Соляная кислота. Механизм секреции соляной кислоты. Образование соляной кислоты в желудке.
Хлористоводородная кислота вырабатывается париетальными (обкладочными) клетками желез желудка. Эти клетки характеризуются богатством митохондрий, расположенных вдоль внутриклеточных канальцев. Площадь мембраны канальцев и апикальной поверхности клеток во время стимуляции на высоте секреции резко возрастает за счет встроенных в мембрану тубовезикул (трубочек-пузырьков), что сопровождается значительным увеличением клеточных канальцев, проникающих вплоть до базальной мембраны. Это значительно увеличивает возможности синтеза гландулоцитом соляной кислоты. Вдоль канальцев располагается множество митохондрий, площадь внутренней мембраны которых возрастает в процессе биосинтеза НСl. Соответственно увеличивается площадь контакта канальцев и апикальной мембраны клетки. Таким образом, увеличение секреторной активности париетальных клеток обусловлено увеличением площади секреторной мембраны.
Рис. 11.11. Образование соляной кислоты желудочного сока. Пояснения в тексте.
Символ ® означает активность ферментных транспортных систем мембраны кислотопродуцирующих клеток. Стрелками показано направление движения ионов и воды.
Секреция НСl является ярко выраженным цАМФ-зависимым процессом, активация которого протекает на фоне усиления гликогенолитиче-ской и гликолитической активности, что сопровождается продукцией пирувата. Окислительное декарбоксилирование пирувата до ацетил-КоА. С02 осуществляется пируватдегидрогеназным комплексом и сопровождается накоплением в цитоплазме НАД • Н2. Последний используется для генерирования Н+ в процессе секреции НС1. Расщепление триглицеридов в слизистой оболочке желудка под влиянием триглицеридлипазы и последующая утилизация жирных кислот создает в 3—4 раза больший приток восстановительных эквивалентов в митохондриальную цепь переноса электронов. Как аэробный гликолиз, так и окисление жирных кислот запускаются посредством цАМФ-зависимого фосфорилирования соответствующих ферментов, обеспечивающих генерирование ацетил-КоА в цикле Кребса и восстановительных эквивалентов для электронпереносящей цепи митохондрий. Са2+ является необходимым элементом секреторной системы НС1.
Процесс цАМФ-зависимого фосфорилирования обеспечивает активацию желудочной карбоангидразы, которая является регулятором кислотно-основного равновесия в кислотопродуцирующих клетках. Работа этих клеток сопровождается длительной и массовой потерей ионов Н+, что приводит к накоплению в клетке ОН", способных оказать повреждающее действие на клеточные структуры. Нейтрализация гидроксильных ионов и является главной функцией карбоангидразы. Образующиеся бикарбонатные ионы посредством электронейтрального механизма выводятся в кровь, а ионы СГ входят в клетку.
Кислотопродуцирующие клетки на наружных мембранах имеют две мембранные ферментные системы, участвующие в механизмах продукции Н+ и секреции НС1. Ими являются Na+-K+-ATФaзa и Н+-К+-АТФаза. Na+-К+-АТФаза, расположенная в базолатеральных мембранах клеток, переносит К+ из крови в обмен на Na+, а Н+-К+-АТФаза, локализованная в секреторной мембране, транспортирует калий из первичного секрета в обмен на выводимые в желудочный сок ионы Н+. Процесс образования соляной кислоты кислотопродуцирующими клетками схематически представлен на рис. 11.11.
В период секреции митохондрии всей массой охватывают в виде муфты секреторные канальцы, и их мембраны сливаются, образуя митохондриально-секреторный комплекс, где ионы Н+ непосредственно акцептируются Н+-К+-АТФазой секреторной мембраны и транспортируются из клетки.
Таким образом, кислотообразующая функция обкладочных клеток осуществляется благодаря процессу фосфорилирования — дефосфорилирования, наличию митохондриальной окислительной цепи, транспортирующей ионы Н+ из матриксного пространства, а также активности Н+-К+-АТФазы секреторной мембраны, перекачивающей протоны из клетки за счет энергии АТФ.
Вода поступает в канальцы клетки путем осмоса. Конечный секрет, поступающий в канальцы, содержит НСl в концентрации 155 ммоль/л, хлористый калий в концентрации 15 ммоль/л и очень малое количество хлористого натрия.
