Книжкова полиця

Книжкова полиця NCBI. Служба Національної медичної бібліотеки, Національних інститутів охорони здоров’я.

Квієтис PR. Шлунково-кишковий кровообіг. Сан-Рафаель (Каліфорнія): Morgan & Claypool Life Sciences; 2010 рік.

Шлунково-кишковий кровообіг.

5.1. ЗАГАЛЬНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Добре встановлено, що шлунково-кишковий кровотік збільшується після їжі, явище, яке називають постпрандіальною або функціональною гіперемією [7,22,42,148,149]. Поширеність цього явища підкреслюється демонстрацією гіперемії після їжі у людини [150,151], мавп [152], собак [9,153–155], котів [156], щурів [157], змій [158] та риб [ 159]. Як правило, прийом їжі призводить до подвійної гемодинамічної реакції в шлунково-кишковому тракті: початкова тимчасова реакція під час очікування та прийому їжі та подальша тривала реакція під час травлення та всмоктування.

Фаза випередження/прийому всередину характеризується збільшенням частоти серцевих скорочень, серцевого викиду та аортального тиску з незначними змінами судинного опору шлунково-кишкового тракту [153,154]. Ці перехідні гемодинамічні зміни можуть бути (1) притуплені адренергічними блокуючими агентами та (2) імітовані, дозволяючи тваринам бачити та відчувати запах їжі, але забороняти її приймати всередину [153]. Таким чином, ця перехідна фаза являє собою симпатичну кефалічну фазу.

Травна/абсорбційна фаза характеризується шлунково-кишковою гіперемією. У тварин, які перебувають у свідомості, кровотік в лівій шлунковій, чревній та верхній брижових артеріях збільшується протягом декількох хвилин після прийому їжі [153,154,160,161]. Потік крові в лівій шлунковій і чревній артеріях збільшується раніше і є тимчасовим (10–15 хв), тоді як кровотік верхньої брижової артерії збільшується пізніше і є більш тривалим (до декількох годин). Постпрандіальна гіперемія виявляється раніше в тонкій кишці (протягом 30 хв), ніж в клубовій кишці (на 90 хв) [9]. У сукупності ці спостереження вказують на те, що постпрандіальна гіперемія прогресує уздовж шлунково-кишкового тракту у поєднанні з аборальним переміщенням введеної їжі. Величина (25–200%) та тривалість (3–7 год) гіперемії залежать від складу їжі. Взагалі, багаті ліпідами та білками страви є більш потужними, ніж багаті вуглеводами, викликаючи гіперемію [152, 156]. Запропоновано холінергічний нервовий шлях, який бере участь у шлунково-кишковій постпрандіальній гіперемії [152,153], але цей опосередкований нейрогенами внесок у гіперемію може бути непрямим, а не прямим (див. Нижче). Загалом, характеристики шлунково-кишкової гіперемії після їжі у тварин імітують такі, що спостерігаються у людей [162,163].

5.2. ЛОКАЛІЗАЦІЯ ПОСТПРЕНДІАЛЬНОЇ ГІПЕРЕМІЇ

Основна маса експериментальних доказів вказує на те, що постпрандіальна гіперемія локалізована на тій частині собачого шлунково-кишкового тракту, що зазнає впливу їжі або гідролітичних продуктів перетравлення їжі [42,149,164]. Внутрішлункове розміщення неперетравленої їжі збільшує кровотік у чревній артерії за лічені хвилини, після чого збільшується кровотік СМА [165]. Внутрішньоклітинне розміщення перетравленої їжі не збільшує кровотік в чревній артерії, але збільшує кровотік СМА. Ці висновки узгоджуються із спостереженнями у свідомих тварин. Крім того, внутрішньочеревне розміщення перетравленої їжі або гідролітичних продуктів перетравлення їжі збільшує місцевий кровотік, не впливаючи на приплив крові до сусіднього сегмента [165,166]. Загалом, індуковане поживними речовинами збільшення кишкового кровотоку, схоже, обмежується шаром слизової оболонки кишкової стінки [9,165,167,168]. Однак є експериментальні дані, що вказують на те, що внутрішньопросвітня їжа (або поживні речовини) збільшує приплив крові до сегментів тонкої кишки, не підданих хімусу [155,156], і що гіперемована реакція включає як слизові, так і м’язові шари стінки кишечника [84,157] . Причини розбіжностей не ясні, але роль рефлекторної рухової активності у відповідь на просвітні поживні речовини варто оцінити.

5.3. КОМПОНЕНТИ ХІМУ, ВІДПОВІДАЛЬНИХ ЗА ПОСТПРЕНДІАЛЬНУ ГІПЕРЕМІЮ

Складові хімусу, відповідальні за постпрандіальну гіперемію в тонкому кишечнику та товстій кишці, наведені на рисунку 5.1 [42]. Складові частини хімусу, які викликають місцеву гіперемічну реакцію, відрізняються в різних регіонах кишечника. У верхній частині тонкої кишки (тонка кишка) внутрішньопросвітнє розміщення перетравленої їжі, але не перетравленої їжі, збільшує місцевий кровотік (рис. 5.1), при цьому їжа з високим вмістом жиру викликає найбільшу гіперемічну реакцію, за якою дотримуються дієти з високим вмістом білка та вуглеводів [ 166 169]. У сукупності ці висновки вказують на те, що гідролітичні продукти перетравлення їжі відповідають за гіперемію після їжі у верхній частині тонкої кишки.

РИСУНОК 5.1

Вплив внутрішньопросвітнього розміщення різних складових частин хімусу на кишковий кровотік. Використовується з дозволу Довідник з фізіології, шлунково-кишкова система I, Розділ 39, 1989 р., Стор. 1405–1474.

Внутрішньочелюсне розміщення амінокислот або пептидів (у концентраціях після їжі) не впливало на місцевий кровотік [166]. Навпаки, внутрішньочеревні розчини глюкози викликали гіперемічну реакцію [166,170]. Емульсії олеїнової кислоти (довголанцюгова жирна кислота) не впливали на кровотік, якщо олеїнова кислота не була солюбілізована з жовчю або жовчними солями, і в цьому випадку вона викликала значну гіперемічну реакцію [166,171]. Гіперемічна реакція на міцелярну олеїнову кислоту залежала від дози; 40 мМ олеїнової кислоти була вдвічі потужнішою, ніж 20 мМ олеїнової кислоти. Розчинена в жовчі капронова кислота (коротколанцюгова жирна кислота) не викликала гіперемії [172]. Жовч (або солі жовчі) або ферменти підшлункової залози були неефективними у викликанні гіперемічної відповіді. У сукупності ці висновки вказують на те, що солюбілізовані гідролітичні продукти довголанцюгових ліпідів та вуглеводів є основними медіаторами кишкової постпрандіальної гіперемії. Однак, виходячи з ефектів змішаних дієт, не можна скидати з рахунків синергетичний ефект усіх гідролітичних продуктів перетравлення їжі.

Окрім того, що грає дозвільну роль у гіперемії, викликаної олеїновою кислотою, в тонкій кишці, жовч, схоже, відіграє важливу безпосередню роль у місцевій гіперемії клубової кістки після їжі (рис. 5.1). В клубовій кишці жовч викликає збільшення кровотоку, ефект опосередкований солями жовчі. Це твердження підтверджується спостереженнями, що (1) жовчні солі замість інших складових жовчі можуть викликати гіперемію, подібну до тієї, що спостерігається при жовчі, та (2) холестирамін, засіб, що виділяє жовч, солі, запобігає викликаній жовчю клубову кишку гіперемія [37].

Значна кількість вуглеводів (наприклад, харчових волокон) може уникнути всмоктування в тонкому кишечнику і потрапити в товсту кишку, де бактеріальне бродіння перетворює їх на леткі жирні кислоти. Основними летючими жирними кислотами, присутніми в товстій кишці, є оцтова, пропіонова та масляна кислоти. Внутрішньоколонічне розміщення оцтової кислоти посилило місцевий товстий кишковий кровотік; масляна або пропіонова кислоти не мали ефекту [173].

5.4. МЕХАНІЗМИ, ЗАБЕЗПЕЧЕНІ У ПОСТПРЕНДІАЛЬНІЙ ГІПЕРЕМІЇ

Секреторна, всмоктуюча та рухова активність - це всі важливі функції шлунково-кишкового тракту, необхідні для ефективного засвоєння поживних речовин. Таким чином, механізми, що впливають на постпрандіальну гіперемію шлунково-кишкового тракту, можуть бути досить складними і ще не чітко визначені. Однак у гіперемію залучено кілька потенційних механізмів, включаючи зовнішні та кишкові нерви, циркулюючі гормони та метаболічну активність тканин [22,42,149,164].

5.4.1. Зовнішні нерви

5.4.2. Кишкові нервові рефлекси

5.4.3. Циркулюючі гормони

5.4.4. Метаболічна активність тканин

У людини було продемонстровано збільшення спожитого кисню (потреба в O2) та кровотоку (доставка O2) після їжі [151]. Збільшення кровотоку вважається результатом підвищених потреб у O2 для ефективного перетравлення та всмоктування проглоченої їжі. Секреторна та абсорбційна активність, як правило, обмежена слизовою, тоді як рухова активність, що рухається, відповідає за мускулатуру. Загалом, кровотік слизової шлунка збільшується із посиленою секрецією кислоти [78], а кровотік слизової оболонки кишечника збільшується під час всмоктування поживних речовин [166], тоді як м’язова кров збільшується під час посилених ритмічних скорочень кишечника [11]. Таким чином, постпрандіальна (функціональна) шлунково-кишкова гіперемія є досить складним явищем, що включає зміни у відносному розподілі кровотоку між відділами слизової та м’язової тканин у будь-який момент часу. Таким чином, дослідницькі підходи, як правило, відокремлюють цю діяльність (транспорт розчиненої речовини проти моторики) при розгляді ролі метаболічних факторів у постпрендіальній гіперемії.

Розчинений транспорт. Шлункове споживання кисню (потреба в O2) збільшується під час стимулювання секреції кислоти секретагогами (наприклад, гастрином, гістаміном) [65,78,183,184]. Поглинання кисню тонкою та товстою кишкою збільшується під час всмоктування поживних речовин або транспортуваних розчинених речовин [56,76,80,173]. Дійсно, пряма кореляція між швидкістю транспорту розчиненої речовини та місцевим споживанням кисню була продемонстрована в ізольованих препаратах шлунку [184,185], тонкої кишки [39,170] та товстої кишки [56].

РИСУНОК 5.2

Взаємозв'язки між різницею кишкової артеріовенозної різниці кисню (верхня панель) та кровотоку (нижня панель) у відповідь на збільшення потреби в кисні, що виникає шляхом закапування перетравленої їжі в просвіт. Суцільні кола представляють відповіді, коли (більше).

Згідно з метаболічною теорією, зв'язок між потребою кисню та внутрішньою регуляцією опору та обмінних судин забезпечується місцевими змінами в тканині сторO2 та/або аденозин. Нанесення глюкози на поверхню слизової зменшує ворсинки сторO2 та збільшує приплив крові до ворсин через підслизові артерії [84]. Крім того, індукована глюкозою гіперемія зменшується при ворсинках сторO2 стабілізується екзогенною доставкою O2 через просвіт слизової оболонки [83]. Однак підслизові артерії також розширюються під час просвітного введення глюкози, хоча і навколосудинних сторO2 в цій області не змінюється. У випадку аденозину він виділяється з тонкої кишки (у дренуючу вену), коли перетравлена їжа поміщається в просвіт [88]. Однак блокада біоактивності аденозину дала однозначні результати щодо послаблення гіперемічної реакції на просвітлену переварену їжу [89,90].

NO також був причетний до гіперемії шлунково-кишкового тракту після їжі. Блокада eNOS притупляє як шлункову гіперемію, пов’язану з індукованою пентагастрином секрецією кислоти [97, 106], так і кишкову гіперемію, пов’язану з всмоктуванням глюкози [187]. У тонкому кишечнику всмоктування глюкози пов'язане зі збільшенням гіперосмолярності NaCl на рівні підслизових артеріол та більших живильних артерій [188]. Індукована гіперосмолярністю вазодилатація в підслизових судинах частково гальмується блокадою eNOS [104]. На основі підходів фармакологічної блокади було запропоновано, що підвищення рівня внутрішньоклітинного Са ++ через обмінник Na +/Са ++ є вирішальним для індукованого гіперосмолярністю збільшення продукування NO ендотеліальними клітинами [105]. У сукупності наявна інформація про роль NO в абсорбційній гіперемії забезпечує потенційну ланку зворотного зв’язку, за допомогою якої регулювання мікросудинних регулювань здійснюється протягом періодичних періодів абсорбційної діяльності. Зокрема, підвищена гіперосмолярність NaCl призведе до продукування NO та розширення судин. Потім вазодилатація змиє гіперосмолярність і усуне стимул для вироблення NO, тим самим закриваючи петлю зворотного зв'язку.

Мало відомо про медіатори, які пов'язують потреби в кисні посиленої рухової активності з регуляцією опору або обмінних судин. Однак, на основі досліджень в інших судинних руслах, що постачають м'язову тканину, таку як серце і скелетні м'язи [194, 195], тканини сторО2, аденозин та NO можуть бути можливими кандидатами. Необхідно провести безпосереднє вирішення цього питання.