І М Е Н І Т А Р А С А Ш Е В Ч Е Н К А

ШТАНОВА Лідія Яківна

УДК 612.323+612.819.913+612.327

РОЛЬ ДВАНАДЦЯТИПАЛОЇ КИШКИ В РЕГУЛЯЦІЇ ФУНКЦІЙ

ШЛУНКОВО-КИШКОВОГО ТРАКТУ

03.00.13 – фізіологія людини і тварин

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Київ - 2002

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті фізіології імені академіка Петра Богача

Київського національного університету імені Тараса Шевченка

Науковий керівник

Доктор медичних наук, професор,

Полінкевич Броніслав Станіславович,

Київська медична академія післядипломної освіти імені П.Л.Шупика,

професор кафедри торакоабдомінальної та судинної хірургії

Офіційні опоненти:

Доктор біологічних наук, старший науковий співробітник

Шаповал Людмила Миколаївна,

Інститут фізіології імені О.О.Богомольця,

провідний науковий співробітник, відділ кровообігу

Доктор біологічних наук, старший науковий співробітник

Скрипнюк Зеновій Дмитрович,

Науково-дослідний інститут інформотерапії (м.Київ),

завідувач відділу інформодіагностики і експериментальної

інформотерапії

Провідна установа:

Інститут ендокринології та обміну речовин ім. В.П.Комісаренка

АМН України

Захист відбудеться “5” червня 2002 року о 16 годині на засіданні

спеціалізованої вченої ради Д 26.001.38 Київського національного

університету імені Тараса Шевченка на біологічному факультеті,

ауд.215 (м.Київ, пр.акад..Глушкова, 2. Поштова адреса: 01033, Київ-33,

вул..Володимирська, 64, біологічний факультет).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського

національного університету імені Тараса Шевченка (01033, Київ-33, вул..Володимирська, 58).

Автореферат розісланий “30”квітня 2002 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д 26.001.38 Давидовська Т.Л.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Функціональна значущість дванадцятипалої кишки (ДПК) привертає увагу багатьох вчених. Тепер є загальновизнаним уявлення про багатоманітність ефектів, які справляють гормони ДПК на функціонування як всього шлунково-кишкового тракту (ШКТ), так і окремих його відділів.

В основному про роль ДПК в регуляції функцій ШКТ дослідники судили за наслідками панкреатодуоденальної резекції (ПДР), під час якої, крім ДПК, видаляється частина підшлункової залози.

Щодо даних про нервові впливи з ДПК, а також ефектів окремих гормонів, які продукуються в ДПК, на секреторну та моторно-евакуаторну функції шлунка та проксимальних відділів тонкого кишківника, то в цьому відношенні між висновками різних авторів існують значні розходження. Ряд дослідників вважали, що інтестинальний гастрин бере участь в регуляції секреторної функції шлунка [Uvnas B., 1971; Rayford P., 1976]. Інші автори заперечують таку думку, припускаючи, що роль цього гормона полягає у створенні базального рівня в кров"яному руслі [Sjodin, 1975].

B більшості робіт, що стосуються вивчення ролі гормону мотиліну в регуляції моторної функції проксимальних відділів ШКТ, було зроблено висновок про провідну роль цього гормона в реалізації періодичної моторної діяльності ШКТ. Однак, з"явилися роботи, в яких доведено, що і інші гормони, а не тільки мотилін, можуть викликати передчасну появу міоелектричних моторних комплексів (ММК) і що при цьому рівень цих гормонів в крові також підвищується, як і мотиліну [Chung C., 1993; Sarna S., 1983]. Деякі автори підвищення в крові рівня мотиліну, яке спостерігається на початку ІІІ фази періоду роботи, взагалі розглядають як наслідок періодичної моторної діяльності ШКТ, а не як її причину [Sarna S., 1991].

Результати досліджень особливостей секреторної функції шлунка за відсутності ДПК, також суперечливі. Одні автори спостерігали посилення секреторної функції шлунка в умовах дуоденальної гормонопатії [Sainz A., 1995], інші, навпаки, відмічали її послаблення [Большанiна С.О.,1980]. Відносно рівня гастрину в крові після видалення ДПК згідно результатів проведених досліджень також немає єдиної думки. В одних роботах відмічають, що рівень гастрину в крові знижується [Большаніна С.О., 1980; Маrtin R.F.,1996; Sudo T., 1985], в інших не спостерігали ніяких змін [Saffouri B, 1980]. Слід відмітити, що кількість таких досліджень взагалі незначна. Це, очевидно, пов"язано з технічними труднощами, що виникають при проведенні подібних операцій, які в хірургії ШКТ відносяться до найбільш складних. Таким чином, в тих роботах, де мова йде про тотальну дуоденектомію (ДЕ), зміни секреторної функції та вмісту гормонів в крові були суперечливими [Большаніна С.О.,1980; Malfertheiner P.,1994; Sudo T.,1984]. В літературі кількість даних про вплив ізольованої ДЕ на функції ШКТ досить незначна, незважаючи на те, що подібна модель надає широкі можливості для з”ясування

ролі ряду важливих нервових та гуморальних механізмів, притаманних лише цьому відділу ШКТ, в реалізації травного процесу.

Застосовуючи метод тотальної ДЕ і вивчаючи її наслідки, ми створюємо модель, яка дає можливість дослідити, з одного боку, роль саме комплексу дуоденальних гормонів, а з іншого, комплексну дію всіх типів рецепторів, що знаходяться в дуоденальній рецептивній зоні, на функціонування ШКТ.

Відсутність чітких уявлень про роль ДПК в регуляції секреторної та моторно-евакуаторної функції ШКТ, суперечливі погляди на зміну рівня гастрину в сироватці крові після ДЕ, на роль мотиліну, що виробляється в ДПК, в реалізації періодичної діяльності ШКТ, теоретичне та практичне значення проблеми функціонування ШКТ в умовах дуоденальної гормонопатії були основою для формулювання мети та постановки задач дослідження дисертаційної роботи, в результаті якої мають бути сформульовані теоретичні уявлення про роль ДПК в регуляції шлункової секреції, моторно-евакуаторної функції ШКТ, та підтриманні базального рівня гастрину в сироватці крові.

Зв"язок роботи з науковими програмами. Дисертаційна робота була виконана в рамках галузевої наукової програми Науково-дослідного інституту фізіології імені академіка Петра Богача Київського національного університету імені Тараса Шевченка по запланованій темі: "Нейро-гуморальна регуляція моторно-евакуаторної та секреторної функцій, а також кровозабезпечення органів шлунково-кишкового тракту" N 0193U004339 державної реєстрації, виконаній впродовж 1991-1993 р.р.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи було встановлення ролі гуморальних та нервових впливів з ДПК в регуляції секреторної та моторно-евакуаторної функцій шлунка та тонкого кишечника.

Відповідно до мети нами були визначені такі завдання:

За умов повної дуоденальної гормонопатії дослідити шлункову секрецію, стимульовану інсуліном, гістаміном, пентагастрином та карбахоліном.

За умов видалення ДПК вивчити особливості евакуаторної та моторної функцій шлунка і проксимального відділу тонкого кишківника.

Провести порівняльний аналіз впливу холецистокініну та карбахоліну на моторну функцію порожньої кишки за умов відсутності в організмі природного джерела холецистокініну – слизової ДПК.

Дослідити рівень гастрину в крові дуоденектомованих собак.

Об”єкт дослідження – собаки.

Предмет дослідження – шлункова секреція та моторно-евакуаторна функція шлунково-кишкового тракту в умовах дуоденальної гормонопатії .

Методи дослідження – в умовах хронічного експерименту на собаках з фістулами фундального відділу шлунка та порожньої кишки вивчали роль дванадцятипалої кишки в регуляції функцій шлунково-кишкового тракту. Для цього був використаний метод стовідсоткової дуоденектомії. Для вивчення шлункової секреції був використаний метод фармакологічного аналізу, а саме: досліджували секрецію шлунка, стимульовану інсуліном, пентагастрином, гістаміном і карбахоліном. Досліджували наступні показники шлункової секреції: інтенсивність сокоутворення, кислотність шлункового соку та вміст пепсину в ньому. Кислотність шлункового соку визначали методом автоматичного титрування [С.Д.Гройсман, 1988]. Концентрацію пепсину в шлунковому соці визначали за методом Ханта [1948]. Для дослідження моторної функції шлунка та порожньої кишки застосовували балонографічний метод. Евакуаторну функцію шлунка визначали методом множинного дренування фістули в початковій частині порожньої кишки з використанням у якості маркерів кульок з харчової гуми. Рівень гастрину в сироватці визначали радіоімунно з використанням стандартних наборів фірми “SEA IRE SORING”.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше показано, що у собак після видалення ДПК шлункова секреція, стимульована інсуліном, не змінюється, а карбахолінова шлункова секреція зростає на 273%.

Вперше встановлено, що, на відміну від шлункового гастрину, кишечний гастрин не бере участі в регуляції шлункової секреції, стимульованої збудженням блукаючого нерва.

З"ясована роль дванадцятипалої кишки в регуляції періодичної моторної діяльності шлунково-кишкового тракту: дуоденектомія не усуває періодичного характеру моторики ШКТ, а лише зменшує періоди спокою в ньому та зменшує частоту скорочень як періодичної, так і харчової моторики в початковій частині тонкого кишківника.

Показано, що харчова моторика шлунка та порожньої кишки у собак не залежить від наявності гормонів у проксимальному відділі тонкого кишечника, що свідчить про важливу роль екстрамуральних зв"язків, принаймні, для порожньої кишки.

Вперше показано, що у дуоденектомованих собак чутливість гладеньких м"язів шлунка та тонкого кишківника до холецистокініну різко знижується. Напроти, до карбахоліну вона зростає у 2-2.5 раза.

Вперше з"ясований характер евакуаторного процесу у собак зі 100%-ною дуоденектомією: вона втрачає експоненційність, характерну для інтактних тварин, та набуває періодичності. Встановлено, що дуоденектомія підвищує рН шлункового хімуса на 0,8-1,0 од.

Практичне значення одержаних результатів. В зв”язку з тим, що дуоденектомія є складовою частиною операції панкреатодуоденальної резекції, яку виконують при раку підшлункової залози, та є самостійним оперативним втручанням при низьких виразках дванадцятипалої кишки та обширній зоні діатезу в ній, а на сьогодні немає патофізіологічно обгрунтованих методів лікування післяопераційних порушень, які супроводжують операції дуоденектомії та панкреатодуоденальної резекції, одержані результати є передумовою для створення ефективних методів корекції порушеної секреторної та моторно-евакуаторної функцій шлунково-кишкового тракту. Для нормалізації моторно-евакуаторної функції шлунково-кишкового тракту у хворих, що перенесли дуоденектомію, ми можемо рекомендувати призначення таких препаратів, які нормалізують моторику та евакуацію зі шлунка, а саме: мотіліум, церукал.

Особистий внесок здобувача. Мета та завдання дослідження визначені автором. Експериментальні дослідження були проведені особисто дисертантом в Науково-дослідному інституті фізіології імені академіка Петра Богача Київського національного університету імені Тараса Шевченка протягом 1991-1993 р.р. Рівень гастрину в крові визначали в Інституті клінічної і експериментальної хірургії (м.Київ) за участю Фурманенко О.Д. У виконанні дуоденектомії надавали допомогу висококваліфіковані хірурги - канд. мед. наук Козак І.О. і докт. мед. наук. Суходоля А.І. Передопераційна підготовка і післяопераційний догляд за тваринами дисертантка здійснювала особисто. Дисертантка особисто здійснила статистичний аналіз та узагальнила результати проведених досліджень. Основні дані, що висвітлені в надрукованих працях, були одержані здобувачем.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації доповідались і обговорювались на: науковій конференції, присвяченій 80-річчю з дня народження академіка П.Г.Богача (Київ, 1998), Всеукраїнській науковій конференції "Проблеми вікової фізіології" (Луцьк, 1998), науковій конференції, присвяченій 165-річчю Київського національного університету імені Тараса Шевченка (Київ, 1999), науковому семінарі Інституту клінічної і експериментальної хірургії (Київ, 1999), VI Міжнародній конференції з інформотерапії (Київ, 2000), VII Міжнародній конференції з інформотерапії (Київ 2001), Всеросійській конференції з міжнародною участю “Механізми функціонування вісцеральних систем” (Санкт-Петербург 14-16 березня 2001 року), Всеукраїнській науковій конференції “Актуальні проблеми гастроентерології” (Київ, 20-21 грудня 2001 р.).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 10 наукових праць, в тому числі 4 статті в наукових журналах. Головні положення дисертації висвітлені на трьох міжнародних конференціях та численних державних форумах.

Структура і обсяг дисертації Дисертація складається з вступу, огляду літератури, опису методів досліджень, трьох розділів власних досліджень, аналізу та узагальнення отриманих результатів, висновків, списку використаної літератури із 330 найменувань. Дисертаційна робота викладена на 148 сторінках машинопису, проілюстрована 7 таблицями, 23 графіками та схемами втручань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали та методи досліджень

Дослідження проводились в умовах хронічного експерименту на двох групах безпородних собак вагою 16-20 кг з фістулами фундального відділу шлунка та порожньої кишки. Перша група була контрольною і складалася з тварин з інтактною дванадцятипалою кишкою (6 собак), друга група- собаки з дуоденектомією (3 собаки).

Накладання фістул на шлунок та порожню кишку за Басовим - Павловим, а також передопераційна підготовка та післяопераційний догляд за тваринами здійснювались за схемами, описаними С.А.Шалімовим і співавт. [1989]. Дуоденектомія здійснювалась за прописом Танаки і Сарра [1988]. Оперативні втручання проводились під загальним наркозом (35 мг/кг нембуталу, внутрішньовенно).

Експерименти розпочинали через 1,5-2 місяці після дуоденектомії. Дослідження шлункової секреції починали натщесерце при відсутності базальної секреції та лужному вмісту шлунка. Шлункову секрецію стимулювали загальновживаними секретагогами: інсуліном ( Львівський м”ясокомбінат) в дозі 0,5 од/кг, карбахоліном в дозі 5 мкг/кг, пентагастрином (хімфармфабрика “Санітас”, Каунас, Литва) в дозі 6 мкг/кг, гістаміном (об”єднання “Львівфарм”, Україна) в дозі 0,05 мг/кг. Інсулін вводили внутрішньом”язево, всі інші стимулятори шлункової секреції - підшкірно. Порівнювали шлункову секрецію, стимульовану зазначеними речовинами, у інтактних собак та у собак з дуоденектомією. Впродовж стимулюючої дії секретагогів (інсулін – 4 години, пентагастрин, карбахолін і гістамін – 1,5 години) в півгодинних пробах вимірювали об”єм виробленого шлункового соку в мілілітрах, електротитрометрично за допомогою децинормального розчину NaOH визначали кислотність [С.Д.Гройсман и соавт., 1988], та концентрацію пепсину [Hunt,1948], використовуючи в якості субстрату висушену плазму крові людини. В кожній пробі виділеного шлункового соку розраховували дебіт кислоти в мілімолях та дебіт пепсину в міліграмах.

Моторну активність шлунка та дванадцятипалої кишки реєстрували балонографічним методом за допомогою спеціальної установки. Об”єм повітря, що вводився в фундальний балон, становив 8-10 мл, балон, розміщений в порожній кишці, - 1,5 мл. Крім запису моторної активності, за допомогою пишучого реєстратора сигнали з електроманометра подавали на електронний інтегратор. Рухову активність шлунка і порожньої кишки оцінювали сумарним моторним індексом за кожні 15-хвилинні проміжки часу. За допомогою цієї методики вивчали періодичну (голодну) та харчову моторну активність шлунково-кишкового тракту після згодовування 75 г хліба і 50 мл молока [Connel A.M., 1971].

Евакуаторну функцію шлунка досліджували методом багаторазового дренування фістули порожньої кишки при використанні в якості маркерів кульок з харчової гуми. Голодним тваринам після промивання шлунка згодовували 100 г хліба і 50 мл молока. Для врахування кількості їжі, що покидає шлунок, в раціон добавляли 600 гумових кульок. Густина останніх - 1,1 г/см3, яка є близькою до такої вмісту шлунка. Діаметр кожної кульки не перевищував 1-1,5 мм, що забезпечувало їх безперешкодну пропульсію разом з хімусом через пілоричний сфінктер [Гройсман С.Д., Бегека А.Д.,1972]. Сумарний об”єм гумових кульок не перевищував 1,5 см3, ,тобто, добавка їх до їжі на об”ємі вмісту шлунка не позначалась.

Через кожні 25 хв. впродовж 5 хв. дренували фістулу в проксимальній частині порожньої кишки і збирали хімус в спеціальний посуд. В 5-хвилинних порціях хімусу визначали його об”єм, підраховували кількість кульок і концентрацію водневих іонів іономіром ЭВ-74.

Так як гумові кульки залишають шлунок рівномірно з хімусом, вихід кожного з них відповідає звільненню визначеної частини вихідного шлункового вмісту, кількість кульок в порціях хімусу показує яка частина згодованої їжі покинула шлунок за 5 хвилин. За результатами підрахунку кульок в кожній порції хімусу реконструювалась динаміка звільнення шлунка у вигляді напівлогарифмічного графіка.

Динаміку змін рН дуоденального вмісту під час евакуаторного процесу виражали графічно в лінійній системі координат. По осі абсцис відкладали час після годування в хвилинах, а по осі ординат – абсолютне значення величин рН кожної проби хімуса.

Концентрацію гастрину в сироватці крові собак визначали радіоімунним методом. Визначали базальний та стимульований інсуліновою гіпоглікемією рівні гастрину в сироватці крові тварин.

Інсулін вводили в дозі 0,5 од./кг внутрішньом"язево. Проби крові зі стегнової вени відбирали до і через 90 хвилин після введення інсуліну, тобто в період максимально вираженої гіпоглікемії. Рівень імунореактивного сироваткового гастрину визначався за допомогою стандартних наборів фірми "SEA IRE SORING" (Франція).

Результати експериментальних досліджень піддавали статистичній обробці з використанням критерія Стьдента та стандартних програм на ПЕОМ Celeron 300.

Результати дослідження та їх обговорення

Вплив дуоденектомії на секреторну функцію шлунка у собак. Дослідження шлункової секреції у собак, що перенесли дуоденектомію, показало, що пентагастринова шлункова секреція як така була значно ослабленою, про що свідчать дані, викладені в таблиці 1. Порівняння параметрів шлункової секреції у інтактних і позбавлених ДПК собак показало, що у останніх об”єм шлункового соку був зменшеним на 35,0%, дебіт кислоти – на 53,0%, дебіт пепсину – на 34,0%.

Для з”ясування можливих причин, що призводять до зміни пентагастринової секреції у собак після ДЕ, ми провели порівняльні дослідження на собаках з екстрагастральною ваготомією (ЕГВ), в результаті чого встановили, що ЕГВ зменшувала інтенсивність шлункового сокоутворення, стимульованого пентагастрином, зі 172,9+7,4мл до 19,2+4,1мл,

Таблиця1

Шлункова секреція у собак з дуоденектомією, стимульована пентагастрином (0,006 мг/кг) (M+m)

Примітки: в цій та всіх подальших таблицях * - p < 0,05; ** - p < 0,01;

*** - p < 0,001; n – кількість дослідів.

або на 88,9%, дебіт кислоти – з 23,10+1,00 до 4,40+0,90 ммоль, або на 81,6%, дебіт пепсину – з 11,40+1,18 до 2,24+0,21 мг.

Таким чином, і ваготомія кишечника, яка не пов”язана з ваготомією кислотоутворюючої частини шлунка, зменшує секреторну відповідь шлунка на пентагастрин. Це підтверджує висновок, що порушення нормальних взаємовідносин між центральною та інтрамуральною нервовою системами викликає генералізовану реакцію інтрамуральної нервової системи, яка проявляється в зниженні чутливості парієтальних клітин до гастрину. При цьому не важливо, в якому місці відбуваються порушення цих взаємозв”язків - на рівні екстраорганної іннервації, чи на рівні інтрамуральної нервової системи.

На відміну від пентагастринової шлункової секреції, секреція, стимульована карбахоліном, після дуоденектомії зростала, що спостерігалося з першого місяця досліджень (табл.2).

Динаміка секреторного процесу на фоні дії карбахоліну у собак з ДЕ була такою ж, як і в контрольних. Спостерігалось природне коливання інтенсивності шлункової секреції впродовж 6 місяців дослідження, проте воно

не перевищувало 10% від середнього значення.

Об"єм шлункового соку у собак після ДЕ збільшувався на 247%, дебіт кислоти - на 363%, дебіт пепсину - на 171% (табл.2).

Необхідно відмітити, що у собак після ДЕ дебіт соляної кислоти шлункового соку, що виділявся під дією карбахоліну, зростав на 363%, а інтенсивність соковиділення – на 247%. Це свідчить про те, що дебіт кислоти збільшувався не лише за рахунок підвищення сокоутворення, а і завдяки збільшенню продукції соляної кислоти шлунковими залозами. Аналогічна картина змін шлункової секреції, а саме її збільшення під дією

Таблиця 2

Шлункова секреція у дуоденектомованих собак, стимульована карбахоліном (0,005 мг/кг) (М+m)

холіноміметиків, спостерігається у собак після ваготомії. Тепер загальновизнаним поясненням гіперсекреції шлункового соку у ваготомованих тварин під дією холіноміметиків є дані Івашкіна В.Т. [1981] про те, що парасимпатична денервація шлункових залоз в 10-20 разів збільшує кількість холінорецепторів на мембранах секреторних клітин (через ці рецептори ацетилхолін як медіатор стимулює секрецію). При цьому напівперіод заміщення рецепторного білка від 10 діб в інервованих залозах зменшується до менш ніж однієї доби в денервованих. В останніх також знижується вміст холінестерази – фермента, який гідролізує ацетилхолін. При дуоденектомії перерізаються інтрамуральні волокна парасимпатичної нервової системи, що проходять в стінці кишківника. Тобто, в ділянці анастомоза є часткова парасимпатична денервація кишки. Про факт, що за умов парсимпатичної денервації кишківника збільшується секреція шлункового соку на холіноміметики, свідчать порівняльні дані впливу стовбурової та селективної ваготомії на карбахолінову шлункову секрецію у собак [Суходоля А.І., 1999]. Карбахолінова шлункова секреція у собак зі стовбуровою ваготомією була значно більшою, ніж у собак з селективною ваготомією шлунка.

Наші дані свідчать, що як екстраорганна парасимпатична денервація різних ділянок ШКТ, так і порушення зв”язків в інтрамуральній нервовій системі ведуть до аналогічних змін в пентагастриновій та карбахоліновій секреції шлункового соку.

В наступній серії досліджень вивчали вплив ДЕ на шлункове сокоутворення у собак, стимульоване гістаміном. З даних таблиці 3 випливає, що інтенсивність шлункового сокоутворення, дебіт соляної кислоти і дебіт пепсину у дуоденектомованих собак порівняно з інтактними знижувалися відповідно на 25%, 29% і 43%.

У собак з дуоденектомією інсулін (0,05 од./кг) збуджував секреторну функцію шлунка, інтенсивність якої, дебіт кислоти та пепсину виділеного соку

були подібними до таких в контрольній групі тварин. Тобто, дуоденектомія

Таблиця 3

Шлункова секреція у собак з дуоденектомією, стимульована гістаміном

(0,05 мг/кг) (M+m)

не впливала на інсулінову секрецію шлункового соку, фундаментальний механізм якої - стимуляція гландулоцитів як наслідок підвищення функціональної активності парасимпатичної нервової системи за умов гіпоглікемії.

Нами також встановлено, що у інтактних собак і після видалення дванадцятипалої кишки, і після екстрагастральної ваготомії спостерігалося статистично достовірне збільшення рівня гастрину в крові після введення інсуліну (табл.4).

Таблиця 4

Вплив дуоденектомії на рівень гастрину в крові (М+m)

Результати наших досліджень узгоджуються з даними тих авторів, які вважають, що нервові впливи з ДПК мають значення для чутливості парієтальних клітин шлунка до пентагастрину та гістаміну [Большаніна С.О., 1980], а також тих, хто вважає, що гормони ДПК, частково холецистокінін, регулюють інкрецію гастрину в слизовій оболонці шлунка [Lloyd K.C., 1994].

Дослідження моторної функції шлунка та порожньої кишки у собак в умовах дуоденальної гормонопатії. У собак, що перенесли дуоденектомію, періодична моторна діяльність шлунка та порожньої кишки зразу після операції була відсутня, але через 1,5-3 міс. як в шлунку, так і в тонкому кишківнику відновлювалась моторна активність, яка зберігала циклічний характер і була подібна до періодичної моторики ШКТ у контрольних собак, але відрізнялась від норми дещо зменшеною тривалістю періодів спокою (40-45 хв.) та зниженою частотою скорочень в порожній кишці (15 разів за 1 хв.). Тривалість періодів роботи, характер і амплітуда скорочень в шлунку не відрізнялися від норми (Рис.1).

Наші дані пізніше були підтверджені Chung S.A. і співавт. [1994], які теж показали на собаках, що через 1-4 міс. після проведення тотальної ДЕ як в

шлунку, так і в порожній кишці відновлюється періодична моторика, яка координує в часі так, ніби порожня кишка є дванадцятипалою. В порожній кишці моторні цикли продовжували з"являтися з початком періоду роботи в ділянці, що знаходиться зразу ж після анастомозу порожньої кишки та шлунка. Годівля тварин, що перенесли ДЕ, на фоні періоду спокою і періоду роботи викликала моторні відповіді, які також відповідали тим, що спостерігаються у собак з інтактною ДПК. В першому випадку в шлунку і в тонкому кишківнику виникала моторна реакція на акт їжі, і потім розвивалась звичайна харчова моторика (Рис.2 ).

В другому випадку з початком акту їжі припинялась періодична моторика і також розвивалась харчова моторика.

Встановлено, що у собак з ДЕ різко послаблена моторна реакція на екзогенно введенний ХЦК. Саме вивченню порівняльного впливу ХЦК на моторну активність шлунка та тонкого кишківника у інтактних собак та собак з видаленою ДПК була присвячена наступна серія досліджень.

Введення ХЦК в дозі 2 од/кг у інтактних собак на фоні періоду спокою стимулює моторику фундального відділу шлунка. Стимулюючий ефект міг проявлятися як в появі скорочень типу А за Анічковим, так і в хвилях, які нагадують харчову перистальтику. У цих же собак ХЦК викликав моторну реакцію в порожній кишці. Ця моторна реакція мала складний характер: через 2-5 хв. після початку моторної реакції виникало дуже слабке гальмування, яке мало ефемерний характер. Далі розвивався дуже сильний за величиною амплітуди скорочень і тривалий моторний ефект. Реакцію, як правило, завершував виражений половинний ритм. Будучи введеним на фоні харчової моторики, ХЦК пригнічував моторну активність фундального відділу шлунка, що проявлялося в зниженні тонусу та зменшенні амплітуди і частоти скорочень впродовж 4-4,5 хв.після введення препарату. Тривалість моторної реакції, викликаної ХЦК, на фоні харчової моторики була приблизно вдвічі меншою, ніж при його введенні на фоні періодичної моторної активності ШКТ. Ефект ХЦК на скоротливу активність шлунка та порожньої кишки у собак з ДЕ був різко послаблений.

У собак з інтактною ДПК моторна реакція порожньої кишки на ХЦК починалася зразу ж після його введення на фоні періоду спокою. Латентний період цієї реакції на фоні періоду спокою становив 4,5 хв. Реакція тривала 11 хв. Амплітуда скорочень була вдвічі меншою, ніж у інтактних собак. На харчову моторику шлунка та порожньої кишки у собак з ДЕ ХЦК не впливав. Нами також досліджений вплив холіноміметика карбахоліну на моторику шлунково-кишкового тракту у інтактних собак та собак з ДЕ.

Показано, що у інтактних собак карбахолін в дозі 0,01 мг/кг викликає в шлунку та тонкому кишківнику моторну відповідь тривалістю 20 -25 хв. У собак, що перенесли ДЕ, тривалість моторного ефекту в шлунку і в порожній кишці на стандартну дозу карбахоліну була збільшена до 55-60 хв., тобто, в 2 - 2,5 рази порівняно з інтактними собаками.

Отримані нами дані дозволяють зробити висновок, що нервові та гуморальні впливи з ДПК відіграють важливу роль в регуляції періодичної моторики шлунка та порожньої кишки.

Ефект дуоденектомії на евакуаторну функцію шлунка та на рН хімусу.

Дослідження евакуаторної функції шлунка у собак з ДЕ показали, що у собаки № 1 час евакуації зі шлунка 100 г хліба становив 435,0+43,1 хв., у собаки № 2 - 458,0+62,1 хв., у собаки № 3 - 385,0+18,6 хв. В середньому 100 г хліба евакуювалось у ДЕ собак за 426,0+21,6 хв. У двох перших собак відмічалося істотне зменшення тривалості евакуаторного процесу (34,3% та 41,4%), у собаки № 3 це зменшення було менш вираженим ( 18,8%), але порівняння з тривалістю евакуації у контрольних тварин показує, що в середньому ДЕ уповільнює евакуаторний процес на 30,7%. Це уповільнення було статистично достовірним (p<0,05) як для кожної із собак, так і для середнього значення по всій групі ДЕ собак.

Як бачимо, після ДЕ зникає експоненційний характер евакуаторного процесу та стає неможливим провести чітку диференціацію на фази, як це можливо у собак з інтактним кишківником.

Відносна швидкість евакуації у собак з видаленою ДПК безперервно збільшувалась, тоді як у інтактних тварин цей показник впродовж двох годин

залишався відносно стабільним. Кут нахилу кривої напівлогарифмічного графіка також постійно збільшувався після ДЕ.

Абсолютна швидкість евакуації після ДЕ змінювалась періодично, на відміну від інтактних собак, у яких не спостерігалось зростання цього показника до певної максимальної величини з подальшою стабілізацією, а впродовж значного відрізку часу (240 хв.) хімус залишав шлунок нерівномірними порціями, які то збільшувались, то зменшувались (Рис.3).

рН хімусу, що дренувався з порожньої кишки., у собак з ДЕ статистично достовірно підвищувався порівняно з контрольними собаками на 11,1%. Ймовірно, що після видалення пілоричного сфінктера посилюється закидання лужного вмісту порожньої кишки в шлунок, і в кишку зі шлунка потрапляє хімус, кислотність якого вже дещо знижена. Причиною підвищення рН хімуса може бути також зниження кислотності шлункового соку в другу фазу секреторного процесу.

Евакуацію зі шлунка їжі у ДЕ собак не можна віднести ні до нормалізованого, ні до уповільненого типу, так як вона набуває періодичного характеру.

Представлений матеріал свідчить про величезні компенсаторні можливості функціональних систем шлунково-кишкового тракту, які в умовах відсутності гормонів, що продукуються, головним чином, слизовою оболонкою ДПК (холецистокінін, секретин, мотилін) забезпечують нормальне функціонування травної системи.

ВИСНОВКИ

В умовах відсутності гормонів, що продукуються слизовою оболонкою дванадцятипалої кишки, компенсаторні можливості шлунково-кишкового тракту забезпечують нормальне протікання в ньому травного процесу.

Дуоденектомія не впливає на шлункову секрецію, стимульовану інсуліном, та збільшує рівень гастрину в сироватці крові, що є свідченням того, що кишечний гастрин не бере участі в секреторній відповіді шлунка, викликаній збудженням блукаючих нервів.

Видалення дванадцятипалої кишки пригнічує гістамінову і, особливо, пентагастринову секрецію шлунка, та посилює секрецію шлункових залоз, стимульовану карбахоліном.

Ексцизія дванадцятипалої кишки усуває в ранньому післяопераційному періоді періодичний характер моторної активності шлунково-кишкового тракту, який через 1,5-3 місяці відновлюється. У інтактних собак частоту періодів роботи задає водій ритму, локалізований в ділянці впадіння протоки підшлункової залози в дванадцятипалу кишку. Після дуоденектомії частота періодів роботи задається водієм ритму, локалізованим в порожній кишці, що проявляється в зменшенні тривалості періодів спокою.

Дуоденектомія знижує частоту скорочень в порожній кишці та не впливає на тривалість періодів роботи шлунково-кишкового тракту, характер і амплітуду скорочень в шлунку.

Відсутність ДПК не впливає на амплітуду скорочень шлунка та порожньої кишки при харчовій моториці та зменшує їх частоту в порожній кишці на 25%, тобто харчова моторика шлунка не залежить від гормонів, що виділяються в слизовій оболонці дванадцятипалої кишки.

Дуоденектомія посилює моторну активність шлунка та порожньої кишки на карбахолін та послаблює її у відповідь на введення холецистокініну.

Після дуоденектомії уповільнюється евакуація зі шлунка їжі вуглеводного складу на 30,7% та усувається експоненційний характер евакуаторного процесу. Евакуація набуває періодичного характеру.

Внаслідок дуоденектомії збільшується рН хімусу в порожній кишці.

ПЕРЕЛІК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Суходоля А.І., Саєнко В.Ф., Полінкевич Б.С., Харченко М.М., Штанова Л.Я., Берегова Т.В., Гройсман С.Д. Експериментальне обґрунтування застосування екстрагастральної ваготомії в хірургічному лікуванні виразкової хвороби шлунка та дванадцятипалої кишки // Клінічна хірургія.-1998.-№2.-С.32-34.

2. Штанова Л.Я., Харченко М.М., Берегова Т.В., Полінкевич Б.С. Особливості шлункової секреції та евакуаторної функції шлунка в дуоденектомованих собак // Вісник Київського університету імені Тараса Шевченка. Проблеми регуляції фізіологічних функцій. – 1999.- Вип.5.-С.48-51.

3. Штанова Л.Я., Харченко М.М., Полінкевич Б.С. Вплив дуоденектомії на моторно-евакуаторну функцію шлунково-кишкового тракту у собак // Вісник Київського університету імені Тараса Шевченка. Проблеми регуляції фізіологічних функцій.- 2000.- Вип.6.- С.23-28

4. Штанова Л.Я., Полінкевич Б.С., Суходоля А.І., Козак І.О., Берегова Т.В. Дослідження ролі кишечного гастрину в реалізації секреторної відповіді шлунка, викликаної інсуліном // Проблемы, достижения и перспективы развития медико-биологических наук и практического здравоохранения. Труды Крымского государственного медицинского университета им. С.И.Георгиевского.-2001.-С.184-187.

5. Штанова Л.Я. Вплив дуоденектомії на рівень гастрину в крові // Матеріали всеукраїнської наукової конференції “Проблеми вікової фізіології“.- Луцьк.-1998.-С.55.

6. Штанова Л.Я., Харченко М.М.,Полінкевич Б.С. Особливості моторно-евакуаторної функції шлунково-кишкового тракту дуоденектомованих собак // Матеріали V Міжнародної конференції з інформотерапії :теоретичні аспекти та практичне застосування.- Київ.-1999.- С.100.

7. Штанова Л.Я., Полінкевич Б.С. Стан секреторної функції шлунка у дуоденектомованих собак // Матеріали VI Міжнародної конференції з інформотерапії.- Київ.-2000.- С.99-100.

8. Штанова Л.Я., Харченко Н.М., Полинкевич Б.С. Особенности эвакуаторной функции желудка у дуоденэктомированных собак // Материлы Международной конференции, посвященной 75-летию со дня рождения .М.Уголева “Механизмы функционирования висцеральных систем.”Санкт-Петербург-2001.- С.416.

9. Штанова Л.Я., Харченко М.М., Берегова Т.В., Полінкевич Б.С. Роль дванадцятипалої кишки у відправленні функцій проксимального відділу шлунково-кишкового тракту // Тези доповідей конференції “Механізми фізіологічних функцій в експерименті та клініці.-Львів.-2001.- С.49.

10. Штанова Л.Я., Харченко М.М., Суходоля А.І., Полінкевич Б.С. Особливості моторних реакцій шлунка і порожньої кишки на холецистокінін у собак після дуоденектомії // “Актуальні проблеми гастроентерології“.Тези доповідей. Київ.- 2001.- С.59.

AНОТАЦІЇ

Штанова Л.Я. Роль дванадцятипалої кишки в регуляції функцій шлунково-кишкового тракту.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.13 – фізіологія людини і тварин.- Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2002.

Дисертація присвячена вивченню ролі дванадцятипалої кишки (ДПК) в регуляції секреторної і моторно-евакуаторної функцій шлунка і порожньої кишки. У собак з видаленою ДПК пентагастринова та гістамінова шлункова секреція зменшується, карбахолінова секреція зростає більше, ніж у двічі, а інсулінова - не змінюється.У собак з дуоденектомією (ДЕ) базальний рівень гастрину в крові зростає в два рази. У голодних собак, що перенесли ДЕ, в шлунку та в порожній кишці через 1,5-3 місяці з”являється моторна активність , подібна до періодичної, яка зберігає свою циклічність, амплітуду, але має вкорочені періоди спокою та зменшену порівняно з контрольними тваринами частоту скорочень в порожній кишці.На харчову моторику шлунка та порожньої кишки ДЕ не впливала.Холецистокінін (ХЦК) та карбахолін, введені собакам з ДЕ викликали, відповідно, послаблену та посилену удвічі моторні реакції в порожній кишці.У собак з ДЕ уповільнювалась евакуація. рН хімусу, що надходив в порожню кишку, збільшувався.

Ключові слова:дванадцятипала кишка, шлунок, порожня кишка, секреція, моторика, евакуація, дуоденектомія.

Штанова Л.Я. Роль двенадцатиперстной кишки в регуляции функций желудочно-кишечного тракта.- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13 – физиология человека и животных –Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, Киев, 2002.

Диссертация посвящена изучению роли двенадцатиперстной кишки (ДПК) в регуляции секреторной и моторно-эвакуаторной функций желудка и тощей кишки.

В хронических экспериментах на собаках с фистулами желудка и тощей кишки по Басову-Павлову изучено влияние удаления двенадцатиперстной кишки на функции желудочно-кишечного тракта: желудочную секрецию, базальный уровень гастрина в крови, желудочно-кишечную моторику и эвакуацию, моторные ответы тощей кишки на экзогенное введение холецистокинина и карбахолина. Показано, что у собак с удаленной двенадцатиперстной кишкой наблюдается уменьшение секреторных реакций желудка на пентагастрин и гистамин, более чем двукратное увеличение карбахолиновой секреции. Секреторная реакция на инсулин у животных с удаленной двенадцатиперстной кишкой была такой же, как и у собак с интактным кишечником. Изучено влияние дуоденэктомии на базальный уровень гастрина в плазме крови собак с дуоденэктомией. Установлено, что в условиях отсутствия основного продуцента желудочно-кишечных гормонов – слизистой двенадцатиперстной кишки уровень гастрина в крови возрастает в два раза. Проведен анализ особенностей желудочной и кишечной моторики в условиях отсутствия двенадцатиперстной кишки, который показал следующее: у голодных собак сразу же после удаления двенадцатиперстной кишки в желудке и в тощей кишке какие-либо моторные реакции отсутствуют. Через 1,5-3 месяца здесь восстанавливается моторная активность, подобная периодической, которая имеет следующие характеристики: циклический характер, величина амплитуды, длительность периодов работы такая же, как у интактных. При этом установлено, что периоды покоя значительно укорочены, в результате чего у собак с удаленной двенадцатиперстной кишкой в общем наблюдается учащение периодов работы в единицу времени. Кроме этого, у животных с дуоденэктомией наблюдалось снижение частоты сокращений тощей кишки. Характеристики пищевой моторики у животных опытной группы в основном были такими же, как и у животных контрольной группы. Кормление собак с дуоденэктомией на фоне периода покоя вызывало типичную пищевую моторную реакцию, которая отличалась от таковой у контрольных собак лишь несколько замедленным ритмом. При кормлении тех же животных на фоне периода работы с началом акта еды периодическая моторика прекращалась и также развивалась пищевая моторика. Частота сокращений тощей кишки при этом была на 25% ниже, чем у собак с сохраненной двенадцатиперстной кишкой.

В работе показано, что после дуоденэктомии у собак снижается чувствительность гладкомышечных клеток тощей кишки к экзогенно вводимому холецистокинину. Наблюдаемый феномен противоречит принципу Розенблюма и Кеннона, согласно которым уменьшение выделения медиатора приводит к повышению чувствительности рецепторных систем к нему. Очевидно, для гормонов существует противоположная зависимость: дефицит гормона в организме вызывает падение чувствительности специфической рецепторной субстанции. Экзогенное введение собакам с дуоденэктомией стандартной дозы карбахолина, наоборот, вызывало усиленную по сравнению с контрольными опытами моторную реакцию тощей кишки, что подтвердило наши выводы о нарушении обмена ацетилхолина, к которым мы пришли, выясняя причины резкого повышения показателей карбахолиновой секреции, наблюдаемое у наших собак с дуоденэктомией.

Установлено, что дуоденэктомия изменяет характер эвакуаторной функции желудка. Это выражается в устранении второй - экспоненциальной фазы эвакуаторного процесса, что отразилось как на временных показателях, так и на динамике эвакуаторного процесса: у собак, перенесших дуоденэктомию: замедление перехода химуса из желудка в тощую кишку составило 30% , при этом эвакуаторный процесс приобретал периодический характер. Также показано, что у дуоденэктомированных собак наблюдается беспрерывное увеличение относительной скорости эвакуации на протяжении всего эвакуаторного периода, тогда как у интактных животных этот показатель остается постоянным.

Показано, что после дуоденэктомии реакция среды химуса, который дренировался из тощей кишки, изменялась в сторону снижения кислотности. Известно, что рН химуса, поступившего из желудка в кишку, зависит от степени ощелачивания кишечным и панкреатическим соками, а также желчью кислого желудочного содержимого. Вероятно, что после удаления пилорического сфинктера усиливается заброс щелочного содержимого тощей кишки в желудок. В связи с этим, в кишку из желудка попадает химус, кислотность которого уже до некоторой степени снижена. Причиной повышения рН химуса может быть также снижение кислотности желудочного сока во вторую фазу секреторного процесса. Показано, что дебит соляной кислоты желудочного сока, стимулированного пентагастрином, снижался на 53%.

Полученные данные важны для установления механизмов регуляции секреторных процессов в желудке, моторной функции проксимального отдела желудочно-кишечного тракта, а также для понимания сложных межгормональных взаимоотношений в пределах желудочно-кишечного тракта и места в них двенадцатиперстной кишки. Кроме этого, наши результаты важны для прогнозирования послеоперационных состояний у больных в клинике и выработки системы коррекции возможных нарушений, к которым приводит устранение из организма такого, несомненно, важного для регуляции пищеварительного процесса, отдела желудочно-кишечного тракта, как двенадцатиперстная кишка.

Ключевые слова : двенадцатиперстная кишка, желудок,