Стресс и процесс кислотообразования

Глава I. Краткая история становления методов исследования кислотообразующей функции желудка

Prout W. в 1824 году опубликовал работу «О природе кислоты и солей в желудке животных», в которой сообщает, что до него содержимое желудка исследовал Спалланцани и нашел его очень кислым.

Bidder F.H., Sshmidt C. в 1852 году издали книгу «Пищеварительные соки и обмен веществ», в которой рассматривается вопрос о желудочном соке, полученном авторами от собак и овец при помощи желудочных фистул. Раздражителем желудочной секреции служила обыкновенная пища.

Szabo D. в 1877 точно установил природу кислоты желудочного сока. Для определения количества соляной кислоты предложен метод титрации желудочного сока децинормальным раствором едкого натрия с применением в качестве индикатора лакмуса.

Riegel F. в 1886 году и Schule A. в 1895 году использовали метод определения соляной кислоты в желудочном соке для диагностики и терапии желудочных заболеваний.

Christiansen I. в 1912 году более подробно описал определение свободной и связанной соляной кислоты.

Michaelis L. в 1932 году в своих работах защищал титрационный метод, признавая, что он весьма удобен для определения свободной и общей кислотности желудочного сока.

Для определения свободной соляной кислоты он предложил использовать индикатор метилоранж, а для определения общей кислотности желудка – фенолфталеин. Титрационный метод в таком виде употребляется и по настоящее время. Дискуссия ведется только по некоторым терминам, употребляемым при титрационном методе.

Бомон (цит. по Курцин И.Т.) в 1933 году впервые получил желудочное содержимое у человека. Это был канадский охотник, у которого была желудочная фистула вследствие пулевой раны желудка.

В дальнейшем методы получения желудочного сока развивались в двух направлениях: физиологи развивали оперативные методы на животных, а клиницисты создавали зонды для исследования желудочного сока у людей.

Получение желудочного сока у животных

Операция по образованию искусственной желудочной фистулы у животных впервые была сделана русским хирургом В.А. Бассовым в 1842 году (цит. По И.П. Павлову).

Желудочная фистула дала возможность получить желудочный сок, однако он не был чистым.

Чистый желудочный сок у здоровых животных впервые был получен И. П. Павловым и Е.О. Шумовой-Симоновской в 1890 году.

Операция по созданию желудочной фистулы у собаки была дополнена эзофаготомией.

Клеменсевич в 1875 году и Гейденгайн в 1878 году изолировали стенку желудка и сделали из нее слепой мешок, содержимое которого выливалось наружу.

Изолированный по Гейденгайну желудочек имеет существенный недостаток – при выкраивании лоскута из стенки желудка перерезались ветви блуждающего нерва.

И.П. Павлов в 1894 году видоизменил упомянутую операцию так, чтобы изолированный желудочек сохранил всю свою иннервацию.

Принято считать, что деятельность изолированного желудочка, выкроенного из фундального отдела желудка, является отображением работы всего желудка.

Маленький, изолированный по Павлову желудочек явился основой метода по изучению секреторной функции желудка. Г.М. Давыдов разработал метод наложения маленького желудочка на малую кривизну желудка.

Соловьев А.В. и Двинянинов Л.И. разработали метод одновременного наложения изолированных желудочков на малую и большую кривизну желудка.

И.П. Павлов разработал объективные методы исследования и сформулировал основные принципы физиологии пищеварения. Идеи И.П. Павлова в области физиологии пищеварения постоянно и с успехом совершенствовались его многочисленными учениками – К.М. Быкова, И.П. Разенкова, Г.Ф. Фальборта, П.С. Купалова, Л.А. Орбели, М.А. Усиевича.

Получение желудочного сока у человека

Куссмауль в 1869 году изобрел толстый резиновый зонд с целью получения желудочного содержимого у человека.

Это дало возможность производить анализ желудочного сока в клинике.

Эйнхорн изобрел тонкий зонд, который стал применяться для фракционного исследования желудочного сока.

С этих времен метод получения желудочного сока практически не изменился.

В дальнейшем для получения информации о кислотообразовательной или пепсин вырабатывающей функций в разных зонах применялся тройной зонд.

Успенский Ю.Н. предложил регистрировать постоянное отсасывание желудочного содержимого.

рН-метрия желудка

Серенсен в 1909 году впервые ввел в практику электрометрический метод.

Идеи метода взяты из работ Бугарского и Либермана опубликованных в 1898 году.

Для создания метода рН-метрии Серенсен использовал два электрода (один платина-водород и второй ртуть-каломель) и определил электродвижущую силу (э.д.с.) между этими электродами.

Так как э.д.с. зависела от концентрации водородных ионов, то на этом основании можно определить степень кислотности. Этот метод давал более точные данные о концентрации ионов водорода.

L. Michaelis в 1922 году для упрощения предложил выражать концентрацию ионов водорода в виде отрицательного десятичного логарифма водородного числа. Именно, таким образом, оформилось выражение Ph.

Описанные методы являются лабораторными. Они связаны с аспирацией желудочного сока.

Количество и свойство желудочного сока, полученного при аспирации, зависят от того, в какой части желудка находится зонд в момент аспирации. В 1925 году Щукарев К.А. использовал калориметрический метод при анализе желудочного сока, однако в последствии отказался от него ввиду обнаружившихся недостатков.

Наряду с лабораторным определением активности ионов водорода в желудочном соке, рН-метрию начали использовать непосредственно на живом организме (in situ).

Для этого необходимо вводить измерительные электроды в желудок исследуемого.

Внутрижелудочная рН-метрия

Mc. Clendon в 1915 году впервые применил и описал внутрижелудочный метод рН-метрии. Он использовал водородно-каломелевый электрод.

Было установлено, что после «сытного американского завтрака» повышение внутрижелудочной кислотности носило индивидуальный характер, и степень динамики зависела от характера пищи.

O. Bergeim в 1917 году применил платиновый электрод, снабженный термоэлектроэлементом. Установлена зависимость между возрастанием активности водородных ионов содержимого желудка и увеличением количества свободной соляной кислоты

I. Flexner и M. Kniazuk у собаки под наркозом провели сравнение данных внутрижелудочной рН-метрии со значениями рН желудочного сока, аспирированного из того же желудка.

Были установлены расхождения в результатах.

В 1947 году P. Hofstetter, физиолог из Университета в Берне стал изучать факторы, оказывающие влияние не рН. Он сравнивал показания Ph “in vitro” и “in situ”, для чего применил стеклянный электрод и рН-метр.

У себя и своего коллеги автор определил базальные значения внутрижелудочной рН как до, так и после инъекции гистамина.

Было обнаружено, что на рН желудочного сока оказывают влияние температура тела и качество фильтрации «сока» перед исследованием «in vitro.»

Е. Ю. Линар с 1953 года изучал внутрижелудочную рН-метрию и занимался созданием соответствующей аппаратуры.

О первых опытах было доложено в 1957 году в г. Тарту на конференции по патофизиологии пищеварения.

Е. Ю. Линаром создан оригинальный зонд для рН-метрии, который нашел широкое практическое применение.

Автор весь свой опыт изложил в монографии «Кислотообразовательная функция желудка в норме и патологии», которая была издана в 1968 году.

рН-метрия желудка применяется с успехом как в практической, так и в научно-исследовательской деятельности (Ю.М. Панцырев, 1972; Постолов П.М., 1978; Ю.Я. Лэя, 1978; Агейчев В.А., 1976; Горшков В.А., 2002; Еращенко П.П., 2001; N. Henning, 1959; Morgan E., 1962; Sibul V., Truve R., 1977; McClou R.F., 1984; Hunt R.H., Master M., 1990 и др.).

Продолжая работу своего учителя – проф. Е.Ю. Линара – более 20-ти лет, Лэя Ю.Я. накопил большой клинический и экспериментальный материал.

В 1987 году издана монография Ю.Я. Лэя «рН-метрия желудка».

В хирургической практике рН-метрию проводят на следующих этапах.

Дооперационный период;

Интраоперационный период;

Послеоперационный период – ранний (до 1 месяца) и отдаленный (от 1 до 5-10 лет).

Внутрижелудочная рН-метрия на дооперационном этапе проводится с целью получить представление о том, с каким видом секреции мы имеем дело: с вагальным, антральным или вагально-антральным и какова секреторная способность желудка (W. Kothet et all., 1971).

В интраоперационном периоде рН-метрию желудка проводят:

С целью изучения влияния различных фарм препаратов, используемых в анестезиологии на секрецию желудка;

Для изучения контроля полноты различных вариантов ваготомии.

В послеоперационном периоде проведение рН-метрии проводится для изучения контроля эффективности проведенного хирургического лечения.

Впервые исследования секреции желудка во время наркоза в эксперименте провели I. Flexner и M. Kniazuk в 1940 году.

В 1964 году Ю.Я. Лэя изучал влияние наркоза на кислотность и моторику желудка. Установлено, что по мере углубления наркоза образование соляной кислоты в желудке снижается.

Дальнейшие исследования в этом направлении провели в 1977 году Г.Н. Андреев с сотрудниками. Они изучали секреторную функцию желудка во время наркоза при острых хирургических заболеваниях.

Установлено, что антигистаминные препараты, атропин и миорелаксанты не оказывали влияния на данные рН, соответствующие гиперацидному состоянию. При применении эфира и H2O отмечено повышение а при применении фторотана – понижение кислотности.

G. Grassi и сотр. В 1972 году впервые начали использовать рН-метрию слизистой оболочки желудка во время операции, как контрольный тест полноты ваготомии.

Метод рН-метрии слизистой оболочки желудка с целью контроля за полнотой ваготомии использовали с 1975 года (У.Ф. Сибуль, Р.А. Труве, С.Ю. Ульп).

М.И. Кузин с сотрудниками также с 1978 года применяли для контроля за полнотой ваготомии Ph-метрию слизистой оболочки желудка, описанную G.Grassi. Стимуляция секреции проводилась гистамином или пентагастрином с учетом того, чтобы наиболее интенсивно стимулированная секреция приходилась на время операцоионной Ph-метрии слизистой оболочки.

По мнению вышеуказанных авторов описанный G. Grassi метод рН-метрии слизистой оболочки желудка во время операции с целью контроля полноты ваготомии является наиболее точным и объективным.

Однако, по мнению Ульп С.Ю. он обладает следующим недостатками – нанесение дополнительной травмы в ходе выполнения гастротомии и известная опасность инфицирования брюшной полости при вскрытии просвета желудка.

Автор в 1979 году впервые предложил и использовал усовершенствованный метод точного определения рН слизистой оболочки желудка без гастротомии.

Им же разработан рН-зонд для рН-метрии под константным давлением измеряющего электрода на слизистую оболочку желудка и имеющий аспирационную систему. Такой зонд позволяет получить объективные уточненные данные рН (время операции удлиняется не более чем на 15 минут).

Беззондовые исследованотия кислообразовательной функции желудка

Ардене и Шпрунг в 1956 году предложили метод радиотелеметрии для определения Ph пищеварительного тракта.

Миниатюрная радиокапсула эндорадиозонда длиной в 20-30 мм и диаметром в 8 мм заглатывается больным.

Эндорадиозонд состоит из двух электродов – сурьямного и каломелевого, или серебро-хлористого, потенциал которых передается на усилитель и радиопередатчик. В зависимости от концентрации водородных ионов устанавливается определенный потенциал, который при помощи радиоволн через стенки желудка и живота и дальше через антенну направляется к радиоприемнику, анализирующему устройству, а затем к регистрирующему аппарату.

В России под руководством А.М. Сорина телеметрическая система введена в 1962 году.

Рядом авторов метод эндорадиозондов постоянно совершенствуется.

В последние десятилетия в России применяются инструментальные методы исследования в функциональной гастроэнтерологии, которые будут изложены во второй главе.

Аппаратура для исследования моторики ЖКТ.

Условно методы исследования МЭФ можно разделить на две группы:

– методы, позволяющие непосредственно регистрировать сократительную активность ЖКТ;

– методы оценки моторной функции органов на основе данных, характеризующих их электрическую активность.

К первой группе относятся методы, основанные на непосредственном измерении внутрипросветного давления ЖКТ с помощью баллонов, микродатчиков, радиокапсул, катетеров. Их особенностью является введение инородного тела непосредственно в просвет органа, что приводит к раздражению механорецепторов слизистой и изменяет его моторную активность.

Для исследования внутрипросветного давления ЖКТ по соотношению цена/качество оптимальным является прибор «Гастроскан-Д». Прибор может использоваться для проведения эзофагельной, антродуоденальной, аноректальной, фарингеальной, абдоминальной манометрии, а также для манометрии сфинктера Одди.

Ко второй группе относятся электрофизиологические методы, основанные на изучении электрической активности ЖКТ. Они базируются на наличии тесных взаимосвязей между электрической и сократительной деятельностью ЖКТ и основаны на регистрации биопотенциалов гладкомышечных стенок органов с накожных электродов – периферическая электрогастроэнтерография.

Для периферической электрогастроэнтерографии используется прибор «Гастроскан-ГЭМ».

Аппаратура для совместных исследований

Дифференциальная диагностика загрудинных болей неясной этиологии нередко представляет большие сложности. Не последнее место в их генезе занимают заболевания ЖКТ, в частности ГЭРБ. Значительной группе больных ГЭРБ, помимо основных симптомов, свойственны чувство дискомфорта и боль в прекардиальной области.

Одновременное исследование кислотности и электрической активности различных отделов ЖКТ, позволяющее лучше оценить взаимосвязь секреторной и моторно-эвакуаторной функций, реализовано в приборе «Гастроскан-ГЭМ».

Для исследования ларингофарингеальных рефлюксов применяются специальные ЛФР-зонды, эксплуатируемые в комплексе с прибором «Гастроскан-ИАМ».

Некоторые публикации по приборам и зондам для функциональной диагностики:

1. Казаков А.В., Трифонов М.М. В МКНЦ имени А.С. Логинова выполнена пуско-наладка 10 "Гастросканов": 4-х рН-импедансометров и 6-ти суточных рН-мониторов / GastroScan.ru. 2023

2. Михеев А.Г., Яковлев Г.А. Рекомендации по эксплуатации рН-зондов и ZрН-зондов / ИД «МЕДПРАКТИКА-М». 2013. с. 27.

3. Михеев А.Г., Яковлев Г.А. рН-метрические зонды. Рекомендации по эксплуатации. Изд. 4-е. Фрязино: НПП "Исток-Система" – 2007.

4. Михеев А.Г., Трифонов М.М., Яковлев Г.А. Новые медицинские приборы для обследования желудочно-кишечного тракта // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. – 1997. – № 6. – С. 33– 35.

5. Романов А.И., Трифонов М.М. Диагностические приборы для рН-метрии (от истории к современности) // Кремлевская медицина. Клинический вестник. – 2003. – № 1. – янв.–март. – С. 73–77.

6. Корниенко Е.А., Дмитриенко М.А., Никулин Ю.А., Филюшкина Е.И., Филюшкин И.П. Применение медицинской техники при функциональной диагностике в гастроэнтерологии. Учебно-методическое пособие. – СПб. – 2006. –103 с.

pН-метрия в Молдове

В 1985 году на кафедре факультетской хирургии (зав. кафедрой д.м.н., профессор П.Ф. Бытка) на базе Республиканской Клинической Больницы (главный врач, заслуженный врач Республики Молдова, доцент Т.В.Мошняга), доцентом кафедры хирургии А.К. Опря внедрен в практику метод рН-метрии желудка.

В 1986 году на базе 2-й городской клинической больницы (главный врач – А.М. Былба) в хирургической клиники (зав. кафедрой, д.м.н., профессор Е.Н. Маломан) во 2-й поликлинике А.Н. Орган организует кабинет рН-метрии желудка.

В клинике проводились исследования кислотообразующей функции желудка на догоспитальном этапе, -пред, -интра и –после операционном периодах.

Проводились исследования по следующим направлениям:

1. Исследования кислотообразующей функции желудка у больных язвенной болезнью желудка и 12-ти перстной кишки и другие заболевания пищеварительной системы сопровождающихся болевым синдромом;

2. Изменение секреторно-моторных нарушений в результате лечения методом акупунктуры у больных язвенной болезнью желудка и 12-ти перстной кишки с болевым синдромом;

3. Исследование изменения кислотообразующей функции желудка на интраоперационном этапе с целью контроля качества проведения ваготомии;

4. Изучение влияния анестетиков, м-холинолитика атропина, препаратов для нейтролептанестезии и ГОМК-а на кислотность внутрижелудочного содержимого у больных с дуоденальнми язвами в интраоперационном периоде;

5. Исследование кислотообразующей функции у больных язвенной болезнью желудка и 12-ти перстной кишки в отдаленном периоде у пациентов терапевтического и хирургического профилей после консервативного лечения и оперативных вмешательств;

6. Проведение исследований выполнялись под руководством и с учетом ценных советов профессоров Е.Ю. Линара, В.Н. Цибуляк, Е.Н. Маломан, Я.М. Камышкова, С.М. Полюхова, А.В. Спыну, доцентов Р.А. Ставинским и В. Ботошану.

По результатам исследований автором в 1991 году в Мосоковской Медицинской Академии защищена диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук на тему: «Рефлексоанальгезия в терапии и прогнозировании патогенетического лечения больных язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки».

С 1990 года кабинеты рН-метрии организуются в Республиканском диагностическом центре, 1-й городской поликлиники и ряде других медицинских учреждений г. Кишинёва.

С 1994 года в лаборатории «Акупунктура и стресс» (зав. лабораторией академик В.Н. Лакуста), Института физиологии и санокреатологии АН Молдовы (директор – академик Ф.И. Фурдуй) на базе лечебно-санаторной клинике г. Кишинева под руководством академика Фурдуя Ф.И. широко проводятся исследования о влиянии аурикулярной и корпоральной акупунктуры на процесс кислотообразования желудка у здоровых людей и пациентов с различными заболеваниями желудочно-кишечного тракта.

По результатам исследований оформлено изобретение: «Метод коррекции секреции соляной кислоты при патологии верхнего отдела желудочно-кишечного тракта». Лакуста В.Н., Орган А.Н., Череш В.Г. Авторское свидетельство № 994 от 31.07.1988 года.

В 1999 году написаны методические рекомендации Лакуста В. Н., Бивол Г. К., Орган А. Н., Морару Г. Г., Череш В. Г.«Прогноз и профилактика рецидивов язвенной болезни 12-ти перстной кишки».

Под руководство академика Фурдуя Ф.И. – основателя санокреатологии и санокреатологической акупунктуры проводятся исследования о влиянии акупунктуры на секреторно-моторные функции желудочно-кишечного тракта у здоровых людей и пациентов с целью формирования и поддержания здоровья на различных этапах индивидуального развития и в периоде деминуации.

Результаты исследований доложены на различных международных конгрессах, а также на XV-XVIII международных симпозиумах в г. Алуште.

Автор в 1985 и в 1986 годах прошел обучение диагностическому методу рН-метрии желудка и лечебному методу рефлексотерапии соответственно в двух ведущих научно-медицинских учреждениях – Латвийском Научно-Исследовательском Институте Экспериментальной и Клинической Медицины, лаборатории патофизиологии желудка (зав. проф. Е.Ю. Линар) и Всесоюзном Научном Центре Хирургии АМН России, отделение иглоанальгезии и лечении болевых синдромов (зав. проф. В.Н. Цибуляк).

Автор выражает глубокую благодарность за помощь, ценные советы и чисто человеческое, доброжелательное отношение профессорам Виктору Николаевичу Цибуляк и Евгению Юлиановичу Линар.

Глава II. рН-метрия – метод определения функционального состояния кислотообразующей и кислотонейтрализующей зон желудка

Секреция желудком соляной кислоты

Секреция соляной кислоты слизистой оболочкой желудка – это физиологический процесс, представляющий собой один из элементов сложной системы, которая позволяет высшим организмам регулировать пищеварение. Благодаря присутствию кислоты содержимое желудка человека имеет низкие значения рН (0,8–3,0).

Способность к секреции кислоты появилась и сохранилась в процессе эволюции по нескольким причинам.

Во-первых, наличие кислоты в желудке позволяет животным убивать пищу, которая поглощается живой.

Во-вторых, соляная кислота поддерживает содержимое желудка в стерильном состоянии: немногие микроорганизмы способны выжить в кислой среде.

В-третьих, соляная кислота активирует протеолитические ферменты, которые секретируются клетками эпителия желудка и принимает участие в процессе расщепления крупных полимерных молекул белков до более мелких пептидов (оптимум их действия отмечается при рН 1,5-2,0, но активность сохраняется даже до рН 5,0).

Пепсин представляет собой белок с молекулярной массой 34 kDa и секретируется в неактивной форме, которая называется пепсиноген. В кислой среде от молекулы пепсиногена отщепляется концевой пептид, присутствие которого в молекуле подавляет протеолитическую активность фермента. Вследствие этого, неактивный пепсиноген под действием кислоты превращается в активный пепсин.

В-четвертых, соляная кислота способствует отщеплению железа от пищевых веществ и превращает трехвалентное железо пищи в двухвалентный ион, что нужно для его всасывания.

В-пятых, соляная кислота регулирует работу гастродуоденального сфинктера. Однако присутствие соляной кислоты в желудке имеет и неприятные последствия. Они особенно ощутимы в случае возникновения кислотозависимых заболеваний, к числу которых относится и язвенная болезнь. Само по себе наличие кислоты в желудке не является причиной этих заболеваний, поскольку в процессе эволюции животные и человек выработали приспособления, позволяющие защитить слизистую оболочку желудка от повреждения кислотой. Однако кислая среда существенно затрудняет заживление язв. Именно по этой причине выражение "Нет кислоты – нет язвы" является девизом противоязвенной терапии.

Увеличение рН внутри желудка до значения > 3 на 16-20 часов в сутки обеспечивает максимальную скорость заживления язв и быстро устраняет сопутствующие симптомы.

Физиологами и морфологами установлено, что между функциями разных отделов желудка существует значительная разница, при этом подчеркивалось ведущее значение области малой кривизны этого органа в секреторных процессах.

Различают, по крайней мере, 2 группы желудочных желез – собственные (фундальные) и железы привратника (пилорические).

Собственные железы располагаются в области тела, дна и интермедиальном отделе желудка. Они содержат париетальные или обкладочные (продуцирующие соляную кислоту), главные или пептические (вырабатывающие комплекс протеолитических ферментов) и мукоидные или добавочные клетки (секретирующие муцины – слизь, мукополисахариды и гастромукопротеин – "внутренний фактор" Касла, необходимый для всасывания витамина В12). Пилорические железы находятся в дистальной части желудка, занимая около 1/5 слизистой оболочки этого органа. Эти железы в основном состоят из мукоидных клеток, но в них может быть небольшое число – около 1% – обкладочных клеток [Лэя Ю.Я., 1987].

Однако уже опытами И.П. Павлова было доказано, что секрет пилороантрального отдела желудка, полученный натощак, очень вязок по консистенции и имеет щелочную реакцию. Этот секрет имеет определенное значение в защите слизистой оболочки от химических воздействий и механических травм.

Следовательно, по функции желез в желудке следует выделить верхнюю – кислотообразующую – и нижнюю – кислотонейтрализующую (нейтрализующую) зоны [Лэя Ю.Я., 1976]. Первая соответствует дну, телу и интермедиальному отделу, а вторая – пилороантральному отделу желудка.

Гастрин вырабатывающие клетки в теле желудка не выявляются, они обнаруживаются в пилороантральном отделе.

Гастрин выделяется при соприкосновении пищи со слизистой оболочкой упомянутого отдела желудка, при его растяжении или повышении перистальтической активности. Под влиянием соляной кислоты на слизистую оболочку антрального отдела гастрин высвобождается до тех пор, пока рН желудочного содержимого не достигнет 2,5-3,0. При дальнейшем повышении концентрации водородных ионов выделение гастрина прекращается. Ацетилхолин, как медиатор блуждающего нерва, усиливает выделение гастрина и сенсибилизирует обкладочные клетки к его воздействию.