Парентеральное и энтеральное питание

Становление проблемы парентерального питания (ПП) в России пришлось на 40-60-е гг. прошлого столетия.

В это же время за рубежом на основании результатов, полученных D.A. Guthbertson (1930) при изучении метаболических сдвигов при травме, активизировались работы по созданию белковых препаратов для ПП. Предложенная W.C. Rose в 1938 г. «идеальная аминокислотная смесь» была разработана на основе установленной им роли отдельных аминокислот в организме человека. Большое влияние на создание аминокислотных препаратов для ПП оказали также опубликованные W.C. Rose в 1938 г. данные о разделении аминокислот на заменимые и незаменимые. В этой области наибольшего успеха добился известный шведский ученый А. Wretlind, создавший в 1944 г. препарат «Аминозол», который надолго оставался одним из лучших зарубежных белковых гидролизатов для ПП.

Однако в нашей стране в это время теоретические аспекты научно обоснованной белковой составляющей ПП оставались недостаточно разработанными и базировались в основном на концепции Уипла о возможности использования плазменных белков в качестве источников азота и перестройки их в тканевые белки без глубокого расщепления. Этих же взглядов придерживались долгое время многие ученые и врачи. В 1940-е гг. с целью коррекции белковой недостаточности в России использовали сыворотку и плазму крови человека или животных. В большинстве лечебных учреждений при нарушении питательного статуса у больных прибегали к инфузиям препаратов цельного изогенного белка (ЦИБ) или сыворотки, полученных из крови крупного рогатого скота - ЛСБ (лечебная сыворотка Н.Г. Беленького) и БК-8 (кровезаменитель В.А. Белицера и К.И. Котковой). Применение препаратов ЛСБ и БК-8 к середине 1960-х гг. было прекращено ввиду анафилактических реакций при повторных инфузиях первого из них и появлении фибринолиза при инфузиях второго.

Вместе с тем еще в 1948 г. И.П. Разенков в эксперименте и клинике установил, что усвоение внутривенно введенного ЦИБ в виде плазмы или сыворотки происходит замедленно, путем сброса их через сосудистую и лимфатическую сеть в желудок и особенно в начальные отделы тощей кишки, где они подвергаются расщеплению пищеварительными ферментами до пептидов и аминокислот и в таком виде попадают вновь в сосудистое русло и печень. Тем не менее именно отсутствие среди ведущих отечественных ученых единых взглядов на процессы метаболизма белка и проблему ПП затормозило на много лет прогрессивный путь его развития. Однако к этому времени уже накопились убедительные данные о том, что нативный белок не может считаться средством белкового внутривенного питания. В силу этих и других причин отечественная медицинская промышленность так и не смогла обеспечить страну наиболее эффективными препаратами ПП.

Первая удачная попытка создания гидролизатов белковых кровезаменителей для ПП была осуществлена в 1942 году Н.А. Федоровым, А.С. Васильевым и М.А. Лисициным, создавшими практически неанафилактогенный препарат из казеина - коллоидный «Инфузин». Лабораторные серии этого препарата были с успехом применены в клинике, однако при переходе на опытно-промышленное изготовление коллоидный «Инфузин» стал давать пирогенные реакции, в связи с чем дальнейшее его производство было прекращено. В последующие годы технология получения белковых гидролизатов для внутривенного введения продолжала интенсивно разрабатываться.

Открытие механизмов биосинтеза белковой молекулы, ознаменовавшее вторую половину 1950-х и 1960-е гг. благодаря работам Ф. Крика и Д.Д. Уотсена, внесло окончательные коррективы в понимание принципиальных различий между компенсацией потерь внутриклеточного белка с помощью средств ПП и восполнением дефицита внеклеточного, плазменного белка путем внутривенного введения плазмы, растворов альбумина и протеина. Введенные внутривенно препараты ЦИБ без их расщепления до аминокислот не могут быть использованы для пластических целей и превращены в тканевые белки, поскольку для этого требуется 16-20 сут. Однако способность препаратов ЦИБ длительно циркулировать в сосудистом русле имеет значение для поддержания объема циркулирующей плазмы, онкотического давления крови, ее транспортной функции и улучшения гемодинамики.

Начиная со второй половины 1960-х гг., принцип дифференцированного подхода к использованию препаратов ПП и ЦИБ обеспечил возможность построения наиболее адекватных программ и схем интенсивной терапии при тяжелых ожогах, в плановой и экстренной хирургии, онкохирургии и многих других областях клинической медицины. За это время были созданы и широко применялись в клинической практике 3 типа белковых гидролизатов:

Помимо гидролизата казеина в 1953 г. Ю.Н. Кремер в Риге разработал технологию получения гидролизата фибрина и создан препарат «Фибриносол». Эти гидролизаты получили положительную оценку при лечении белковой недостаточности, сопровождающей различные патологические состояния, основные из которых - ожоги и онкологические заболевания. В 1970-е гг. была создана первая отечественная смесь кристаллических аминокислот - «Полиамин», а в 1990-е годы - «Аминодез».

В дело их создания и внедрения в клиническую практику большой вклад внесли ученые и практики:

В 1970-80-х гг. большое внимание было уделено улучшению качества отечественных гидролизатов путем их очистки от гумминовых веществ (осветленный гидролизат казеина), повышению содержания в них аминного азота («Инфузамин»), приданию им дезинтоксикационных свойств («Аминодез») и др. Все эти препараты доказали свою эффективность и были внедрены в практику.

Итоги первых клинических исследований 1950-60-х и начала 1970-х гг. в области изучения эффективности применения гидролизатов белка у больных с различной патологией были представлены монографиями и диссертационными работами Л.И. Герасимовой, В.И. Филатова, З.А. Чаплыгиной, Р.М. Гланца и Ф.Ф. Усикова, Г.Е. Соколовича, Е.Л. Перской; публикациями Д.М. Гроздова, А.П. Колесова и В.И. Немченко, Ю.Н. Кремера, Д.Б. Кривулиса, Ю.Н. Кремера и А.А. Шмидта. Физиологические аспекты парентерального белкового питания получили развитие в работах Н.А. Федорова и В.В. Львовой по изучению в эксперименте азотистого баланса при введении гидролизатов белка, а также в работах Г.К. Шлыгина и Ю.А. Сысоева, изучавших влияние парентерального введения гидролизатов белка на функции различных отделов пищеварительного тракта и др.

В 1968 г. А.Н. Филатов, З.А. Чаплыгина и М.Е. Депп опубликовали монографию по технологии получения и клиническому опыту применения белковых гидролизатов. В 1972 г. в Львове состоялась первая Всесоюзная конференция, посвященная вопросам ПП. В Риге в 1969-1972 гг. прошли три конференции по теории и практике ПП, а в 1977 г. - по биохимии и клинике ПП. В ЦОЛИПК в 1971 и 1973 г. состоялись Всесоюзные конференции по вопросам создания и клинического применения ПП. В 1976 г. в НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского прошел симпозиум, посвященный пути коррекции метаболических расстройств в экстренной и плановой хирургии. Все эти и другие научные форумы послужили прочной основой для широкого применения методов ПП в практической медицине.

Дальнейшее развитие проблемы ПП в нашей стране последовало в направлении изучения эффективности импортных питательных растворов, создания и применения отечественных растворов синтетических аминокислот и жировых эмульсий, обеспечивающих наиболее адекватное восполнение пластических и энергетических потребностей организма. Первые клинические исследования по комплексному применению импортных растворов синтетических аминокислот и жировых эмульсий в нашей стране были выполнены в 1966-1968 гг. у онкохирургических больных А.В. Суджяном и Л.И. Герасимовой, после чего постепенно они стали шире использоваться и при других патологических состояниях. Наиболее полно исследования по применению ПП представлены в монографии А.В. Суджяна и докторских диссертациях Ф.Э.О. Аббасова, И.А. Загрекова, Н.Б. Розановой, А.Ч. Мурадова и др.

В 1974 г. в ЦОЛИПК П.С. Васильев и В.В. Суздалева на основе закупленных в Японии синтетических аминокислот создали первые отечественные препараты, отвечающие международным стандартам, «Полиамин» и «Панамин». Под руководством В.П. Панова в 1990-х гг. был освоен опытно-промышленный выпуск «Полиамина» в Красноярске.

В 1950-60-е гг. весьма драматичного развивалась и проблема разработки и промышленного выпуска жировых эмульсий для ПП.

В различных странах (США, Германия, Швеция и др.) исследователи испробовали чуть ли не все растительные масла, но создать стабильную эмульсию не удавалось.

И вновь успех пришел к А. Wretlind. В его лаборатории при Каролинском институте в Стокгольме в 1957 г. была создана жировая эмульсия из соевого масла «Интралипид», успешно прошедшая все экспериментальные и клинические испытания. До сих пор «Интралипид» успешно применяется в клинической практике российских и зарубежных клиник.

В СССР, начиная с 1960 г., проводились исследования по созданию жировых эмульсий. В Ленинграде под руководством Л.Г. Богомоловой из кукурузного масла была создана жировая эмульсия «Липомаиз». К сожалению, клинические испытания показали ряд нежелательных побочных реакций на ее введение, в связи с чем препарат не получил выхода в практику. В последующем А.И. Шанская продолжила эти исследования и на основе соевого масла создала жировую эмульсию «Инфузолипол», получившую положительную оценку клиницистов. В 1980-е гг. в Львовском НИИ гематологии и переливания крови Б.В. Качаровский и В.Л. Новак на основе подсолнечного масла создали еще одну жировую эмульсию для ПП - «Липидин», также пригодную для клиники. Несмотря на многочисленные экспериментальные исследования, выпуск лабораторных партий жировых эмульсий из соевого и подсолнечного масла, клинические испытания, промышленный выпуск ни одного препарата не был налажен.

В России энтеральное питание (ЭП) начали применять в начале прошлого века. Больным с повреждением ротовой полости, глотки или пищевода пищу вводили в желудок через хирургическую стому или специальный зонд. В 1930-е гг. С.И. Спасокукоцкий и ряд его последователей успешно применили введение смеси легкоусвояемых продуктов (завтрак Спасокукоцкого) непосредственно в тонкую кишку во время операций или в ближайшем послеоперационном периоде.

Одним из первых в хирургической практике зондовое питание смесями, приготовленными из натуральных пищевых продуктов, известного состава и калорийности применил в 1960-70-е гг. Е.П. Курапов (1975). В НИИ СП им. Н.В. Склифосовского в это же время М.М. Абакумов с соавт. (1977) успешно применили ЭП у пациентов с повреждениями пищевода.

У нас в стране, благодаря традиционно продолжаемым со времен И.П. Павлова фундаментальным экспериментальным работам в области пищеварения и питания, выполненным за последние 30 лет, были сформированы оригинальная стратегия и тактика ЭП.

Существенный вклад в развитие отечественной гастроэнтерологии внесли работы академика А.М. Уголева, который в 1958 г. открыл мембранное пищеварение и стал основателем отечественной школы гастроэнтерологов. Бесспорная заслуга А.М. Уголева - созданная им на основании современных представлений о пищеварении и питании теория адекватного питания (1960), являющаяся, по сути, развитием и дополнением теории сбалансированного питания, разработанной академиком А.А. Покровским. К сожалению, основной вопрос о том, каким должен быть состав поликомпонентной смеси, вводимой в тонкую кишку, чтобы всасывание всех ее компонентов происходило с максимальной скоростью, имеющий непосредственно практическое значение, не был поставлен. Этот вопрос был успешно решен в экспериментальных исследованиях выдающегося отечественного физиолога профессора Ю.М. Гальперина, его сотрудников и учеников (1978-1989).

Опираясь на всемирно известные работы Е.С. Лондона по физиологии и биохимии пищеварения, выполненные в начале XX в. на полифистульных и ангиостомированных собаках в условиях хронических экспериментов, максимально приближенных к естественным, а также результаты фундаментальных исследований И.П. Разенкова о роли межуточного обмена между энтеральной и внутренней средой в поддержании гомеостаза состава химуса, Ю.М. Гальперин подтвердил феномен гомеостатирования энтеральной среды, открыл гетерофазное пищеварение и впервые обозначил роль слизистых наложений в деятельности пищеварительно-транспортного конвейера.

Результаты экспериментов, выполненные в 1976-1989 гг. в НИИ СП им. Н.В. Склифосовского, явились основанием для создания технического обеспечения, определения условий проведения зондового питания (Гальперин Ю.М., Попова Т.С., Каншин Н.Н.), разработки растворов и питательных смесей, имитирующих состав химуса, предназначенных для внутрикишечного питания (Гальперин Ю.М., Попова Т.С., Баклыкова Н.М., Костюченко Л.Н.), и способствовали широкому внедрению энтеральных инфузий и энтерального зондового питания в клиническую практику неотложных состояний. Профессора Ю.М. Гальперина по праву можно считать основоположником отечественного ЭП питания в России. Стратегия и тактика ЭП, предложенные им и развитые его учениками для тяжело пострадавших и хирургических больных, особенно в составе интенсивной терапии, во многом опередили время. Они нашли применение при спаечной тонкокишечной непроходимости (Тамазашвили Т.Ш., 1979), функциональной тонкокишечной непроходимости (Карасев Н.А, 1974), перитоните (Шрамко Л.У., 1981, 1984; Шестопалов А.Е., 1991), обтурационной непроходимости толстой кишки (Романов Л.А., 1984; Лебедев А.Г., 2005), сочетанной травме (Науменко А.М. с соавт., 1982; Лященко Ю.Н. с соавт., 1997), повреждениях пищевода (Абакумов М.М., Костюченко Л.Н., 1996), острых гастродуоденальных кровотечениях (Пахомова Г.В., Лебедев А.Г., Лященко Ю.Н., 1991).

Исследования по созданию отечественных смесей для зондового питания были начаты в 1970-е гг. Академиком А.А. Покровским с сотрудниками института питания РАМН разработаны «энпиты» - первые молочные питательные смеси. Однако лишь в 1983 г. профессором М.Ф. Нестериным с сотрудниками была создана первая полноценная отечественная сбалансированная смесь для энтерального зондового питания «Инпитан». Масштабные клинические испытания свидетельствовали о высокой клинической эффективности зондового питания с использованием этой смеси (Сысоев Ю.А. с соавт., 1988; Лященко Ю.Н. с соавт., 1989). Предложенный Ю.М. Гальпериным принцип имитации состава химуса при создании питательных смесей для внутрикишечного питания был использован в 1989 г. сотрудниками института скорой помощи им. Н.В. Склифосовского и Университета прикладной биотехнологии академиком РАСХИ, профессором И.А. Роговым и профессором Э.С. Токаевым при разработке состава и технологии промышленного выпуска питательных смесей «Оволакт» и «Композит». За разработку системы ЭП раненных и обожженных в 1989 г. Ю.М. Гальперин, Л.И. Герасимова, Т.С. Попова, А.И. Рогов и Э.С. Токаев были удостоены Государственной премии СССР.

Параллельно с выпуском питательных смесей и разработкой тактики их клинического применения у различных категорий больных в НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского профессором Н.Н. Каншиным и Л.З. Хазаном в Мытищинском КБ «Кабельной промышленности» созданы оригинальные 2- и 3-канальные силиконовые зонды, позволяющие выполнять декомпрессию, кишечный лаваж и внутрикишечное питание, и метод их проведения в просвет пищеварительного канала (3КС-21, 3КС-23, 3КС- 25 и др.) В 1979 г. в НИИ СП им. Н.В. Склифосовского создана первая в СССР группа парентерального и энтерального питания (рук. - к.м.н. А.М. Науменко, с 1982 г. - к.м.н. Ю.Н. Лященко). В 1991 г. создана первая клиническая лаборатория искусственного питания (рук. - Ю.Н. Лященко). В группе и лаборатории были выполнены пионерские для нашей страны исследования в разных областях искусственного питания, имеющие практическое значение. Разработаны критерии оценки статуса питания, определены чувствительные критерии оценки эффективности питательной поддержки, разработана и оценена в клинике тест-система для иммунохимического определения транстиретина в плазме крови, защищенная тремя патентами. Впервые в России разработаны компьютерные программы для принятия решений при проведении искусственного питания. Впервые разработаны основы организации проведения искусственного питания в многопрофильном стационаре скорой помощи, предложены нормативы обеспечения препаратами ПП и ЭП, принципы и организация искусственного (ПП и ЭП) питания. В 1997 году в Военно-медицинской академии была создана первая в Вооруженных силах СССР группа нутриционной поддержки больных (руководитель - проф. Луфт В.М.). Основными направлениями ее деятельности были не только системное внедрение в лечебный процесс клиник академии современных достижений нутритивно-метаболической терапии, но и оценка ее эффективности, а также разработка организационных подходов к реализации данного вида медицинского пособия на этапах медицинской эвакуации раненых и больных. В последующем (1998 г.), исходя из практического опыта работы указанной группы, И.Е. Хорошиловым была защищена докторская диссертация, посвященная клиническим и организационным аспектам нутриционной поддержки раненых и больных в лечебных учреждениях и на этапах медицинской эвакуации.

В 2005 г. в Санкт-Петербургском НИИ скорой помощи им. И.И. Джанелидзе была создана лаборатория клинического питания (руководитель - проф. Луфт В.М.), которая впервые в РФ по сути своей является штатной службой нутриционной поддержки больных.

В 2000 г. в г. Истра Московской области был построен единственный в России завод компании «Нутритек» по выпуску смесей для энтерального лечебного питания взрослых и детей. Завод отвечает самым строгим требованиям международных стандартов (ISO 9001:2008), что подтверждается наличием сертификата.

На сегодняшний день предприятием освоено промышленное производство широкого ассортимента современных смесей для диетического (лечебного) питания, в том числе для ЭП детей с 3 лет и взрослых с различными заболеваниями (при недостаточности питания, нарушениях функций ЖКТ и пищеварения, повреждениях костной системы, критических состояниях, онкологических заболеваниях, хронической печеночной недостаточности, острых и хронических заболеваниях почек и легких, диабете, нарушениях иммунного статуса и др.). По ряду позиций специализированные смеси компании «Нутритек» не имеют аналогов в мировой практике. Один из примеров - питательная смесь «ФТИЗИО» для больных с различными формами туберкулеза.

На все продукты линии «Нутриэн», основные из которых «Стандарт», «Форт», «Диабет», «Остео», «Иммун», «Фтизио», «Элементаль», «Пульмо», «Гепа», «Нефро», получены патенты. Главные соразработчики-медики - сотрудники НИИ СП им. Н.В. Склифосовского, института питания РАМН, Главный военный клинический госпиталь им. Н.Н. Бурденко.

В 1996 г. была образована Российская ассоциация парентерального и энтерального питания. Первым президентом ассоциации был избран профессор Валерий Петрович Панов (1996-2005). С 2005 г. Российская ассоциация парентерального и энтерального питания - член ESPEN (Европейской ассоциации клинического питания и метаболизма).

В 1998 г. образована региональная Северо-Западная ассоциация парентерального и энтерального питания (президент - профессор В.М. Луфт), а в 2001 г. - Урало-Сибирская ассоциация клинического питания (президент - профессор И.Н. Лейдерман).

Российская ассоциация парентерального и энтерального питания ежегодно с 1996 г. проводит Международные конгрессы. Гостями конгрессов, принимавшими участие в его работе, в разное время были президент ASPEN Джон Рембо, президенты ESPEN Йон Карпинтье, Олле Лунквист, Пьер Зингер, президент немецкой ассоциации парентерального питания Питер Фёст, президент английской ассоциации Алан Щенкин, президент испанской ассоциации Хешус Кулебрас, президент японской ассоциации профессор Огёссе, президенты чешской ассоциации Зденек Задек и Любош Соботка, выдающийся немецкий биохимик Георгий Креймер.

В 2005 г. ESPEN открыло обучающие курсы LLL (Life Long Learning - «Учеба длиною в жизнь»). Российская ассоциация получила право на обучение врачей по разработанным научным европейским комитетом программ. В 2009 г. во многом благодаря директору курсов LLL профессору Реми Майеру ведущие российские специалисты по клиническому питанию были сертифицированы ESPEN и получили право читать лекции по программе LLL, принимать тестовые экзамены, выдавать дипломы и сертификаты в соответствии с международным стандартом.

Благодаря достижениям выдающихся российских ученых, внесших значительный вклад в мировую теорию проблемы парентерально-энтерального питания, отечественная школа клинического питания продолжает развиваться.

Отечественные ученые, внесшие огромный вклад в развитие энтерального и парентерального питания в России:

Панов Валерий Петрович - первый президент Российской ассоциации парентерального и энтерального питания с 1996-2004 гг.

Герасимова Лариса Ивановна - первые отечественные работы по парентеральному питанию, исследование метаболизма у ожоговых больных, принципы энтерального питания обожженных.

Суджян Арам Вартанович - первые отечественные работы по парентеральному питанию в онкологии, создание лаборатории метаболизма и парентерального питания.

Лондон Ефим Семенович - впервые на полифистульных, ангиостомированных животных открыл феномен гомеостатирования химуса.

Разёнков Иван Петрович - открыл новое направление деятельности пищеварительной системы - участие желудочно-кишечного тракта в межуточном обмене, межорганный обмен пищевых веществ.

Покровский Алексей Алексеевич - теория сбалансированного питания.

Уголев Александр Михайлович - открытие мембранного пищеварения, теория адекватного питания.

Гальперин Юрий Морисович - открытие гетерофазного полостного пищеварения, исследование слоя слизистых наложений и флокулярных структур химуса, изучение закономерностей обмена пищевыми субстратами между энтеральной и внутренней средой.

Нестерин Михаил Федорович - создание и руководство первой экспериментальной лаборатории по искусственному питанию, разработал рецептуру, промышленный выпуск первой полноценной отечественной смеси «Инпитан»для зондового питания.

Костюченко Альфред Львович - автор первой отечественной монографии по энтеральному питанию, автор концепции искусственного лечебного питания в интенсивной медицине.

Круглик Владимир Иванович - руководитель проекта, ведущий технологразработчик первых отечественных промышленно выпускаемых питательных смесей для энтерального питания.

Список литературы

Вретлинд А., Суджян А.В. Клиническое питание. - Стокгольм.- М., 1990. - 354 с.

Герасимова Л.И., Лященко Ю.Н. История развития проблемы искусственного питания / Искусственное питание в неотложной хирургии и травматологии (ред. А.С. Ермолов, М.М. Абакумов). - М.: Триада-фарм, 2001. - C. 8-21.

Герасимова Л.И., Лященко Ю.Н. История становления и развития парентерального питания // Проблемы гематологии и переливания крови. - 2001. - № 4. - C. 51-62.

Лященко Ю.Н. Парентеральное питание: история, современное состояние и перспективы развития // Клиническое питание. - 2004. - № 2. - С. 25-29.

Лященко Ю.Н. Проблема энтерального и парентерального питания в хирургии // Вестн. интенсивной терапии. - 1998. - № 3. - С. 40-44.

Лященко Ю.Н. Энтеральное питание: история, современное состояние и перспективы развития проблемы. Часть I: История энтерального питания // Клиническое питание. - 2004. - № 3. - С 25-29.

Лященко Ю.Н., Петухов А.Б. История становления и развития проблемы энтерального питания // Вопросы питания. - 2000 - № 1-2. - С. 66-70.

Лященко Ю.Н., Петухов А.Б. История становления и развития энтерального питания /. В кн.: Лященко Ю.Н., Петухов А.Б. Основы энтерального питания. - М., Вега-Интел XXI, 2001. - С. 10-28.

Лященко Ю.Н., Рык А.А., Хватов В.Б. «Парентеральное питание у пациентов в критических состояниях: история становления и развития проблемы». Журнал им. Н.В. Склифосовского «Неотложная медицинская помощь». - 2013. - № 2. - С. 71-77.

Известно, что в успешной реализации любой клинической составляющей лечебного процесса весьма важная роль принадлежит должной ее организации. Многочисленные исследования свидетельствуют о том, что лечебное питание, оказывая целенаправленное воздействие на структурно-функциональные и метаболические процессы организма, способствует более быстрому подавлению патологического процесса, снижению фармакологической нагрузки на больных и достижению более быстрого их выздоровления.

Клиническое питание, представляющее собой процесс оптимального обеспечения различных категорий больных (пострадавших) необходимыми для жизнедеятельности организма нутриентами с помощью специальных методов и искусственно созданных питательных субстратов различной направленности, - составная часть лечебного питания. По сути, обеспечение больных (пострадавших) необходимыми питательными субстратами путем их введения через зонд или вену представляет собой искусственное лечебное питание (ИЛП).

Следует отметить, что если проблемы естественного диетического лечебного питания больных в большей или меньшей степени решаются, хотя и они требуют определенного совершенства, то искусственное лечебное питание пациентов, находящихся в критических состояниях, в большинстве лечебных учреждений не соответствует современным требованиям.

Нутритивная поддержка (НП) больных имеет два аспекта - клинический и организационный, каждый из которых, в свою очередь, включает несколько составляющих (табл. 2-1).

Необходимо отметить, что в настоящее время все составляющие клинического аспекта данной проблемы достаточно хорошо отработаны и нет никаких разумных причин не использовать их в повседневной клинической практике. Проведенный нами анализ практической реализации клинического питания в различных многопрофильных стационарах свидетельствует о том, что за последние годы среди большинства практических врачей появилось понимание важности и необходимости включения в интенсивное лечение тяжело больных (пострадавших) пациентов ранней нутритивно-метаболической терапии. Тем не менее до настоящего времени во многих лечебных учреждениях все еще не уделяется должного внимания многим ее составляющим. К недостаточно решаемым вопросам нутритивно-метаболической терапии относят следующие.

Это обусловлено несколькими причинами.

Наименее решенный и отработанный в подавляющем большинстве наших лечебных учреждений - организационный аспект данного вида медицинского пособия. В связи с этим уместно обратиться к зарубежному опыту организации лечебного питания больных. Современная организация лечебного питания больных в зарубежных госпиталях представлена на рис. 2-1.

Представленная схема убедительно показывает, какое большое значение при лечении больных в зарубежных госпиталях придается фактору питания. В крупных госпиталях в штате некоторых отделений имеются врачи-диетологи, осуществляющие индивидуализацию рациона питания пациентов с учетом целого ряда факторов, - возраста, патологического процесса, исходного состояния питания, вкусовых привычек и т.д., что, несомненно, улучшает не только качество лечения пациентов, но и качество их жизни. Особое внимание привлекает отдельно выделенная бригада нутриционной поддержки больных, предназначенная для проведения ИЛП.

В конце 1970-х-середине 1980-х гг. в крупных многопрофильных стационарах США и западноевропейских стран стали создаваться штатные и нештатные бригады нутриционной поддержки больных (nutritional support team). В состав этих бригад в зависимости от профилизации лечебных учреждений входили различные специалисты - реаниматологи, хирурги, диетологи, терапевты, клинические фармакологи и обязательно медицинские сестры. Количество стационаров, имеющих бригады нутриционной поддержки в некоторых европейских странах, представлено в табл. 2-2.

Основная задача создаваемых бригад - ранняя диагностика недостаточности питания у различных категорий больных с целью своевременного назначения им активной НП с использованием ЭП и ПП.

Проведенный анализ эффективности деятельности указанных бригад убедительно показал, что своевременно назначенная и адекватная НП больных с недостаточностью питания способствует снижению частоты послеоперационных инфекционных осложнений в 2-5, а послеоперационной летальности - в 5-7 раз.

В 1996 г. в Военно-медицинской академии была создана первая в России нештатная научно-практическая группа «Нутриционной поддержки пациентов» (руководитель - проф. Луфт В.М.), основными задачами которой стали:

Опыт группы, основанный на курировании более 800 больных и раненых с различными видами патологии, показал высокую клиническую и экономическую эффективность своевременно назначенной адекватной НП. Это проявилось уменьшением числа случаев необоснованного применения инфузионных препаратов крови и ее заменителей, а также аминокислотных смесей и жировых эмульсий, что достигалось за счет более раннего применения ЭП. Так, например, по данным И.Е. Хорошилова (1998), назначение адекватной НП в раннем послеоперационном периоде больным, оперированным на открытом сердце, способствовало снижению частоты осложнений (пневмонии, медиастиниты) в 5,2 раза, а средних сроков госпитализации - в 1,7 раза по сравнению с контрольной группой.

Таким образом, анализируя зарубежный и собственный опыт и оценивая эффективность ранней НП тяжело больных, можно с уверенностью констатировать несомненную клиническую и экономическую целесообразность широкого ее применения в качестве обязательной составляющей их интенсивного лечения. Однако активное и оптимальное внедрение клинического питания в повседневную клиническую практику, на наш взгляд, не может состояться без организации соответствующей штатной или нештатной службы (бригады) НП больных, в которую будут включены профессионально подготовленные по данной проблеме специалисты. Количественный и качественный состав бригады, по-видимому, должен определяться профилизацией и коечной емкостью конкретного лечебного учреждения.

Перечень документов, регламентирующих организацию и содержание лечебного питания в ЛПУ РФ, представлен в табл. 2-3.

В приложении №5 приказа Минздрава России № 330 «Инструкция по организации энтерального питания в лечебно-профилактических учреждениях» впервые была обозначена важная роль ЭП больных и необходимость создания в ЛПУ бригад нутриционной поддержки. В состав последних рекомендовалось включать анестезиологов-реаниматологов, гастроэнтерологов, терапевтов, хирургов и даже фтизиатров, прошедших специальную подготовку по ЭП. При этом остается не понятным, почему в «диетологическом» приказе, декларирующим важность ЭП и необходимость создания в ЛПУ бригад НП, в составе последних не нашлось места самим диетологам. Наряду с этим данное приложение содержит перечень показаний и противопоказаний для назначения ЭП, критерии оценки нарушений питания, специально разработанную карту наблюдения больных, получающих ЭП, а также характеристику некоторых зарегистрированных в РФ питательных смесей.

Члены бригады НП должны проводить занятия по вопросам ЭП с врачами ЛПУ, осуществлять консультативную помощь врачам других специальностей, а также анализ клинической и экономической эффективности энтерального питания больных. Указанный приказ регламентировал также и определенную организацию лечебного питания в ЛПУ, суть которой отражена на рис. 2-2.

Следует признать, что трактовка и реализация данного приказа вызвала определенные трудности. В последующие годы были приняты еще 4 приказа Минздравсоцразвития России, различные методические рекомендации и письма (см. табл. 2-3), в которых давались разъяснения изложенных положений, а также вносились различные изменения и дополнения в ранее принятую инструкцию по организации лечебного питания в ЛПУ, утвержденную приказом Минздрава России от 5 августа 2003 г. № 330. Рассматривались также статьи, по которым следует приобретать энтеральные ПС.

В настоящее время приобретение энтеральных ПС для лечебного питания, согласно приказам Минздравсоцразвития России от 10 января 2006 г. № 2 и от 26 апреля 2006 г. № 316 и в соответствии с Указаниями о порядке применения бюджетной классификации РФ, утвержденными Приказом Министерства финансов РФ от 21 декабря 2005 г. №152н (в соответствии с письмом Министерства юстиции РФ от 10 января 2006 г. № 01/32-ЕЗ), может осуществляться по статье 340 экономической классификации расходов бюджетов РФ «Увеличение стоимости материальных запасов» с отнесением готовых сухих специализированных смесей для лечебного питания к разделам как «продукты питания» (оплата продовольствия), так и «медикаменты и перевязочные материалы». Все жидкие готовые к употреблению ПС должны приобретаться с отнесением их только к разделу «медикаменты и перевязочные материалы».

Не излагая подробности вносимых изменений по каждому из нормативных документов, следует только отметить, что имеющиеся правовые документы, разъясняя важность для клинической медицины ЭП и декларируя необходимость создания в стационарах бригад НП тяжело больных и пострадавших, не регламентируют их штатное расписание.

Вместе с тем необходимо отметить, что НП больных - это динамический процесс, часто требующий применения не только ЭП, но и ПП. В связи с этим совершенно очевидно, что специалисты, входящие в состав соответствующих бригад, должны владеть соответствующими профессиональными знаниями и навыками в области обоих неразрывно связанных между собой методов клинического питания.

Наряду с этим НП больных не следует рассматривать как простое обеспечение больных необходимыми питательными субстратами, вводимыми в ЖКТ или внутривенно. Это еще и фармаконутриентная, а при необходимости и фармакологическая коррекция метаболических нарушений, а также дисфункции трофической цепи. По сути, это самостоятельный метод медицинского пособия, получивший название нутритивно-метаболической терапии, который требует соответствующей междисциплинарной профессиональной подготовки. К сожалению, следует констатировать, что преподавание вопросов клинического питания на факультетах первичной подготовки врачей практически отсутствует, а на курсах повышения квалификации врачей представлено крайне ограниченно (3-5% учебного времени).

Проведенное нами анкетирование врачей, которые в силу своей профессиональной деятельности должны владеть достаточной информацией и соответствующими навыками в области клинического питания тяжело больных пациентов, показало явную проблематичность качественной реализации его в ЛПУ.

Представляется, что реализация НП тяжело больных пациентов в ЛПУ может осуществляться по двум направлениям.

1 декабря 2005 г. приказом директора СПб НИИ скорой помощи им. И.И. Джанелидзе № 231 была создана штатная лаборатория (служба) клинического питания (ЛКП), на которую были возложены следующие задачи:

Руководителю лаборатории, наряду с научным сотрудником, был придан штат одной из палат интенсивной терапии (2,5 врачебные ставки, 4 ставки медицинских сестер и 1 ставка санитарки). Для обеспечения нутритивно-метаболической терапии тяжело больных (пострадавших) пациентов были созданы 3 врачебносестринские бригады. Организационная структура службы нутриционной поддержки СПб НИИ скорой помощи представлена на рис. 2-3.

Врач и сестра ежедневно принимают участие в утренних обходах больных, находящихся в реанимационных отделениях. В процессе обхода выявляются пациенты, нуждающиеся в проведении ранней энтеральной терапии и искусственного питания. После изучения врачом (руководителем бригады) истории болезни, получения информации о дальнейшей лечебной тактике, оценки текущего состояния больных (прежде всего, выраженности органной и метаболической дисфункции) принимается решение о необходимости назначения НП и выбирается основной питательный доступ.

Далее медицинская сестра по указанию врача осуществляет антропометрические измерения исходных показателей трофологического статуса отобранных больных (пострадавших) и заполняет на них соответствующую карту, внося в нее также и необходимые лабораторные показатели, после чего формулируется заключение об исходном трофологическом статусе пациентов.

Руководитель бригады осуществляет расчет потребностей пациентов в энергии и белке, выбирает необходимые питательные смеси и составляет протокол НП на ближайшие 2-3 дня. Наряду с этим определяется объем необходимого мониторинга за метаболическим ответом организма на субстратную нагрузку. Все изложенные выше позиции заносятся в историю болезни больного (пострадавшего) и в карту наблюдения за больным, получающим НП. Тактика и объем планируемой нутритивно-метаболической терапии больных обязательно согласуются с общей программой их лечения.

Реализация протокола субстратного обеспечения больных возлагается в дневное время на нутриционную медсестру, а в вечернее - на дежурную службу. Все пациенты, получающие НП, ежедневно осматриваются врачом-специалистом лаборатории, который вносит свои коррективы в протокол с учетом клинических проявлений патологического процесса и переносимости субстратной нагрузки.

При переводе больных в профильные отделения и сохраняющейся необходимости продолжения искусственного питания они передаются другой бригаде, курирующей эти отделения. При этом врач-специалист лаборатории обеспечивает консультативную деятельность во всех отделениях стационара, а медицинская сестра лаборатории в дневное время осуществляет реализацию его предписаний.

Назначение НП всем категориям больных осуществляется после обязательной консультации специалистов лаборатории. Выдача ПС, а также необходимых расходных средств технического обеспечения ИЛП происходит также через ЛКП.

В 2012 г., например, искусственное (зондовое и парентеральное) питание получали 1327 пациентов (в среднем 47 чел ± 5,1 в день - 5,8% от коечной емкости клинических подразделений института). При этом подавляющее большинство больных (1123 человек - 84,6%) получали зондовое питание, 125 человек - (9,4%) смешанное и 79 человек (6%) - полное ПП. Столь высокий процент зондового питания больных обусловлен широким применением практически у всех категорий тяжело больных (пострадавших) пациентов ранней энтеральной поддержки (терапии). Это позволяет у большинства из них оптимизировать полифункциональную деятельность ЖКТ и в течение ближайших 2-3 дней перейти на зондовое питание в необходимом объеме субстратного обеспечения.

В тех случаях, когда в течение 3 дней по тем или иным причинам (гастростаз, кишечный парез, желудочно-кишечное кровотечение и т.д.) не удается обеспечить более 50% от суточной потребности больных через энтеральный доступ, назначается дополнительное, а при необходимости и полное ПП. При этом обязательно с целью восстановления полифункциональной деятельности ЖКТ и последующего перевода больных на полное зондовое питание продолжаются мероприятия по энтеральной терапии. Наряду с этим варианты субстратного обеспечения больных могут видоизменяться в процессе их лечения (выполнение полостных операций, развитие инфекционных осложнений, образование свищей, кишечный парез и т.д.).

Многолетний опыт организации НП в СПБ НИИ скорой помощи им. И.И. Джанелидзе показал, что наибольше количество различных категорий больных (пострадавших), получающих НП, приходится на ОРИТ (72-76%). От 26 до 28% пациентов получают ИЛП в других лечебных отделениях, подавляющее большинство (92-95%) из которых находятся в хирургических отделениях и всего 5-8% в отделениях терапевтического профиля (чаще всего в неврологических). Наиболее часто НП получают больные (пострадавшие) с ожогами, тяжелой сочетанной травмой (включая черепно-мозговую), острым деструктивным панкреатитом и сепсисом.

Существующая точка зрения, что все больные, находящиеся в реанимационных отделениях, нуждаются в искусственном питании, не соответствует действительности. Как известно, средние сроки лечения больных (пострадавших) в зависимости от профилизации ОРИТ могут существенно отличаться. Так, например, в общехирургических ОРИТ института средняя продолжительность пребывания больных составляет около 4 сут. При этом количество пациентов, которые задерживаются в этих ОРИТ более 3 сут и реально могут нуждаться в назначении ИЛП, по нашим данным, составляет не более 30%. В то же время в ожоговой реанимации, где средние сроки интенсивного лечения пострадавших составляют 14-15 сут, потребность в назначении и проведении ИЛП имеется у 90% пострадавших.

Категории больных, которым в НИИ СП им. И.И. Джанелидзе наиболее часто требуется назначение длительной НП (более 15 дней), включают пациентов с тяжелыми ожогами, тяжелой сочетанной травмой (в том числе черепно-мозговой), острым деструктивным панкреатитом и сепсисом.

Приобретение ПС и расходных материалов, необходимых для обеспечения ИЛП, осуществляется согласно ежегодно подаваемой заявке в соответствии с принятым классификатором. Перечень применяемых нами питательных смесей и фармаконутриентов представлен в табл. 2-4.

Примечания:

Необходимые условия активного внедрения нутритивной поддержки в повседневную клиническую практику:

Таким образом, многочисленные публикации и накопленный опыт свидетельствуют о том, что своевременно назначенная нутритивно-метаболическая терапия тяжело больным (пострадавшим) пациентам способствует:

В настоящее время можно констатировать, что ИЛП больных достаточно хорошо разработано и апробировано, и нет никаких разумных причин не использовать его в повседневной клинической практике. Отсутствие своевременно назначенной оптимальной НП обусловливает высокую вероятность отсроченных проблем при лечении любой категории тяжело больных (пострадавших) пациентов.

Список литературы

Багненко С.Ф., Луфт В.М., Лапицкий А.В., Захарова Е.В. Организационные аспекты нутриционной поддержки в интенсивной медицине: реалии, возможности и стандарты // Скорая медицинская помощь, 2007. - № 3. - С. 37-43.

Основы клинического питания. Материалы лекций для курсов Европейской ассоциации парентерального питания / под ред. Соботки Л.: пер. с англ. - Петрозаводск: ИнтелТек, 2003. - 412 с.

Руководство по клиническому питанию / под ред. Луфта В.М., Багненко С.Ф. - СПб.: ART-XPRESS, 2013. - 449 с.

Kondrup J., Bak L., Steanbaek Hansen B., Ipsen B., Ronneby H. Outcomes from nutritional support using hospital food // Nutrition, 1998. - Vol. 14. - P. 319.

Общий план строения желудочно-кишечного тракта

Пищеварительная трубка включает:

Стенка пищеварительной трубки на всем ее протяжении построена по единому плану и состоит из 4 оболочек:

Слизистая оболочка (tunica mucosa) - наиболее важная часть кишечной трубки. В ней происходят основные процессы, связанные с перевариванием, всасыванием, секрецией, метаболизмом и иммунным контролем. В СО различают:

Эпителий, покрывающий СО, может быть многослойным или образовывать один слой клеток.

Рельеф поверхности СО и структура эпителия во многом зависят от действия внешних факторов. В ротовой полости, глотке, пищеводе поверхность СО уплощена и покрыта многослойным плоским эпителием, устойчивым к механическому и химическому воздействию пищи. В фундальном отделе желудка и толстой кишке, где условия пищеварения достаточно жесткие, СО также уплощена, имеет ямочную структуру поверхности и покрыта однослойным эпителием. СО тонкой кишки, где происходит переваривание и всасывание пищевых веществ, имеет более сложный рельеф - складки и ворсинки. Важная особенность структуры СО - формирование открытой (ямки и ворсинки) и закрытой (крипты и железы) частей. Открытая часть СО (кишечные ворсинки) может контактировать с содержимым просвета кишки, а в закрытую часть (крипты и железы) кишечное содержимое проникнуть не может. Устойчивость эпителия к повреждению и действию агрессивных внешних факторов обеспечивают высокая скорость регенерации, а также его способность секретировать в просвет кишки слизь, бикарбонаты, лизоцим, иммуноглобулины и др.

Собственная пластика (СП) (lamina propria mucosae) состоит из рыхлой волокнистой соединительной ткани и служит основой для формирования структуры и рельефа поверхности СО. В СП находятся мышечные и нервные волокна, кровеносные и лимфатические сосуды, обеспечивающие питание эпителия и транспорт всосавшихся пищевых веществ. Основную часть клеток СП составляют ретикулоциты и фибробласты, а также инфильтрирующие СП лимфоциты, плазматические и тучные клетки, лейкоциты, макрофаги, осуществляющие функцию иммунного контроля при всасывании пищевых антигенов и препятствующие проникновению во внутреннюю среду токсических веществ, вирусов и бактерий. Интенсивность инфильтрации СП СО иммунными клетками достаточно сильно варьирует и отражает не только характер и выраженность воспалительных изменений в СО, но также связана с защитным иммунным ответом на пищевые или бактериальные антигены. В этом случае увеличиваются объем СП и ширина кишечных ворсинок. Объем СП также может увеличиваться вследствие отека или нарушении оттока крови или лимфы.

Базальная мембрана (БМ) сформирована густой сетью эластических волокон. Она отделяет эпителиальный пласт от СП и образует еще один барьер - молекулярное сито на пути всасывающихся пищевых веществ, надмолекулярных комплексов и бактерий из межклеточного пространства эпителия в СП. Однако через БМ активно проникают лимфоциты, лейкоциты, макрофаги, образующие в ней каналы (фенестры) диаметром 2,5-4,0 мкм. БМ - структурная опора для эпителиальных клеток, на которой они адгезированы и вдоль которой продвигаются из крипт к люминальной поверхности СО. Толщина БМ обычно составляет около 1 мкм, но может увеличиваться в несколько раз.

Мышечная пластинка (МП) (lamina muscularis mucosae) образована тонким слоем продольных гладкомышечных клеток, которые лежат на границе СО и ПСО и перекрещиваются под разными углами. Другие - осевые пучки гладкомышечных клеток - располагаются в СО перпендикулярно базальной сети волокон. Такая конфигурация волокон МП обеспечивает движение СО в двух плоскостях:

Сокращение волокон МП обеспечивает движение СО, помогает осуществлению транспорта (всасывания и секреции) пищевых веществ в пристеночной области эпителия и в СО, более эффективной эвакуации веществ через кровеносные и лимфатические сосуды СО.

Подслизистая оболочка (ПСО) (tela submucosa) состоит из рыхлой соединительной ткани, где проходят кровеносные и лимфатические сосуды, а нервные волокна образуют подслизистое мейсснеровское сплетение. ПСО формирует основу складок СО желудка, тонкой и толстой кишки, причем при расширении кишечной трубки такие складки полностью не разглаживаются. В ПСО встречаются одиночные лимфоидные фолликулы, число которых зависит от особенностей иммунорегуляции, питания и состояния пищеварительной функции. В подвздошной кишке появляются групповые лимфоидные фолликулы - Пейеровы бляшки, распространяющиеся и на толстую кишку.

Мышечная оболочка (МО) (tunica muscularis) ЖКТ представлена в основном гладкомышечными клетками. МО полости рта, глотки, верхней части пищевода и дистальной части прямой кишки сформирована поперечнополосатыми мышечными клетками. В составе МО, как правило, имеются 2 слоя мышечных волокон: внутренний - циркулярный и наружный - продольный. При сокращении циркулярных мышц сужается просвет кишечной трубки, при сокращении продольных кишка укорачивается, а ее просвет расширяется, что образует перистальтическую волну. Ритмические сокращения разных слоев мышц МО способствует перемешиванию и продвижению пищевого комка и химуса вдоль кишечной трубки в разных направлениях. Тонус мышц влияет на объем просвета кишки: при повышение мышечного тонуса, объем кишки уменьшается, а при снижении - увеличивается. Между слоями мышц имеется тонкий слой соединительной ткани, где проходят кровеносные и лимфатические сосуды и нервные волокна, образующие межмышечное ауэрбаховское сплетение.

Морфологические типы строения слизистой оболочки

При количественной оценке структурных параметров СО с помощью морфометрии можно выделить целый ряд морфологических типов строения - морфотипов. СО разных отделов ЖКТ различается по:

Определение морфотипов разных отделов ЖКТ позволяет связать структуру СО с ее функциональными возможностями. Так, например, увеличение толщины СО и глубины желез тела желудка ведет к увеличению числа париетальных и главных клеток желез и повышению пищеварительного потенциала желудка. Уменьшение толщины СО и глубины («атрофии») желез тела желудка, напротив, сопровождается уменьшением численности популяции клеток желез и снижением пищеварительной функции желудка. При увеличении толщины СО тонкой кишки и высоты ворсинок увеличивается число эпителиальных клеток, активность кишечных ферментов и площадь пищеварительной и всасывательной поверхностей эпителия.

Ротовая полость и глотка

Ротовую полость, глотку и пищевод можно рассматривать как единую функциональную единицу, назначение которой заключается в захвате, механическом измельчении пищи с помощью зубов, смачивании пищи слюной, проглатывании и продвижении пищевого комка по пищеводу в направлении желудка. В ротовой полости происходит секреция слюны, содержащей электролиты, слизь, ферменты, иммуноглобулины. В течение короткого времени пребывания пищи в ротовой полости из нее в кровь могут всасываться отдельные пищевые субстраты (сахара, водорастворимые витамины, лекарственные и токсические вещества).

На этапе жевания пища разрезается зубами на куски и перетирается, что облегчает ее продвижение по пищеводу и переваривание в желудке. Процесс жевания осуществляется в основном как непроизвольный рефлекторный акт. Благодаря секреции слюны, которую стимулирует жевание, пища приобретает консистенцию, необходимую для проглатывания.

Глотание. Сформированный в ротовой полости пищевой комок проглатывается, проходя глотку и пищевод. Сам акт глотания включает 3 фазы: ротовую, глоточную и пищеводную. Ротовая фаза глотания носит произвольный характер, а продвижение пищевого комка в глотке связано с безусловным рефлексом. В норме взрослый человек совершает в сутки около 600 глотательных движений, из которых только около 200 происходят во время еды, еще 350 - в состоянии покоя, а 50 - во время сна.

Пищевод

Пищевод (oesophagus) - полая мышечная трубка длиной 25-27 см с толщиной стенки 3,5-5,6 мм. У новорожденного пищевод имеет длину 10-12 см и диаметр 0,4-0,9 см. МО пищевода развита слабо, желез в СО мало. Продольные складки появляются в возрасте 2-2,5 лет. К 12 годам длина пищевода увеличивается до 20-22 см, а диаметр - до 1,8-1,9 см. Давление в пищеводе на 4-5 мм рт.ст. ниже атмосферного, что облегчает проникновение в него пищи из глотки. В пищеводе различают 3 отдела.

СО пищевода представлена многослойным плоским эпителием (25-35 слоев клеток). СП образует многочисленные сосочки, которые вдаются вглубь эпителия и содержат кровеносные капилляры, обеспечивая его питание. СО образует 4-7 продольных складок. В составе ПСО находятся 300-500 альвеолярно-трубчатых желез, секретирующих слизь.

В верхней трети пищевода кольцевой и продольный мышечные слои состоят из поперечно-полосатой мускулатуры, в средней части мышечные волокна - смешанного типа, а в нижней трети - целиком состоят из гладких мышц, имеющих автономную иннервацию. Скорость перистальтической волны пищевода составляет 2-4 см/с, что обеспечивает прохождение пищи за 9 с. Скорость волны может колебаться в зависимости от плотности пищевого комка и положения тела. При вертикальном положении тела вода доходит до желудка за 1 с, слизистая масса - за 5 с, а твердая пища - за 9-10 с. По мере прохождения перистальтической волны давление в нижнем отделе пищевода достигает 30-120 мм рт.ст. Давление повышается с увеличением размеров пищевого комка и при глотании сухой пищи.

На нижний пищеводный сфинктер могут оказывать влияние разные факторы. Его давление повышается при увеличении внутрибрюшного давления, защелачивании желудочного сока, после приема белковой пищи и снижается после приема жирной пищи, шоколада, мяты, алкоголя, никотина. Повышают давление сфинктера гастрин, мотилин, вещество Р, панкреатический полипептид, вазопрессин, ангиотензин, а понижают секретин, холецистокинин, глюкагон, гастрин-ингибирующий пептид (ГИП) и вазоактивный интестинальный полипептид (ВИП). Давление сфинктера уменьшается под действием прогестерона, например, во время беременности, что может приводить к возникновению изжоги.

При ахалазии нарушается расслабление нижнего пищеводного сфинктера при глотании. В результате пища может задерживаться в нижней трети пищевода, и он растягивается (мезофагия). Одной из причин ахалазии могут быть изменения в ауэрбаховом сплетении. Другой вид патологии возникает при неполном закрытии нижнего пищеводного сфинктера (пролапс), когда содержимое желудка может забрасываться в пищевод (рефлюкс-эзофагит). Нарушение координации сокращений мышечной стенки пищевода - диффузный спазм пищевода - может вызвать острые загрудинные боли.

Желудок

Желудок (gaster) - расширенный и обособленный участок кишечной трубки. Его функция заключается в депонировании проглоченной пищи, ее деструкции и расщеплении с помощью соляной кислоты и ферментов, а также в формировании из пищевого комка химуса, поступающего затем в тонкую кишку. В желудке осуществляются начальные этапы гидролиза пищевых веществ с участием пепсина (расщепляет до 10% пептидных связей), липазы и ферментов слюны, продолжающих какое-то время работать в составе пищевого комка. Соляная кислота также инактивирует кишечные микроорганизмы, поступающие с пищей.

От пищевода желудок отделяет кардиальный сфинктер, а от двенадцатиперстной кишки - пилорический, регулирующий опорожнение желудка. Слева от входа желудок расширяется, формируя дно (свод). Правый, вогнутый край желудка, образует малую кривизну, а левый, выпуклый край - большую кривизну. Дистальная часть желудка сужается, образуя пилорический канал (привратник). В желудке выделяют 3 отдела.

Длина пустого желудка - 18-20 см, ширина- 7-8 см. Наполненный желудок увеличивается до 24-26 см в длину и до 10-12 см в ширину. Объем желудка варьирует от 1,5 до 4,0 л и является одним из факторов, определяющих его пищеварительный потенциал. Форма желудка и его объем могут изменяться в зависимости от объема принятой пищи и положения тела. Большую роль играет тип телосложения. При брахиморфном типе телосложения желудок имеет форму рога и располагается почти поперечно, при долихоморфном напоминает удлиненный чулок, расположенный почти вертикально, а при мезоморфном имеет форму крючка. У тучных людей часто происходит опущение желудка (гастроптоз).

Желудок новорожденного может иметь разную форму - цилиндра, бычьего рога или рыболовного крючка и только к 7-11 годам он приобретает форму, характерную для взрослого человека. Объем желудка новорожденного составляет около 50 мл, длина - 5 см, ширина - 3 см. К концу первого года жизни длина желудка увеличивается до 9 см, ширина - до 7 см, а объем возрастает до 250-300 мл, к 4 годам - 750 мл, к 12 годам - 1,3-1,5 л. В СО желудка новорожденных насчитывается около 200 тыс желудочных ямок, к 2 годам - 1,3 млн, а к 15 годам - 4 млн. С возрастом масса желудка меняется в среднем от 6,5 г у новорожденных до 155 г у взрослого (в 20 раз), объем - от 7 мл до 1500 мл и более (в 200 раз). У взрослых объем желудка может различаться в несколько раз. У детей на искусственном вскармливании желудок растянут, особенно в области передней стенки. По мере роста и развития ребенка происходит опускание желудка, в старческом возрасте желудок опускается еще больше.

Слизистая оболочка желудка имеет складчатую поверхность, образованную продольными, поперечными и косыми складками, образующими ячеистую структуру (рис. 3-1, см. вклейку). На поверхности СО имеются желудочные поля (размером от 1 до 6 мм), вокруг которых располагаются желудочные борозды (рис. 3-2, см. вклейку). Складчатость СО желудка не только увеличивает пищеварительную поверхность, но и позволяет желудку изменяться в объеме.

Структура СО желудка, его толщина, форма и размеры желез существенно различаются в разных отделах. В области дна и тела желудка, где секретируется основная масса соляной кислоты и пепсина, СО уплощена, ямочного типа (рис. 3-3, см. вклейку), а ее толщина может достигать 900 мкм (табл. 3-1). В антральном отделе желудка, где париетальные клетки, как правило, отсутствуют, СО представлена короткими ворсинками или извитыми валиками (рис. 3-4, см. вклейку), а ее толщина, как правило, составляет 500-600 мкм. При снижении секреторной функции желудка, например, при атрофии на поверхности фундального отдела вместо ямок могут появляться складки. При гиперсекреции соляной кислоты поверхность антрального отдела желудка, напротив, может сглаживаться и приобретать ямочную структуру.

В СО разных отделов желудка можно выделить две четко различающиеся между собой морфофункциональные зоны (рис. 3-5).

В составе желез различают 4 типа клеток:

В СО желудка слизистые клетки в среднем составляют 43% популяции, главные - 40%, париетальные - 12%, эндокринные - около 4%. В составе фундальных желез большинство составляют главные клетки, париетальных - в 2-2,5 раза меньше, и располагаются они в основном в апикальной части желез, что укорачивает путь соляной кислоты в просвет желудка. Быстрой эвакуации содержимого желез способствует сокращение продольных и базальных мышечных волокон МП, что ведет к выталкиванию достаточно агрессивного кислого секрета из просвета желез в полость желудка.

Главные клетки имеют цилиндрическую форму, в их цитоплазме присутствуют многочисленные гранулы, содержащие белковый секрет (пепсиноген и желудочная липаза). Секреторные гранулы главных клеток фундальных желез, вырабатывающих пепсиноген I типа, более крупные, чем гранулы главных клеток антральных желез, вырабатывающих пепсиноген II типа. Париетальные клетки больше главных по объему и имеют округлую форму. В их цитоплазме присутствует большое число митохондрий, везикул и извитых канальцев, что связано с выработкой ионов водорода, секрецией ионов хлора и рециркуляцией мембран (рис. 3-6). У разных людей число и соотношение париетальных и главных клеток существенно отличается, что приводит к большим различиям в секреции соляной кислоты и пепсина.

Мышечная оболочка желудка состоит из трех слоев гладкомышечных волокон:

Утолщение циркулярных мышц в области кардии образует кардиальный сфинктер. Его толщина зависит от формы желудка: у желудка в форме чулка он более узкий, но толстый, у желудка в форме рога сфинктер шире, но тоньше. В пилорическом отделе желудка утолщение циркулярных мышц образует пилорический сфинктер толщиной 3-5 мм.

Во время приема пищи мышечный тонус желудка снижается, и он растягивается. Расслабление мышц вызывают блуждающий нерв и холецистокинин. После приема пищи в желудке возникает перистальтическая деятельность, способствующая перемешиванию содержимого и формированию химуса. Под действием тонических сокращений мышечной стенки тела желудка - трехфазных циклических волн с частотой 3 в 1 мин (медленные волны) - пища продвигается в сторону привратника. В дистальном отделе желудка возникают сильные круговые перистальтические волны, проталкивающие содержимое в сторону пилорического сфинктера. Жидкость эвакуируется из желудка быстро. Твердые частицы пищи, как правило, не проходят через привратник до тех пор, пока не станут меньше 2-3 мм (90% частиц пищи, покидающих желудок, имеет размеры менее 1 мм). Более крупные частицы (более 3 мм) в период пищеварения с трудом выходят из желудка, но могут проходить через привратник в голодную фазу. В норме жирная пища, кислое и гиперосмолярное содержимое выходят из желудка медленнее, чем нейтральное и гипоосмолярное. Опорожнение желудка регулируется вегетативной нервной системой. Перистальтика усиливается под действием холецистокинина и гастрина и подавляется секретином, глюкагоном, вазоактивным интестинальным полипептидом (ВИП) и соматостатином.

Тонкая кишка

Тонкая кишка (intestinum) - наиболее важный и протяженный участок кишечной трубки, где практически полностью завершаются переваривание и всасывание пищи. В нормальных условиях всасывание основной массы пищевых веществ происходит на протяжении первого метра тонкой кишки, остальная часть кишки находится в резерве и подключается к работе при увеличении объема пищи, нарушении структуры и функции начального отдела тонкой кишки или при ускорении транзита пищи.

Тонкая кишка начинается от привратника и заканчивается Баугиниевой заслонкой. Ее длина колеблется от 3 до 8 м и зависит от возраста, характера питания и других факторов. Тонкая кишка ребенка первого года жизни имеет длину 1,2-2,8 м, что намного меньше, чем у взрослого. Однако в пересчете на 1 кг массы тела ребенка приходится 67 см тонкой кишки, тогда как у взрослого - около 8,5 см. Диаметр тонкой кишки к концу первого года составляет 16 мм. Длина тонкой кишки к 7 годам увеличивается до 5,2 м, а к 12 годам - до 5-6 м. У мужчин тонкая кишка длиннее, чем у женщин.

Тонкая кишка состоит из трех отделов:

Двенадцатиперстная кишка начинается от привратника и заканчивается изгибом, фиксированным к диафрагме мышцей и связкой (связка Трейца). Она изгибается в виде подковы вокруг головки поджелудочной железы и не имеет брыжейки, ее длина 24-30 см. У новорожденного двенадцатиперстная кишка имеет кольцевидную форму, ее изгибы формируются позже. Различают верхнюю горизонтальную (включая луковицу), нисходящую, нижнюю горизонтальную и восходящую части. Форма двенадцатиперстной кишки очень изменчива: наиболее часто (53%) встречается подковообразная форма, реже (39%) - углообразная. Луковица двенадцатиперстной кишки имеет 3-6 см в длину и 4 см в диаметре. Примерно в середине нисходящей части в кишку открываются проток поджелудочной железы и желчный проток, которые могут сливаться между собой с образованием ампулы, выступающей в просвет кишки (Фатеров сосочек).

Более 90% тонкой кишки приходится на тощую и подвздошную кишку, которые имеют брыжейку и образуют 14-16 петель. Петли тощей кишки лежат в левой верхней, а подвздошной - в правой нижней части брюшной полости и составляют соответственно 40 и 60% длины тонкой кишки. Морфологическая граница между тощей и подвздошной кишкой условная. Тощая кишка имеет более толстые стенки, ее просвет шире, а ворсинки длиннее и располагаются более плотно, чем в подвздошной. Диаметр тощей кишки составляет 3-5 см и уменьшается в дистальном направлении, что связано с разной функциональной нагрузкой.

Особенности эмбриогенеза, иннервации, кровоснабжения и оттока лимфы в тонкой кишке дают основание разделить ее на две морфофункциональные единицы:

Слизистая оболочка тонкой кишки включает эпителий, СП и МП. Эпителий в норме занимает более 50% объема СО, около 5% занято мышечной пластинкой, остальная часть приходится на СП. Главный опорный элемент СП - сеть ретикулиновых волокон, формирующих базальную мембрану эпителия. В кишечных ворсинках кровеносные капилляры непосредственно прилегают к базальной мембране, что облегчает проникновение всосавшихся пищевых субстратов в кровь.

Толщина СО тонкой кишки варьирует крайне широко - от 300-475 мкм при гипотрофии («атрофии») до 675-900 мкм и более в случае гипертрофии СО (табл. 3-2). Изменение толщины СО тонкой кишки может быть связано с изменениями функциональной нагрузки, действием трофических, патологических или наследственных факторов.

Рельеф поверхности СО тонкой кишки характеризуется высокой степенью складчатости (рис. 3-7, см. вклейку), представленной на трех уровнях:

Спиральные, или круговые складки (складки Керкринга) (рис. 3-8, см. вклейку) начинаются через 2-3 см после пилорического сфинктера (небольшие продольные и круговые складки имеются уже в луковице двенадцатиперстной кишки, а в постбульбарном отделе формируются продольные складки). Складки имеют полулунную форму, занимают 50-75% окружности просвета кишки и могут целиком охватывать кишку или образовывать спираль, имеющую 2 или 3 витка. Высота складок колеблется от 3 до 15 мм. Остов складок образует ПСО, причем при заполнении кишки складки не исчезают. В верхнем отделе тонкой кишки складки более крупные, в дистальном направлении число складок и их размеры уменьшаются, и в середине подвздошной или в ее конце они исчезают. Крупные пологие складки могут образовываться и при перистальтике. Циркулярные складки способствует перемешиванию химуса, а часть его может задерживаться в глубине складок.

Кишечные складки увеличивают площадь пищеварительной поверхности СО тонкой кишки примерно в 3 раза, кишечные ворсинки - в 6-8 раз, а микроворсинки энтероцитов - еще в 30-60 раз. Если с учетом длины тонкой кишки площадь пищеварительной поверхности составляет около 0,33 м² , то складки увеличивают ее до 1 м² , кишечные ворсинки - до 6-8 м² , а микроворсинки энтероцитов - до 200 м² и более. Складчатость - один из способов упаковки большой поверхности СО:

Складчатость внутренней поверхности кишечной трубки позволяет легко изменять объем ее просвета.

Ворсинки - основная структурная и функциональная единица тонкой кишки, представляют собой микроорганные образования со своим сосудистым, мышечным и нервным аппаратом. В тонкой кишке может быть до 4-5 млн ворсинок. В каждой ворсинке находится сеть кровеносных капилляров, сформированная по фонтанному типу, а в центре расположен лимфатический синус (на тонкую кишку приходится 10-15% кровотока) (рис. 3-9). В тонкой кишке человека имеются простые пальцевидные, языковидные, листовидные и извитые ворсинки протяженностью до 1-2 мм (рис. 3-10, см. вклейку), которые всегда располагаются поперек оси кишечной трубки. В начальном отделе тонкой кишки встречаются ворсинки разной формы, в подвздошной кишке кишечные ворсинки, как правило, имеют пальцевидную форму.

Высота ворсинок варьирует в широких пределах - от практически нулевых значений в случае полной атрофии при целиакии до 500-700 мкм при гипертрофии СО. Выделяют диапазоны:

При атрофии ворсинок на поверхности СО формируются ямки или короткие извитые валики (рис. 3-11, см. вклейку), которые можно увидеть лишь при исследовании тонкой кишки под стереомикроскопом. Высота ворсинок зависит от толщины СО тонкой кишки: при увеличении толщины СО развивается гипертрофия ворсинок, а при уменьшении - гипотрофия или субатрофия ворсинок. В луковице двенадцатиперстной кишки ворсинки могут быть короткими (вплоть до субатрофии), что связано с забросом кислого содержимого. Высота ворсинок тонкой кишки, также как и толщина СО, постепенно снижается в дистальном направлении в связи с уменьшением функциональной нагрузки. При нарушении пищеварения и всасывания в верхних отделах тонкой кишки может развиваться гипертрофия СО подвздошной кишки с увеличением высоты ворсинок до 800-900 мкм. Общее число, форма и длина ворсинок могут изменяться при изменении характера питания. Высота ворсинок в каждом отделе тонкой кишки, как правило, одинаковая. Однако при гипертрофии СО ворсинки могут иметь разную длину (рис. 3-12, см. вклейку).

Кишечные крипты - закрытые и защищенные от внешней среды базальные участки эпителиалия. Само слово крипта означает «закрытое». Защите от проникновения в крипты пищевых субстратов и бактерий также способствует секреторная активность крипт, которые также называют либеркюновыми железами. Эпителий крипт секретирует в просвет кишки электролиты, гликопротеины слизи, секреторные иммуноглобулины, лизоцим и другие вещества. Основное назначение кишечных крипт - обеспечение условий для регенерации энтероцитов за счет деления стволовых клеток, находящихся в нижней трети крипт. После завершения митотического деления начинается миграция энтероцитов из крипт к вершине ворсинок, в ходе которой происходят дифференцировка и созревание клеток.

Несмотря на то что в норме высота ворсинок тонкой кишки превышает глубину крипт в 1,5-3,5 раза, энтероцитов в криптах больше, чем на ворсинках, поскольку на одну ворсинку приходится несколько крипт. Всего насчитывается 150 млн крипт (на 1 мм² СО тонкой кишки находится 80-100 крипт диаметром 70 мкм). Глубина крипт в норме составляет 150-200 мкм и колеблется от 100 мкм до величины, близкой к толщине СО (при атрофии ворсинок). Увеличение глубины крипт связано не только с пролиферацией эпителия, но и с адаптацией кишки в ответ на неблагоприятные условия пищеварения (энтероциты в составе крипт защищены от внешнего воздействия). Гипертрофия крипт часто возникает в СО луковицы и постбульбарного отдела двенадцатиперстной кишки при гиперсекреции соляной кислоты.

Эпителий СО тонкой кишки - однослойный цилиндрический с выраженной полярностью клеток, среди которых преобладают всасывающие клетки (около 90%) с характерной щеточной каймой - микроворсинками апикальной плазматической мембраны (рис. 3-13). Во всасывающих клетках хорошо развита цитоплазма с большим числом везикулярных и мембранных структур, а также с сильно извитой латеральной плазмалеммой. На поперечном срезе эти клетки имеют форму шестигранника, высота их колеблется от 24 до 39 мкм, а ширина - от 6 до 9 мкм (эти параметры зависят от тонуса осевых мышечных волокон). Основная функция этих клеток - всасывание и транзитный транспорт пищевых веществ из просвета кишки во внутреннюю среду организма (межклеточное пространство эпителия).

Второй по величине пул энтероцитов составляют бокаловидные клетки, вырабатывающие слизь. Число их колеблется в пределах 1-0,5% и возрастает в дистальном направлении, 0,5% приходится на эндокринные клетки и клетки Панета. В основании крипт располагаются стволовые клетки, дающие начало всем популяциям энтероцитов. В составе эпителиального пласта могут находиться клетки, мигрирующие туда из СП. К ним прежде всего относят лимфоциты, а также эозинофилы, макрофаги и некоторые другие мононуклеарные клетки. В норме на 100 энтероцитов может приходиться от 15 до 30% межэпителиальных лимфоцитов. Их число увеличивается при пищевой непереносимости (пищевой аллергии), воспалительных заболеваниях кишечника, нарушении микробиоценоза, при гельминтозах и др. Наибольшее количество межэпителиальных лимфоцитов (100-150%) отмечают при целиакии.

Регенерация и обновление эпителия. СО тонкой кишки - высоко динамичная система, очень быстро реагирующая на изменения функциональной нагрузки. В основе механизма адаптации лежит высокая скорость клеточного обновления кишечного эпителия. В тонкой кишке человека в течение 1 мин образуется от 10 до 60 млн энтероцитов, одновременно такое же число клеток гибнет в результате апоптоза. Большое значение имеют:

Цикл деления в криптах продолжается около 24 ч, через сутки энтероциты появляются у основания ворсинок, а еще через 2-3 дня выходят на ее вершину, где завершают свой жизненный цикл и слущиваются в просвет кишки. В тощей кишке время клеточной миграции составляет 4-5 дней, в подвздошной - 3 дня, что связано с меньшей длиной ворсинок. Полное обновление эпителиальных клеток происходит каждые 5-6 дней. По мере продвижения энтероцитов от основания крипт к вершине ворсинки происходят дифференцировка и созревание клеток. При увеличении скорости миграции энтероцитов на вершину ворсинок могут выходить не до конца созревшие клетки.

Интенсивное обновление кишечного эпителия вызвано необходимостью поддержания пула энтероцитов, которые быстро вырабатывают свой ресурс в результате пищеварительной нагрузки, и мало зависит от состава транспортируемых веществ.

В тех отделах ЖКТ, где пищеварительная нагрузка на эпителий высокая, увеличивается размер пролиферирующей популяции клеток, сокращается цикл пролиферации и ускоряется темп миграции клеток, что ведет к увеличению числа энтероцитов и высоты ворсинок. С увеличением функциональной нагрузки в процессы всасывания включается большее число энтероцитов за счет клеток середины и нижней трети ворсинок, а также дистальных участков тонкой кишки. При этом пищеварительные и транспортные возможности каждого энтероцита ограничены. Поэтому при увеличении функциональной нагрузки скорость обновления кишечного эпителия возрастает, а при ее уменьшении, например, при использовании легкоусвояемых элементных диет или при полном ПП и голодании, снижается, что ведет к уменьшению общего пула клеток, снижению высоты ворсинок и площади пищеварительной поверхности эпителия. Резекция тонкой кишки вызывает увеличение пролиферации эпителия и гипертрофию СО. Высокую скорость пролиферации и миграции клеток отмечают у больных целиакией при полной атрофии ворсинок («гиперрегенераторная атрофия»).

Скорость пролиферации и миграции энтероцитов изменяется с возрастом. У новорожденных время генерации и продолжительность миграции клеток сравнительно велики. При переходе с грудного на обычное питание эти показатели скачкообразно меняются, когда возникает необходимость компенсировать увеличение пищеварительной нагрузки на тонкую кишку. При этом уменьшается время генерации и ускоряется миграция энтероцитов. Однако при ранней отмене грудного вскармливания и задержке созревания СО тонкой кишки время генерации кишечного эпителия остается недостаточно высоким, что проявляется сохранением гипотрофии СО тонкой кишки и снижением высоты ворсинок. В СО желудка это проявляется уменьшением глубины желез и снижением пищеварительной функции желудка. С течением времени пролиферативная активность в СО тонкой кишки и СО желудка возрастает, что ведет к нормализации структурных параметров тонкой кишки и желудка, а также функции пищеварения и всасывания. С началом старения время генерации кишечного и желудочного эпителия снова увеличивается, а миграция клеток замедляется.

Полостное пищеварение - наиболее мощный фактор, оказывающий влияние на структуру СО тонкой кишки и скорость клеточной пролиферации. Важную роль в регуляции активности пролиферации эпителия играет панкреатическая и билиарная секреция. Гипертрофия СО возникает при увеличении секреции энтероглюкагона. Более выраженный трофический эффект оказывают гастрин и холецистокинин, тогда как секретин и кортикостероиды обладают антитрофическим действием. При этом решающее значение имеет чувствительность эпителия к тому или иному гормону. Иммунная система влияет на пролиферацию кишечного эпителия двояко, стимулируя или, наоборот, ингибируя эти процессы.

Микрополиповидные образования. Увеличение скорости пролиферации эпителия должно сопровождаться развитием стромы и наоборот. Если это равновесие нарушается, а пролиферация начинает превалировать над апоптозом, то в СО тонкой кишки образуется избыток энтероцитов, которые перестают укладываться на поверхности ворсинок. В результате в СО могут появляться пальцевидные и листовидные выросты эпителия на разном уровне ворсинок, а также в криптах - микрополиповидные образования (рис. 3-14) Они не имеют стромы, лишены кровеносных капилляров, поэтому эпителиальные клетки микрополипов достаточно быстро деградируют и слущиваются в просвет кишки. Подобные структуры можно наблюдать в СО желудка в составе слизистого эпителия и желез, а также в СО толстой кишки.

Мышечная оболочка тонкой кишки состоит из внутреннего циркулярного и наружного продольного слоев гладких мышц. Мышечные волокна в обоих слоях располагаются косо относительно длины кишки, поэтому направление волокон спиральное.

Это приводит к тому, что при сокращении мышц образуется перистальтическая волна, распространяющаяся по спирали, обеспечивая лучшее перемешивание химуса. В МО тонкой кишки спонтанная ритмическая деполяризация возникает периодически и может генерировать медленные волны, основной ритм которых в двенадцатиперстной и подвздошной кишки составляет 12 и 8 сокращений в минуту соответственно. При средней скорости перемещения химуса 1-4 см/мин первая волна химуса достигает слепой кишки за 2-4 ч. Скорость продвижения химуса снижается в ряду углеводы-белки-жиры, что связано с необходимостью обеспечить их более полное переваривание и всасывание. Стимулируют кишечную моторику мотилин, ВИП (блокируя тормозное действие ацетилхолина на циркулярные мышцы), гастрин, холецистокинин, блуждающий нерв, пища. В тонкой кишке имеется несколько типов перистальтики.

Мышечный аппарат слизистой оболочки. Если всасывание пищевых веществ через эпителий носит активный характер, то транспорт веществ из просвета кишки к поверхности эпителия через мощный пристеночный слой слизи, через цитоплазму энтероцитов и далее в СП СО объясняют диффузией. Расчеты показывают, что процессы диффузии достаточно медленные, чтобы обеспечить всасывание пищевых веществ как по скорости, так и по объему. Между тем в СО тонкой кишки имеется механизм, способный ускорить продвижение веществ через диффузионные барьеры. Этот механизм связан с сократительной активностью гладкомышечных волокон МП СО.

Сокращение волокон МП СО происходит циклически.

Таким образом, с помощью циклических процессов сокращения и релаксации гладких мышц кишечных ворсинок облегчается перенос пищевых веществ с потоком жидкости из просвета кишки к поверхности эпителия, продвижение пищевых субстратов в СП, а также их движение в крови и лимфы в капиллярах СО. Этот же механизм обеспечивает кишечную секрецию, формирующуюся в криптальной зоне СО. Поэтому нарушение моторики в СО тонкой кишки способно полностью блокировать всасывание пищевых веществ и активную кишечную секрецию при сохранении структурной целостности кишечного эпителия.

Толстая кишка

Толстая кишка (intestinum grassum) играет заключительную роль в пищеварительном конвейере. В ней завершаются переваривание и всасывание пищи и эндогенных субстратов, а также происходит переваривание устойчивых к гидролизу пищевых веществ (резистентных крахмалов, пищевых волокон), в котором принимают участие кишечные микроорганизмы.

Толстая кишка - дистальный участок кишечной трубки, 120-160 см в длину и 6-9 см в диаметре. Она ограничена илеоцекальным клапаном и анальным сфинктером, состоящим из внутреннего кольца гладких мышц (непроизвольный сфинктер) и внешнего кольца поперечнополосатых (произвольный сфинктер). Толстая кишка новорожденного короткая - 63 см, к 3 годам она достигает 70 см, а к 10 годам - 118 см. В толстой кишке выделяют следующие отделы (рис. 3-16).

Илеоцекальный клапан. Переход подвздошной кишки в слепую - илеоцекальное отверстие - представляет собой участок тонкой кишки длиной 4 см, ограниченный двумя полулунными складками, выходящими в просвет слепой кишки (рис. 3-17). Этот переход образует илеоцекальный клапан (баугиниевую заслонку), регулирующий эвакуацию пищи из тонкой кишки. Клапан имеет вид воронки, узкая часть которой выходит в просвет слепой кишки. При растяжении дистального участка подвздошной кишки сфинктер открывается и пропускает химус из тонкой кишки в толстую. При повышении давления в слепой кишке илеоцекальный клапан смыкается, что делает невозможным обратный заброс химуса.

Слизистая оболочка толстой кишки образует значительное число поперечных полулунных складок высотой 1-2 см, а также вздутий - гаустр и перетяжек, формирующихся в результате сокращения МО. Поверхность СО сглажена, ямочного типа с криптами, глубиной от 250 до 700 мкм. СО толстой кишки покрывает однослойный призматический эпителий, представленный тремя типами клеток: эпителиальными (всасывающими клетками), бокаловидными (секретирующими слизь) и эндокринными. Эти клетки в течение 5-7 дней мигрируют со дна крипт на поверхность СО, где завершают свой жизненный цикл и слущиваются в просвет кишки. СО содержит достаточно большое число плазматических клеток и лимфоидных фолликулов, часть из которых может располагаться и в ПСО.

Переваривание и всасывание в толстой кишке. Во время продвижения по кишечнику химус теряет воду, концентрируется и превращается в каловые массы. В сутки в слепую кишку вместе с остатками пищи поступает 1-1,5 л жидкости, 90% которой всасывается в толстой кишке (может всасываться до 5 л жидкости), и только 100 мл выводится с калом. То же касается электролитов (Na+ и Cl^- ). Вода и электролиты всасываются в толстой кишке против градиента концентрации и осмотического градиента, что происходит с участием всасывающих клеток. В сутки в слепую кишку поступает 150 ммоль Na+, из которых 147 ммоль всасывается, и только 2-4 ммоль оказывается в составе кала. Из 60 ммоль Cl^- всасывается 58 ммоль. Напротив, из 5-10 ммоль К+ с калом выводится в 2 раза больше - 10-15 ммоль, что свидетельствует о том, что К+ секретируется в просвет кишки. С поверхности эпителия в просвет кишки активно секретируются бикарбонаты, благодаря чему каловые массы в норме имеют слабощелочную реакцию.

В процессах пищеварения в толстой кишке активное участие принимает кишечная микрофлора, которая переваривает и утилизирует все, что поступает в кишку. Кишечные бактерии включаются в пищеварение, начиная с двенадцатиперстной кишки, их количество нарастает в дистальном направлении. В результате около половины пищевых волокон рациона может расщепляться в тонкой кишке. В ЖКТ обнаружено более 600 видов бактерий, масса которых может достигать 1-1,5 кг, а их доля в составе кала составляет 30-75% сухого вещества.

Мышечная оболочка толстой кишки имеет свои особенности. От восходящей до сигмовидной кишки продольный слой мышц состоит из трех полос (тений) шириной 0,8 см. Благодаря тонусу этих мышц и сокращениям циркулярных мышц в кишечнике образуются вздутия (гаустры), которые чередуются с перетяжками. Начиная с сигмовидной кишки продольный мышечный слой становится сплошным.

Сокращение МО толстой кишки может иметь поступательный - пропульсивный характер и непропульсивный, когда движение происходит как в проксимальном, так и в дистальном направлении. При этом сокращаются циркулярные мышцы двух соседних сегментов кишки (гаустр). Простые сокращение гаустр составляют более 90% всей моторики толстой кишки. Истинная перистальтическая волна возникает изредка, когда содержимое кишки продвигается на 20 см как в дистальном, так и в проксимальном направлении. Несколько раз в день может происходить «перистальтический бросок», когда содержимое кишки продвигается на большое расстояние из оболочной кишки в сигмовидную. Активизация непропульсивных сокращений может приводить к спастическим запорам. Ослабление сократительной активности, напротив, ассоциируется с возникновением жидкого стула, который всегда связан с частыми пропульсивными сокращениями МО.

Время полного транзита химуса по толстой кишке составляет 24-36 ч, хотя его фрагменты могут проходить кишечник значительно быстрее. Время транзита от слепой кишки до сигмовидной может составлять 18-20 ч, а от сигмовидной до прямой - около 12 ч. Скорость транзита по толстой кишке возрастает при увеличении в пище растительных волокон, связывающих воду и оказывающих стимулирующее влияние на МО. Так, например, среднее время транзита по толстой кишке у жителей Африки занимает 36 ч (масса кала - 480 г), а у европейцев - 72 ч (масса кала - 100 г). У женщин время транзита на 8 ч больше, чем у мужчин.

Сокращение МО стимулирует парасимпатическая система (ацетилхолин), что вызывает образование медленных волн, частота которых выше, чем в тонкой кишке, и возрастает в дистальном направлении. От восходящей к нисходящей кишки частота медленных волн составляет 6 сокращений в мин, в слепой и сигмовидной кишке она меньше, однако в прямой кишке увеличивается до 17 в мин. Нейроны межмышечного сплетения вызывают расслабление мышечных волокон МО. При нарушении межмышечных нервных ганглиев или их отсутствии возникает состояние тонического сокращения в пределах иннервируемого сегмента мышц (болезнь Гиршпрунга). В результате сегментарного мышечного спазма задерживается продвижение содержимого кишечника, участок толстой кишки растягивается (мегаколон). Межмышечные нервные сплетения содержат и стимулирующие холинэргические, и пептидэргические волокна (вещество Р и соматостатин).

Расслабление мышц вызывает симпатическая система (норадреналин). На моторику кишки может влиять и ЦНС. При этом агрессия и стресс повышают мышечный тонус кишки, а депрессия, страх, печаль, напротив, снижают тонус мышц. На моторику влияют состав пищи, а также гормональные факторы: усиливают моторику гастрин и холецистокинин, а секретин и глюкагон ее угнетают. Высококалорийная пища с большим количеством жира усиливает моторику, а углеводы и белки на нее не влияют, поскольку почти полностью усваиваются в тонкой кишке. Моторная активность толстой кишки начинается уже через 10 мин после приема пищи, что связано с выбросом ацетилхолина, гастрина и холецистокинина.

Представления о работе системы пищеварения были сформулированы физиологами в начале XX в. (И.П. Павлов и его ученики), которые рассматривали пищеварение в ЖКТ как последовательность процессов расщепления (гидролиза) пищевых веществ в просвете кишки (полостное пищеварение). Позже в процесс пищеварения были включены эпителиальные клетки тонкой кишки, которые могли продолжать гидролиз всосавшихся пищевых веществ (внутриклеточное пищеварение). В дальнейшем эстафету физиологической школы И.П. Павлова подхватили следующие поколения отечественных физиологов.

В конце 1940-х гг. И.П. Разенков впервые высказал идею о роли системы пищеварения не только в переваривании и всасывании пищи, но и в «межуточном обмене» и о возможности «рециркуляции пищевых веществ» между внутренней средой и ЖКТ.

В 1950-60-х гг. А.М. Уголев расширил представления о последовательности процессов пищеварения в тонкой кишке, выделив возможность гидролиза пищевых веществ на апикальной мембране энтероцитов, которое было названо «пристеночным (контактным) пищеварением» (рис. 3-18). В последствие оно получило название «мембранное пищеварение». А.М. Уголев также впервые высказал идею о «сопряжении мембранного пищеварения и трансмембранного транспорта» пищевых субстратов, которая легла в основу теории мембранного пищеварения и положения о «пищеварительно-транспортном конвейере».

Пищеварение в тонкой кишке было разделено на 3 последовательных этапа.

А.М. Уголев также выделил 2 потока нутриентов в ЖКТ:

В настоящее время известно, что микроорганизмы ЖКТ, масса которых может достигать 1-2 кг, принимают активное участие в пищеварении и вырабатывают витамины, аминокислоты, короткоцепочечные жирные кислоты и множество других пищевых и биологически активных веществ.

В начале 1980-х гг. Ю.М. Гальперин в своих работах убедительно показал существование «гетерофазного пищеварения» в просвете тонкой кишки с участием флоккул слизи и сформулировал идею о гидролизе пищевых веществ в пристеночном слизистом слое (ПСС) - «слое слизистых наложений» (рис. 3-19). Флоккулярные структуры впервые были обнаружены в химусе двенадцатиперстной кишки животных (Синещёков А.Д., 1965). Они образуются при попадании кислого желудочного содержимого (pH 1-2) желудка в щелочную среду двенадцатиперстной кишки (pH 7-8) в присутствии высоких концентраций гликопротеинов. При этом флоккулы составляют около 70% объёма всей плотной фазы химуса и являются структурами жидкокристаллического типа с выраженной периодичностью строения. Сразу же после образования они начинают фиксироваться на поверхности пищевых частиц и образуют агломераты, внутри которых и происходит переваривание этих частиц.

Открытый и описанный феномен полостного гетерофазного гидролиза существенно дополнил представления о механизмах переваривания рационов при их непосредственном введении в тонкую кишку. Было установлено, что полостное пищеварение гетерофазно и осуществляется на границе раздела фаз при формировании флоккулярных структур, являющихся матрицей, способной иммобилизировать гидролитические ферменты, которые при этом увеличивают свою активность. Данный феномен положен в основу ещё одного из принципов энтеральной коррекции - принципа соответствия условиям гетерофазного полостного пищеварения. В условиях патологии (перитонит, гастрэктомия) вследствие нарушения закисления энтеральной среды флоккулы теряют свою активирующую функцию. В этом случае показано применение препаратов, имитирующих натуральные флоккулярные структуры, например, флокозима^♠ или введение в состав энтеральных смесей пищевых волокон определённой химической структуры, обеспечивающих внутрипросветный гетерофазный гидролиз нутриентов.

Пристеночный слизистый слой

ПСС сформирован вязкоэластичным слизистым гелем, 95% которого составляет вода. Слизистый гель полностью занимает пространство между ворсинками и располагается над их вершинами, создавая мощный, непрерывный диффузионный барьер, ограничивающий доступность для веществ из просвета кишки к поверхности эпителиальных клеток и к основанию ворсинок (рис. 3-20). Над люминальной поверхностью ворсинок тонкой кишки толщина ПСС может достигать нескольких сотен мкм и возрастает в дистальном направлении. Основной структурный и функциональный компонент ПСС - слизь, секретируемая слизистыми клетками желудка, бокаловидными клетками кишечного эпителия, а в двенадцатиперстной кишке - еще и бруннеровыми железами.

Слизь в значительной степени определяет структуру и свойства ПСС, его вязкость и проницаемость для пищевых веществ, бактерий и надмолекулярных комплексов. Не менее важное свойство муцинов - их высокая сорбционная емкость, обусловленная присутствием в составе слизи субстрат-связывающих белков, секреторных и сывороточных иммуноглобулинов, мембранных структур энтероцитов, бактерий. ПСС - неотъемлемая часть СО и отличается от внутриполостной среды составом, pH и рядом других свойств. Секреция бикарбонатов ведет к защелачиванию пристеночной среды, в результате чего на поверхности ворсинок формируется градиент pH. Если величина pH химуса составляет 5,0-7,0, то вблизи апикальной мембраны энтероцитов - 8,0-9,0. Нарушение кровоснабжения СО очень быстро смещает значения pH ПСС в кислую сторону.

В течение длительного времени ПСС рассматривали лишь как защитный слой или диффузионный барьер, свойства которого обусловлены высокой вязкостью слизистого геля и гидродинамическими показателями прилегающего к поверхности кишечной трубки так называемого неперемешиваемого водного слоя. В настоящее время ПСС считают важным звеном пищеварительно-транспортного конвейера на этапе между полостным и мембранным пищеварением. В составе ПСС находится значительное количество панкреатических, мембранных и внутриклеточных ферментов энтероцитов. Удельная активность энтероцитарных ферментов в ПСС на 1-2 порядка превышает таковую в жидкой фазе энтеральной среды. Более половины от суммарной активности большинства кишечных ферментов определяются в плотной фракции пристеночной слизи, что указывает на возможность связывания ферментов с муцином, везикулярными и мембранными структурами слущенных клеток и частицами пищи. Анализ радиального распределения кишечных ферментов между химусом, ПСС и кишечным эпителием показывает, что на долю ПСС приходится не менее 10%, при этом мембранных ферментов здесь находится в 1,5-2,5 раза больше, чем лизосомальных и митохондриальных ферментов энтероцитов. Однако в мембранном пищеварении могут участвовать не более ¹/₃ ферментов, так как около их половины находится в энтероцитах кишечных крипт, а 20% - в клетках нижней трети ворсинок. Таким образом, в ПСС может быть сосредоточено до 30% пула кишечных ферментов конечных стадий гидролиза.

Гомеостатирование энтеральной среды

Важнейшая функция ЖКТ - гомеостатирование энтеральной среды, физиологический смысл которого заключается в том, что независимо от химического состава поступающей в ЖКТ пищи состав химуса всегда будет оставаться постоянным. Гомеостазирование выравнивает осмотическое давление, обеспечивает оптимальные условия для полостного пищеварения и формирует оптимальные по составу транспортные потоки пищевых субстратов из просвета кишки в кровь, обеспечивая интенсивное и пропорциональное всасывание нутриентов.

Само понятие гомеостатирования энтеральной среды появилось благодаря работам выдающихся отечественных физиологов И.П. Разенкова, А.Д. Синещёкова, Г.К. Шлыгина и другие, которые определили участие ЖКТ в обмене веществ, а также благодаря работам школы Ю.М. Гальперина, экспериментально показавшим механизмы гомеостатирования, а также участие в гоместатировании феномена полостного гетерофазного гидролиза на флоккулярных структурах.

Оценка гомеостатических возможностей ЖКТ особенно важна при проведении энтерального зондового питания (при непосредственном введении смесей в тонкую кишку). Эталонный состав для обеспечения интенсивного и пропорционального всасывания в тонкой кишке - химус. Необходимо учитывать функциональные возможности кишечника по усвоению нутриентов, непосредственно введенных в кишечник через стому или зонд, а также осмотичность энтеральных смесей, которая не должна превышать 300-400 мосм, а электролитный состав должен соответствовать таковому в химусе.

Жирнокислотный состав смесей также целесообразно адаптировать относительно эталонной среды - химуса. Оптимальная глубина гидролиза пищевых веществ в составе смеси должна обеспечивать соотношение поли-, олиго- и мономеров, аналогичные химусу. Для повышения калорийности применяемая смесь может быть сгущена, однако сухой остаток не должен превышать 20% массы, так как лишь в этом случае еще возможно гомеостазирование энтеральной среды за счет реакций адаптации и поступления в нее эндогенных компонентов. В современной хирургии в последнее время начала внедряться fast-track-технология быстрой реабилитации оперированных больных, один из компонентов которой - раннее начало обычного питания. В этом случае особенно важна предварительная оценка состояния гомеостатической функции, что позволяет избежать при её выраженных нарушениях таких осложнений, как несостоятельность анастомозов, перитонит, замедление всасывания, кишечная недостаточность.

Везикулярный транспорт

В начале 1980-х гг. отечественные ученые (Морозов И.А. и др.) сформулировали идею и экспериментально обосновали концепцию об универсальном «везикулярном механизме всасывания» пищевых веществ в эпителии тонкой кишки.

В процессе всасывания пищевых веществ перед эпителиальными клетками тонкой кишки стоит задача обеспечить быстрый транзитный перенос через цитоплазму большого количества самых разнообразных веществ, исключающий возможность дезорганизации работы клетки. Природа решила такую сложную проблему достаточно простым и изящным путем - с помощью эндоцитоза и везикулярного транспорта. Аналогичный транспортный механизм работает и в других клетках организма человека, которые специализируются в транзитном переносе веществ - эндотелии капилляров, эпителиальных клетках почечных канальцев, плаценты, желчного пузыря и др. По расчетам каждый энтероцит, помимо собственных нужд, обеспечивает питанием несколько тысяч соматических клеток организма. При этом основной поток всасывающихся веществ проходит через эпителиальные клетки транзитом, и только очень небольшая их часть может включаться в метаболизм энтероцитов, а концентрация всасывающихся веществ в цитоплазме клеток никогда заметно не увеличивается. Это свидетельствует о том, что транзитный транспорт веществ в энтероцитах проходит по закрытому от цитоплазмы - везикулярному каналу. Основа для образования потока транспортных везикул (рис. 3-21) - структура апикальной мембраны, которая образует микроворсинки.

Структура и функция микроворсинок. Микроворсинки энтероцитов («щеточная каемка») - регулярные пальцевидные выросты апикальной плазматической мембраны (рис. 3-22). Каждый энтероцит имеет примерно 1500-2000 микроворсинок, которые лежат очень плотно, на расстоянии 10-20 нм. Из-за гексагональной упаковки микроворсинок между ними имеются каналы диаметром до 50-60 нм, в которые могут проникать не только мономеры пищевых субстратов, но и макромолекулы, более крупные надмолекулярные частицы, липидные мицеллы. Следует подчеркнуть, что длина микроворсинок энтероцитов изменяется и в ходе жизненного цикла клеток: микроворсинки недифференцированных клеток крипт короткие, широкие и редкие, их длина растет по мере дифференцировки клеток. Наиболее высокие они у полностью дифференцированных энтероцитов, находящихся в средней трети ворсинок (около 1-1,5 мкм при ширине 0,1 мкм), но затем их длина начинает уменьшаться. У энтероцитов на вершине ворсинок микроворсинки наиболее короткие. В тощей кишке площадь микроворсинок одного энтероцита нижней трети ворсинки составляет 24,2 мкм² , средней трети - 27,1 мкм² и верхней трети - 17,9 мкм² . Таким образом, в процессе жизненного цикла энтероцитов длина микроворсинок и соответственно площадь апикальной мембраны уменьшается, что может быть связано с расходом мембранного материала на образование эндоцитозных транспортных везикул. При этом увеличивается поверхность латеральной плазмалеммы энтероцитов в результате переноса материала мембраны с апикальной на латеральную.

Важная особенность структуры микроворсинок энтероцитов - присутствие сократительных актиновых филаментов - цитоскелета, определяющего способность микроворсинок сокращаться и двигаться в продольном и поперечном направлениях, подобно кишечным ворсинкам. Сокращение осевых филаментов сопровождается образованием эндоцитозных везикул от основания микроворсинок (рис. 3-23). Одновременно от боковой поверхности микроворсинок могут отпочковываться секреторные везикулы. Ингибиторование цитоскелета микроворсинок цитохалазином D, а системы микротрубочек колхицином способно блокировать всасывание глюкозы и других пищевых субстратов в тонкой кишке.

Везикулярный транспорт - очень быстрый транспортный механизм, скорость которого может достигать 7,5 мкм/с, а время транзитного переноса веществ через энтероцит - 2-5 с. Таким образом, везикулярный перенос веществ может осуществляться практически мгновенно, тогда как диффузия этих веществ через цитоплазму энтероцита происходит очень медленно. Следует подчеркнуть, что везикулярный механизм транспорта формирует упорядоченные и регулируемые транспортные потоки веществ в энтероците (рис. 3-24), не нарушая процессы метаболизма, что неизбежно в случае массированного трансмембранного потока самых разных пищевых субстратов.

Путем эндоцитоза и везикулярного транспорта становится возможным перенос через эпителиальный барьер тонкой кишки во внутреннюю среду организма самых разных веществ, размер которых превышает диаметр мембранных пор - пептидов, нерасщепленных белков и пищевых антигенов, липопротеинов, панкреатических ферментов, фармакологических препаратов, энтеротоксинов бактерий и др.

С помощью электронной микроскопии установлено, что путем эндоцитоза в организм могут проникать наночастицы коллоидного серебра, лантана, ферритина, торотраста и др.

Пищеварительно-транспортный конвейер

Отечественные ученые (Морозов И.А., 1988) расширили представления и о пищеварительно-транспортном конвейере, разделив его на 5 последовательных этапов (рис. 3-25).

Гидролиз всосавшихся пищевых субстратов во внутренней среде организма можно назвать эндогенным пищеварением (парентеральным пищеварением). Процессы эндогенного пищеварения также затрагивают гидролиз макромолекул эндогенного происхождения, например, ксенобиотиков, пищевых антигенов, иммунных комплексов, фрагментов разрушенных клеток, энтеротоксинов и др. В гидролизе этих веществ могут принимать участие не только внутриклеточные ферменты клеток-фагоцитов (внутриклеточное пищеварение). Клетки могут секретировать гидролитические ферменты в кровь или в межклеточное пространство (полостное пищеварение). При этом расщепление макромолекул может происходить и на мембране лейкоцитов, гистиоцитов и других клеток (мембранное пищеварение).

Последовательный (конвейерный) принцип пищеварения позволяет одновременно решать несколько задач:

Мембранное пищеварение. На апикальной мембране всасывающих клеток в основном находятся ферменты конечных стадий гидролиза (дисахаридазы, щелочная фосфатаза, энтерокиназа, аминопептидаза, дипептидазы и др.) (рис. 3-26), а сорбирующиеся - на мембране из просвета кишки, например, панкреатические ферменты. Следует отметить, что эти ферменты присутствуют и на апикальной мембране всасывающих клеток колоноцитов. Однако пищеварительный потенциал толстой кишки значительно ниже, чем тонкой. Действие мембранных ферментов может продолжаться внутри эпителиальных клеток тонкой и толстой кишки (внутриклеточное эндовезикулярное пищеварение). В эпителиальных клетках в процессы гидролиза и биотрансформации всасывающихся веществ могут подключаться и другие группы внутриклеточных ферментов, а также лизосомальные гидролазы.

Мембранные ферменты всасывающих клеток находятся в составе гликокаликса микроворсинок, представляющих собой олигосахаридные цепи встроенных в мембрану гликолипидов и гликопротеинов толщиной 2,5-5 нм, расположенных над поверхностью микроворсинок энтероцитов (рис. 3-27). Толщина его на боковой поверхности микроворсинок составляет около 20 нм, а на апикальной - 50-100 нм.

Концевые углеводные цепи гликопотеинов могут ветвиться и содержат сиаловую кислоту и сульфатированные сахара, которые при физиологических значениях pH несут отрицательно заряженные группы, придавая общий отрицательный заряд всему гликокаликсу. Благодаря этому свойству микроворсинки энтероцитов могут выступать в роли ионообменника, обладая большим сорбционным потенциалом.

Установлено, что анионные сайты гликокаликса отличаются подвижностью и могут образовывать скопления на поверхности микроворсинок при связывании с различными веществами, а также перемещать сорбированные вещества к основанию микроворсинок. Связывание пищевых веществ с гликокаликсом и со связывающими сайтами мембранных ферментов оказывает решающее влияние на скорость и селективность всасывания в тонкой кишке. Формирование гликокаликса происходит в энтероцитах крипт с очень высокой скоростью.

Высокий сорбционный и гидролитический потенциал апикальной мембраны энтероцитов, обусловленный исключительно большой поверхностью, превращает ее в «пищеварительный реактор», где одновременно могут расщепляться самые разные пищевые субстраты. Скорость мембранного гидролиза определяется не только высокой сорбционной емкостью апикальной мембраны, но и быстрым переходом продуктов гидролиза с её поверхности внутрь клетки. Такая слаженная работа ферментных и транспортных систем апикальной мембраны энтероцита позволила А.М. Уголеву сформулировать идею о «сопряженном пищеварительно-транспортном конвейере», результат работы которого - трансмембранный перенос продуктов гидролиза в клетку с помощью трансмембранных белков-переносчиков. Сохраняя идею пищеварительно-транспортного конвейера, можно рассматривать транспорт веществ через апикальную мембрану энтероцитов с иных позиций: продукты гидролиза могут покидать мембрану и в составе транспортных везикул.

Количество и активность мембранных ферментов существенно различается у разных людей и не всегда зависит от длины ворсинок и числа энтероцитов. Дистрофические изменения и повреждение кишечного эпителия сопровождаются снижением активности мембранных ферментов. Один из наиболее лабильных мембранных ферментов - лактаза, недостаточность которой часто встречается при целиакии и вирусных энтеритах.

Таким образом, питательная поддержка больного должна решать не только задачи преодоления дефицита пищевых веществ, но и вопросы коррекции пищеварительной функции:

Питание больного, проводимое без учета функционального состояния системы пищеварения, вслепую, часто оказывается неудачным или недостаточно эффективным. Поэтому для оптимизации питания необходимо обеспечить нормальную работу системы пищеварения.

Список литературы

Анатомия человека. Т. 1 / Под ред. М.Р. Сапина. - М.: Медицина, 2001. - 640 с.

Гальперин Ю.М., Лазарев П.И. Структура пищеварительно-транспортных процессов в просвете тонкой кишки. Препринт. - Пущино, 1984. - 30 с.

Гальперин Ю.М., Лазарев П.И. Пищеварение и гомеостаз. - М.: Наука, 1986. - 304 с.

Кушак Р.И. Пищеварительно-транспортная система энтероцитов. - Рига: Зинатне, 1983. - 304 с.

Лысиков Ю.А. Структура и состав пристеночного слоя тонкой кишки // В кн. Структура и функция слизистого слоя тонкой кишки. - М., 1998. - С. 88-108.

Морозов И.А. Гипотеза единого механизма всасывания пищевых веществ в тонком кишечнике // Теоретические и практические аспекты изучения питания человека. Т. 1. - М., 1980. - С. 59-60.

Морозов И.А., Лысиков Ю.А., Хвыля С.И. Везикулярный транспорт нутриентов в тонкой кишке при естественном питании // Вопр. питания. - 1985. - № 3. - С. 42-49.

Морозов И.А., Верина Т.Ю. Ингибиторный анализ роли цитоскелета энтероцитов во всасывании пищевых веществ в тонкой кишке // Физиол. журн. им. И.М. Сеченова. - 1993. - Т. 79. - № 6. - С. 48-56.

Морозов И.А., Воротынцева Т.И., Замолодчикова Т.С. Иммунохимическое выявление места синтеза и секреции дуоденазы; ее функциональная роль в протеолитическом конвейере // Физиол. журн. им. И.М. Сеченова. - 1996. - Т. 82. - № 5-6. - С. 114-120.

Разенков И.П. Новые данные о физиологии и патологии пищеварения (Лекция). - М.: АМН СССР, 1948. - 462 с.

Уголев А.М. О существовании пристеночного (контактного) пищеварения // Бюлл. экспер. биол. - 1960. - Т. 49. - № 1. - С. 12-17.

Уголев А.М. Эволюция пищеварения и принципы эволюции функций: элементы современного функционализма. - Л.: Наука, 1985. - 543 с.

Физиология всасывания. Руководство по физиологии. - Л.: Наука, 1977. - 668 с. Физиология человека. Т. 4 // Под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. - М.: Мир, 1986. - 312 с. Хэм А., Кормак Д. Гистология. Том 4. - М.: Мир, 1982. Volkheimer G. Persorption. - Stuttgard: Thieme, 1972. - 77 p.

Питание оказывает прямое воздействие на структурно-функциональные и метаболические процессы, происходящие в организме, являясь средством либо профилактики, либо фактором риска развития многих заболеваний.

Пищевые вещества, или нутриенты, - составные части пищевых продуктов, которые организм использует в пластических целях и для получения энергии. Выделяют 2 группы пищевых веществ:

К макронутриентам условно относят основные пищевые вещества (белки, жиры и углеводы), при окислении которых образуется энергия, необходимая для обеспечения функциональной деятельности организма. Макронутриенты необходимы человеку в достаточно больших количествах (десятки и сотни граммов).

Микронутриенты включают витамины и минеральные вещества. Потребность человека в микронутриентах составляет миллиграммы или микрограммы. Эти вещества не являются источниками энергии, но большинство из них принимают участие в регуляции практически всех биологических процессов, происходящих в организме.

Обмен веществ - комплекс биохимических и энергетических процессов, обеспечивающих потребности организма в пластических и энергетических веществах за счет нутриентов. Сложные химические вещества (белки, жиры, углеводы) расщепляются в пищеварительном тракте на более простые (аминокислоты, жирные кислоты и глюкоза). Они поступают в кровь, ткани и клетки, подвергаясь дальнейшим превращениям (аэробному окислению) с выделением энергии и образования продуктов распада - азотистых соединений, CO₂ и H₂ O. В процессе этого происходит использование продуктов окисления для синтеза аминокислот и других важных метаболитов. Аэробное окисление сочетает в себе элементы распада и синтеза и является связующим звеном в обмене белков, жиров, углеводов и других веществ (рис. 4-1, см. вклейку).

Обмен веществ состоит из двух противоположных, одновременно протекающих процессов.

Разницы между «строительными» и «энергетическими» молекулами не существует. В среднем у человека каждые 80 дней меняется половина всех тканевых белков, ферменты печени обновляются через 2-4 ч. С обменом веществ неразрывно связан обмен энергии в организме. Живые организмы постоянно нуждаются в энергии для выполнения различного рода работы - механической, электрической (разность потенциалов в тканях и клетках), химической (синтез и распад веществ). Обмен веществ - высокоинтегрированый и целенаправленный процесс, в котором участвует много ферментативных систем, обеспеченный сложнейшей регуляцией на разных уровнях. Клеточный метаболизм выполняет 4 основные специфические функции.

Расщепление основных веществ в клетке представляет собой ряд последовательных ферментативных реакций, составляющих 3 главные стадии катаболизма.

Практически вся энергия освобождается на второй и третьей стадиях катаболизма.

Процесс анаболизма также проходит 3 стадии. Исходными веществами для него служат те же продукты, которые подвергаются превращениям на третьей стадии катаболизма. Следовательно, третья стадия катаболизма является в то же время первой исходной стадией анаболизма. Реакции, протекающие на этой стадии, выполняют как бы двойную функцию. С одной стороны они участвуют в завершающих этапах катаболизма, а с другой - служат и для анаболических процессов, поставляя вещества-предшественники для последующих стадий анаболизма. На этой стадии, например, начинается синтез белка.

Катаболические и анаболические реакции происходят одновременно, но в разных частях клетки. Например, окисление жирных кислот осуществляется с помощью набора ферментов локализованных в митохондриях, тогда как синтез жирных кислот катализирует другая система ферментов, локализованная в цитозоле. Анаболизм белков контролируется гормонами аденогипофиза (соматотропин), поджелудочной железы (инсулин), мужских половых желез (андроген). Усиление анаболической фазы метаболизма белков при избытке этих гормонов выражается в усиленном росте и увеличении массы тела. Недостаток анаболитических гормонов вызывает задержку роста у детей. Катаболизм белков регулируется гормонами щитовидной железы (тироксин и трийодтиронон), коркового (глюкокортикоиды) и мозгового (адреналин) вещества надпочечников. Избыток этих гормонов усиливает распад белков в тканях, что сопровождается истощением и отрицательным азотистым балансом. Недостаток гормонов, например, щитовидной железы сопровождается ожирением.

Метаболизм включает широкий спектр химических реакций. Для переноса функциональных групп между ферментами, катализирующими химические реакции, используются коферменты. Аденозинтрифосфат (АТФ) - один из центральных коферментов, универсальный источник энергии клеток. АТФ используется для передачи химической энергии, запасенной в макроэргических связях между различными химическими реакциями. Он также выступает донором фосфатной группы в реакциях фосфорилирования. Организм человека за сутки расходует массу АТФ, равную массе собственного тела. АТФ выступает в качестве связующего звена между катаболизмом и анаболизмом: при катаболических реакциях образуется АТФ, при анаболических энергия потребляется (рис. 4-2, см. вклейку).

Превращение и использование энергии. Человек получает энергию из окружающей среды в виде потенциальной энергии, заключенной в химических связях молекул жиров, белков и углеводов. Все процессы жизнедеятельности обеспечиваются энергией за счет анаэробного и аэробного метаболизма. Получение энергии без участия кислорода, например, гликолиз (расщепление глюкозы до молочной кислоты), называется анаэробным обменом. Энергии, образующейся в ходе анаэробных процессов, недостаточно для осуществления активной жизни. Реакции, происходящие с участием кислорода, энергетически более эффективны. Все процессы, генерирующие энергию с участием кислорода, называются аэробным обменом. Высвободившиеся в этих реакциях протоны и электроны вступают в цепь переноса электронов, в которой кислород служит конечным акцептором электронов. Часть энергии, высвобождающейся при окислении, запасается в высокоэнергетических фосфатных связях АТФ. Единица измерения энергии - калория (кал) - количество энергии, необходимое для повышения температуры 1 г воды на 1 °С. В Международной системе единиц количество энергии выражают в джоулях (1 ккал = 4,19 кДж). При окислении углеводов выделяется 17,17 кДж/г (4,1 ккал/г), окисление 1 г жира дает 38,96 кДж (9,3 ккал). Запас энергии в форме жира - наиболее экономичный способ длительного хранения энергии в организме. Белки окисляются в организме не полностью. Аминогруппы отщепляются от молекулы белка и выводятся с мочой в форме мочевины. Степень энергетических затрат при различной физической активности определяется коэффициентом физической активности - отношением общих энергозатрат на все виды деятельности в сутки к величине основного обмена. По этому принципу выделяют 5 групп населения (табл. 4-1).

Значение белков и аминокислот

Белки - линейные биополимеры, состоят из остатков аминокислот, соединённых пептидными связями. Некоторые белки выполняют функцию ферментов и катализируют химические реакции. Другие белки выполняют структурную или механическую функции (например, образуют цитоскелет). Белки играют важную роль в передаче сигнала в клетках, иммунных реакциях, агрегации клеток, активном транспорте через мембраны и регуляции клеточного цикла. Около 20% массы тела человека составляют белки. Содержание азота в белках в среднем составляет около 16%, поэтому 1 г азота эквивалентен 6,25 г белка. При полном окислении в организме 1 г белков образуется 4,1 ккал. Однако использование белков для энергетических целей происходит только при недостатке основных небелковых источников энергии - углеводов и жиров. У человека большая часть потребленных белков используется для пластического обмена, т.е. для построения и обновления биологических структур и соединений (мышц, ферментов, белков плазмы крови и т.д.). В связи с этим белки не могут быть заменены жирами или углеводами.

Аминокислоты - исходные составные части любых белков. Вне зависимости от видовой специфичности все многообразные белковые структуры содержат в своем составе в основном 20 аминокислот в различных сочетаниях. Аминокислоты, в которых радикал представлен циклической структурой, называют ароматическими (тирозин, фенилаланин, триптофан). В состав серосодержащих аминокислот цистеина и метионина входит атом серы. Некоторые аминокислоты имеют в боковой цепи второй атом азота (лизин, аргинин, гистидин), придающий аминокислотам основные свойства. Аминокислоты, боковая цепь которых разветвлена, называют аминокислотами с разветвленной боковой цепью (лейцин, изолейцин, валин). Для нормального метаболизма и обновления белковых структур имеет значение не только количество получаемого человеком белка, но и его качественный аминокислотный состав. Биологическая ценность белков определяется прежде всего их аминокислотным составом. В состав питательных веществ обязательно должны входить белки, содержащие в достаточном количестве все незаменимые аминокислоты, не синтезирующиеся в самом организме. Организм взрослого человека может поддерживать азотистое равновесие на смеси 8 незаменимых (эссенциальных) аминокислот в качестве единственного источника азота. Это изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан, валин. Отсутствие в пищевых белках даже одной незаменимой аминокислоты нарушает синтез белков.

Выделяют еще 2 группы аминокислот:

Полноценность белкового питания зависит от аминокислотного состава белков и определяется прежде всего наличием незаменимых аминокислот. Синтез и обновление белков в разных тканях происходят с разной скоростью. Так, белок соединительной ткани коллаген обновляется полностью за 300 дней, а белки системы свертывания крови - от нескольких минут до нескольких дней. Ежедневно в организме человека распадается и ресинтезируется 300-400 г белков. Аминокислоты синтезируются из промежуточных продуктов гликолиза, с помощью цикла лимонной кислоты или пентозомонофосфатным путем. Перенос аминогрупп с аминокислот на альфа-кетокислоты называется трансаминированием. Доноры аминогрупп - глутамат и глутамин. Скорость распада и обновления белков организма различна составляет от нескольких минут до 180 сут (в среднем 80 сут). О количестве белка, подвергшегося распаду за сутки, судят по количеству азота, выводимого из организма человека. За сутки из организма взрослого человека выделяется около 3,7 г азота или 0,028-0,075 г азота на 1 кг массы тела в сутки.

Показатель, отражающий эффективность ассимиляции белка, - его биологическая ценность, определяемая по отношению количества незаменимых аминокислот (г) к общему азоту (г), содержащихся в 100 г. продукта. Чем выше этот показатель, тем лучше данный белок ассимилируется организмом. Наряду с этим полноценность белка отражает аминокислотный скор (АС), определяемый по отношению той или иной незаменимой аминокислоты, содержащейся в 1 г исследуемого белка, к таковой величине, содержащейся в 1 г идеального белка. АС можно определить по формуле:

АС = (ЭК в 1 г исследуемого белка / ЭК в 1 г идеального белка ЭК ) х 100,

где АС - аминокислотный скор, ЭК - любая незаменимая кислота (мг). АС > 1,0 указывает на полноценность белка.

Наиболее высокую биологическую ценность имеют белки животного происхождения. Среди белков растительного происхождения относительно высокой биологической ценностью обладают бобовые (соя, горох, фасоль) и орехи, однако их биодоступность меньше в сравнении с животными белками.

Метаболизм белков и аминокислот

В механизмах всасывания продуктов гидролиза белков так же, как и других соединений, различают 2 основных этапа:

Наряду со сведениями, указывающими на всасывание перевариваемого белка в виде аминокислот, имеются данные, свидетельствующие о возможности поступления в кровь продуктов неполного гидролиза белка в виде малых олигопептидов. В норме всасывание цельного белка не наблюдается, а происходит лишь при патологии и часто сопровождается аллергической реакцией.

Продукты гидролиза белков, в основном в форме свободных аминокислот, абсорбируются через слизистую оболочку тонкой кишки. Именно здесь начинается 1 этап метаболизма аминокислот, отсутствующий при их парентеральном введении. Например, глутаминовая и аспарагиновая кислоты дезаминируются в слизистой оболочке и вместе с пировиноградной кислотой принимают участие в реакции трансаминирования. Это приводит к образованию кетоглутаровой кислоты и аланина; небольшая часть глутаминовой и аспарагиновой кислот всасывается в воротную вену.

В то же время большинство аминокислот, абсорбируясь через воротную вену, в интактном состоянии попадает в печень. Однако часть из них уже в слизистой оболочке принимает участие в синтезе белков. В печени метаболизм аминокислот происходит разными путями. Показано, что после приема пищи, обогащенной белками, более 50% аминокислот превращается в мочевину, около 25% в неизмененном состоянии попадает в общий кровоток и может быть ассимилировано в тканях, около 10% используется для синтеза белков плазмы, остальные аминокислоты депонируются в печени и обеспечивают ее нормальный метаболизм (рис. 4-3).

Вместе с тем, несмотря на общие механизмы метаболизма аминокислот в печени, этот процесс является селективным. Например, лейцин, изолейцин и валин, не трансформируясь, попадают в кровяное русло и метаболизируются в основном в мышцах и почках. При энтеральном поступлении белков на пути их ассимиляции внутренней средой организма печень выполняет буферную функцию, предохраняя другие органы от действия чрезмерно высоких концентраций аминокислот.

Практически сразу после поступления в клетки тканей аминокислоты в рибосомах связываются друг с другом пептидными связями, благодаря непосредственному влиянию матричной РНК и образуют белки, поэтому концентрация аминокислот в клетках остается низкой. Кроме того, свободные аминокислоты никогда не запасаются в клетках, их хранение возможно только в виде белков. Многие из этих внутриклеточных белков могут вновь быстро преобразовываться в аминокислоты под влиянием внутриклеточных лизосомальных пищеварительных ферментов. Появляющиеся при этом аминокислоты поступают в кровь. Исключение составляют только белки, присутствующие в ядре клетки и на хромосомах, и некоторые структурные белки (например, белки коллагеновых волокон и сократительные белки мышц).

Вследствие того что внутриклеточные белки в печени (а также в других тканях, но в несколько меньшей степени) могут быстро синтезироваться из аминокислот плазмы крови и столь же быстро распадаться до возвращающихся в плазму аминокислот, практически во всех клетках организма поддерживаются постоянный обмен и равновесие между аминокислотами плазмы крови и мобильными белками.

Например, если возникает потребность в белках в какой-то конкретной ткани, она может синтезировать белки из аминокислот крови. В свою очередь, белки плазмы восполняются за счет распада белков в других клетках организма. Если белковые компоненты тканей оказываются израсходованными, белки плазмы крови могут стать источником для быстрого их восстановления. Путем пиноцитоза белки плазмы крови могут целиком поглощаться тканевыми макрофагами. При этом белки расщепляются до аминокислот, которые снова поступают в кровь и используются клетками организма для образования белков. Белки плазмы крови могут использоваться в качестве «аварийного» быстрого источника белка для клеток и тканей организма, испытывающих острую потребность в азоте. Источники и пути использования аминокислот представлены на рис. 4-4.

Между белками плазмы, аминокислотами плазмы и белками тканей постоянно существует состояние равновесия. Даже во время голодания или тяжелых заболеваний отношение общего количества белков тканей к общему количеству белков плазмы в организме остается относительно постоянным, составляя приблизительно 33:1.

Иная ситуация складывается при парентеральном введении аминокислот, когда клетки различных органов и тканей снабжаются сбалансированной смесью аминокислот без учета избирательности их метаболизма, что, в свою очередь, может привести к метаболическим расстройствам, вызванным аминокислотным дисбалансом.

По результатам многочисленных исследований установлено, что депонирующая роль печени помогает сохранять уровень аминокислот в сыворотке на постоянном уровне. Концентрация аминокислот регулируется с помощью таких гормонов, как инсулин, глюкагон, глюкокортикоиды.

Аминокислоты поступают в организм не только из кишечника и печени, но и из распадающихся и обновляющихся белков мышечной массы. В нормальных физиологических условиях существует динамическое равновесие между синтезом и распадом белков. Общий аминокислотный фонд постоянного превращения составляет около 35 г аминокислот. При этом часть аминокислот дезаминируется, а затем метаболизируется до углеводов, мочевины, жиров, углекислоты, воды и энергии. Остальная часть, существенно меньшая, экскретируется с мочой. При внутривенном введении белков в виде крови, плазмы, альбумина включение их в «метаболический фонд» организма возможно только после расщепления до аминокислот.

При парентеральном введении сбалансированной смеси аминокислот, соответствующей аминокислотному пулу яичного белка или других белков с высокой биологической ценностью, удается, несмотря на выпадение функции печеночнокишечного бассейна, добиться положительного азотистого баланса. При этом внутривенный путь поддержания азотистого баланса при правильно подобранном соотношении заменимых и незаменимых аминокислот так же эффективен, как и энтеральный. Наиболее вероятное объяснение этому: при медленном внутривенном введении аминокислот создается темп поступления, благоприятный для усвоения их тканями, а главное то, что значительная часть циркулирующей крови поступает в печень; не исключена и рециркуляция введенных аминокислот через ЖКТ.

Последняя реакция в синтезе аминокислот из α-кетокислот - реакция трансаминирования, в ходе которой аминогруппа переносится от донорской аминокислоты к акцепторной α-кетокислоте. В результате образуются α-кетокислота из донорской аминокислоты и новая аминокислота. Реакцию катализируют ферменты аминотрансферазы (трансаминазы) с участием кофермента пиридоксальфосфата (производное витамина В₆ ). Эта реакция легко обратима. Любые аминокислоты, которых в пище недостаточно, можно синтезировать за счет имеющихся в избытке соответствующих кетокислот.

Трансаминирование происходит практически во всех органах. Большинство промежуточных продуктов важных метаболических путей - кетокислоты, которые могут включаться в трансаминирование (рис. 4-5). Многие аминотрансферазы предпочтительно используют α-кетоглутарат как акцептор аминогруппы, при этом образуется глутамат, а в обратной реакции - α-кетоглутарат. Пара α-кетоглутарат и глутамат широко участвует в метаболическом потоке азота. Например, с помощью реакций трансаминирования осуществляется «переброска» аминного азота из мышц в печень. В работающей мышце происходит образование аланина из пировиноградной кислоты путем трансаминирования с глутаматом. Алании поступает в кровь и затем поглощается печенью. В печени происходит обратная реакция, в результате которой образуется пируват, реализуемый в глюконеогенезе. Глюкоза может поступать в работающую мышцу, при этом создается глюкозо-аланиновый цикл, который служит для переноса из мышц в печень пирувата и азота.

Жиры (липиды от греч. lipos - жир) - органические соединения, представляющие собой сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и одноосновных жирных кислот. Жиры содержатся практически во всех тканях животных и растений. В организме человека жиры составляют от 10 до 20% массы тела. По своему предназначению они подразделяются на 2 категории:

Наряду с этим липиды классифицирую в зависимости от их состава на:

Простые жиры

Простые, или нейтральные жиры - триацилглицеролы (триглицериды) и жирные кислоты. Нейтральные жиры находятся в организме либо в форме протоплазматического жира - структурного компонента клеток, либо в форме запасного, резервного жира.

ТРИГЛИЦЕРИДЫ

Триглицериды подразделяют на:

ДЦТ перевариваются под воздействием желчных кислот и липазы, а СЦТ относительно быстро всасываются без ферментативного гидролиза и быстро включаются в энергетический обмен (их окисление происходит в 1,5 раза быстрее по сравнению с длинноцепочечными жирными кислотами). Однако СЦТ не содержат эссенциальных полиненасыщенных жирных кислот и при их окислении образуется несколько меньшее количество энергии (1 г - 8 ккал).

ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ

Жирные кислоты (ЖК) - основные структурные компоненты жиров, классифицируются на основе их строения и свойств. В природе обнаружено более 200 жирных кислот, но практическое значение имеют примерно 20 (рис. 4.6). Различают насыщенные и ненасыщенные ЖК:

Если в молекуле жирной кислоты имеется только одна ненасыщенная углеродная связь, ее называют мононенасыщенной (класс ω-9 ЖК). Наиболее распространенные из них - олеиновая, кротоновая, гадоленовая, эруковая и нервоновая. Самая распространенная - олеиновая ЖК, больше всего ее содержится в оливковом масле - 65%. Имеются данные о благоприятном действии олеиновой кислоты на липидный обмен, в частности, на обмен холестерина, а также на реологические свойства желчи, отмечается также ее ангиопротективный эффект. Жирные кислоты с -9 не являются незаменимыми, поскольку организм способен их вырабатывать, однако они играют важную вспомогательную роль в питании.

При наличии нескольких ненасыщенных связей жирные кислоты называют полиненасыщенными (ПНЖК), они не синтезируются в организме, и их относятся к эссенциальным нутриентам. ПНЖК подразделяют на два основных класса - ω-3 и ω-6. Индекс в названии соответствует месту первого появления двойной связи в цепи атомов углерода. Главные их представители - линолевая (ω-6), арахидоновая (AA - от англ. arachidonic acid) (ω-6) и линоленовая (ω-3) ЖК. Из линоленовой в организме образуются эйкозопентаеновая, докозапентаеновая и докозагексаеновая ЖК. Незаменимые ПНЖК - активная часть клеточных мембран: они регулируют обмен веществ, особенно липидный, образуют в организме гормоноподобные вещества - простагландины, лейкотриены, простациклины, тромбоксаны, которые разносторонне воздействуют на функции организма (см. рис. 4-6).

Линолевая кислота - предшественник провоспалительных и прокоагулянтных биологически активных веществ (простагландины, тромбоксан А1 и А2). Альфалиноленовая кислота, напротив, обладает противовоспалительным (способствует снижению продукции прововоспалительных цитокинов) и дезагрегационным действиями. Наряду с этим с -3 ЖК обладают липотропным и цитопротективным эффектами. Оптимальное соотношение между линолевой и L-линоленовой ЖК должно составлять 5-10:1.

Сложные жиры

Сложные жиры представляют собой эфиры трехатомного спирта глицерина, высокомолекулярных жирных кислот и других компонентов. Среди сложных жиров выделяют:

ФОСФОЛИПИДЫ

Фосфолипиды могут частично синтезироваться в организме, содержатся в животных и растительных продуктах. Фосфолипиды - донаторы фосфора, поскольку в их состав помимо глицерина и жирных кислот входит фосфорная кислота.

Фосфолипиды - важнейшие компоненты мембран клеток и внутриклеточных структур, составляют большую часть тканей мозга, нервов, печени, сердца:

Фосфолипиды содержатся преимущественно в нерафинированных растительных маслах, яйцах и рыбе. Входят в состав современных энтеральных питательных смесей (ПС) и жировых эмульсий. В норме в рационе питания должно содержаться не менее 5 г фосфолипидов в сутки.

ЛИПОПРОТЕИНЫ

Липопротеины - комплексы липидов и белков, представлены в растительных и животных организмах в составе всех биологических мембран и в свободном виде в плазме крови. По химическому строению и соотношению липидных и белковых компонентов липопротеины подразделяют на 4 класса (рис. 4-7):

ГЛИКОЛИПИДЫ

Гликолипиды - комплексы липидов и глюкозы, входят в состав клеточных мембран, особенно мозга. Локализуются преимущественно на наружной поверхности плазматической мембраны, могут участвовать в межклеточных взаимодействиях и контактах.

СФИНГОЛИПИДЫ

Выделяют 3 класса сфинголипидов:

Сфингомиелины содержатся в миелиновых оболочках нервных клеток определенного типа, цереброзиды - в мембранах клеток мозга.

Ганглиозиды - важные компоненты расположенных на поверхности клеточных мембран специфических рецепторных участков. Они находятся в тех участках нервных окончаний, где происходит связывание молекул нейромедиатора в процессе химической передачи импульса от одной нервной клетки к другой.

Производные липидов

Производные липидов - соединения, которые нельзя четко отнести к простым или сложным липидам, например, стероиды, каротиноиды и витамины липидной природы.

Холестерин (холестерол) входит в состав клеточных мембран всех животных организмов. В теле взрослого человека холестерин содержится в количестве 2 г/кг (80% в свободной и 20% в связанной форме). Около 80% холестерина вырабатывается самим организмом (печенью, кишечником, почками, надпочечниками, половыми железами), остальные 20% поступают с пищей. Холестерин обеспечивает стабильность клеточных мембран в широком интервале температур. Он необходим для выработки витамина D, является предшественником стероидных гормонов, женских половых гормонов и мужского полового гормона тестостерона, а также играет важную роль в деятельности синапсов головного мозга и иммунной системы.

Воска

Воска - сложные эфиры, образуемые насыщенными и ненасыщенными жирными кислотами и спиртами.

Метаболизм жиров

Жиры выполняют в организме важные функции:

В живом организме все биохимические превращения осуществляются в водной среде. При этом очевидно, что липиды и продукты их расщепления, большинство из которых в воде не растворяется, должны подвергнуться определенным биохимическим превращениям для ассимиляции внутренней средой организма. В этом отношении исключительно важная роль принадлежит пищеварительнотранспортным процессам, обеспечивающим ферментативный гидролиз жиров и всасывание продуктов гидролиза. В слизистой оболочке тонкой кишки происходят сложные биохимические процессы, в результате которых из всосавшихся продуктов гидролиза пищевых жиров различного происхождения (растительного, животного, синтетического) синтезируются жиры, специфические для данного организма. В целом процесс пищеварения и всасывания липидов сегодня достаточно хорошо изучен.

Доказано, что расщепление жиров в желудке облегчает их последующее переваривание. В желудке происходит частичный распад липоидно-белковых комплексов, и вследствие этого жиры подготавливаются к действию липолитических ферментов кишечника. Сразу после эвакуации из желудка они входят в контакт с желчью и панкреатическим соком. Под влиянием перистальтики и действия солей желчных кислот в двенадцатиперстной кишке начинается эмульгирование липидов. При этом образуются сферические частицы диаметром 100-500 нм, содержащие главным образом триглицериды.

Наибольшее значение для гидролитического расщепления липидов в тонкой кишке имеет панкреатическая липаза. Липаза адсорбируется на пограничной поверхности вода-липиды и расщепляет триглицериды. Поскольку в состав триглицеридов входят три эстерифицированные жирные кислоты, то очевидно, что их гидролиз должен протекать через стадии образования диглицеридов и моноглицеридов до свободного глицерина с одновременным освобождением свободных ЖК. Диглицериды образуются быстро, моноглицериды - более медленно, а глицерин - очень медленно. Этапы переваривания и всасывания жиров приведены на рис. 4-8.

В противоположность триглицеридам и диглицеридам моноглицериды - плохие субстраты для панкреатической липазы. Это имеет важное значение, так как в энтероцитах моноглицериды служат исходным субстратом для ресинтеза триглицеридов, поступающих в лимфу в составе хиломикронов. В этом случае затрачивается меньше энергии, чем при синтезе триглицеридов по глицерофосфатному пути. Эфиры холестерина не могут всасываться в кишечнике млекопитающих - они должны предварительно расщепиться на холестерин и ЖК. Этот процесс катализируется панкреатической холестеролэстеразой. Для всасывания холестерина необходимо включение его в структуру мицелл.

В физиологических условиях соли желчных кислот и липидные компоненты желчи всегда находятся в мицеллярном состоянии. Благодаря действию желчных кислот продукты реакций постепенно удаляются и переходят в водную фазу, обеспечивая дальнейшее течение процесса. При этом образуются смешанные мицеллы желчных солей, фосфолипидов и продуктов реакции липолиза ЖК - моноглицеридов, являющиеся хорошей средой, в которой растворяются холестерин, ди- и триглицериды.

Вероятно, липиды всасываются слизистой оболочкой исключительно в форме таких мицелл. Входящие в смешанные мицеллы продукты липолиза переходят в клетки слизистой оболочки, а желчные кислоты вновь могут формировать мицеллы из продуктов, возникающих в процессе гидролиза пищевых липидов.

Хиломикроны - транспортная форма пищевых липидов, всосавшихся и частично ресинтезированных в стенке кишечника. В качестве основного липидного компонента хиломикронов выступают триглицериды. Путь транспорта и метаболизма хиломикронов в крови приведен на рис. 4-9.

Имеются данные, свидетельствующие о том, что именно совместное присутствие в хиломикронах фосфолипидов и холестерина обусловливает их стабильность. Белки, располагаясь на поверхности хиломикронов, также обеспечивают стабильность последних и определяют их электрофоретическую подвижность.

Убедительно доказано, что процесс пищеварения экзогенных липидов происходит на фоне значительного поступления в тонкую кишку эндогенных липидов, главным образом в составе пищеварительных соков. В результате этого уже в двенадцатиперстной кишке формируется химус, липидный состав которого отличен от липидного профиля рациона. Наиболее полно возможность столь значительного поступления в ЖКТ эндогенных компонентов объясняет установленный факт печеночно-кишечной циркуляции ряда питательных веществ, в том числе липидов. Доказано, что свыше 40% липидов, транспортируемых по кишечному лимфатическому стволу, вновь возвращается в кишечник в составе желчи (рис. 4-10).

При рассмотрении путей дальней шего превращения всосавшихся жиро особого внимания заслуживают вну триклеточный ресинтез триглицеридо в энтероцитах и транспорт ресинтези рованных жиров в лимфу и кровь. Доказательством интенсивного синтеза в энтероцитах триглицеридов служит наличие их в лимфе, в то время как в просвете тонкой кишки происходит гидролиз триглицеридов до моноглицеридов и ЖК.

Биосинтез триглицеридов в слизистой оболочке тонкой кишки осуществляется путем ступенчатого ацилирования моноглицеридов до триглицеридов. Второй путь этерификации моноглицеридов предполагает участие фосфорилированных продуктов, в частности, глицерофосфата. После этерификации до триглицеридов транспорт из кишечного энтероцита происходит в виде хиломикронов.

Длинноцепочечные триглицериды переходят в лимфу и находятся там в виде триглицеридов. Для среднецепочечных и короткоцепочечных жирных кислот не обязательна этерификация в слизистой оболочке тонкой кишки до хиломикронов, они всасываются в кровь, что предполагает их использование при синдроме мальабсорбции, когда механизмы усвоения длинноцепочечных жирных кислот резко угнетены.

После переваривания и всасывания в кишечнике большинство из составляющих частей жиров интегрируется в хиломикроны, которые собираются в энтероцитах и затем высвобождаются в лимфу, достигая системного венозного кровообращения через грудной лимфатический проток. Исключение составляют среднецепочечные жирные кислоты, транспорт которых в основном осуществляется через воротную вену в печень.

Внутривенные жировые эмульсии были разработаны главным образом на моделях кишечных хиломикронов с ядром из триглицеридов и некоторых жирорастворимых витаминов и поверхностью из фосфолипидов, свободного холестерина и других жирорастворимых витаминов.

Выделяясь из жировых клеток, ЖК ионизируются в плазме крови и затем связываются с альбуминовой фракцией белков плазмы крови. ЖК, связанные с альбуминами, называют свободными жирными кислотами, или неэстерифицированными жирными кислотами, для выделения их из ряда прочих ЖК, присутствующих в плазме крови в виде сложных эфиров глицерола, холестерола и других веществ.

Концентрация свободных ЖК в плазме крови в условиях покоя равна 15 мг/дл, что составляет лишь 0,45 г ЖК во всем объеме циркулирующей крови. Можно не удивляться, что такое маленькое количество ЖК составляет практически весь объем перемещаемых ЖК из одной части организма в другую с учетом следующих обстоятельств.

Почти все жиры, присутствующие в пище, за исключением жиров, содержащих ЖК с короткой цепочкой, всасываются из кишечника в лимфу. Во время пищеварения большинство триглицеридов расщепляются до моноглицеридов и ЖК. Затем во время прохождения через эпителиоциты кишечника моноглицериды и ЖК ресинтезируются в новые молекулы триглицеридов, которые попадают в лимфу в виде мелкодисперсных капелек, названных хиломикронами. Диаметр хиломикронов составляет от 0,08 до 0,6 мкм. Небольшие количества апопротеина В абсорбируются на наружной поверхности хиломикронов. Часть молекулы белка, оставшаяся свободной, выступает в водную фазу, что увеличивает суспензионную стабильность хиломикронов в лимфе и препятствует их прилипанию к стенкам лимфатических сосудов.

Большая часть холестерола и фосфолипидов, всасываемых из ЖКТ, входит в состав хиломикронов. Таким образом, хиломикроны состоят главным образом из триглицеридов, а также содержат 9% фосфолипидов, 3% холестерола и около 1% апопротеина В. Образующиеся хиломикроны затем транспортируются вверх по грудному протоку и вместе с лимфой попадают в кровеносную систему в области впадения яремной и подключичной вен.

Почти через час после приема пищи, содержащей большое количество жира, концентрация хиломикронов в плазме может увеличиться и составить от 1 до 2% общего количества плазмы. Из-за больших размеров хиломикронов плазма становится мутной и иногда желтой, но, поскольку период полураспада хиломикронов составляет меньше 1 ч, плазма вновь становится прозрачной через несколько часов.

Большая часть хиломикронов извлекается из циркулирующей крови во время прохождения по капиллярам жировой ткани или печени. Как жировая ткань, так и печень содержат большое количество фермента липопротеинлипазы. Этот фермент особенно активен в эндотелии капилляров, где он гидролизует триглицериды хиломикронов, когда те контактируют с эндотелием капиллярной стенки, что приводит к высвобождению ЖК и глицерола.

ЖК, обладая способностью проникать через мембраны клеток, легко диффундируют через мембраны адипоцитов жировой ткани в клетки печени. Оказавшись внутри клеток, ЖК вновь превращаются в триглицериды, взаимодействуя с глицеролом, образующимся в результате метаболических процессов в клетках, выполняющих функции депонирования. Липопротеинлипаза вызывает также гидролиз фосфолипидов, что, в свою очередь, приводит к выделению ЖК, преобразующихся в депонирующиеся триглицериды.

Когда жиры, депонированные в жировой ткани, начинают использоваться в качестве источника энергии, они прежде всего должны быть доставлены из жировой ткани в другие клетки. В этом случае они транспортируются главным образом в виде свободных ЖК. Высвобождение ЖК обеспечивается гидролизом триглицеридов, распадающихся на глицерол и ЖК.

Далее как ЖК, так и глицерол транспортируются кровью в активные ткани, где они окисляются, выделяя энергию. Почти все клетки, за редким исключением (например, клетки мозга и эритроциты), могут использовать ЖК в целях получения энергии.

Глицерол, попадая в клетки, под влиянием клеточных ферментов сразу преобразуется в глицерол-3-фосфат, который включается в гликолитический путь расщепления глюкозы и таким образом служит для получения энергии.

Расщепление и окисление ЖК возможно только в митохондриях, поэтому первый этап использования жирных кислот - их транспорт в митохондрии. Этот процесс опосредован переносчиком, в качестве которого выступает карнитин. Попав в митохондрию, ЖК отщепляется от карнитина и подвергается расщеплению и окислению.

Жиры (триацилглицерины) - биологически ценные источники энергии. Энергетическую функцию выполняют ЖК, освобождающиеся после распада жиров. Расщепление липидов начинается в двенадцатиперстной кишке, куда поступает сок поджелудочной железы, содержащий липазу, и желчь, составная часть которой - конъюгированные ЖК, эмульгирующие жиры и активирующие липазу. Эмульгирование жира - обязательное условие эффективного переваривания поступающих с пищей жиров. Гидролиз жира осуществляется при участии панкреатической липазы, которая, сорбируясь на поверхности капель жира, расщепляет эфирные связи в триацилглицеридах. ЖК отщепляются прежде всего из α-положения, в результате образуется диацилглицерин, затем β-моноацилглицерин - основной конечный продукт гидролиза.

Всасывание происходит также при участии ЖК, которые вместе с моноацилглицеринами, холестерином и ЖК образуют смешанные мицеллы - растворимые комплексы, обеспечивающие переход продуктов гидролиза в клетки слизистой оболочки кишечника. Желчные кислоты с током крови доставляются в печень, затем снова секретируются желчью в кишечник, т.е. повторно используются, циркулируя по кругу печень-кишечник-печень. Однако в течение суток примерно 0,3 г желчных кислот не всасывается, а выводится с калом. Потери восполняются за счет синтеза их в печени из холестерина.

Ресинтез триацилглицеринов из продуктов расщепления происходит в клетках слизистой оболочки кишечника. Транспорт ресинтезированного жира через лимфатическую систему и кровоток возможен только после включения его в состав липопротеинов. В кишечнике образуются два типа липопротеинов - хиломикроны и в небольшом количестве липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП). В составе хиломикронов экзогенные жиры доставляются в органы и ткани. Липопротеинлипаза, находящаяся в эндотелии сосудов, взаимодействует с хиломикронами и гидролизует триацилглицерины на глицерин и ЖК, которые поступают в клетку.

ЖК, образующиеся в капиллярах мышечной ткани, используются для окисления и получения энергии для мышечного сокращения. ЖК, связанная с альбуминами и циркулирующая в крови, захватывается печенью. Существуют 2 пути утилизации ЖК в печени:

Окисление ЖК происходит в клетках печени (гепатоцитах) и мышечной ткани. Процесс окисления (β-окисление) заключается в последовательном отщеплении от молекулы ЖК двухуглеродного фрагмента в виде ацетил-КоА. Последний поступает в цикл Кребса, где окисляется до СО₂ и воды с выделением энергии. Две молекулы ацетил-КоА реагируют с образованием кетоновых тел - ацетоуксусной и β-оксимасляной кислот. Кетоновые тела покидают печень и попадают в другие органы и ткани, где окисляются до СО₂ и воды с выделением энергии.

Транспортная форма жиров в организме человека - липопротеины, которые синтезируются и секретируются в тонкой кишке и печени. Основная функция липопротеинов - транспорт липидных компонентов к тканям. ЛПОНП доставляют триглицериды, синтезируемые печенью, главным образом к жировой ткани. Другие липопротеины особенно важны на разных этапах транспорта фосфолипидов и холестерола из печени к периферическим тканям или, наоборот, с периферии в печень.

По завершении процессов всасывания, когда все хиломикроны будут извлечены из плазмы крови, более 95% всех липидов плазмы крови представляют липопротеины.

Это частицы значительно мельче, чем хиломикроны, но по составу практически подобны им, так как включают триглицериды, холестерол, фосфолипиды и белок. Общая концентрация липопротеинов в плазме крови составляет около 700 мг на 100 мл плазмы.

Потребность в жирах в значительной мере предопределяется возрастом, полом, физической активностью и состоянием здоровья человека. В общей энергетической квоте суточного рациона питания человека на долю жиров должно приходиться 25-35%, что в среднем составляет 1 г/кг в сут (не менее ¹ /₃ из них должны быть растительные жиры).

Углеводы широко распространены в природе, особенно в растительном мире, где они составляют 70-80% массы сухого вещества клеток. В животном организме на их долю приходится всего около 2% массы тела, где они представлены, прежде всего в виде депо гликогена, содержащегося преимущественно в печени, и в мышцах в количестве 400-500 г (1600-2000 ккал).

С точки зрения питания и характеристики углеводов пищи выделяют:

Простые углеводы

МОНОСАХАРИДЫ

Моносахариды - обычно твердые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде, имеющие сладкий вкус. Главные представители группы моносахаридов - гексозы:

Глюкоза (виноградный сахар) широко распространена в природе, содержится в зеленых частях растений, виноградном соке, семенах, фруктах, ягодах, меде. В чистом виде с пищей потребляется около 15-18 г глюкозы. Это лишь небольшая часть глюкозы, участвующая в метаболических процессах организма. Глюкоза входит в состав сахарозы, крахмала, клетчатки, из которых она освобождается в процессе пищеварительного гидролиза. ЦНС - головной и спинной мозг - расходуют около 140 г, а эритроциты крови - около 40 г глюкозы в сут. Глюкоза - основная транспортная форма углеводов в организме человека.

Фруктоза (фруктовый сахар, левулоза) в свободном состоянии содержится в меде, фруктах и ягодах, семенах, зеленых частях растений. Входит в состав сахарозы и высокомолекулярного полисахарида инулина.

Галактоза входит в состав лактозы - молочного сахара; это единственный моносахарид животного происхождения.

ДИСАХАРИДЫ

Наибольшее значение в питании человека имеют сахароза, лактоза и мальтоза. В состав всех трех дисахаридов входит глюкоза в комбинации с одной из молекул фруктозы, галактозы или глюкозы.

Сахароза (тростниковый, или свекловичный сахар) состоит из глюкозы и фруктозы, образующиеся при ее гидролизе.

Мальтоза (солодовый сахар) состоит из двух остатков глюкозы. Мальтоза содержится в проросшем зерне и особенно в больших количествах - в солоде и солодовых экстрактах.

Лактоза (молочный сахар) состоит из остатков галактозы и глюкозы. Лактозу получают из молочной сыворотки - отхода при производстве масла и сыра.

Некоторые люди не могут употреблять молоко из-за непереносимости лактозы, что обусловлено отсутствием или недостаточным количеством образующегося в слизистой оболочке кишечника фермента лактазы, расщепляющего лактозу на глюкозу и галактозу.

Сложные углеводы

Сложные углеводы разделяют на усвояемые крахмальные и неусвояемые некрахмальные полисахариды - пищевые волокна (ПВ).

Крахмал представляет собой смесь полимеров двух типов, построенных из остатков глюкозы - амилозы и амилопектина. Под действием пищеварительных ферментов крахмал гидролизуется. В ходе гидролиза последовательно совершается деполимеризация крахмала с образованием декстринов, затем мальтозы, а при полном гидролизе - глюкозы.

Пищевые волокна (ПВ) подразделяют на растворимые и нерастворимые (табл. 4-3).

ПВ не перевариваются и не всасываются в тонкой кишке. Главное место действия волокон - толстая кишка, где растворимая клетчатка ферментируется микрофлорой (проксимальная часть), а нерастворимые волокна действуют как наполнитель (дистальная часть), увеличивая объем и частоту стула. Анаэробное микробное брожение углеводов приводит к образованию короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), в основном ацетата, пропионата и бутирата, а также газов - водорода, метана и др. КЦЖК быстро всасываются, обеспечивая до 5% общих энергетических потребностей колоноцитов и увеличивая всасывание соли и воды. КЦЖК - главный источник энергии для слизистой толстой кишки, стимулирующий пролиферацию клеток слизистой, образование слизи и кровоток в ней. Будучи поставщиком дыхательного субстрата для клеток слизистой кишечника, КЦЖК также являются главным источником ацетил-коэнзима А, необходимого для синтеза липидов и защиты клеточных мембран, т.е. для поддержания целостности слизистых клеток.

Диеты, содержащие ферментируемые пищевые волокна в качестве источника КЦЖК, играют важную роль в обеспечении трофики эпителиоцитов слизистой оболочки кишечника, препятствуют развитию атрофических процессов и поддерживают устойчивость облигатной кишечной микрофлоры.

Метаболизм углеводов

Конечные продукты гидролиза углеводов в ЖКТ - глюкоза, фруктоза и галактоза, при этом на долю глюкозы приходится почти 80% общего количества этих моносахаридов. После всасывания в кишечнике большая часть фруктозы и практически вся галактоза преобразуются в печени в глюкозу, вследствие этого в крови присутствуют только небольшие количества фруктозы и галактозы.

Ферменты, необходимые клеткам печени для обеспечения процессов взаимного превращения моносахаридов, глюкозы, фруктозы и галактозы представлены на рис. 4-11. В результате этих реакций окончательным продуктом, попадающим из печени в кровь, становится глюкоза. Причина этого явления заключается в том, что клетки печени содержат большое количество глюкозофосфатазы, поэтому глюкозо-6-фосфат может расщепляться на глюкозу и фосфат. Затем глюкоза транспортируется через мембраны клеток обратно в кровь.

Более 95% всех моносахаридов, циркулирующих в крови, представлены конечным продуктом превращения - глюкозой.

Транспорт глюкозы через клеточные мембраны в большинстве тканей резко отличается от транспорта, наблюдающегося в ЖКТ или в эпителиоцитах канальцевого аппарата почек. В обоих упомянутых случаях транспорт глюкозы опосредован механизмом активного транспорта натрия, обеспечивающим энергией процесс всасывания глюкозы против градиента концентрации. Такой сопряженный с натрием активный механизм транспорта глюкозы встречается только в специализированных эпителиоцитах, приспособленных для активного процесса абсорбции глюкозы. В других клеточных мембранах глюкоза транспортируется только из области с высокой концентрацией в область низких концентраций с помощью механизма облегченной диффузии, возможность действия которого создается особыми свойствами расположенного в мембране белка-переносчика глюкозы. Глюкоза - основной источник энергии в мышцах, нервной системе и легких.

Обмен веществ в организме протекает как единое целое при тесном взаимодействии и взаимосвязи отдельных его составляющих. Наряду со спецификой белкового, жирового и углеводного обмена четко выделяются общие закономерности ассимиляции пищевых субстратов (рис. 4-12).

Процессы взаимосвязи всех видов обмена приобретают чрезвычайно важное значение при искусственном лечебном питании, особенно при внутривенном введении диспергированных жиров.

В процессе распада углеводов в тканях образуется пировиноградная кислота, которая после дальнейших превращений может дать щавелевоуксусную и ацетилглутаминовую кислоты. В результате аминирования и переаминирования могут быть синтезированы аланин, аспарагиновая и глутаминовая аминокислоты.

Установлено, что углеродные цепи глюкозы могут трансформироваться в углеродные цепи всех эссенциальных аминокислот.

В образовании жиров из углеводов доказана возможность как синтеза ЖК из ацетилКоА, образующегося в результате декарбоксилирования пировиноградной кислоты, так и образования глицерина в результате восстановления продуктов распада глюкозы. Факт образования углеводов из белков (глюконеогенез) установлен давно, и бесспорное доказательство его существования - нормальное развитие животных при полном исключении углеводов и жиров из состава рациона. Исходный субстрат глюконеогенеза - преимущественно те аминокислоты, при распаде которых тем или иным путем выделяется пировиноградная кислота. Аминокислоты, образующие в качестве промежуточного продукта ацетоуксусную кислоту, могут трансформироваться в ЖК. Возникающий при расщеплении жиров глицерин может превращаться в углеводы.

Возможность же синтеза углеродного скелета аминокислот из ЖК хотя и существует, но весьма ограничена и исчерпывается синтезом только глутаминовой кислоты. Таким образом, в обмене веществ имеется ряд обратимых реакций, связывающих между собой обмен белков, жиров и углеводов в единый процесс. Итак, интеграция метаболизма определяется:

Благодаря сопряженным процессам взаимопревращения промежуточных продуктов тканевого обмена организм получает возможность поддерживать необходимый трофический гомеостаз и обеспечивать свои энергетические и пластические потребности даже при отсутствии поступлений тех или иных нутриентов.

Список литературы

Дэгли С., Никольсон Д. Метаболические пути. - М., «Мир», 1973.

Вельтищев Ю.Е., Ермолаев М.В., Ананенко А.А., Князев Ю.А. Обмен веществ у детей. - М., 1983.

Вретлинд А., Суджян А.В. Клиническое питание. - Стокгольм. - М., 1990.

Ермолов А.С., Абакумов М.М. (ред). Искусственное питание в неотложной хирургии и травматологии. - М., НИИСП им. Н.В. Склифосовского, 2001.

Куликов В.Ю. Физиология пищеварения. Обмен веществ и энергии. Питание. - Изд-во НГМУ, 2008.

Ленинджер А. Биохимия. Молекулярные основы структуры и функции клетки. - М., «МИР», 1974.

Лященко Ю.Н., Петухов А.Б. Основы энтерального питания. - М., «Вега Интел XXI», 2001.

Мак-Мюррей У. Обмен веществ у человека. - М., «Мир», 1980.

Поддержание жизнедеятельности человека неразрывно связано с ежедневным поступлением в организм и выделением из него воды и электролитов. Данные процессы происходят в течение всей жизни и четко сбалансированы между собой сложнейшими многоуровневыми механизмами, цель которых - обеспечить постоянство внутренней среды организма. Не случайно поэтому в медицине укоренились такие понятия, как «водно-электролитный баланс» или «водно-электролитные нарушения», определяющие состояние организма человека в норме и патологии.

Общее содержание воды у человека в течение жизни подвержено физиологическим изменениям. Если у новорожденных общее содержание воды составляет 80% массы тела, то у взрослого мужчины или женщины средних лет - 60и 50% соответственно. У лиц пожилого возраста общее содержание воды снижается до 51% у мужчин и до 45% у женщин. Следует учитывать, что у людей разной конституции общее содержание воды также может быть различным. Тучные люди содержат больше жира, т.е. общее содержание воды у них в организме меньше - 42% у женщин и до 50% у мужчин. В связи с этим при расчете должного общего содержания воды необходимо исходить из идеальной массы тела. При таком расчете, например, у пациента с массой тела 70 кг, общее содержание воды составляет 57% (40 л).

Вся вода в организме взрослого человека распределена между двумя основными водными секторами (внутриклеточный и внеклеточный) и подсекторами, которые содержат разные по химическому составу и объему жидкости; равно и все жидкости организма подразделяют на внутриклеточные и внеклеточные компартменты (интерстициальная, плазма, кристаллизационная, трансклеточная).

Вся жидкость (взрослый мужчина) - 100%, или в процентах массы тела - 60%, ≈45 л

Движение жидкостей между компартментами

Вся жидкость тела человека находится в постоянном движении, причем объем перемещающейся жидкости, в том числе воды между секторами, в особенности между внутри- и межклеточными компартментами, а также между подсекторами характеризуются значительными величинами. Движение воды и растворенных в ней веществ определяют транспортные процессы в виде диффузии, активного транспорта, фильтрации и осмоса.

РЕГУЛЯЦИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ МЕЖДУ ВНУТРИСОСУДИСТОЙ И ИНТЕРСТИЦИАЛЬНОЙ ЖИДКОСТЬЮ

Регуляция динамического равновесия между внутрисосудистой и интерстициальной жидкостью определяется факторами фильтрации и реабсорбции (табл. 5-1), которые в норме уравнивают друг друга. При патологических состояниях, в особенности обусловленных интоксикацией (например, при перитонитах, сепсисе и др.) это равновесие может существенно нарушаться. Следует учитывать, что снижение альбумина плазмы ниже 30 г/л и снижение коллоидно-осмотического давления ниже 14-16 мм рт.ст. существенно повышают летальность.

ФОРМУЛА СТАРЛИНГА

Основной принцип взаимоотношения гидростатического и онкотического (коллоидно-осмотического) давления отражен в формуле Старлинга, согласно которой накопление жидкости в межсосудистом пространстве произойдет в случае повышения гидростатического давления внутри капилляров.

Перемещение и распределение воды в теле описывает видоизмененное уравнение Старлинга, а именно уравнение Старлинга-Ландиса:

Q_f =K_f х S[(P_c - P_t ) - S(COP - COP_t )]

где использованы следующие обозначения:

Межклеточный компартмент при нарушениях функций желудочно-кишечного тракта

Понятно, что вышеописанный механизм будет реализован только при условии, если не произойдет компенсированного повышения гидростатического давления в интерстициальной ткани. В случаях нарушения целостности эндотелиального покрова капилляров жидкость, электролиты и белки будут поступать в интерстициальное пространство. Это приводит к различным патологическим нарушениям, в том числе к нарушениям газообменной функции легких, что обычно приводит к развитию острой гипоксемии.

Значительное увеличение объема межклеточного компартмента происходит при нарушениях реабсорбции и депонировании жидкости в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) (например, при перитонитах, кишечной непроходимости и др.). ЖКТ играет ключевую роль, наряду с почками, в регуляции водно-электролитного обмена. Известно, что в просвет ЖКТ ежедневно секретируется и реабсорбируется из него до 6-8 л разной по химическому составу физиологической жидкости (табл. 5-2). При этом потери с калом в норме не превышают 200-300 мл воды.

С клинических позиций чрезвычайно важно понимать самое физиологию движения жидкостей в просвете ЖКТ, так как при многих состояниях и заболеваниях могут возникать чрезмерные потери воды и содержащихся в них электролитов, анионов и бикарбоната (например, при назогастральном зондировании, рвоте, потери по свищам, диарее и др.), что приводит к обезвоживанию, нарушению кислотно-основного состояния и электролитного баланса. Часто отмечаются случаи патологического скопления жидкости в так называемое третье пространство, под которым понимают временную секвестрацию внеклеточной жидкости в нефункционирующее пространство, т.е. которое не участвует в динамическом обмене жидкости на микроциркуляторном уровне. Характерно скопление (депонирование, секвестрация) жидкости, которая недоступна для внеклеточного и внутриклеточного физиологических пространств. У пациентов могут наблюдаться клинические признаки объемного дефицита жидкости за исключением потери массы тела. В большинстве ситуаций речь идет о накоплении жидкости в травмированных тканях. При этом количество ушедшей в «третье пространство» жидкости может доходить до нескольких литров. Постепенно эта жидкость возвращается в функциональное пространство, но для этого может потребоваться от 5 до 9 дней и более.

Роль почек и гормональная система в регуляции водного обмена

Почки - основной регулятор баланса воды и электролитов. Ежедневно почки фильтруют около 180 л плазмы со скоростью 125 мл/мин. При этом в проксимальных почечных канальцах и других отделах нефрона и в собирательных трубках реабсорбируется 124 мл/мин. В дистальных канальцах нефрона происходит активная реабсорбция натрия, а ионы калия и водорода пассивно секретируются.

Почки синтезируют и выделяют ренин в ответ на понижение их кровоснабжения, что характерно для гиповолемии и снижения системного артериального давления. Ренин воздействует на ангиотензиноген, вызывая синтез ангиотензина I, который затем превращается в ангиотензин II. Далее происходит стимуляция выброса альдостерона из коры надпочечников, а альдостерон, действуя на дистальные части почечных канальцев, увеличивает реабсорбцию натрия, секрецию и экскрецию калия и ионов водорода. Задержка натрия ведет к задержке воды.

В регуляции водного обмена значительна роль антидиуретического гормона (АДГ), который синтезируется в гипоталамусе и выделяется в кровь в задней доле гипофиза. АДГ воздействует на собирательные трубочки, усиливает резорбцию воды и выделение более концентрированной мочи. Увеличение секреции АДГ приводит к снижению уровня натрия в плазме благодаря сохранению воды в организме.

Ионный состав водных секторов человека

Ионный состав интерстициальной жидкости, плазмы и внутриклеточной жидкости различается между собой (табл. 5-3), но суммарный электролитный баланс предусматривает равенство как положительных (катионы), так и отрицательных (анионы ) ионов.

Плазма крови представляет сложный раствор, содержащий ионы (Na+, K+, Cl^- , HCO₃ ^- и др.), молекулы неэлектролитов (таких, как мочевина, глюкоза и др.) и макромолекулы, в том числе белки.

ДАВЛЕНИЕ ОСМОТИЧЕСКОЕ, ОСМОЛЯРНОСТЬ И ОСМОЛЯЛЬНОСТЬ

Осмотическое давление плазмы равно сумме осмотических давлений, содержащихся в ней ингредиентов. Оно создается преимущественно электролитами, имеющими относительно высокую молекулярную концентрацию и незначительную молекулярную массу. Примерно 50% осмотического давления плазмы обусловлены Na+ и треть - Cl^- . Одновалентные ионы образуют в растворе количество осмолей, равное числу эквивалентов. Двухвалентные ионы образуют по два эквивалента, но по одному осмолю; 100 мг% глюкозы создают 5,5 ммоль/л, 100 мг мочевины - 17,3 ммоль/л, белки плазмы - 1,5-2 ммоль/л.

Осмолярность плазмы в норме составляет 285-295 мосм/л. Эффективная осмолярность, или осмоляльность, зависит не только от количества растворенных веществ, но и от проницаемости мембран для этих субстанций. Эффективная осмолярность может быть обозначена термином «тоничность».

Осмотическое давление - связывающая способность водных растворов, зависящая от количества растворенных частиц, но не от природы растворенного вещества или растворителя. Чем больше растворенных частиц, тем больше связывающая способность раствора. Осмотическое давление создается в тех случаях, когда раствор отделен от чистого растворителя мембраной, которая свободно проходима для растворителя, но непроницаема для растворенных веществ. Осмотическую концентрацию обозначают термином «осмолярность» - количество миллимолей, растворенных в 1 л воды (ммоль/л), или термином «осмоляльность » - количество миллимолей, растворенных в 1 кг воды (ммоль/кг). Разница между тем или другим обозначением в биологических жидкостях невелика.

Потребление и выделение жидкости в норме и патологии

Организм здорового человека получает воду с питьем («1400 мл/день), с пищей («850 мл/день) и в результате собственных обменных процессов («350 мл/день) (табл. 5-4).

Скорость метаболизма определяется потреблением тепла и кислорода. Следует учитывать, что расход тепла на килограмм снижается с увеличением массы тела. Выведение жидкости из организма происходит с мочой (до 1400-1500 мл/день), с калом (до 100-200 мл/день), через дыхание (перспирация) и с потом.

Количество потребляемой и выделяемой воды за сутки в среднем у здорового человека не превышает 2500 мл (табл. 5-5). Нормальные показатели неощутимых потерь воды при дыхании, с поверхности кожи и с потом у взрослых людей составляют около 15 мл/кг массы тела в сутки.

Возможные потери жидкости вследствие перераспределения и испарения представлены в табл. 5-5.

Нарушения водно-электролитного баланса у человека характерно для многих заболеваний и состояний. При этом степень и выраженность данных расстройств может быть различной - от минимальных проявлений до значительных. Важно своевременно их распознать и провести целенаправленное лечение.

Список литературы

Малышев В.Д. Кислотно-основное состояние и водно-электролитный баланс в интенсивной терапии. - М.: Медицина, 2005. - 228 с.

Хейтц У., Горн М. Водно-электролитный и кислотно-основной баланс. Краткое руководство. Перевод с английского. - М.: Бином, 2009. - 359 с.

Интенсивная терапия. Руководство для врачей / Под ред. В.Д.Малышева, С.В.Свиридова. - М.: МИА, 2009. - 712 с.

Dileep N.L., Andrew J.P.L., Simon P.A. Basic Concepts of Fluid and Electrolyte Therapy // Bibliomed - Medizinische Verlagsgesellschaft GmbH - Melsungen - 2013.

Scott W.N. Fluids and electrolytes. - Wolters Kluwer: Lippincott Williams &Wilkins, 2010.

По определению Всемирной организации здравоохранения, к микроэлементам (МКЭ) относят те элементы, содержание которых в организме человека составляет 250 мкг на 1 г массы тела (0,025% по массе).

Одним из основателей учения о МКЭ в нашей стране является академик В.И. Вернадский, который еще в начале 20-х гг. прошлого столетия обосновал их важнейшую роль в жизнеобеспечении человека, образно называя их «рассеянными элементами». В организме человека обнаружен 81 МКЭ из 92, существующих в природе.

Необходимо учитывать, что МКЭ не синтезируются в организме человека, а поступают в него только с водой и пищей. По этой причине любое нарушение питания требует обязательной коррекции не только со стороны поступления белка, жиров, углеводов, витаминов и макроэлементов (калия, натрия, магния, кальция, фосфора), но и МКЭ.

Следует учитывать, что нарушения со стороны отдельных МКЭ могут носить эндемический характер. Характерно, что на территории России (а также во многих странах мира) существуют ареалы, в которых прослеживается либо природный дефицит, либо избыток тех или иных МКЭ, что, безусловно, отражается на состоянии здоровья людей.

Характерно, что уровень МКЭ как в плазме крови, так и в организме в целом не статичен. Многочисленными клиническими и экспериментальными исследованиями установлены достоверные изменения МКЭ (селена, цинка, меди и др.) в плазме крови, в частности, у хирургических больных с перитонитами различного генеза, эмпиемой плевры, острым панкреатитом, после резекции толстой кишки, при болезни Крона. Дефицит МКЭ прослеживается у пациентов с обширными травмами и ожогами, а также при развитии острых и обострении хронических заболеваний у терапевтических и неврологических больных. Значительные изменения микроэлементного состава плазмы проявляются при осложненной беременности. Этой проблеме сейчас уделяют особое внимание. Рядом исследований показана некоторая специфичность изменений со стороны отдельных МКЭ при развитии онкологических заболеваний.

Особое внимание отводят динамике МКЭ у больных с синдромом системной воспалительной реакции (ССВО), сепсисом/септическим шоком, при развитии у пациентов полиорганной недостаточности (ПОН).

Эти исследования показывают, что у больных с ССВО формируются не только выраженные расстройства питательного и иммунного статуса, но и существенный дисбаланс МКЭ. Следовательно, динамическое определение уровня МКЭ должно стать рутинным исследованием наряду с оценкой стандартных биохимических показателей и маркеров воспаления (сепсиса), что открывает новые возможности в понимании глубинных расстройств гомеостаза, расширяет наши возможности в трактовке тяжести состояния больных.

В последние годы стали уделять большое внимание исследованию активности ферментов, катализирующих биохимические реакции в организме человека, в состав которых входят МКЭ. Такой подход оправдан и логичен, но из-за сложности выполнения пока не находит широкого клинического применения, но это дело времени.

Наиболее важную роль в жизнедеятельности человека играют следующие МКЭ: цинк (Zn), медь (Си), марганец (Mn), селен (Se), молибден (Mo), йод (I), фтор (F), хром (Сг) и кобальт (Co).

Обеспечение пациентов при проведении клинического питания всем необходимым набором МКЭ - важная задача, так как их запасы на фоне различных заболеваний у человека могут быть истощены. При проведении энтерального и парентерального клинического питания нужно соблюдать рекомендованные нормы суточных потребностей, которые представлены в табл. 6-1. Важно помнить, что МКЭ входят в состав смесей для проведения энтерального зондового питания и сиппинга. Как правило, содержание в них МКЭ таково, что на 1600 ккал смеси приходится суточная потребность в МКЭ. В табл. 6-2 приведены некоторые стандартные смеси для энтерального клинического питания с концентрацией МКЭ в них.

Муж. - мужчины;

Жен. - женщины.

При проведении парентерального питания основная масса препаратов, доступных в России, не содержит в своем составе МКЭ. Лишь некоторые из них содержат Zn и фосфор. Однако существуют специализированные препараты - набор растворимых солей МКЭ, которые необходимо включать в программу проведения полного парентерального питания (табл. 6-3). Это можно осуществлять несколькими путями: самый распространенный - добавление их к препаратам «три в одном», второй - добавление к раствору аминокислот при проведении раздельного парентерального питания, третий - параллельно с парентеральным питанием через отдельную инфузионную систему, предварительно добавив препарат в изотонический раствор натрия хлорида объемом 200-400 мл. Следует учитывать, что введение в одном растворе МКЭ и витаминов может привести к их взаимной инактивации.

Микроэлементы играют важнейшую роль в жизнеобеспечении человека. Их уровень существенно изменяется при многочисленных заболеваниях и тяжелых состояниях. Своевременная коррекция дефицита МКЭ улучшает результаты лечения.

Список литературы

Рекомендации Европейского общества клинического питания и метаболизма (ESPEN) по парентеральному питанию взрослых // Clinical Nutrition. - 2009. - № 28. - С. 359-479.

Свиридов С.В., Федоров С.В., Алиева Т.У. и др. О чем «молчат» микроэлементы // Вестник интенсивной терапии. - 2012. - № 2. - С. 11-17.

Berger D.K. Heyland Rupinder Dhaliwal Ulrich Suchner Mette M. Antioxidant nutrients: a systematic review of trace elements and vitamins // Intensive Care Medicine. - 2005. - Р. 327-337.

Jennifer J., Otten J.P.H., Linda D. Meyers dietary reference intakes: the essential guide to nutrient requirements. - Washington: The National Academic Press, 2006.

Scientific Committee on Food. Scientific panel on dietetic products, nutrition and allergies tolerable upper intake levels for vitamins and minerals. - European Food Safety Authority, 2006.

Shike M. Copper in parenteral nutrition // Gastroenterology. - 2009. - Р. 13-17.

Vincent W., Vanek P.B., Alan B., Theresa A.F. et al. ASPEN Position Paper. Recommendations for changes in commercially available parenteral multivitamin and multi-trace element products // Nutrition in Clinical Practice. - 2012. - Р. 440-491.

World Health Organization. Trace elements in human nutrition and health. - Geneva : WHO Library Cataloguing in Publication Data, 1996.

Витамины - вещества, очень малые дозы которых, наряду с жирами, белками, углеводами и минеральными веществами, необходимы для нормального развития человека. Большинство витаминов не синтезируется в организме, а поступает с пищей растительного или животного происхождения.

Наиболее важную роль в жизнедеятельности человека играют 13 витаминов:

Каждый из витаминов обладает широким спектром действия, но при этом имеет ряд присущих только ему характерных свойств.

История изучения витаминов чрезвычайно интересна. Еще в древности замечали развитие различных болезней, связанных с недостаточным потреблением тех или иных пищевых продуктов, однако основные представления, синтез и промышленное производство витаминов были сформулированы и налажены только в XIX-XX вв.

В 1880 г. Н.И. Лунин проводил опыты с белыми мышами, питавшимися цельным молоком и его искусственным аналогом. Он доказал, что кормление мышей искусственным заменителем молока приводило к их гибели и пришел к выводу, что для поддержания нормального физиологического состояния организма необходимы какие-то неизвестные вещества, содержащиеся в молоке и отсутствующие в искусственной пищевой смеси.

В 1912 г. польский ученый К Функ выделил из рисовых отрубей вещество, излечивающее от заболевания «бери бери», и назвал его витамином (от лат. vita - жизнь и амин), поскольку решил, что характерный признак подобных веществ - наличие азота. К. Функ определил, что витамины - жизненно необходимые вещества, играющие важную роль в обмене веществ и поступающие с пищей извне.

В разные годы лауреатами Нобелевской премии за открытие, синтез и изучение витаминов становились Х. Эйкман, Ф. Хопкинс (1929), А. Сент-Дьерди (1937), П. Каррер (1937), Х. Дам и Э.А. Дойзи (1943), Д. Кроуфут-Ходжкин (1964).

На сегодняшний день не вызывает сомнений, что ряд острых заболеваний у человека, особенно при развитии еистемно-воспалительной реакции (СВР), почечной или печеночной недостаточности, заболеваниях легких, сепсисе существенным образом изменяется метаболизм витаминов, что является отражением сложнейших процессов формирования питательной недостаточности. Исследования показывают, что на фоне увеличения скорости обменных процессов при стрессе значительно повышается потребность, например, в водорастворимых витаминах, выступающих в роли коферментов многих биохимических реакций. Нарушения обмена витаминов С и Е отмечаются при оксидативном стрессе, поскольку данные витамины - природные антиоксиданты.

Ключевое значение имеют своевременная диагностика и устранение клинических проявлений гипоили гипервитаминозов. Синтезированы все жизнеопределяющие витамины, разработаны и внедрены в жизнь нормы суточной потребности в витаминах для лиц в зависимости от возраста и пола, этнических групп, мест проживания, времени года и т.д. В тоже время сохраняется ряд проблем, в частности, лечение тяжелых больных в условиях отделений реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ), длительно находящихся на искусственном питании.

Ежедневные потребности в витаминах у взрослых людей представлены в табл. 7-2.

Современный уровень развития медицины предусматривает создание различных по биодоступности лекарственных форм препаратов. Не составляют исключения и витамины, которые производятся в виде таблеток, драже, капсул, порошков, сиропов, а также растворов для парентерального (внутримышечного и внутривенного) применения (табл. 7-3 - 7-4).

Наличие парентеральных форм витаминов открывает новые возможности их применения, особенно у тяжелого контингента больных в ОРИТ, что создает предпосылки для своевременного устранения их дефицита. В табл. 7.3 представлены некоторые из разрешенных для применения на территории России витаминных комплексов для ПП.

В последние годы в клинической практике существенно расширились показания для применения энтеральных питательных смесей (ЭПС) при коррекции питательной недостаточности у различных категорий хирургических, терапевтических, неврологических, кардиологических больных, когда у пациентов значительно нарушено или невозможно питание естественным путем. В этих ситуациях питательная поддержка осуществляется посредством зондового питания (через зонд, установленный в желудок или тонкую кишку), а также через стомы. Большой интерес представляет дополнительное питание посредством сипинга, когда ЭПС употребляются перорально в дозах, дополняющих энергетические и пластические компоненты естественного питания. Следует отметить, что в состав всех без исключения современных ЭПС обязательно входят необходимые для жизнеобеспечения человека витамины в суточной потребности, рекомендуемой мировыми стандартами. В качестве примера в табл. 7.4 приведен состав витаминов в некоторых ЭПС.

Таким образом, значение витаминов в поддержании жизнедеятельности человека чрезвычайно велика. Особую роль они приобретают при развитии различных заболеваниях и угрожающих жизни состояниях. В этих случаях витамины становятся незаменимыми и неотъемлемыми компонентами лечения. Исследования физиологической значимости витаминов продолжаются и в настоящее время.

Список литературы

Рекомендации Европейского общества клинического питания и метаболизма (ESPEN) по парентеральному питанию взрослых. // Clinical Nutrition, 2009. - 28:359. - Р. 479.

Jennifer J. Otten Jennifer Pitzi Hellwig, Linda D. Meyers Dietary Reference Intakes: The Essential Guide to Nutrient Requirements. - Washington, D.C.: The National Academies Press, 2006.

Scientific Committee on Food? Scientific Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies Tolerable upper intake levels for vitamins and minerals. -: European Food Safety Authority, 2006.

Shike Moshe Copper in Parenteral Nutrition // Gastroenterology. - 2009. - Р. 13-17.

Vincent W. Vanek Peggy Borum, Alan Buchman, Theresa A. Fessler, Lyn Howard, Khursheed Jeejeebhoy, Marty Kochevar, Alan Shenkin, Christina J. Valentine A.S.P.E.N. Position Paper: Recommendations for Changes in Commercially Available Parenteral Multivitamin and Multi - Trace Element Products // Nutrition in Clinical Practice. - 2012. - Р. 440-491.

St. Blake. Vitamins & minerals. - The McGraw-Hill, 2008.

Согласно современным представлениям, основу формирования критического состояния и полиорганной недостаточности составляет системная воспалительная реакция (СВР), которая представляет собой неспецифический ответ организма на любое повреждающее действие.

СВР - системная реакция организма на стресс различной этиологии (инфекция, травма, хирургическое вмешательство, ишемия и т.д.), которая представляет собой комплекс симптомов, характеризующих выраженность воспалительных процессов в органах и системах, отдаленных от первичного очага повреждения.

Клиническими критериями диагностики СВР по R. Bone (1997) являются наличие двух или более из нижеперечисленных признаков:

Исследование, проведенное в 1995 г. Rangel-Frausto и соавт., по оценке влияния различного количества признаков синдрома системной воспалительной реакции (ССВО) на показатель 28-суточной летальности продемонстрировало принципиальную значимость каждого из них и подтвердило корреляционную взаимосвязь между их количеством и уровнем летальности среди различных категорий больных. Тяжесть протекания ССВО определяется наличием трех или всех четырех признаков (SIRS-3, SIRS-4) и степенью тяжести состояния больных, которые оцениваются по шкалам APACHE II, SAPS (от англ. simplified acute physiology score), а также полиорганной недостаточностью, оцениваемой по шкалам MODS или SOFA (от англ. sepsis-related organ failure).

Организм отвечает на стресс активацией гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой и симпатической нервной системы, что сопровождается повышенной секрецией гормонов надпочечников, активацией иммунной системы и развитием воспаления.

Выброс в системный кровоток большого количества различных гормонов оказывает прямое влияние на основные метаболические процессы, функциональное состояние органов и систем.

Наряду с нарушениями нейроэндокринной регуляции в формировании ССВО определяющую роль играет выброс полиморфноядерными лейкоцитами, макрофагами и лимфоцитами цитокинов (так называемая цитокиновая буря) - основных медиаторов провоспалительной и антивоспалительной фаз [интерлейкины, фактор некроза опухоли (ФНО-α), интерфероны]. При этом происходит модуляция как локальных, так и системных механизмов защиты.

Клинические проявления синдрома цитокиновой бури - повышенная проницаемость эндотелия сосудов (синдром капиллярной утечки), снижение артериального давления, метаболический ацидоз, диссеминированное внутрисосудистое свертывание крови.

К медиаторам СВР относятся также плазматические энзимы (факторы фибринолиза и свертывания, комплемент), медиаторы липидного происхождения, токсические продукты кислородного обмена. Образующиеся при этом свободные радикалы являются провоспалительными, резко усиливают перекисное окисление липидов, инактивируют энзимы и антиоксиданты, потенцируют провоспалительную реакцию. Полиморфноядерные клетки выделяют протеолитические ферменты, активизирующие кинин-калликреиновую систему, которая, в свою очередь, стимулирует выход ангиотензина II, брадикинина и активированного плазминогена. Брадикинин вызывает вазодилатацию и способствует увеличению сосудистой проницаемости.

Макрофаги активизируются цитокинами и поглощают внедрившиеся микроорганизмы, разрушают некротические ткани и дополнительно вырабатывают цитокины. ФНО, синтезируемый макрофагами, и интерлейкин-1 (ИЛ-1), синтезируемый макрофагами и эндотелиальными клетками, относятся к провоспалительным медиаторам. Эти цитокины инициируют выработку и высвобождение других цитокинов, таких как ИЛ-6. Они также стимулируют ответ печени на острую фазу постагрессивной реакции. ИЛ-6 секретируется моноцитами и макрофагами, нейтрофилами, T- и В-клетками, эндотелиальными клетками, клетками гладких мышц, фибробластами и гепариноцитами (лаброциты, мастоциты). Считают, что ИЛ-6 - один из наиболее сильных индукторов ответа в острой фазе, хотя его точная роль в воспалительном ответе окончательно не выявлена. С другой стороны, он считается наиболее надежным прогностическим симптомом исхода заболевания, особенно при сепсисе, потому что отражает тяжесть поражения (Kim P.K., Deutschman C.S., 2000).

Биологические реакции и клинические эффекты некоторых провоспалительных цитокинов изложены в табл. 8-1.

ИЛ-8 относится к группе медиаторов, известных как хемокины из-за их способности ограничивать очаг воспаления. Он синтезируется моноцитами, макрофагами, нейтрофилами и эндотелиальными клетками. Определение ИЛ-8 используют в качестве индекса величины СВР и прогностического фактора (высокий уровень) развития синдрома полиорганной недостаточности (СПОН). Muehlstedt и соавт. в 2002 г. выявили высокие уровни ИЛ-6 и ИЛ-8 в альвеолярных смывах через 2 ч после травмы. Это позволяет полагать, что альвеолы относятся к одним из первых органов - мишеней метаболического ответа на стресс.

Активация провоспалительных цитокинов стимулирует высвобождение противовоспалительных цитокинов, основная функция которых состоит в уменьшении выраженности воспалительного ответа - противовоспалительной компенсаторной реакцией (CARS - от англ. compensatory anti-inflammatory response syndrome). Степень выраженности CARS может не только достигать тяжести провоспалительной реакции, но даже превосходить ее. К противовоспалительным медиаторам относятся ИЛ-4, ИЛ-10, ИЛ-13, ИЛ-1RA, ИЛ-6R, ФНО-α.

ИЛ-4 и ИЛ-10 - антивоспалительные цитокины, синтезируемые лимфоцитами и моноцитами. Они оказывают схожее воздействие - подавляют синтез ФНО-α, ИЛ-1, ИЛ-6 и ИЛ-8.

Оксид азота (NO) - ключевой медиатор в патофизиологии стресса и шока, вырабатывается различными типами клеток, включая эндотелиальные клетки, нейроны, макрофаги, клетки гладких мышц и фибробласты. NO способствует вазодилатации и регулирует сосудистый тонус. Окисиду азота отводится ведущая роль в генезе острой сосудистой недостаточности, лежащей в основе шока. Концентрация NO увеличивается в десятки раз в результате стимуляции макрофагов ФНО-α, ИЛ-1. В дальнейшем в выработке NO принимают участие клетки гладкой мускулатуры сосудов, и сами моноциты активируются под действием окисида азота.

Белки острой фазы вырабатываются в печени в ответ на стрессовый фактор, чтобы поддержать гомеостаз; их выработку вызывают цитокины. Эти белки функционируют как опсонины (C-реактивный белок), ингибиторы протеаз (α₁ -протеиназа), гемостатические агенты (фибриноген) и переносчики (трансферрин). Синтез альбумина в печени при воспалительном процессе снижается.

Среди всех известных к настоящему времени цитокинов две группы хорошо изучены и наиболее часто используются в диагностических целях - это факторы роста и цитокины иммунной системы.

Варианты клинического течения ССВО определяются следующими фазами развития СВР:

В начальной фазе ССВО продукция цитокинов происходит преимущественно в очаге воспаления и направлена на его локализацию. Действие цитокинов тесно связано с патофизиологическими реакциями организма и проявляется даже при очень низких концентрациях (порядка 10^-11 моль/л).

Локальные эффекты воспаления могут быть усилены до уровня системных вследствие гиперпродукции и поступления в общий кровоток таких цитокинов, как ФНО, интерферон у, ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, и ИЛ-12, связанных с Th1 провоспалительным путем или противовоспалительными цитокинами типа 2, клеткамихелперами (Th2), включая ИЛ-4 и ИЛ-10. Компенсаторный выброс последних направлен на ограничение возможного повреждающего действия провоспалительных медиаторов. За счет баланса между цитокинами в нормальных условиях создаются предпосылки для заживления ран, уничтожения патогенных микроорганизмов, поддержания гомеостаза.

Первую и вторую стадии ССВО следует расценивать как нормальные физиологические механизмы регуляции взаимодействия человеческого организма с окружающей средой, позволяющие оптимально реагировать на разнообразные экзогенные и эндогенные повреждающие факторы и препятствовать развитию патологического процесса.

В том случае, если регулирующие системы не способны поддерживать гомеостаз (третья фаза), деструктивные эффекты провоспалительных цитокинов и других медиаторов начинают доминировать над гуморальными и нейроэндокринными агентами противовоспалительной фазы, что приводит к нарушению проницаемости и функции эндотелия капилляров (синдром капиллярной утечки), агрегации тромбоцитов и микроциркуляторным нарушениям, активации коагуляционных систем, выраженной вазодилатации, формированию отдаленных очагов воспаления, развитию моно- и полиорганной дисфункции.

Превышение продукции противовоспалительных цитокинов (ИЛ-4 и ИЛ-10) над провоспалительными приводит к развитию выраженной иммуносупрессии (сепсис, травма, ожоги), уменьшению токсичности клеток натуральных киллеров и определяется как CARS. Преобладание противовоспалительных цитокинов блокирует не только избыточное патологическое воспаление, но и нормальный воспалительный процесс, необходимый для завершения раневого процесса. Основные признаки CARS - снижение активности маркера иммунопаралитической реакции комплекса HLA-DR на поверхности моноцитов (менее 30%) и способности моноцитов продуцировать ФНО и ИЛ-6 в ответ на стресс.

Представление о двухфазном характере ССВО в виде реакции SIRS и CARS в настоящее время дополнено понятием «синдром смешанной антагонистической реакции (смешанного антагонистического ответа)». Это синдром смешанной провоспалительной и противовоспалительной реакции, при котором у больного возможны одновременные разнонаправленные иммунные системные реакции.

Одна из важнейших функций системы цитокинов состоит в обеспечении согласованного действия иммунной, эндокринной и нервной систем в ответ на стресс. Нарушение баланса цитокинпродуцирующей активности Th1- и Th2-типа, дисбаланс во всех звеньях иммунного ответа играют значительную роль в прогрессировании патологического процесса и ведут к развитию синдрома полиорганной недостаточности (СПОН).

Переключение защитного клеточного иммунитета на гуморальный существенно повышает возможность развития осложнений в течении заболевания и прогноз летального исхода. Постагрессивная реакция организма, включающая нейроэндокринные сдвиги и патологическую активность медиаторов воспаления, обусловливает нарушения макро- и микроциркуляции, гемодинамики, всех видов обмена (белковый, углеводный, липидный), активации коагуляционных систем.

Таким образом, в настоящее время постагрессивная реакция организма рассматривается как проявление ССВО в результате выраженных нарушений нейроэндокринной и гуморальной регуляции, что, в свою очередь, приводит к формированию основных патофизиологических синдромов: волемическим нарушениям, изменениям в системе транспорта и потребления кислорода, нарушению метаболических процессов.

Нарушения объема циркулирующей крови проявляются повышением капиллярной проницаемости, вазодилатацией, селективной вазоконстрикцией, потерей механизмов сосудистой ауторегуляции, микрососудистым тромбозом и обструкцией, тканевым отеком, клеточной агрегацией, миокардиальной дисфункцией и волемическим дисбалансом.

Расстройства в системе кислородного баланса характеризуются внутрилегочным шунтированием крови, нарушениями вентиляционно-перфузионных соотношений и микроциркуляции, дефектами механизма экстракции кислорода тканями, повышением потребности в кислороде вследствие наличия болевого синдрома, тахикардии и тахипноэ.

Основу развивающейся метаболической дисфункции составляет повышенная потребность в энергетических субстратах и пластическом материале, гиперкатаболизм, резистентность к экзогенному введению обычных питательных веществ в виде как макро-, так и микронутриентов. Эти нарушения наиболее часто приводят к формированию у тяжелобольных (пострадавших) пациентов ПОН, которую следует рассматривать как наиболее тяжелую форму проявления системной воспалительной реакции.

Метаболический ответ на стресс - одно из основных проявлений ССВО на агрессию.

Впервые клинические проявления метаболического ответа на стрессовый фактор (травматическое повреждение тканей) были описаны в 1932 г. Д. Катберсоном, который изначально разделил метаболический ответ на две последовательные фазы: ЕЬЬ (отлива) и Flow (прилива) - для описания синдромов гиперкатаболизма и гиперметаболизма, следующих за травматическим повреждением (рис. 8-1).

Фаза Ebb (метаболическая активность снижена) начинается сразу же после ранения/травмы и, как правило, продолжается 12-24 ч (рис. 8-2), однако может продлиться и дольше, в зависимости от тяжести фактора агрессии и адекватности проводимой терапии.

Для Ebb-фазы метаболического ответа организма характерна централизация кровообращения за счет периферической вазоконстрикции, что сопровождается явлениями тканевой гипоперфузии, снижением потребления кислорода, основного обмена, скорости окисления глюкозы и метаболических реакций, а также гипотермией.

Повышенная секреция автономной нервной системой катехоламинов (норадреналин) носит компенсаторный характер, направленный на поддержание гемодинамики, увеличение работы сердца и венозного возврата. Вместе с тем катехоламины обладают метаболическими эффектами и прежде всего отрицательным влиянием на углеводный обмен с развитием стресс-индуцированной гипергликемии за счет стимуляции внутрипеченочного гликогенолиза и глюконеогенеза, толерантности периферических тканей к глюкозе. Процессы катаболизма в фазе Ebb носят незначительный характер: умеренный распад белка, гипотермия, снижение основного обмена, гипоинсулинемия, вазоконстрикция.

Развитие фазы Ebb обусловлено нейроэндокринным ответом на агрессию. Выброс в системный кровоток цитокинов, катехоламинов и свободных радикалов запускает фазу Flow.

Фаза Flow (гиперметаболическое состояние) начинается со 2 суток и длится в течение 14-20 сут постагрессивного периода, характеризуется активацией симпатоадреналовой системы, гипердинамией, гипертермией, высоким потреблением кислорода, мышечным протеолизом, повышенной скоростью обменных реакций, синдромом гиперметаболизма-гиперкатаболизма с нарушением обмена белков, жиров, углеводов, усиленным распадом тканевых белков, увеличением потерь азота.

Длительность фазы Flow зависит от тяжести фактора агрессии, наличия инфекции и развития осложнений (см. рис. 8-2). Своего максимума она достигает в пределах 3-5 сут постагрессивного периода и, как правило, с 7-10 суток начинает переходить в фазу анаболизма. В течение этой гиперметаболической фазы на фоне гиперинсулинемии увеличивается мобилизация аминокислот и свободных жирных кислот из скелетной мускулатуры. Часть субстратов используется для производства энергии: или непосредственно как глюкоза, или через печень как триглицериды. Другая часть расходуется на синтез белков в печени, где под влиянием гуморальных медиаторов возрастает продукция белков острой фазы. Подобный синтез белка происходит и в иммунной системе; он направлен на заживление поврежденных тканей.

Несмотря на то что Flow-фаза включает как катаболические, так и анаболические процессы, для этой фазы характерны выраженный отрицательный баланс азота, потери белков, жиров, углеводов и изменение компонентов состава тела - снижение тощей и жировой массы тела, увеличение внеклеточного и в меньшей степени внутриклеточного объема жидкости.

Триггерные факторы, запускающие метаболический ответ организма, могут быть самыми разнообразными по своему патологическому воздействию:

Эфферентная патологическая импульсация (стресс-фактор: травма, оперативное вмешательство и т.д.) через гипоталамус стимулирует нейроэндокринную реакцию и включение всех звеньев гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы. Гипоталамо-гипофизарная система контролирует секрецию кортизола, тироксина, гормона роста и вазопрессина, а автономная нервная система - инсулина и глюкагона.

В ответ на стрессовый фактор гипоталамус выделяет кортикотропин-рилизинггормон, который индуцирует синтез гипофизом адренокортикотропного гормона (АКТГ), известного также как кортикотропин. АКТГ стимулирует липолиз в жировых клетках, а также захват аминокислот и глюкозы скелетной мускулатурой. В свою очередь АКТГ, воздействуя на кору надпочечников, запускает секрецию глюкокортикоидов, таких как кортизол, и в незначительной степени одного из основных стероидных гормонов - альдостерона. Кортикотропин-рилизинг-гормон подавляется кортизолом, выполняя свою роль в классической негативной обратной связи. Полагают, что секреция альдостерона контролируется активизированной системой ренин-ангиотензин.

Высокая концентрация кортизола изменяет метаболизм углеводов, жиров и белков, в течение длительного времени поддерживает синдром гиперметаболизма-гиперкатаболизма. В то же время повышение концентрации кортизола способствует более быстрому и избирательному обеспечению жизненно важных органов энергией в раннем постагрессивном периоде. Кроме того, задержка интраваскулярной жидкости, инотропный и вазоконстрикторный эффект за счет усиленного выброса катехоламинов и ангиотензина II поддерживают гемодинамику. Повышение концентрации кортизола в сыворотке крови в ответ на агрессию можно интерпретировать как защитную реакцию организма - стремление блокировать каскад ССВО. Высокие концентрации кортизола в сыворотке крови могут поддерживаться в течение длительного времени при гнойно-септических состояниях и после травм, в то время как концентрация АКТГ снижается до нормы в более короткие сроки. Это указывает на то, что выделение кортизола может происходить через альтернативные пути, в том числе включающие эндотелий.

Нейроэндокринный ответ на стресс и смещение метаболических процессов в сторону гиперкатаболизма отражают изменения концентрации в сыворотке крови тиреоидных гормонов. Тиреоидные гормоны влияют на различные метаболические процессы в организме. Они повышают утилизацию углеводов и кислорода тканями, потенцируя действие инсулина, увеличивают поглощение глюкозы мышцами, стимулируют глюконеогенез, протеолиз, кетогенез. В физиологических количествах тиреоидные гормоны стимулируют белковый синтез, в том числе и синтез специфических ферментов; повышают липолиз и окисление жирных кислот, потенцируют действие некоторых гормонов. Гормональный эффект тиреоидных гормонов связан с процессами дейодирования в тканях.

В течение 2 ч после операции или травмы уровень Т₃ (общий трийодтиронин) в сыворотке снижается, в то время как уровни Т₄ (общий тироксин) и ТТГ (тиреотропный гормон) кратко возрастают. Вероятно, низкий уровень T₃ обусловлен уменьшением периферической конверсии T₄ . Позже уровни циркуляции ТТГ и T₄ часто возвращаются к нормальным, в то время как уровень T₃ остается низким. Важно отметить, что степень снижения уровня T₃ в сыворотке отражает тяжесть состояния больного. Ряд цитокиновых медиаторов, главным образом ФНО, ИЛ-1 и ИЛ-6, исследовали в качестве предполагаемых медиаторов очень низких Т₃ -уровней. Острые постагрессивные изменения концентрации в крови тиреоидных гормонов отражают реакцию организма, направленную на уменьшение расхода энергии, как и при простом голодании.

В отличие от острого постагрессивного периода, у больных, длительно находящихся в отделении интенсивной терапии (хронические критические состояния), определяют низконормальные ТТГ-значения и низкие уровни концентрации T₄ и T₃ в сыворотке крови. По-видимому, это происходит из-за сниженной гипоталамической стимуляции β-клеток гипофиза, что, в свою очередь, ведет к снижению стимуляции щитовидной железы. Определенную роль при этом играет эндогенный допамин и длительная гиперкортизолемия. В связи с этим экзогенное введение допамина и глюкокортикоидов может провоцировать или усугублять гипотиреоидизм у больных в критических состояниях.

В течение первых часов/дней после повреждения (операция, травма, инфекция) возрастают уровни циркулирующего гормона роста (ГР). Физиологически ГР синтезируется гипофизом и выделяется пульсирующим образом под интерактивным контролем гипоталамического ГР-рилизинг-гормона, который является стимулятором, и соматостатина - блокатора. Полагают, что в результате стресса блокирующий эффект соматостатина резко снижается, а уровень стимулирующего ГР-рилизинггормона возрастает. Кроме того, возникает вторичное периферическое сопротивление к ГР за счет воздействия таких провоспалительных цитокинов, как ФНО, ИЛ-1 и ИЛ-6. Гормон роста усиливает липолиз, внутрипеченочный кетогенез, процессы захвата гепатоцитами и скелетной мускулатурой аминокислот. Тем самым возрастает потребление глюкозы, свободных жирных кислот и аминокислот.

При хронических заболеваниях изменения в соматотропной оси иные. Секреция ГР хаотична и менее выражена по сравнению с острой стадией. Средние концентрации ночного ГР в сыворотке крови незначительно повышены и существенно ниже, чем в острой фазе стресса. Одно из возможных объяснений этой ситуации состоит в том, что гипоталамус принимает участие в синдроме ПОН, становится неспособным синтезировать и секретировать ГР. Другим объяснением могло бы быть то, что недостаток секреции пульсирующего ГР происходит из-за увеличенного тонуса соматостатина или сниженной стимуляции ГР-рилизинг-гормона.

Пролактин - один из первых гормонов, высокий уровень которого был обнаружен в сыворотке крови после острого физического или психологического стресса. Пролактин способствует задержке воды, солей калия, а также ретенции азота, повышенной утилизации и распаду липидов, развитию толерантности тканей к усвоению глюкозы. Продукция и выделение пролактина находятся под контролем целого ряда регуляторных центров гипоталамуса. Увеличение синтеза и выделения пролактина в постагрессивном периоде может быть опосредовано окситоцином, допаминергическими проводящими путями или вазоактивным пептидом кишечника. Пусковым фактором является гиперцитокинемия. Изменения в секреции пролактина в ответ на стресс оказывают влияние на изменения иммунной функции в процессе критического состояния. В эксперименте было показано, что подавление выделения пролактина приводит к ухудшению функции лимфоцитов, угнетению активации лимфокинозависимых макрофагов. Остается неясным, вносит ли гиперпролактинемия вклад в жизненно важную активацию иммунного каскада на ранних стадиях критического состояния.

Автономная нервная система контролирует катехоламины, ренин-ангеотензин, альдостерон, инсулин, глюкагон, соматостатин, которые обладают как изолированными, так и сочетанными метаболическими эффектами: стимулируют внутрипеченочный гликогенолиз и глюконеогенез, повышают скорость липолиза, выраженность процессов гликогенолиза. Так, например, адреналин в результате сочетанных воздействий приводит к развитию стресс-индуцированной гипергликемии.

В патогенезе гиперметаболического состояния (фаза Flow) наряду с эндокринной составляющей ключевую роль играют провоспалительные медиаторы: ФНО, ИЛ-1, ИЛ-6. Наиболее выраженное влияние на процессы метаболизма оказывают

ФНО и ИЛ-6. Для ФНО характерно развитие кахексии, гипертриглицеридемии, инсулинорезистентности, активация глюконеогенеза, усиление синтеза белков острой фазы, активный распад белков, усиление выброса аминокислот из периферических тканей. ИЛ-6 - ключевой медиатор фазы Ebb, он повышает внутрипеченочный синтез белков острой фазы, а также ингибирует синтез ФНО и ИЛ-1. ИЛ-1 вызывает анорексию, стимулирует внутрипеченочный острофазовый ответ.

Метаболический ответ на стресс - физиологическая реакция на повреждение, основная задача которой состоит в поддержании гомеостаза. Переход физиологической реакции в патологическую зависит от интенсивности и продолжительности воздействия факторов агрессии. Фактически течение болезни, ее исход и летальность тесно взаимосвязаны с тяжестью метаболических нарушений, особенно если они сохраняются длительное время.

Стресс-метаболические нарушения включают смещение обменных процессов в сторону гиперкатаболизма, гиперметаболизма; повышенные энергопластические потребности в сочетании с толерантностью тканей к усвоению естественных пищевых веществ.

Метаболические характеристики ССВО объединяют в единый синдром - синдром гиперметаболизма -гиперкатаболизма .

Синдром гиперметаболизма-гиперкатаболизма - это неспецифическая системная ответная реакция организма на повреждения различной этиологии, характеризующаяся дисрегуляторными изменениями в системе анаболизм-катаболизм, резким увеличением потребности в источниках энергии и пластического материала, ростом реальной энергопотребности и параллельным развитием патологической толерантности тканей организма к обычным пищевым веществам.

Синдром гиперметаболизма-гиперкатаболизма - неотъемлемая составляющая критических состояний любой этиологии. В результате смещения обменных процессов в сторону катаболизма, которые преобладают над анаболическими реакциями, значительных потерь белка и увеличения потребности в энергии формируется выраженная белково-энергетическая недостаточность, резистентная к стандартной нутритивной поддержке естественными пищевыми субстратами. Прогрессирующая белково-энергетическая недостаточность формирует ПОН и ведет к развитию кахексии.

Синдром гиперметаболизма-гиперкатаболизма представляет собой суммарный метаболический ответ организма на генерализованную воспалительную реакцию.

В современной литературе на сегодняшний день показано, что обмен белков, углеводов и липидов при синдроме гиперметаболизма-гиперкатаболизма имеет принципиальные отличия от нормы и от простого голодания. Утилизация энергетических и пластических субстратов на фоне простого голодания существенно отличается от таковой на фоне гиперкатаболизма (табл. 8-2).

Простое голодание - неадекватное потребностям организма поступление пищевых веществ и энергии. Метаболический ответ при простом голодании носит адаптационный характер и направлен на минимизацию потерь массы тела. Соответственно снижаются энергопотребность в покое и распад белков, включается утилизация альтернативных липидных источников энергии. Основными источниками нутриентов во время голодания являются гликоген, жирные кислоты, кетоновые тела, глицерол. Замедление синтеза и распада белков замедляет, в свою очередь, глюконеогенез. Респираторный коэффициент при простом голодании колеблется в пределах 0,7-0,75, что отражает использование организмом липидов как основных источников энергии.

В отличие от простого голодания, при синдроме гиперметаболизма-гиперкатаболизма существенно (на 30-80%) возрастают потребности организма в энергии, наблюдаются чрезмерные протеолиз, гликогенолиз, глюконеогенез, что сопровождается большими потерями азота и высоким темпом истощения больных. В отличие от простого голодания, респираторный коэффициент составляет 0,8-0,85, что характерно для окисления различных энергетических субстратов, в том числе аминокислот. В печени на фоне активного синтеза острофазовых белков нарушается продукция висцеральных белков. Развивается стресс-индуцированная гипергликемия.

Основные патофизиологические составляющие гиперметаболизма:

Наблюдаемая при гиперметаболизме диссоциация между повышенной потребностью в энергетическом субстрате и толерантностью структур, потребляющих данный субстрат, связана прежде всего с повреждением клеточных органелл, участвующих в процессе энергообмена; она получила название «феномен гиперметаболической гипоксии».

Клинически синдром гиперметаболизма-гиперкатаболизма проявляется лихорадкой, тахикардией, увеличением частоты дыхания, энцефалопатией. Критерии воспаления включают лейкоцитоз, повышение содержания в плазме крови С-реактивного белка. Нарушения гемодинамики характеризуются артериальной гипотензией, развитием гипердинамического типа кровообращения с увеличением сердечного выброса, сердечного индекса и снижением общего периферического сопротивления сосудов (ОПСС). Ведущий показатель гиперметаболизма-гиперкатаболизма - увеличение скорости обмена веществ. Потребности больного в энергии резко возрастают по отношению к базальному энергообмену в покое. Соответственно увеличению потребления О₂ и продукции СО₂ возрастает минутная вентиляция легких. Характерным является развитие синдрома острого легочного повреждения. К ключевым показателям относятся снижение концентрации сывороточных белков (альбумин, трансферрин, тироксинсвязывающий преальбумин, ретинолсвязывающий белок), потери белка (отрицательный азотистый баланс, высокое содержание азотистых компонентов в моче), гипергликемия, гиперлактатемия, гипербилирубинемия, повышение содержания в плазме крови креатинина (в сочетании со снижением мочеотделения свидетельствует о развитии ОПН), изменение состава тела (потери тощей и жировой массы). Ведущее значение в формировании и поддержании синдрома гиперметаболизма-гиперкатаболизма имеет развитие в постагрессивном периоде синдрома кишечной недостаточности. Нарушения свертывающей системы крови проявляются тромбоцитопенией, ДВС-синдромом.

Основная концепция для объяснения характера изменений белкового метаболизма при критических состояниях - концепция о внутриорганной циркуляции аминокислот, перераспределения белков в организме. Наиболее важны взаимодействия скелетная мускулатура-печень и мускулатура-кишечник (E. Deitch, 1992). Стрессовый гиперметаболизм-гиперкатаболизм сопровождается увеличением мышечного протеолиза, ускоренным распадом белков, увеличением печеночного глюконеогенеза и синтеза острофазовых белков, синтеза глюкозы и мобилизации жира. Возросший катаболизм мышечных и висцеральных белков проявляется прогрессирующей потерей тощей массы тела, или, более точно, клеточной массы, что оказывает отрицательное влияние на функциональное состояние органов и систем организма, повышает вероятность развития вторичных осложнений и летального исхода у больных в критических состояниях. При этом синтез белков не компенсирует их катаболизм и потери, что ведет к формированию отрицательного баланса азота (рис. 8-3, см. вклейку).

Отрицательный азотистый баланс при сепсисе и ПОН поддерживается благодаря распаду белка скелетной мускулатуры и тканевых белков, на что указывает повышенное выделение 3-метилгистидина с мочой.

Существенную роль в распаде мышечных белков и формировании отрицательного азотистого баланса играет увеличение потребления энергии. Определенный вклад в катаболизм и потерю белков вносит нарушение функций желудочнокишечного тракта.

Было показано, что в раннем постагрессивном периоде потери азота достигают 20-30 г в сутки и проявляются прогрессирующей потерей массы тела. Эти наблюдения были расширены последующими балансными исследованиями, которые выделяли отрицательный баланс азота как признак ответа организма на повреждение и инфекцию.

Во время септических состояний темп выделения аминокислот из скелетной мышцы может в 3-5 раз превышать нормальные значения.

Возрастающая потеря азота, проявляющаяся увеличением образования мочевины, обусловлена компенсаторным повышением реакции печеночной дезаминации в ответ на увеличение концентрации аминокислот в плазме. В печени эти аминокислоты экстрагируются из плазмы и подвергаются реакциям трансаминации и дезаминации, приводя к образованию пирувата, глутамин, α-кетоглютората, аммиака и мочевины. Эти продукты могут быть утилизированы печенью в процессах глюконеогенеза, окисления или кетогенеза.

Таким образом, при развитии постагрессивной реакции происходит повышение белкового катаболизма в скелетной мускулатуре и сопутствующее ему увеличение захвата аминокислот клетками печени, что формирует типичный аминокислотный шунт от мышц к печени. При этом синтез белков острой фазы и глюконеогенез в печени существенно усиливаются. Во время стресса гликоген печени очень быстро расходуется, и гепатоциты начинают синтезировать глюкозу из аминокислот, преимущественно из аланина. При гиперкатаболизме выброс аланина скелетной мускулатурой значительно повышается для обеспечения печени субстратами, необходимыми для глюконеогенеза. Происходит также выброс глутамина, причем не только из скелетной мускулатуры, но и из легких. На фоне стресса в печени усиленно синтезируются белки острой фазы. В то же время продукция альбумина заметно снижается. Система купферовских клеток предельно чувствительна к нехватке глутамина и кислорода. Повышенное поступление глутаммина в печень в первую фазу катаболической реакции приводит к активации системы купферовских клеток и продукции большого количества медиаторных субстанций с известными метаболическими эффектами (цитокины). Глюкоза, вырабатываемая печенью, направляется к ранам, инфицированным тканям, а также к клеткам воспаления.

Во взаимодействии мускулатура-кишечник важное значение имеет повышенное выделение при протеолизе скелетной мускулатуры глутамина. Углеродный каркас глутамина служит главным источником энергии для быстроделящихся клеток, таких как кишечная слизистая, альвеолоциты, делящиеся лимфоциты. Глутамин - главный переносчик азота из скелетной мускулатуры во внутренние органы.

Метаболизм глутамина происходит главным образом в желудочно-кишечном тракте. Кишечник извлекает от 20 до 30% циркулирующего глутамина. В кишечнике глутамин дезаминируется, образуя аммиак и глутамат, которые могут преобразовываться в α-кетоглюторат и входить к цикл Кребса. Кроме того, глутамин - важнейший субстрат для поддержания кишечной слизистой и укрепления кишечного барьера у больных в критических состояниях.

Таким образом, гиперметаболизм у пациентов в стрессе, обусловленный повреждением или инфекцией, связывается с увеличением мышечного протеолиза, образования мочевины в печени, а также с увеличением продукции глюкозы и мобилизации жира. У пациентов с травмой и сепсисом обнаруживается растущая скорость катаболизма белка, увеличение синтеза острофазных белков, формирование отрицательного баланса азота. Внутривенные инфузии достаточного количества аминокислот частично увеличивают скорость белкового синтеза, но степень катаболизма белка оказывается малочувствительной к парентеральному питанию, что диктует необходимость как можно более раннего включения в программу нутритивной поддержки энтерального питания, применения фармаконутриентов.

Диагностика синдрома гиперкатаболизма-гиперметаболизма на сегодняшний день может проводиться с помощью ряда клинических, функциональных, биохимических параметров, однако большинство из них не являются рутинными и не используются широко в клинической практике. Наиболее часто истинные потери белка оценивают по показателям экскреции азота с мочой и азотистому балансу.

Основной показатель, позволяющий оценить выраженность катаболической реакции, - суточная экскреция азота с мочой. Потери азота с мочой менее 5 г/сут соответствуют незначительной выраженности реакций белкового катаболизма. Экскреция от 5 до 10 г характерна для больных с умеренно выраженным катаболизмом. Тяжелая катаболическая реакция характеризуется потерями азота с мочой более 10 г/сут, что соответствует потере более 62 г белка.

Липидный метаболизм видоизменяется при критических состояниях, что проявляется усилением липолиза и торможением липогенеза в результате изменений статуса гормонов и других медиаторов. Липиды - наиболее расходуемый при критических состояниях источник энергии за счет активной мобилизации запасов триглицеридов из жировой ткани. Этот процесс стимулируется действием катехоламинов и воспалительных цитокинов, таких как ФНО и ИЛ-1, и ускоряется в результате снижения инсулиновой чувствительности тканей. Выделение жирных кислот из жировой ткани часто превышает энергетические потребности организма. Эти жирные кислоты не окисляются и могут быть реэстерифицированы в триглицериды в печени и преобразованы в липопротеины очень низкой плотности.

Выработка в печени триглицеридов повышается при критических состояниях, и это может привести к стеатозу печени. В то же время выведение из печени триглицеридов тоже повышается при критических состояниях. После травм и обширных операций выведение триглицеридов не замедляется или даже может ускориться, и в связи с этим плазменные концентрации триглицеридов остаются нормальными или даже могут быть пониженными. В других же случаях, например при сепсисе, активность липопротеинлипазы жировой ткани тормозится воспалительными цитокинами (ФНО, ИЛ-1) и инсулиновой резистентностью, поэтому триглицериды не могут эффективно выводиться из кровообращения. Таким образом, повышение концентрации липопротеинов очень низкой плотности может отчасти выполнять роль защитного механизма. Концентрация холестерина в плазме снижается при стрессе, то же происходит и с концентрациями липопротеинов низкой плотности и липопротеинов высокой плотности. Это снижение наблюдается вопреки повышенной выработке холестерина в печени. Сниженная концентрация липопротеинов высокой плотности является результатом повышенного катаболизма, а сниженная концентрация липопротеинов низкой плотности - результат повышенной секвестрации и ретенции в субэндотелиальных пространствах. В условиях стресса изменяется не только состав липопротеинов низкой и высокой плотности, но и свойства данных липопротеинов.

Известно, что в ситуациях голода организм прибегает к компенсаторным механизмам, которые защищают его от возможного вреда из-за недостаточного поступления питательных веществ. Эти механизмы включают расщепление белков и жиров и сокращение потребления энергии. Однако при наличии стресса эти механизмы адаптации к длительному голоданию не запускаются. Наличие поврежденной ткани ведет к возникновению катаболической реакции и попытке восстановить гомеостаз в организме. Степень катаболической реакции представляется больше связанной с интенсивностью повреждения тканей, чем с тяжестью стресса.

В течение стресса освобождение катаболических гормонов ведет к возрастанию адиполитической активности. Параллельно этому устанавливается предпочтительное окисление жира различными тканями, такими как мышцы, и развивается инсулинорезистентность. Однако нервные и иммунные клетки продолжают нуждаться в глюкозе как источнике энергии, что обеспечивается неоглюкогенезом.

Несмотря на интенсивный липолиз, происходящий во время метаболического ответа на стресс, в плазме не всегда отмечается возрастание концентрации свободных жирных кислот, в то же время возрастает скорость выведения свободных жирных кислот.

Ранение (повреждение) тканей влияет на метаболизм через нейроэндокринную нервную систему и индукцию провоспалительных медиаторов. При сепсисе и травме в плазме крови быстро возрастает количество таких цитокинов, как ФНО-α и ИЛ-1, ИЛ-3 и ИЛ-6.

ФНО-α оказывает важное влияние на развитие анорексии и потерю жировой ткани. Введение ФНО-α индуцирует у лабораторных животных кахексию с анорексией и истощением адипозной ткани. Этот цитокин также вовлечен в возникновение инсулинорезистентности подавлением фосфорилазы рецепторов.

ИЛ-1 оказывает то же воздействие, что и ФНО: подавляет активность липопротеинлипазы и увеличивает внутриклеточный липолиз. ИЛ-6 имеет важное значение в развитии кахексии. Этот цитокин является важным модулятором метаболизма человека, он способен стимулировать липолиз и окисление жиров, не вызывая гипертриглицеридемию.

Цитокиновый отклик на травму или сепсис может изменяться в зависимости от природы поражения. Цитокины могут прямо влиять на метаболизм жировой ткани и могут оказывать косвенное воздействие на метаболизм липидов через изменение метаболизма белков и углеводов.

Изменения в метаболизме липидов, вызванные травмой, - результат сложных взаимодействий, включающих центральную нервную систему, гормоны, воспалительные медиаторы и периферические гормоны. Только недавно было показано, что рецепторы адипозной ткани играют важную роль в интенсивном липолизе, происходящем при метаболическом ответе на стресс. Стимуляция этих рецепторов увеличивает концентрацию циклического аденозинмонофосфата (цАМФ), что, в свою очередь, стимулирует активность гормоночувствительной липазы.

Из-за сниженного потребления жиров и изменений в липидном метаболизме, часто наблюдаемых в стрессовых ситуациях, коррекцию нарушений липидного обмена у пациентов в критических состояниях необходимо проводить с помощью соответствующей нутритивной терапии.

Метаболизм углеводов. Ответ организма на заболевание, травму и хирургическое вмешательство характеризуется не только классическими метаболическими изменениями с повышением скорости метаболизма и отрицательным азотистым балансом, но и гипергликемией и непереносимостью глюкозы, которые являются следствием а-адренергической супрессии в результате выделения инсулина в острой шоковой фазе или во время хирургического вмешательства, а также инсулиновой резистентности в послеоперационном периоде. При этом выработка глюкозы в печени увеличивается в ответ на выброс адреналина, норадреналина, глюкагона и кортизола. На фоне гипергликемии тем не менее наблюдается патологический внутрипеченочный глюконеогенез, рефрактерный к введению экзогенной глюкозы. Аминокислоты вследствие прогрессирования мышечного протеолиза (цикла аланин-глюкоза6-фосфат) мобилизуются из скелетной мускулатуры и транспортируются в печень для синтеза глюкозы и медиаторов системного повреждения. Отмечается увеличение активности гликогенолиза и глюконеогенеза, причем введение экзогенной глюкозы и инсулина никак не сказывается на скорости биохимических реакций. Основными субстратами для глюконеогенеза являются лактат, глутамин, аланин, глицин, серин и глицерол. Несмотря на повышенную продукцию гепатоцитами глюкозы, синтез инсулина не увеличивается, что и приводит к спонтанной гипергликемии.

Исследования больных с травмой показали, что производство глюкозы печенью - результат утилизации ее предшественников, включая глицерин, пируват, лактат и аминокислоты, в основном глутамин и аланин. Лактат, производимый в результате анаэробного метаболизма и выделяемый скелетными мышцами и другими органами, повторно используется глюкозой через цикл Кори, тогда как глюкоза восстанавливается из аланина в цикле глюкоза-аланин.

Стресс при критических состояниях вызывает развитие инсулиновой резистентности и гипергликемии. Главная причина этого заключается в иммобилизации пациентов в критическом состоянии, у которых отсутствует стимулированное физической активностью потребление глюкозы в скелетных мышцах.

Тем не менее снижение инсулиностимулированного глюкозного потребления в скелетных мышцах и жировой ткани компенсируется резким повышением общего потребления глюкозы в организме, при этом основной реципиент глюкозы - мононуклеарная фагоцитарная система печени, селезенки и подвздошной кишки.

В целом возросшее периферическое потребление глюкозы снижает роль повышенной выработки глюкозы в печени при критических состояниях. При этом экзогенная глюкоза на увеличение выработки глюкозы в печени не влияет. В обычном состоянии глюконеогенез и гликогенолиз - компоненты печеночной выработки глюкозы - замедляются под действием инсулина. Повышенный уровень инсулина в сыворотке крови в комбинации с ослабленным периферическим потреблением глюкозы и повышенным производством глюкозы в печени вызывает инсулиновую резистентность при критических состояниях.

Хорошо известные исследования Wilmore и соавт. (1980) убедительно показали, что в катаболической фазе травмы максимальная скорость усвоения глюкозы снижается, что позволяет предположить пострецепторную инсулиновую резистентность в периферической ткани.

Исследование Van den Berghe и соавт. (2001) показало, что интенсивная инсулиновая терапия приводит к снижению уровня глюкозы в крови главным образом посредством стимуляции периферического глюкозного потребления, а не торможения печеночного глюконеогенеза. Авторы продемонстрировали результаты интенсивной инсулинотерапии у 1548 взрослых пациентов отделений интенсивной терапии. Было показано, что применение интенсивной инсулинотерапии способствовало снижению числа случаев септицемии на 46%, почечной недостаточности, требующей гемодиализа, на 41% и полинейропатии на 44%. Наряду с этим в отделениях интенсивной терапии, где проводилась интенсивная инсулинотерапия при наличии гипергликемии, составляющей более 7 ммоль/л, на 45% сократилась летальность больных. Эти исследования убедительно свидетельствуют о том, что существует прямая взаимосвязь между уровнем глюкозы в крови и частотой осложнений и летальных исходов реанимационных больных, а поддержание нормального уровня гликемии играет важную роль в снижении этих показателей. Аналогичная взаимосвязь была выявлена между частотой развития осложнений и уровнем триглицеридов, который также снижался до нормы при назначении инсулина.

Исследования B.A. Mizock (2001) показали, что, несмотря на повышение оборота глюкозы в организме, в целом в различных тканях происходят различные изменения в глюкозном метаболизме. Это может быть обусловлено уменьшением запасов гликогена и снижением скорости окисления глюкозы в одних тканях, а в других, напротив, повышением скорости окисления, особенно непосредственно в месте травмы. Biolo и соавт. (1995) также показали, что на протяжении многих недель после ожога наблюдается пониженный белковый синтез в мышечных клетках, вторичный по отношению к сниженному усвоению аминокислот. Это явление вполне обратимо при введении больному высоких доз инсулина в сочетании с аминокислотами, а не только одних аминокислот.

Результатом приема глюкозосодержащих напитков за 12 и 2 ч до операции стало снижение не только послеоперационной инсулиновой резистентности, но и потерь белка, а это лишний раз подтверждает наличие тесной взаимосвязи между инсулиновой резистентностью и белковым метаболизмом. Необходимо отметить, что приведенный выше метод дооперционного введения глюкозы обеспечил ощутимое улучшение результатов лечения и сокращение продолжительности госпитализации.

В исследованиях, выполненных Gore и соавт. (2001), у детей с термической травмой при введении инсулина с целью нормализации уровня глюкозы в крови снижались показатели смертности, частота развития бактериемии и грибковых инфекций; также снижалось количество необходимых процедур пересадки кожи.

Таким образом, строгий контроль уровня глюкозы в крови - необходимая часть лечения больных в критическом состоянии. Дозировки инсулина, применяемые в большинстве исследований, охарактеризованы как фармакологические, они превышают применяемые в поддерживающей терапии при диабете 1-го типа и даже используемые при лечении кетоацидоза.

Многочисленные исследования показывают, что предоперационная глюкозотерапия или послеоперационное введение глюкозы после обширных оперативных вмешательств и после тяжелых травм в составе нутритивной поддержки, а также введение инсулина, глюкозы и калия при катаболических состояниях приводят к снижению отрицательного азотистого баланса.

Инсулинотерапия в этих условиях не только снижает белковый катаболизм, но и способствует поддержанию нормального уровня глюкозы в крови, снижает липолиз, улучшает сердечную функцию при сердечной недостаточности, экскрецию из организма соли и жидкости и, как было показано, оптимизирует результаты лечения при критических состояниях.

Инсулинотерапия для контроля поддержания нормального уровня глюкозы в крови, как было установлено, является существенной частью лечения пациента в критическом состоянии (табл. 8-3).

С развитием медицинской науки стало очевидно, что метаболический ответ на стресс не только затрагивает обменные процессы, но и оказывает прямое влияние на функциональное состояние всех органов и систем организма, определяет развитие полиорганной недостаточности и критического состояния.

Список литературы

Попова Т.С., Шестопалов А.Е., Тамазашвили Т.Ш., Лейдерман И.Н. Нутритивная поддержка больных в критических состояниях. - М.: М-Вести, 2002. - 319 с.

Bone R.C. Sepsis: A New hypothesis for Pathogenesis of the Disease Process / Bone R.C., Grodzin C.J., Balk R.A // Chest. - 1997. - N 1. - P. 235-243.

Carpentier V.A., Scruel O. Changes in the concentration and composition of plasma lipoproteins during the acute phase response // Curr. Opin. Clin. Mutr. Metab. Care. - 2002. - N 5. -Р. 153158.

Catalan M.P., Subira D., Reyero A. et al. Regulation of apoptosis by lethal cytokines in human mesothelial cells // Kidney Int. - 2003, Jul. - N 64 (1). - Р. 321-330.

Goodman S., Sprung C.L., Ziegler D., Weiss Y.G. Cortisol changes among patients with septic shock and the relationship to ICU and hospital stay // Intensive Care Med. - 2005, Oct. - N 31 (10). - Р. 1362-1369. [Epub.: 2005, Sep. - №. 7].

Ho J.T., Al-Musalhi H., Chapman M.J. et al. Septic shock and sepsis: a comparison of total and free plasma cortisol levels // Clin. Endocrinol. Metab. - 2006, Jan. - № 91 (1). - Р. 105-114. [Epub.: 2005, Nov. - N 1].

Holloway A.F. Regulation of cytokine gene transcription in the immune system / Holloway A.F., Rao S., Shannon M.F. // Mol. Immunol. - 2002. - N 38. - Р. 567-580.

Oberholzer A., Souza S.M., Tschoeke S.K. et al. Plasma cytokine measurements augment prognostic scores as indicators of outcome in patients with severe sepsis // Shock. 2005, (Jun. - N 236). - Р. 488-493.

Oda S., Hirasawa H., Shiga H. et al. Sequential measurement of ИЛ-6 blood levels in patients with systemic inflammatory response syndrome (SIRS)/sepsis // Cytokine. - 2005, 21 Feb. - N 29 (4). - Р. 169-175. [Epub.: 2004, Dec. 8].

Hetrick S.E., Purcell R., Garner B., Parslow R. Combined pharmacotherapy and psychological therapies for post-traumatic stress disorder (PTSD). Cochrane Database of Systematic Reviews. 2010; (7): CD007316.

Cuesta J.M., Singer M. The stress response and critical illness: A review. Critical Care Medicine. 40(12):3283-3289, 2012.

Marik P. E., Bellomo R. Stress Hyperglycemia: An Essential Survival Response! Critical Care Medicine. 41(6):e93-e94, 2013.

Skoglund K.; Enblad P.; Hillered, L.; Marklund, N. The neurological wake-up test increases stress hormone levels in patients with severe traumatic brain injury. Critical Care Medicine. 40(1):216-222, 2012.

Нарушение питания - одно из наиболее частых патологических состояний, возникающих при различных заболеваниях. При этом возможно как избыточное питание (ожирение), так и недостаточное питание (истощение, гипотрофия).

На сегодняшний день каждый четвертый житель Земли имеет избыточную массу тела или ожирение. В индустриально развитых странах ожирением страдают около 20% мужчин и 30% женщин трудоспособного возраста. Недостаточное питание наиболее распространено в развивающихся странах Африки и Азии, а также в странах с переходной экономикой, где его частота среди населения достигает 20-35% (табл. 9-1 - 9-2).

Наряду с этим в последней четверти ХХ в. было установлено, что недостаточное питание часто встречается среди госпитализированных пациентов стационаров, в том числе и в индустриально развитых странах. Оказалось, что среди больных как хирургического, так и терапевтического профиля белково-энергетическая, витаминная и микроэлементная недостаточность встречается значительно чаще, чем избыточное питание и ожирение. При этом недостаточное питание существенно сказывается на увеличении доли осложнений, в первую очередь инфекционных и гнойно-септических, и летальности больных, повышает расходы на лечение больных.

В предыдущие годы для обозначения состояний, связанных с дефицитом пищи, использовали термин «белково-энергетическая недостаточность». Однако было показано, что дефицит питания может затрагивать не только белки и энергию, но и другие нутриенты - витамины, микроэлементы и т.д. По этой причине в настоящее время в нашей стране и за рубежом используют понятие «недостаточность питания» (malnutrition или undernutrition).

Под недостаточностью питания в настоящее время понимают патологическое состояние, обусловленное несоответствием поступления и расхода питательных веществ, приводящее к снижению массы тела и изменениям компонентного состава организма.

Согласно последней Международной классификации болезней 10-го пересмотра (МКБ-10) выделяют три основных типа недостаточности питания: алиментарный маразм, квашиоркор и маразматический квашиоркор. Характеристика данных типов нарушений питания представлена в табл. 9-3.

Алиментарный маразм (Е41 по МКБ-10) представляет собой тип недостаточности питания, сопровождающийся выраженным снижением массы тела за счет уменьшения жировых запасов и мышечной массы. При этом сывороточные белки крови находятся в нормальных пределах, периферические отеки отсутствуют, иммунодефицит не выражен.

Такой тип нарушения питания характерен для длительного, хронического голодания (недели, месяцы), например, у пациентов с алиментарной дистрофией или нервной анорексией.

Квашиоркор (Е40 по МКБ-10) - тип недостаточности питания, характеризующийся снижением количества белков сыворотки крови (гипопротеинемия, гипоальбуминемия). При этом нет уменьшения массы тела, общего содержания жира и мышечных белков в организме. Возможны периферические отеки и иммунодефицитное состояние.

Квашиоркор характерен для острого, непродолжительного голодания, развивающегося за несколько часов или суток, например, после травмы или хирургического вмешательства.

Дифференциально-диагностические критерии алиментарного маразма и квашиоркора представлены в табл. 9-4.

Маразматический квашиоркор (Е42 по МКБ-10) представляет собой сочетанный тип недостаточности питания, характеризующийся снижением как массы тела, общего содержания жира и мышечных белков в организме, так и белков сыворотки крови. Нередко при этом у больных выявляют периферические отеки и иммунодефицитное состояние.

Такое состояние развивается у пациентов, длительно недополучающих пищевые нутриенты, переносящих травмы или хирургические вмешательства, а также при длительно существующей раневой или ожоговой болезни.

В настоящее время отдельно рассматривают такие нарушения питания, как саркопения и кахексия.

Под саркопенией (от греч. sarx - мясо, penia - мало) понимают уменьшение мышечной массы тела и снижение функций мышц (силы и производительности), обусловленные возрастными нейрогуморальными сдвигами, нарушениями питания или мышечным катаболизмом. В последнее время рядом авторов также предложен термин «миопения». Саркопения может развиваться вследствие инволютивных (старческих) изменений в организме, длительного голодания, мальабсорбции, кахексии и т.д. Причины развития саркопении представлены на рис. 9-1.

Понятие кахексии известно в медицине со времен Гиппократа, который подразумевал под этим тяжелое, неизлечимое заболевание (от греч. kakos - плохое, hexis - состояние). Вот как описывал это состояние «отец медицины»: «Ткани организма накапливают воду, живот наполняется водой, руки и ноги слабеют, плечи, ключицы, грудь и бедра тают на глазах…​ Такое заболевание фатально…​». До недавнего времени кахексией считали любое тяжелое истощение, характеризующееся резкой слабостью, снижением физиологических функций, астеническим, а позднее и апатическим синдромом. В последнее время определение кахексии было пересмотрено.

В настоящее время под кахексией понимают выраженное истощение, обусловленное анорексией и катаболизмом, вызванными системной воспалительной реакцией организма.

Классический симптомокомплекс кахексии включает следующие проявления:

При наличии факторов, приводящих к развитию кахексии, но отсутствии снижения массы тела до степени кахексии (ИМТ более 16 кг/м² ) ставят диагноз «прекахексия». Ее критерии таковы:

Независимо от причины развития кахексии (раковая, сердечная, печеночная, почечная и др.), в ее патогенезе всегда присутствуют преобладание факторов катаболизма над анаболизмом, ускорение процессов мышечного протеолиза и уменьшение синтеза белка. Частота кахексии возрастает с длительностью заболевания и его тяжестью. При тяжелой хронической сердечной недостаточности кахексия развивается у 10-16% больных, при хронической дыхательной недостаточности - у 20-40%, при хронической печеночной недостаточности - у 20-60%, при злокачественных новообразованиях - у 60-80% пациентов.

Наиболее частые причины развития кахексии и прекахексии:

Существуют принципиальные отличия истощения при недостаточности питания и кахексии (табл. 9-5). При недостаточности питания основной причиной снижения массы тела бывает превышение затрат организма над потреблением пищи. В случае же кахексии главной причиной снижения массы тела становятся метаболические нарушения, обусловленные заболеванием или травмой: хроническая или периодически возникающая системная воспалительная реакция в организме, приводящая к катаболизму. Именно этим обусловлены эффективность противовоспалительной и антикатаболической терапии при кахексии и (зачастую) недостаточно выраженный эффект питания. Кроме того, критерием постановки диагноза недостаточности питания является снижение индекса массы тела ниже 18,5 кг/м² , а при кахексии - менее 16 кг/м² .