Так как всасывание большинства веществ в кишечнике является активным биологическим процессом, протекающим с потреблением кислорода и расходованием энергии клеток, то регуляция всасывания осуществляется путем изменения характера микроциркуляции крови, лимфы и тканевой жидкости на уровне слизистой оболочки и путем влияния на ферментные системы, обеспечивающие перенос веществ через клеточные мембраны. Оба эти процесса зависят от общего вегетативно-эндокринного состояния организма и могут значительно перестраиваться под влиянием изменений, возникающих в тонком кишечнике во время пищеварения. Регуляция функции всасывания в желудочно-кишечном тракте изучена меньше по сравнению с другими его функциями.
Поступления в кишечник химуса вызывает усиление выделения эндокринными клетками кишечника интестинальных гормонов (секретин, холецистокинин-панкреозимин) и раздражение механо- и хеморецепторов слизистой оболочки. Обе реакции приводят, как доказано скандинавскими физиологами (Байбер, Фара, Лундгрен, 1971-1974) к увеличению регионарного кровотока в бассейне мезентериальных сосудов. Увеличение кровотока на уровне ворсинок слизистой кишечника способствует доставке энергетического материала, необходимого для осуществления активного транспорта различных пищевых веществ через эпителий.
Предполагают, что увеличение мезентериального кровотока при поступлении химуса в кишечник опосредовано серотонином. Блокирование клеточных рецепторов серотонина в стенке тонкого кишечника ослабляет изменения кровотока в кишечнике в ответ на механическое раздражение слизистой, на введение в двенадцатиперстную кишку молока, кукурузного масла, внутривенное введение секретина, холецистокинина-панкреозимина (те же авторы).
Усилению всасывания при поступлении химуса в кишечник способствует также активация движений ворсинок. Реакция осуществляется под влиянием интестинального гормона вилликинина и по типу периферического рефлекса. Рефлекс возникает с механо- и хеморецепторов кишечника. Рефлекторная дуга замыкается через Мейснерово сплетение. Периодические сокращения гладких мышц ворсинок способствуют выжиманию лимфы из лимфатических пространств и перераспределяют капиллярный кровоток. Расслабление этих мышц создает присасывающее действие в центральном лимфатическом сосуде и усиливает фильтрационные процессы по градиенту гидростатического давления.
Косвенно приводят к увеличению всасывания также изменения интенсивности секреторных процессов и моторики в кишечнике. Они способствуют переходу промежуточных продуктов гидролиза в зону щеточной каймы и усиливают мембранное пищеварение.
В регуляции всасывания в кишечнике большое значение принадлежит центральной нервной системе и эндокринным железам.
Гуморальная регуляция всасывания осуществляется несколькими железами внутренней секреции: гипофизом, надпочечниками, островковым аппаратом поджелудочной железы, щитовидной и паращитовидной железами.
Особое значение в регуляции всасывания принадлежит коре надпочечников, вырабатывающей минералкортикоиды — гормоны, регулирующие обмен натрия в организме. Активный транспорт таких органических веществ, как глюкоза, аминокислоты, жиры, осуществляется с помощью ферментов, функция которых зависит от обмена натрия. Минералкортикоиды поддерживают нормальный уровень содержания натрия в крови и наличие достаточных натриевых градиентов на границе клеточных мембран. Благодаря этому обеспечивается активный транспорт указанных органических веществ эпителиоцитами слизистой оболочки кишечника. Снижение выработки минералкортикоидов приводит к угнетению всасывания моносахаридов, аминокислот и жира (Р. О. Файтельберг и сотр.).
Гормоны поджелудочной железы — инсулин, щитовидной железы — тироксин усиливают всасывание моносахаридов и аминокислот. Адреналин — гормон мозгового вещества надпочечников — тормозит всасывание глюкозы. Паратгормон, выделяемый паращитовидными железами, усиливает всасывание кальция. Гипофиз регулирует деятельность всех желез внутренней секреции путем выделения в кровь тройных гормонов и, таким образом, косвенно влияет на процесс всасывания.
Нервная регуляция процессов всасывания. В опытах на животных установлено, что раздражение различных структур мозга — коры больших полушарий, гипоталамуса, лимбической системы, ретикулярной формации, подкорковых узлов — может вызывать изменение всасывания слизистой оболочкой кишечника аминокислот, моносахаридов, жиров, солей, воды (Я. П. Скляров, 1966; Р. О. Файтельберг, 1970; П. Г. Богач, 1973, и др.). Большое значение в регуляции этих процессов имеет гипоталамус. Возбуждение вентромедиальных ядер гипоталамуса и серого бугра усиливает всасывание в кишечнике, а возбуждение задних ядер гипоталамуса тормозит процесс всасывания. Возбуждение гипоталамических ядер, регулирующих процессы всасывания, зависит от импульсации, идущей с рецепторов желудочно-кишечного тракта и с рецепторов сосудистой системы, чувствительных к изменению химизма крови. Доказано, например, что при увеличении концентрации глюкозы в крови происходит возбуждение хеморецепторов каротидного тельца и рефлекторно снижается скорость всасывания глюкозы в изолированном кишечнике по Тири - Велла (Р. О. Файтельберг, 1976).
Передача регулирующих влияний гипоталамуса на слизистую кишки осуществляется через вегетативную нервную систему — ее парасимпатический и симпатический отделы. Об этом свидетельствуют опыты с раздражением и перерезкой блуждающих и чревных нервов.
При раздражении блуждающих нервов всасывание усиливается, при перерезке — тормозится. При раздражении чревных нервов всасывание уменьшается; при перерезке — усиливается. При блокаде солнечного сплетения, как и при перерезке чревных нервов, всасывание усиливается.
Регулирующие влияния гипоталамуса на процессы всасывания могут передаваться и через гуморальное звено, т.е. через указанные выше железы внутренней секреции. Таким образом, нервная и гуморальная регуляции всасывания, как и в случаях регуляции других вегетативных функций, проявляется в виде единой нервно-гуморальной регуляции.
Контрольные вопросы
1. К регуляции каких процессов сводится регуляция интенсивности всасывания?
2. Какой отдел ЦНС играет ведущую роль в регуляции всасывания?
3. По каким нервам передаются на слизистую кишечника влияния центров, регулирующих всасывание?
4. Перечислите гормоны желез внутренней секреции, участвующие в регуляции всасывания.
5. Какой интестинальный гормон регулирует движение ворсинок?
6. Каков механизм влияния местных механических и химических раздражителей на всасывание в кишечнике?
7. Откуда исходят сигналы обратной связи в механизме регуляции всасывания?
Проблемные задачи
27. У собаки изучалось всасывание из изолированного и денервированного отрезка тонкого кишечника изотонического раствора хлористого натрия в исходных условиях и на фоне внутривенного введения крови, взятой у другой собаки на максимуме пищеварения. Во втором случае всасывание изотонического раствора хлористого натрия из изолированной петли кишки усилилось. Какой механизм регуляции всасывания мог проявиться в этом случае?
28. Во время акта еды и при следующем пищеварении у собаки наблюдается увеличение всасывания аминокислот из отрезка тонкой кишки, изолированного по методу Тири - Велла. Какой механизм регуляции может обусловить эту реакцию?
29. У собаки, предварительно накормленной белковой пищей, через ангиостомическую канюлю периодически берут пробу крови из воротной вены и определяют содержание в ней аминокислот. Одновременно ведется регистрация моторики кишечника электрографическим методом. После подкожного введения адреналина у собаки обнаруживается угнетение моторики кишечника, а затем значительное снижение содержания аминокислот в исследуемой крови. Могло ли торможение моторики в данном случае привести к снижению всасывания аминокислот? Поясните ответ.