11. Тонкая кишка: кровоснабжение, иннервация. Гистофизиология процесса всасывания в тонком отделе кишечника.

Васкуляризация. Артерии, входя в стенку тонкой кишки, образуют три сплетения: межмышечное — между внутренним и наружным слоями мышеч­ной оболочки; широкопетлистое — в подслизистой основе и узкопетлис­тое — в слизистой оболочке. Из последнего выходят артериолы, образую­щие кровеносные капилляры вокруг кишечных крипт, и по 1—2 артерио­лы, входящие в каждую ворсинку и распадающиеся там на капиллярные сети. Из кровеносных капилляров ворсинки кровь собирается в венулу, про­ходящую вдоль ее оси (см. рис. 273, А). Вены тонкой кишки образуют два сплетения — сплетение в слизистой оболочке и сплетение в подслизистой ос­нове. Имеются многочисленные артериоловенулярные анастомозы типа за­мыкающих артерий, регулирующие приток крови к кишечным ворсинкам. Во время акта пищеварения анастомозы между артериями и венами закры­ты, и вся масса крови устремляется в слизистую оболочку, к ее ворсинкам. В период голодания анастомозы открыты и основная масса крови прохо­дит, минуя слизистую оболочку. Запирающие вены регулируют объем ве­нозного оттока от тонкой кишки. В случае резкого переполнения эти вены могут депонировать значительные количества крови Лимфатические сосуды тонкой кишки представлены очень широко раз­ветвленной сетью. В каждой кишечной ворсинке есть центрально располо­женный, слепо оканчивающийся на ее вершине лимфатический капилляр. Просвет его шире, чем в кровеносных капиллярах. Из лимфатических ка­пилляров ворсинок лимфа оттекает в лимфатическое сплетение слизистой оболочки, а из него в соответствующее сплетение подслизистой основы, образованное более крупными лимфатическими сосудами. В это сплетение вливается также густая сеть капилляров, оплетающих одиночные и группо­вые лимфатические узелки. Из подслизистого сплетения отходят лимфати­ческие сосуды, находящиеся между слоями мышечной оболочки. Иннервация. Афферентная иннервация осуществляется мышечно- кишечным чувствительным сплетением (plexus myentericus sensibilis), образо­ванным чувствительными нервными волокнами спинальных ганглиев и их рецепторными окончаниями. Ветвистые и кустиковые нервные окончания часто встречаются в подслизистой основе и собственной пластинке слизи­стой оболочки. Их терминальные веточки достигают сосудов, дуоденальных желез, эпителия кишечных крипт и ворсинок. Обильные ветвления чувстви­тельных волокон наблюдаются в подвздошной кишке и илеоцекальной об­ласти, где преобладают кустиковидные формы рецепторов. Отдельные ре­цепторы имеются в самих нервных ганглиях.

Эфферентная иннервация осуществляется симпатическими и па­расимпатическими нервами. В толще стенки кишки хорошо развиты парасим­патические мышечно-кишечное и подслизистое нервные сплетения. Мышечно-ки- шечное сплетение (plexus myentericus) наиболее развито в двенадцатиперст­ной кишке, где наблюдаются многочисленные, плотно расположенные круп­ные ганглии. Количество и размеры ганглиев в тонкой кишке уменьшаются в каудальном направлении. В ганглиях различают клетки I и II типа, причем клеток I типа значительно больше. Для тонкой кишки по сравнению с дру­гими отделами пищеварительной трубки характерно наличие большого ко­личества клеток II типа. Их особенно много в двенадцатиперстной кишке, в начальном отделе подвздошной кишки и в илеоцекальной области.

Особенности структуры и функции сосудов микроциркуляторного русла кишечной ворсинки. Кровеносные и лимфатические сосуды ворсинок актив­но участвуют в процессах всасывания и транспортировки веществ, поступа­ющих с пищей.

Кровеносные сосуды. В ворсинку входит обычно одна прекапил- лярная артериола, располагающаяся в центре или эксцентрично. На верши­не ворсинки она делится на два распределительных магистральных капилля­ра, которые спускаются по двум краям (маргинально) листовидной ворсин­ки, располагаясь подэпителиально. Из магистральных (маргинальных) ка­пилляров образуются фонтанообразные капиллярные сети (из 3—5 капилля­ров), которые располагаются подэпителиально вдоль двух плоских стенок (краниальной и каудальной) ворсинок. Это гемокапилляры висцерального типа с фенестрированными эндотелиоцитами, в которых ядросодержащая часть обращена к строме ворсинки, а фенестрированная часть с межэндо- телиальными контактами — к эпителию. Из капилляров среднего и нижне­го отделов ворсинки образуется, как правило, одна посткапиллярная вену­ла, из которой кровь поступает в вены следующего этапа.

Маргинальные капилляры по краям ворсинки составляют блок шун­тирования, а капилляры на ее краниальной и каудальной поверхнос­тях — блок реабсорбции. Их состояние зависит от цикла пищеваре­ния (голод или поступление пищи). В состоянии функционального покоя (голод) микрососуды блока шунтирования работают как полушунты: кровь идет по центральной артериоле, от нее по маргинальным и далее по фон- танообразным капиллярам краниальной и каудальной поверхностей, а да­лее в венулу. Капилляры подэпителиальной сети краниальной и каудальной стенок имеют ограниченную функцию (рис. 279).

При функциональной нагрузке (поступление пищи) маргинальные ка­пилляры превращаются в резорбирующие сосуды и в кровоток включаются все капилляры подэпителиальной сетиТаким образом, при усилении процессов всасывания пищи начинают активно функционировать все капилляры подэпителиальных сетей на кра­ниальной и каудальной стенках ворсинки и дополнительно в процессы ре- абсорбции включаются микрососуды блока шунтирования.

Лимфатические капилляры расположены в верхней и средней частях ворсинки, на постоянном по величине расстоянии от ее ребер. Меж­ду эндотелиоцитами имеются плотные и адгезивные контакты, базальная мембрана отсутствует. В зоне контактов осуществляется перенос молекул белков сред относительной молекулярной массы и липидов (хиломик ронов). При приеме пищи появляются открытые межклеточные щели вслед­ствие сокращения эндотелиоцитов.

Во внесосудистом транспорте жидкости принимает участие межклеточ­ное вещество соединительной ткани ворсинки. В интерстициальной части ворсинки можно выделить две зоны — центральную и подэпителиальную.

В подэпителиальной зоне происходит накопление белков, поступающих из ге- мокапилляров. Большие концентрации белков в этой зоне являются важнейшим фактором, обеспечивающим всасывание жидкости из плоскости кишки («онкоти- ческий насос»). Объем интерстициального пространства в центральной зоне меня­ется в зависимости от поступления в него жидкости, белков, липидов и может увеличиваться более чем в 2 раза, в то время как в подэпителиальной части меня­ется незначительно. Увеличение концентрации белка в направлении к базальной части ворсинки обусловливает перемещение масс жидкости из ее апикальных от­делов к основанию.

Таким образом, существует два вектора транспорта интерстициальной жидкости: 1 — радиальный — от периферии ворсинки к ее центру, 2 — аксиальный — от верхушки ворсинки к основанию.

Фильтрация жидкости из гемокапилляров в интерстициальное пространство ворсинки происходит в состоянии функционального покоя (голода) и обусловлена увеличением гидростатического и коллоидно-осмотического давления в капилляре вследствие расслабления прекапиллярных сфинктеров. Поток жидкости из плазмы уравновешивается базовым уровнем лимфооттока, поэтому объем интер­стициального пространства ворсинки остается постоянным.

При активном всасывании веществ из просвета кишки происходит дву­кратное увеличение потока лимфы (часть интерстициальной жидкости резорбирует- ся в гемокапилляры). В оттекающей лимфе увеличивается количество белков, уси­ленно поступающих в интерстиций. Содержание белка больше в подэпителиальном слое, что связано с наличием здесь густой сети капилляров и особенностью строе­ния эндотелиоцитов (фенестры и межклеточные контакты) в этой зоне. В переносе белков важную роль играют специальные структуры, короткие трансэндотелиаль- ные каналы и «протекающие» межклеточные контакты (конвективные пути).

Усиление процессов пищеварения приводит к усиленному транспорту белков в большей части гемокапилляров и в микрососудах основания ворсинки, что сопро­вождается интенсивным всасыванием жидкости из полости кишки, прежде всего в апикальные отделы ворсинки. Сочетанный эффект фильтрации жидкости из капил­ляров и ее поступление из полости кишки приводит к гидратации интерстициаль­ного пространства и возрастанию гидростатического давления; при этом объем меж­клеточного матрикса увеличивается более чем в 2 раза. Гидростатическое давление в верхних и средних отделах ворсинки стимулирует процесс резорбции в лимфока- пиллярах.

Гистофизиология процессов пищеварения и всасывания в тонкой киш­ке. Пищеварение в тонкой кишке включает два основных процесса: 1) дальнейшую ферментативную обработку веществ, содержащихся в хи­мусе, до конечных продуктов и подготовку их к всасыванию; 2) всасы­вание.

Процессы пищеварения происходят в различных зонах кишки, в связи с чем различают внеклеточное: полостное (в полости кишки), при­стеночное (около стенки кишки), мембранное (на апикальных частях плазмолеммы энтероцитов и их гликокаликсе) и внутриклеточное пище­варение (в цитоплазме энтероцитов) Внеклеточное пищеварение в полости кишки осуществляется за счет трех компонентов — ферментов пищеварительных желез (слюнных, поджелу­дочной), ферментов кишечной флоры и ферментов пищевых продуктов. Присте­ночное пищеварение происходит в слизистых отложениях тонкой кишки, ко­торые адсорбируют различные ферменты полостного пищеварения, а также фермен­ты, выделяемые энтероцитами. Мембранное пищеварение происходит на границе внеклеточной и внутриклеточной среды. На плазмолемме и гликокаликсе энтероцитов пищеварение осуществляется двумя группами ферментов. Первая груп­па ферментов образуется в поджелудочной железе (а-амилаза, липаза, трипсин, хи- мотрипсин, карбоксипептидаза). Они адсорбируются гликокаликсом и микроворсин­ками, при этом основное количество амилазы и трипсина адсорбируются на апи­кальной части микроворсинок, а химотрипсина — на латеральных зонах. Вторая группа — ферменты, имеющие кишечное происхождение, они связаны с плазмо­леммой энтероцитов.

Гликокаликс, помимо адсорбции ферментов, участвующих в пищеварении, иг­рает роль фильтра, избирательно пропускающего лишь те вещества, для которых имеются адекватные ферменты. Кроме того, гликокаликс выполняет защитную фун­кцию, обеспечивая изоляцию энтероцитов от бактерий и образованных ими токси­ческих веществ. В гликокаликсе находятся рецепторы для гормонов, антигенов, ток­синов.

Внутриклеточное пищеварение происходит внутри столбчатых эпите­лиоцитов, обеспечивается их ферментами, в основном находящимися в лизосомах. Неполностью расщепленные низкомолекулярные вещества попадают в эпителиоцит путем эндоцитоза или трансмембранного переноса. Эндоцитозные вакуоли сливаются с лизосомами, и их содержимое гидролизуется с помощью соответствующих гидро- лаз. Этот тип пищеварения является филогенетически более древним. У позвоноч­ных внутриклеточное пищеварение путем эндоцитоза наблюдается лишь в первые дни после рождения. Этим путем антитела матери, находящиеся в молозиве и мо­локе, могут передаваться новорожденным и обеспечивать их иммунологическую защиту.

Образующиеся при расщеплении белков, углеводов и жиров мономеры — ами­нокислоты, моносахариды, моноглицериды и жирные кислоты — далее через эпи­телиоциты всасываются в кровь и лимфу.

Всасывание — прохождение продуктов конечного расщепления пищи (мономеров) через эпителий, базальную мембрану, сосудистую стенку и поступление их в кровь и лимфу. Гистофизиология всасывания продуктов расщепления белков, углеводов и жиров имеет некоторые особенности.

Всасывание жиров — наиболее изученный процесс. У человека большая часть липидов всасывается в двенадцатиперстной кишке и верхней части тощей кишки (рис.281). Главную роль в расщеплении липидов и их обра­ботке играют липазы (поджелудочной железы и кишечника) и печеночная желчь.

В кишечнике происходит эмульгирование жиров с помощью желчных кислот, поступающих с желчью, при этом образуются капельки величиной не более 0,5 мкм. Желчные кислоты являются также активаторами панкре­атической липазы, которая расщепляет эмульгированные триглицериды и диглицериды до моноглицеридов. Кишечная липаза расщепляет моноглице­риды до жирных кислот и глицерина. Расщепление происходит с помощью ферментов плазмолеммы и гликокаликса энтероцита. Жирные кислоты с короткой углеродной цепочкой (<10 С-атомов) и глицерин хорошо раство­ряются в воде и свободно всасываются, поступая через воротную вену в печень. Жирные кислоты с длинной углеродной цепью (>10 С) и моногли­цериды всасываются при участии солей желчных кислот, с которыми в зоне гликокаликса образуют мицеллы диаметром 4—6 нм. Мицеллы по размерам в 150 раз меньше, чем эмульгированные капли, и состоят из гидрофобного ядра (жирные кислоты и глицероиды) и гидрофильной оболочки (желчные кислоты, фосфолипиды). В составе мицелл жирные кислоты и моноглице­риды переносятся к всасывающей поверхности кишечного эпителия. Суще­ствует два механизма поступления липидов в эпителиоциты: 1) путем диф­фузии и пиноцитоза мицелл, далее происходит их внутриклеточный распад с высвобождением липидного компонента и желчных кислот, желчные кислоты поступают в кровь, а затем в печень; 2) только липиды мицелл поступают в эпителиоциты, а желчные кислоты остаются в просвете ки­шечника и далее всасываются в кровь. Имеет место постоянная рециркуляция желчных кислот между печенью и кишечником (энтерогепатическая циркуляция). В ней участвует основная масса желчных кислот — 85—90 % от общего их количества.

Мицеллы путем диффузии или микропиноцитоза проникают через плазмолемму и поступают в аппарат Гольджи, где происходит ресинтез жиров. К жирам присоединяются белки, и формируются липопротеиновые комплексы — хиломикроны. При введении с пищей небольших количеств жира в аппарате Гольджи накапливается в течение 1 ч небольшое количе­ство липидов, при введении больших количеств жира липиды в течение 2 ч накапливаются в аппарате Гольджи и в мелких пузырьках апикальной части энтероцитов. Слияние этих мелких пузырьков с элементами аппарата Голь­джи приводит к образованию крупных капель липидов.

В эпителиоцитах происходит ресинтез жиров, специфичных для данно­го вида животных; они поступают в цитоплазму большинства клеток и тка­ней. Ресинтез жиров из жирных кислот и моноглицеридов происходит с помощью ферментов (моноглицеридлипаза, глицеролкиназа), при этом образуются триглицериды (особенно глицерофосфолипиды). Глицерофосфо- липиды ресинтезируются в эпителиоцитах из жирных кислот, глицерина, фосфорной кислоты и азотистых оснований.

Холестерин поступает с пищей в свободном виде или в виде его эфи- ров. Фермент панкреатического и кишечного соков — холестеролэсте- раза — расщепляет эфиры холестерина на холестерин и жирные кисло­ты, которые всасываются в присутствии желчных кислот.

Ресинтезированные триглицериды, фосфолипиды, холестерин соединя­ются с белками и образуют хиломикроны — маленькие частицы диаметром от 100 до 5000нм (0,2—1 мкм). В них содержатся более 80 % триглицеридов, холестерин (8 %), фосфолипиды (7 %) и белок (2 %). Путем экзоцитоза они выделяются из эпителиоцитов на их латеральной поверхности, посту­пают в межэпителиальные пространства, в соединительнотканный матрикс и в лимфокапилляры. Из лимфокапилляров хиломикроны поступают в лим­фу грудного протока и далее в кровеносное русло. После приема жиров с пищей через 1—2 ч в крови повышается концентрация триглицеридов и появляются хиломикроны, через 4—6 ч их содержание становится макси­мальным, а через 10—12 ч — нормальным, и они полностью исчезают. Боль­шая часть хиломикронов поступает в лимфатические капилляры и немного в гемокапилляры. Липиды с длинными углеродными цепями поступают главным образом в лимфокапилляры. Жирные кислоты с меньшим числом углеродных атомов поступают в гемокапилляры.

Всасывание углеводов. Расщепление молекул гликогена и крахмала до мальтозы осуществляется а-амилазой поджелудочной железы и глюкози- дами. Далее мальтоза гидролизуется ферментом мальтазой на 2 молекулы глюкозы, а сахароза — ферментом сахаразой на молекулы глюкозы и фруктозы. Содержащаяся в молоке лактоза под влиянием фермента лакта- зы расщепляется на глюкозу и галактозу. Образующиеся моносахара (глю­коза, фруктоза и галактоза) всасываются энтероцитами и поступают в кровь.

Полисахариды и дисахариды (мальтоза, сахароза, лактоза), которые не подвер­гались расщеплению в полости кишки, гидролизуются на поверхности энтероцитов в процессе пристеночного и мембранного пищеварения. Для всасывания простых Сахаров необходимы ионы Na⁺, которые образуют комплекс с углеводами и посту­пают внутрь клетки, где комплекс распадается и Na⁺ транспортируется обратно. Процесс обеспечивается энергией за счет АТФ. Более 90 % всосавшихся моносаха­ридов поступает в гемокапилляры и далее в печень, остальные — в лимфокапилля­ры и далее в венозную систему.

Всасывание белков у новорожденных происходит с помощью пиноцито- за. Пиноцитозные пузырьки формируются между основаниями микровор­синок, транспортируются к латеральным стенкам (плазмолеммам) энтеро­цитов и путем экзоцитоза выделяются в межэпителиальное пространство и далее в сосуды. Таким способом всасываются из материнского молока у-гло- булины, обеспечивающие иммунную защиту новорожденного.

У взрослых расщепление белков начинается в желудке, а далее продол­жается в тонком кишечнике до образования аминокислот, которые всасы­ваются. В кишечном соке содержатся ферменты поджелудочной железы — протеиназы (трипсин, химотрипсин, коллагеназа) и пептидазы (кар- боксипептидаза, эластаза), собственные ферменты кишечника — энтеро­киназа (гликопротеид, синтезируемый в двенадцатиперстной кишке) и ряд пептидаз (аминопептидаза, лейцинаминопептидаза, трипептидазы, дипептидазы и др.).

Ферменты поджелудочной железы (трипсин, химотрипсин, эластаза) выраба­тываются в неактивной форме и становятся активными в тонкой кишке. Например, трипсиноген (неактивная форма) превращается в трипсин под влиянием эн- терокиназы, которая вырабатывается в кишечнике также в неактивной форме — в виде киназогена, активизирующегося под влиянием трипсина и ряда пептидаз. Трипсин гидролизует пептиды. Химотрипсин также активируется в кишечнике и гидролизует не только пептиды, но и ряд веществ, в которых содержатся группы с ароматическими аминокислотами — фенилаланином, тирозином, триптофаном.

Эластаза вырабатывается в форме проэластазы, которая в кишке акти­визируется и действует на эластин; карбоксипептидазы синтезируются в не­активной форме в поджелудочной железе, а в кишечнике активизируются; ами- нопептидазы синтезируются в неактивной форме в кишечнике, активируются трипсиномТаким образом, под воздействием трипсина и химотрипсина образу­ются различной длины пептиды и некоторое количество аминокислот, под воздей­ствием пептидазы обеспечивается дальнейший гидролиз пептидов до дипепти- дов и свободных аминокислот, под воздействием дипептидазы завершается расщеп­ление дипептидов до аминокислот.

Всасывание свободных аминокислот и их транспортировка осуществля­ются через энтероциты. Энергия для транспорта поставляется за счет био­химических реакций (например, за счет энергии движения Na⁺). Че­рез эпителий кишки происходит также всасывание воды с растворенны­ми в ней минеральными веществами, витаминов и некоторых других ве­ществ