепая петля после операции Бильрот-Ii, склеродермия, диабетическая нейропатия);

· Нарушение барьерной функции (гипогаммаглобулинемия, дефицит Ig A, Ig M в кишечном соке);

· Ахилия (хронический атрофический гастрит, резекция желудка);

· Дефицит желчных кислот (подпеченочная желтуха);

· Тонкокишечные и толстокишечные свищи.

При дефиците желчных кислот возникают благоприятные условия для роста и размножения микроорганизмов в тонкой кишке. Механическая желтуха часто сопровождается симптомами гепаторенальной недостаточности, существенную роль в патогенезе которой играют бактериальные эндотоксины, образующиеся в большом количестве кишечнике. При образовании свищевых ходов между желудком и различными отделами тонкой и толстой кишок создаются условия контаминации бактериальной флоры тонкой и толстой кишки.

При дисбактериозе происходят изменения ферментативной, витамино-синтетической, антимикробной функций кишечных сапрофитов по отношению к патогенной флоре.

Микроорганизмы и выделяемые ими токсины, энтеротоксины, секретируемые неинвазивными штаммами E.coli или холерным вибрионом, обладают повреждающим действием на энтероциты, в первую очередь – на апикальные. Они фиксируются на мембране энтероцитов, активируется аденилатциклаза, а транспортная Na-АТФ-аза блокируется. Всасывание электролитов резко угнетается, что ведет к профузной диарее. При этом увеличивается количество камбиальных клеток, обладающих повышенной секреторной активностью.

Микроорганизмы, появляющиеся в верхних отделах тонкой кишки, выделяют ферменты, с участием которых происходит расщепление пищевых веществ, образование токсичных продуктов, таких, как индол, аммиак, низкомолекулярные жирные кислоты, которые стимулируют контрактильную активность и повреждают слизистую оболочку кишки. Всасывание образующихся веществ приводит к интоксикации.

Клинически дисбактериоз характеризуется снижением аппетита, тошнотой, запорами или поносами. При доминировании бродильных процессов ведущим является метеоризм кишечника, урчание; испражнения пенистые, светло-желтого цвета. Преобладание гнилостных процессов сопровождается креатореей; испражнения имеют щелочную реакцию, жидкие, темного цвета. При длительном течении дисбактериоза возможны гиповитаминозы, особенно дефицит витаминов группы b. Некоторые виды дисбактериоза (например, стафилококковый, кандидамикозный, протейный) могут переходить в генерализованную форму (сепсис).

Микрофлора толстой кишки во многом определяет характер процессов всасывания, секреции и моторики. В одном грамме содержимого слепой кишки количество микробов достигает 1 млрд. Более 90 микроорганизмов в толстой кишке взрослого человека представлены не спорообразующими облигатными анаэробами и около 10% факультативными анаэробами. Состав микрофлоры, их функциональная активность варьирует в зависимости от характера питания, времени транзита содержимого по кишечнику и приема медикаментов. Например, использование пектина в качестве пищевой добавки или муки грубого помола (отруби) является способом профилактики опухолевых заболеваний толстой кишки, так как эти пищевые компоненты ингибируют β-глюкозидазную и глюкуронидазную активность микроорганизмов.

В клинической практике ведущим симптомом патологии толстой кишки является диарея, которая обычно вызвана энтеропатогенной флорой. При разрушении бактерий, адгезированных на щеточной кайме колоноцитов, выделяются эндотоксины, представляющие собой фрагменты мембран микроорганизмов. Попадание их в кровеносное русло стимулирует фагоцитоз, развитие лихорадки, лейкоцитоза. В крови и в кишечной стенке повышается содержание серотонина и кининов, что приводит к нарушению микроциркуляции в органах и тканях, метаболическому ацидозу, расстройствам моторики кишечника. Поступление в кроль больших количеств эндотоксина вызывает развитие токсико-септического шока

Энтеротоксины и цитотоксины патогенной кишечной флоры обладают специфическим действием на секрецию и всасывание в толстой кишке. Стимуляция секреции в толстой кишке происходит под действием самих токсинов, оксипроизводных жирных кислот, диоксипроизводных желчных кислот и простагландинов. Повышение проницаемости слизистой оболочки кишки также способствует усилению секреции. Торможение секреции происходит при метаболизме диоксипроизводных желчных кислот.

При дисбактериозе под действием патогенной флоры повреждаются клетки кишечного эпителия, в первую очередь, апикальные клетки, вследствие чего площадь слизистой оболочки уменьшается. Это приводит к уменьшению всасывания в кишке. Стимулируют процесс всасывания метаболиты муцинов и углеводов, образующиеся в большом количестве при дисбактериозе.

Энтеротоксин холерного вибриона блокирует Na-АТФ-азу, при этом уменьшается всасывание воды и электролитов, усиливается секреция в просвет кишки. Эффект этот зависит от количества токсина и сопровождается повышением уровня цамф в слизистой оболочке.

Е.coli, S.dysenteriae, Cl.perfringens стимулируют секрецию путем инвазии в слизистую оболочку толстой кишки и образования токсина. Инвазивность во многом обусловлена свойствами микробных токсинов.

Шигеллы прикрепляются к гликокаликсу микроворсинок кишечника, колонизируют слизистую оболочку, проникают в эпителиальные клетки, где размножаются. Они синтезируют цитотоксины, разрушающие эпителий кишечника и блокируют синтез белка, что приводит к язвенно-некротическому поражению кишечной стенки.

Сальмонеллы повреждают в первую очередь апикальные энтероциты, проникают в lamina propria и вызывают воспалительную реакцию. Клиническая картина зависит от степени повреждения отделов кишечника.

Аналогичным действием обладают yersinia enterocolitica и Campylobacter jejuni. Возбудитель иерсиниоза обладает высоким сродством к лимфоидной ткани, пейеровы бляшки при этом подвергаются изъязвлению. Результатом этих изменений являются кровавые поносы.

Энтеротоксины Cl.botulini обладают цитотоксическим действием на колоноциты и нейротоксическим действием.

Стимулированная токсинами секреция в тонкой кишке приводит к увеличению объема жидкости, поступающей в толстую кишку, изменению ее моторики, что, в свою очередь, может способствовать развитию дисбактерноза и вызывать нарушения обменных процессов. При этом в толстой кишке может нарушаться расщепление ферментами кишечной флоры первичных желчных кислот (холевая и хенодезоксихолевая). В норме они не реабсорбируются в тонкой кишке и поступают в толстую кишку, где превращаются во вторичные желчные кислоты (дезоксихолевая и хенодезоксихолевая). Обе вторичные желчные кислоты затем расщепляются кишечной и фекальной флорой. Конечным эффектом этих процессов является снижение концентрации растворимых диоксипроизводных желчных кислот в кале.

Диоксипроизводные желчных кислот стимулируют активность цАМФ, увеличивают проницаемость слизистой оболочки и секрецию в толстой кишке. Первичные желчные кислоты, попадая в толстую кишку, снижают активность 7α-дегидролазы микрофлоры и, тем самым, проявляют антимикробную активность. В свою очередь, это ведет к торможению распада хенодезоксихолевой кислоты, увеличению ее концентрации в просвете кишки и секреции. Бактериальный гидролиз желчных кислот приводит к образованию промежуточных продуктов, обладающих канцерогенными свойствами и, возможно, играющих определенную роль в канцерогенезе толстой кишки. При антибиотикотерапии в ряде случаев развивается диарея, которая обусловлена снижением числа микроорганизмов, метаболизирующих желчные кислоты. В этом случае уровень дезоксихолевой кислоты в кале возрастает.

Длительная гипокинезия существенно влияет на состав микрофлоры кишечника и интенсивность процессов брожения и гниения. У испытуемых, практически здоровых людей, в кишечнике увеличивается содержание аэробной микрофлоры, образование летучих токсических метаболитов, выделение их, особенно метана, во внешнюю среду повышается.

Токсические вещества, всасывающиеся из кишечника, создают дезинтоксикационную нагрузку на печень. Увеличение этой нагрузки наблюдается при запорах, несбалансированном питании (обилие углеводов, в частности, крахмала), дисбактериозе и т.д.

Непроходимость кишечника.Острая непроходимость кишечника (илеус) бывает механической (сдавление, заворот, закупорка каловыми массами) и динамической (спазм или паралич мышечной стенки кишки). Непроходимость возникает вследствие

· Врождённых аномалий,

· Гельминтоза,

· Перитонита,

· Как послеоперационное осложнение,

· При недоедании,

· При употреблении недоброкачественной пищи.

Патогенез определяется вызывающими непроходимость причинами. Так, паралитическая непроходимость вследствие перитонита и других причин часто возникает как результат усиления активности симпатоадреналовой системы и активации альфа- и бета-адренергических рецепторов, тормозящих сокращение гладкой мускулатуры кишки. Серотонин может вызвать спастическую непроходимость вследствие повышения тонуса гладкой мускулатуры кишки.

Последующие изменения в организме обусловлены нарушением водно-электролитного обмена вследствие изменённой секреции и всасывания пищеварительных соков. Возникает рвота, обезвоживание организма, потеря значительного количества – 5-7 литров пищеварительных соков, потери ионов Na⁺, К⁺, Н⁺, Cl^- и гидрокарбонатов. Развивается гиповолемия, гипотензия, гемоконцентрация, что ведёт к нарушению кровообращения и шокоподобному состоянию. При непроходимости возникает нарушение кислотно-основного равновесия. Если с рвотными массами теряется больше бикарбонатов сока поджелудочной железы по сравнению с количеством ионов водорода, возникает метаболический ацидоз. Если наоборот, то негазовый алкалоз (ph 7,40, буферные основания 48 моль/л).

В патогенезе непроходимости важную роль играют:

1. Нарушение переваривания химуса;

2. Развитие процессов брожения и гниения;

3. Образование токсических веществ и их всасывание в кровь, а также высвобождение повышенного количества биологически активных веществ, особенно кининов. Кинины появляются вследствие преждевременной активации панкреатических ферментов энтерокиназой и желчью, попадающих в проток поджелудочной железы из раздутого и переполненного кишечника.

Важным звеном патогенеза илеуса являются расстройства нейрогуморальной регуляции, возникающие под влиянием рефлекторных раздражений импульсами с рецепторов изменённой кишки. Они особенно значительны при странгуляционной непроходимости, когда наблюдается пережатие брыжеечной артерии, что усугубляет нарушения поражённой части кишки, так называемые висцеро-висцеральньте рефлексы.

Кишечная аутоинтоксикация. В дистальных отделах тонкой и, особенно, толстой кишки имеется обильная микрофлора. Она представлена облигатно анаэробными бесспоровыми микроорганизмами bacterium bifidum и bacterioides. Анаэробные бактерии – кишечная палочка, стрептококки, молочнокислые бактерии и другие составляют около 10 % микрофлоры. Нормальная микрофлора кишок выполняет в организме человека защитную роль, поддерживая на должном уровне естественный иммунитет, тормозит развитие патогенной флоры, повышает тонус гладкой мускулатуры кишок, синтезирует некоторые витамины.

Вместе с тем продукты жизнедеятельности микрофлоры токсичны для макроорганизма. Так, например, в результате гниения образуются ядовитые вещества: индол, скатол, фенол, которые в нормальных условиях образуются в небольших количествах и обезвреживаются в печени. Усиление гнилостных процессов при воспалительных состояниях толстой кишке – колитах, запорах, непроходимости кишки, дисбактериозе сопровождаются нарушением барьерных функций стенки кишок и печени с последующей интоксикацией организма. Интоксикация приводит к расстройствам функций ЦНС, обмена веществ, дыхательной, сердечно-сосудистой систем со всеми вытекающими последствиями.

И.И. Мечников впервые предложил использовать микробный антагонизм для борьбы с кишечной аутоинтоксикацией. Идеи Мечникова получили плодотворное развитие в плане борьбы с кишечным дисбактериозом – патологическим изменением состава и распределения микрофлоры в кишках вследствие неконтролируемого приема антибиотиков, при некоторых экстремальных условиях, при ослаблении организма.