Развитие, функции желудка и кишечника у ребенка - кратко с точки зрения педиатрии
а) Развитие. Первичная кишка дифференцируется на 4-й неделе гестации и состоит из передней, средней и задней кишок. Передняя кишка дает начало верхнему отделу ЖКТ, который включает пищевод, желудок и ДПК до уровня впадения общего желчного протока. Средняя кишка дает начало остальной части тонкой кишки и толстой кишке — до середины поперечной ободочной кишки. Задняя кишка образует остаток толстой кишки и верхнюю часть анального канала.
В процессе развития плода быстрый рост средней кишки заставляет ее выступать из БП через пупочное кольцо. Затем средняя кишка возвращается в БП и закручивается против часовой стрелки до тех пор, пока слепая кишка не окажется в правом нижнем квадранте. Процесс обычно завершается к 8-й неделе беременности.
Печень происходит из печеночного дивертикула, который развивается в паренхиматозные кл., ЖВП, сосудистые структуры, кроветворные и купферовские кл. Внепеченочные ЖВП и желчный пузырь развиваются сначала в виде плотных тяжей, которые канализируются к 3-му месяцу беременности. Дорсальный и вентральный зачатки ПЖЖ образуются из передней кишки к 4-й неделе беременности. Эти зачатки сливаются к 6-й неделе. Экзокринная секреторная функция созревает к 5-му месяцу.
В процессе развития цис-регуляторные геномные последовательности регулируют экспрессию генов. Модули цис-последовательностей связаны между собой и обеспечивают каскад регуляции генов, контролирующих в/утробное развитие. Внешние факторы также обладают способностью влиять на экспрессию генов. Так, в кишечнике синтезируются несколько факторов роста, включая фактор роста-β и инсулиноподобный фактор роста. В молозиве тоже имеются факторы роста (человеческий фактор роста и эпидермальный фактор роста), все они влияют на экспрессию генов.
Продвижение пищи по ЖКТ зависит от скоординированного действия мышц стенки кишечника. Сокращения регулируются НС кишечника под влиянием разл. пептидов и гормонов. НС кишечника происходит из кл. нервного гребня, которые мигрируют из краниального в каудальный отдел. Миграция тканей нервного гребня завершается к 24-й неделе беременности. Нарушение миграции приводит к болезни Гиршпрунга. Моторика кишечника новорожденных отличается от моторики взрослых.
Нормальная моторика верхних отделов ЖКТ натощак характеризуется трехфазным паттерном, известным как мигрирующий моторный комплекс. Мигрирующие моторные комплексы встречаются у новорожденных реже и обладают большей немигрирующей фазной активностью. Это приводит к неэффективной пропульсивной активности, особенно у недоношенных детей. После приема пищи кишечная моторика представлена серией циркулярных сокращений, которые распространяются по кишечнику на разл. расстояния.
б) Пищеварение и всасывание. Стенки желудка, тонкой кишки и толстой кишки состоят из четырех слоев: слизистого, подслизистого, мышечного и серозного. Ок. 85% слизистой оболочки желудка выстланы железами, содержащими оксифильные кл., которые секретируют соляную кислоту, пепсиноген и внутренний фактор, а также слизистые и эндокринные кл., которые секретируют пептиды, обладающие паракринными и эндокринными св-вами.
Пепсиноген является предшественником протеолитического фермента пепсина, а внутренний фактор необходим для усвоения витамина В12. Пилорические железы расположены в антральном отделе и содержат кл., секретирующие гастрин. Синтез соляной кислоты и уровень гастрина обратно пропорциональны друг другу, за исключением состояний с нарушенной секрецией. При рождении секреция соляной кислоты низкая, но резко увеличивается через 24 ч.
Пик секреции соляной кислоты и пепсина приходится на первые 10 сут и уменьшается с 10-х по 30-е сутки после рождения. Секреция внутреннего фактора медленно повышается в первые 2 нед жизни.
При рождении у доношенного ребенка длина тонкой кишки составляет 270 см, а к 4 годам она достигает длины 450-550 см (как у взрослого человека). Слизистая оболочка тонкой кишки состоит из ворсинок, которые представляют собой пальцевидные выступы слизистой оболочки в просвет кишечника и значительно увеличивают площадь ее всасывающей поверхности.
Поверхность слизистой оболочки дополнительно увеличивается за счет щеточной каймы, на которой фиксированы пищеварительные ферменты и системы транспорта моносахаридов, аминокислот, дипептидов, трипептидов и липидов. Кл. ворсинок берут начало в соседних криптах и начинают функционировать, как только они перемещаются из крипт вверх на поверхность ворсинок. Слизистая оболочка тонкой кишки полностью обновляется за 4-5 дней, обеспечивая условия для быстрого восстановления после повреждения, но у младенцев или детей с недостаточным питанием этот процесс может затянуться. Кл. крипт выделяют жидкость и электролиты.
Ворсинки появляются на 8-й неделе беременности в ДПК и на 11-й неделе беременности в подвздошной кишке.
Дисахаридазную активность можно обнаружить у плода в 12 нед, но лактазная активность достигает максимального уровня лишь к 36-й неделе. Даже недоношенные дети обычно переносят смеси, содержащие лактозу, благодаря ферментам, которые синтезируют кишечные бактерии. У детей африканского и азиатского происхождения уровень лактазы может начать снижаться в возрасте 4 лет, что приводит к непереносимости молока млекопитающих. Механизмы, обеспечивающие переваривание и всасывание белка, в т.ч. ферменты ПЖЖ, и системы транспортировки аминокислот, дипептидов и трипептидов в слизистой оболочке обнаруживаются к 20-й неделе гестации.
Углеводы, белки и липиды обычно всасываются в верхних отделах тонкой кишки; дистальные сегменты тонкой кишки представляют собой огромный резерв абсорбционной способности. Натрий, калий, хлориды и вода всасываются главным образом в тонкой кишке. Соли желчных кислот и витамин В12 избирательно всасываются в дистальном отделе подвздошной кишки, а железо всасывается в ДПК и проксимальном отделе тощей кишки. Полостное пищеварение зависит от экзокринной функции ПЖЖ.
Секретин и холецистокинин стимулируют синтез и секрецию бикарбонатов и пищеварительных ферментов, которые высвобождаются слизистой оболочкой верхних отделов кишечника в ответ на разл. в/просветные стимулы, в т.ч. компоненты пищи.
Переваривание углеводов обычно является эффективным процессом, который завершается в дистальном отделе ДПК. Крахмал, олигосахариды и дисахариды расщепляются панкреатической амилазой до глюкозы. Остаточные полимеры глюкозы расщепляются на поверхности слизистой оболочки глюкоамилазой. Лактоза расщепляется на поверхности щеточной каймы энтероцитов лактазой, образуя глюкозу и галактозу; сахароза расщепляется сахаразой-изомальтазой до фруктозы и глюкозы.
Галактоза и глюкоза в основном транспортируются в кл. натрий-и энергозависимым путем, тогда как фруктоза транспортируется путем облегченной диффузии.
Белки гидролизуются ферментами ПЖЖ, в т.ч. трипсином, химотрипсином, эластазой и карбоксипептидазой, до аминокислот и олигопептидов. Ферменты ПЖЖ секретируются в виде проферментов, которые активируются энтерокиназой, ферментом слизистой оболочки. Олигопептиды далее расщепляются на поверхности щеточной каймы энтероцитов пептидазами до дипептидов, трипептидов и аминокислот.
Белки могут попадать в кл. с помощью специальных неконкурирующих переносчиков, которые аналогично таковым в почечных канальцах обеспечивают транспорт аминокислот, дипептидов и трипептидов. Кишечник человека способен всасывать интактные белки-АГн в первые несколько недель жизни из-за неплотных контактов между энтероцитами. Поступление белковых АГн через слизистый барьер может вызвать впоследствии развитие патологических состояний, связанных с пищевой непереносимостью и активностью микрофлоры кишечника.
Всасывание липидов происходит в два этапа. Триглицериды пищи расщепляются на моноглицериды и свободные жирные кислоты липазой и колипазой ПЖЖ. Затем свободные жирные кислоты эмульгируются желчными кислотами с образованием мицелл, содержащих фосфолипиды и др. жирорастворимые в-ва, и транспортируются к клеточной мембране, где абсорбируются. В энтероцитах жиры повторно эстерифицируются, образуя хиломикроны, которые транспортируются через лимфатические сосуды кишечника в грудной проток.
Жиры со средней длиной цепи абсорбируются более эффективно и могут напрямую попадать в кл. Впоследствии они попадают в печень через систему воротной вены. Расщепление и всасывание жиров м.б. нарушено на любом этапе. Снижение активности ферментов ПЖЖ, наблюдающееся при муковисцидозе и холестатической болезни печени, приводит к снижению выработки солей желчных кислот, что затрудняет формирование мицелл; при целиакии повреждается слизистая оболочка тонкой кишки; при абеталипопротеинемии не происходит формирование хиломикронов; кишечная лимфангиэктазия нарушает транспорт хиломикронов.
Всасывание жиров у новорожденных менее эффективно, чем у взрослых. Недоношенные дети могут терять до 20% жировых калорий по сравнению с 6% потерь у взрослых. Способствуют этому невысокий уровень синтеза желчных кислот и панкреатической липазы, низкая эффективность абсорбции в подвздошной кишке. Перевариванию жира у новорожденного способствует наличие липазы в слюне и в желудке. Липаза грудного молока, стимулированная солями желчных кислот, усиливает действие липазы ПЖЖ. Младенцев с нарушением всасывания жиров обычно кормят смесями, которые имеют больший процент среднецепочечных триглицеридов, которые всасываются независимо от солей желчных кислот.
Ободочная кишка представляет собой полую трубку длиной 75-100 см, образованную тремя полосами продольных мышц, называемых taenia coli, которые по ходу кишки собирают ее в гаустры. Гаустры и продольные мышцы появляются на 12-й неделе беременности. Наиболее типичная двигательная активность в толстой кишке — непропульсивная ритмичная сегментация, которая перемешивает химус и способствует контакту содержимого со слизистой оболочкой толстой кишки. Движение каловых масс в толстой кишке обычно возникает после еды. В толстой кишке происходит всасывание воды и электролитов, что приводит к формированию плотного кала.
Толстая кишка также способствует выведению продуктов ферментации углеводов, осуществляемой микрофлорой. Стул остается в прямой кишке до тех пор, пока не сработает рефлекс на дефекацию, когда при произвольном расслаблении наружного сфинктера происходит опорожнение.
Видео №1: развитие желудочно-кишечного тракта и его аномалии - эмбриогенез ЖКТ на видео
Видео №2: физиология пищеварения - профессор, д.м.н. П.Е. Умрюхин
