Сфинктеры и перистальтика
Желудочно-кишечный тракт человека представляет собой сложнейший прецизионный механизм, созданный эволюцией. Для того, чтобы не имеющий специальной подготовки читатель мог бы качественно воспринять ниже приводимый мною материал, я должен кое-что рассказать о нашем желудочно-кишечном тракте в достаточно популярной форме. Начну с описания двух очень важных функций - сфинктеров и перистальтики. Сфинктеры представляют собой клапанные устройства, регулирующие переход содержимого из одного органа организма в другой (или из одной части трубчатого органа в другую). Функцию сфинктера выполняет круговая мышца, суживающая или замыкающая при сокращении то или иное отверстие. Сфинктер в совокупности со вспомогательными элементами в виде складок слизистой оболочки и сосудистых образований принято называть “сфинктерным аппаратом”.
В составе пищеварительной системы человека насчитывается около трёх с половиной десятков различных сфинктеров. Если из этого числа сфинктеров какой-то плохо функционирует, то плохо функционирует весь желудочно-кишечный тракт, соответственно, наступает болезненное состояние человека. Недостаточность сфинктеров часто является причиной разнообразных заболеваний, обусловленных или чрезмерным пропусканием содержимого полого органа в противоположном естественному направлении, или недостаточно эффективным регулированием при прохождении сфинктера содержимым органа в прямом направлении. Нарушение функции сфинктеров может вызвать тяжелые, порой смертельные заболевания. Патологоанатомическая статистика последних лет свидетельствует о неуклонном росте опухолевых поражений в зонах локализации сфинктерных аппаратов.
Задача сфинктеров - автономизировать функциональную активность отдельных компартментов ЖКТ, каждый из которых выполняет вполне конкретную функцию в процессе переваривания пищи. Верхний пищеводный сфинктер (глоточно-пищеводный сфинктер) расположен на границе между глоткой и пищеводом. Он пропускает комки пищи и жидкость из глотки в пищевод, не допускает их обратного перемещения и защищает пищевод от поступления воздуха во время дыхания. Трахею от попадания пищи защищает надгортанник. Нижний пищеводный сфинктер представляет собой совокупность складок пищевода и не обладает жесткой замыкающей функцией. Он обеспечивает пропуск пищи из пищевода в желудок и предотвращает попадание агрессивного содержимого желудка в пищевод. Привратник желудка контролирует эвакуацию желудочного содержимого в двенадцатиперстную кишку. Одним из самых важных сфинктерных аппаратов является илиоцекальный клапан, отделяющий тонкую кишку от толстой и препятствующий проникновению микроорганизмов из толстой кишки в тонкую. Илеоцекальный клапан или баугиниева заслонка отделяет полуанаэробную зону тонкой кишки от анаэробной зоны толстой кишки. Это - его важнейшая функция. Сфинктеры регулируют поступление в ЖКТ ферментов и желчи из поджелудочной железы и желчного пузыря.
Перечислю некоторое количество других сфинктеров: бульбодуоденальный сфинктер, супрапапиллярный сфинктер, препапиллярный сфинктер, инфрапапиллярный сфинктер, сфинктер Окснера, дуоденоеюнальный сфинктер или дуоденоеюнальный переход (граница между двенадцатиперстной и тощей кишкой, сфинктер Одди, сфинктер Вестфаля, сфинктер общего жёлчного протока, сфинктер панкреатического протока, сфинктеры: Мирицци, Люткенса, Хелли, Бузи, Гирша, Кеннона-Бёма, Кеннона, Балли, О’Берна-Пирогова-Мутье, внешний сфинктер ануса, внутренний сфинктер ануса.
Вся система сфинктеров представляет собой разделение функций переработки пищи от рта до ануса. Пища обрабатывается с помощью пищеварительных ферментов, разлагается на простые молекулы, перемешивается, диспергируется, вода, жиры, аминокитслоты и другие отдельные компоненты выделяемые из пищи непосредственно всасываются в плазму, то, что не удаётся разложить с помощью ферментов, например, растительные волокна, высокомолекулярные полисахариды, кутикула растений - всё это попадает в толстую кишку, где бактерии в анаэробных и микроаэрофильных условиях используют для роста непереваренные ферментами остатки пищи и снабжают организм почти всеми необходимыми для функционирования организма витаминами.
Работа сфинтеров происходит в соответствии со спонтанными механизмами и не регулируется сознанием. Включение и выключение сфинктеров регулируется с помощью давления, возникающего на том или ином участке пищеварительного тракта. До сих пор участие нервной системы и нейрогуморальной системы в целом в регуляции поведения сфинктеров мало понятно, но без всякого сомнения ясно, что конечным этапом функционирования сфинтеров является мышечное сокращение и расслабление, что невозможно без обеспечения мышечного аппарата энергией в виде АТФ.
Вторая очень важная функция ЖКТ - перистальтика. Последняя представляет собой волнообразное сокращение стенок полых трубчатых органов (пищевода, желудка, кишечника, мочеточника и др.), способствующее продвижению их содержимого к выходным отверстиям. Большинство органов, в которых происходит процесс перистальтических сокращений, имеют в своих стенках два слоя гладких мышц, в одном из них мышечные волокна расположены продольно, в другом - циркулярно. Скоординированные сокращения этих мышц и образуют перистальтическую волну. Эти сокращения непроизвольны, то есть после начала глотка и до акта дефекации все процессы, связанные с продвижением пищи, включая перистальтику, сознанием не управляются.
Частоты перистальтических волн различны в разных отделах пищеварительного тракта. Какова природа водителей перистальтических ритмов до сих пор плохо понятна. Для объяснения этих сложных процессов самоорганизации привлекается всё, чем можно изобразить наличие понимания, например, так называемые клетки Кахаля. Какие-то мало понятные водители ритма генерируют медленные волны трансмембранных потенциалов, которые не вызывают сокращений мышц, но создают в мышцах потенциал, близкий к порогу активации. Водители ритма, таким образом, определяют частоты перистальтических волн. Они у здорового человека следующие (в циклах в минуту): в желудке - 2-4, в двенадцатиперстной кишке - 10-12, в тощей кишке - 9-12, в подвздошной кишке - 6-8, в толстой кишке - около 0,6-12 по мнению различных авторов, в прямой кишке - около 3, в сфинктере Одди - 3-6. При нарушении моторной функции кишечника возникают различного уровня патологии, например, при иннервации прямой кишки возникают запоры.
Отличие пищевода от остальных органов ЖКТ в том, что он не должен выполнять никакой “обработки” пищи, а только осуществлять доставку её из ротовой полости (глотки) в желудок. Поэтому для пищевода перистальтика - основной тип моторной активности. В отличие от пищевода, моторная функция желудка заключается не только в продвижении пищи от нижнего пищеводного сфинктера в двенадцатиперстную кишку, но и в её депонировании, перемешивании и измельчении. Моторная активность тонкой кишки весьма разнообразна и перистальтика, занимая важную (но не превалирующую) роль, является только одним из типов сокращений тонкой кишки. В стимулированный пищей период в тонкой кишке распространяются несколько типов перистальтических волн, которые отличаются по скорости прохождения по кишке. Различают очень медленные, медленные, быстрые и стремительные перистальтические волны. Как правило, перистальтические волны возникают в двенадцатиперстной кишке, но могут появляться и в тощей, и в подвздошной.
Одновременно вдоль кишки продвигается несколько волн. Перистальтические волны продвигаются по кишке со скоростью 0,1-0,3 см/с, в двенадцатиперстной кишке их скорость больше, в тощей - меньше, а в подвздошной - ещё меньше. Скорость стремительной (пропульсивной) волны 7-21 см/с. В толстой кишке период нахождения переваренной пищи больше, чем в других отделах ЖКТ. Время, занимаемое перистальтическими сокращениями, по отношению к моторной активности, направленной на перемешивание содержимого кишки, заметно меньше, чем в предшествующих отделах ЖКТ. В толстой кишке только 3-4 раза в сутки возникают сильные пропульсивные перистальтические сокращения, продвигающие содержимое кишки в сторону анального отверстия для последующей дефекации
Я написал о сфинктерах и перистальтике, которые управляют процессом продвижения пищи по пищеварительному тракту по той причине, что их объединяет мышечная активность. Последняя связана с работой т.н. актиномиозинового комплекса, способного сокращаться и расслабляться. Для работы этого комплекса необходимо наличие АТФ, которая синтезируется и разлагается при непременном участии магния. В регуляции моторной функции кишечного тракта участвует кальций и магний. Кальций содействует сокращению мышц, магний - расслаблению. Соотношению Ca/Mg соответствует активность перистальтических процессов.
Каждый сфинктер в организме человека выполняет вполне конкретную, специфическую функцию. С точки зрения патологии пищеварительного процесса нарушение функционирования каждого сфинктера имеет свои конкретные последствия. Так, например, сфинктер Одди - это мышечный клапан, располагающийся в большом дуоденальном сосочке двенадцатиперстной кишки, управляющий поступлением жёлчи и панкреатического сока в двенадцатиперстную кишку и препятствующий попаданию содержимого кишки в общий жёлчный и панкреатический протоки. Этот сфинктер играет чрезвычайно важную роль в диспергировании поступающего из желудка химуса и в ферментной обработке его в тонкой кишке с выделением аминокислот, жирных кислот, простых сахаров и других низкомолекулярных веществ, всасывющихся в лимфу. Жёлчь играет роль мыла, предотвращающего слипание отдельных кусочков грубо переваренной пищи с целью повышения площади атаки панкреатических ферментов. Дисфункция сфинктера Одди приводит к постхолецистэктомическому синдрому, билиарной дискинезии и другим нарушениям процесса пищеварения. Но самой опасной, плохо диагностируемой и трудно излечимой патологией в функционировании сфинктеров пищеварительной системы является нарушение работы илеоцекального клапана или баугиниевой заслонки, предотвращающей попадание микрофлоры толстой кишки в тонкую кишку.
systemity.wordpress.com/2020/08/19/gastrointestinal-tract/
