Секреторная функция желудка и поджелудочной железы при действии эмоционального стресса

А

В

Рис. 8. Протеолитическая активность (А) и суммарная протеолитическая активность (В) желудочного сока у лиц с различным уровнем вегетативного баланса в условиях эмоционального напряжения

Разнонаправленные сдвиги эмоциональный стресс оказывал на протеолитическую активность желудочного сока (рис. 8). Особенностью париетальной секреции и внутрижелудочной активации гидролаз у симпатотоников при стрессе являлся рост протеолитической активности в ответ на стимуляцию желудочных желез.

Сравнение абсолютных показателей данного параметра не превышало межгрупповых значений, однако процентный прирост относительно уровня фона отмечался только у симпатотоников. В данной группе рост гидролитического потенциала желудка в условиях эмоционального напряжения происходил на фоне диссоциации выделения соляной кислоты и пепсиногена, что говорит о значительной степени разобщенности в регуляции этих компонентов.

Данный вариант ответной реакции в условиях возмущающего фактора является функционально не экономичным, а реализовываясь на фоне неуклонного снижения объема - неблагоприятным.

В двух других группах при стрессе в условиях использования стимулятора желудочных желез протеолитическая активность желудочного сока достоверно не изменялась или снижалась (р<0,05), однако различным являлся компонент непариетальной секреции, у ваготоников объем стимулированной фракции возрастал (р<0,05), у нормотоников практически не изменялся.

Таким образом, в группах с крайними значениями вегетативного баланса отмечалось напряжение нейрогуморальных механизмов регуляции при стрессе.

Секреция поджелудочной железы играет ключевую роль в переводе желудочного пищеварения на кишечное (Коротько Г.Ф., Восканян С.Э., 2005). В условиях эмоционального напряжения, и особенно в восстановительный период, когда возникает необходимость восполнения пластических и энергетических ресурсов, параметры изменений панкреатической секреции представляют интерес. Установлено, что эмоциональный стресс оказывал значительное влияние на стимулированную поджелудочную секрецию (табл. 5). Базальная панкреатическая секреция наиболее устойчива к действию эмоционального напряжения, что проявлялось в увеличении концентрации хлоридов, трипсина и дебита последнего (р<0,05).

При стимуляции панкреатоцитов происходило снижение объема до 65,9%, концентрации липазы до 83% и часового напряжения амилазы до 51,8% (р<0,05), а так же содержания и дебит-часа натрия соответственно до 83,3% и 55,7% (р<0,05) от фоновых значений. Таким образом, влияние стресса распространялось как на дуктулярную, так и на энзиматическую панкреатическую секрецию.

Непараллельность секреции гидролаз при эмоциональном стрессе проявлялась в повышении концентрации трипсина до 205% (р<0,05) в поджелудочном соке после стимуляции. Сопряженно в этих условиях возрастало содержание хлоридов до 119,4% (р<0,05). Известно, что часть электролитов секретируется ациноцитами а хлоридам в данном случае принадлежит роль активатора в секреции трипсина. Очевидно в условиях стресса существуют механизмы селективной стимуляции или ингибирования того или иного фермента.

Таблица 5

Влияние эмоционального напряжения на показатели базальной и стимулированной секреции поджелудочной железы (n = 20) (M±m)

Примечание: * - различия достоверны относительно фона, р<0,05.

Влияние эмоционального и мышечного напряжения на секреторную функцию желудка и поджелудочной железы

Мышечная деятельность обеспечивает адаптацию организма к меняющимся условиям внешней среды и переводит процессы обмена веществ на качественно новый уровень. Ключевую роль в восполнении энергетических и пластических ресурсов выполняет желудочно-кишечный тракт, именно поэтому особое значение имеет воздействие мышечного напряжения на организм.

Интерес представляет и совместное действие эмоционального и мышечного напряжения на секреторную активность пищеварительных желез. Изучалось влияние дозированной велоэргометрической нагрузки мощностью 75% от МПК, продолжительностью 30 минут, выполняемой в условиях эмоционального напряжения.

Качественные характеристики и сила используемого раздражителя желудочных желез позволяли выявить степень реактивности гастрального пищеварения на действие физической нагрузки, выполняемой в условиях эмоционального стресса. Наиболее информативным в данном случае является использование максимального стимулятора и ингибитора СОЖ (рис. 9). При выполнении физической нагрузки в условиях использования максимального стимулятора происходило дальнейшее снижение объема желудочного сока (р<0,05), а использование ингибитора приводило к его увеличению (р<0,05).

Рис. 9. Влияние эмоционального напряжения и физической нагрузки на секреторную функцию желудочных желез в условиях максимальной стимуляции (С) и ингибирования (И). 100% - уровень секреции в условиях фона. * - достоверность различий относительно фона (р<0,05)

Таким образом, фактор двигательной активности потенцировал действие эмоционального стресса в условиях стимулирования и ингибирования желудочных желез.

В условиях стресса и после выполнения физической нагрузки снижение объема являлось механизмом регулирования выделения соляной кислоты и других агрессивных факторов желудочного секрета.

Повышение объема в условиях ингибирования желудочных желез связано с изменением вегетативного контура регуляции при действии мышечного напряжения, то есть в обоих случаях роль двигательного компонента в условиях стресса рассматривается как положительная.

Содержание соляной кислоты и её дебита при действии физической нагрузки восстанавливалось к исходному уровню в динамике секреторного ответа.

При введении пентагастрина часовое напряжение соляной кислоты составляло 15,68±1,5 ммоль/час - 10,40±0,90 ммоль/час - 12,34±1,12 ммоль/час (фон - стресс - стресс + физическая нагрузка соответственно), в условиях ингибитора: 1,54±0,20 ммоль/час - 4,10±0,92 ммоль/час - 3,72±0,61 ммоль/час.

Для данного показателя физическая нагрузка являлась контрфактором относительно эмоционального стресса и нивелировала его действие. В условиях стимуляции желудочных желез уровень реактивности СОЖ был несколько ниже, чем в условиях ингибирования. Очевидно, для функционирования желудочных желез стимуляция является наиболее привычным фактором, чем ингибирование.

Ферментовыделительная функция желудка являлась чутким индикатором воздействия эмоционального и мышечного напряжения. При использовании максимального стимулятора концентрация пепсиногена возрастала (р<0,05) при совместном действии этих двух факторов, однако часовое напряжение фермента лишь восстанавливалось до исходного уровня.

В условиях ингибирования происходило достоверное увеличение дебит-часа пепсиногена как вариант стимулирующего действия физической нагрузки. Этот показатель зависел от объема секрета и изменялся в соответствии с его динамикой.

Различное действие физическая нагрузка оказывала на протеолитическую активность желудочного сока в условиях активации и торможения СОЖ. В первом случае происходило снижение гидролитического потенциала желудка (р<0,05) на фоне стабильной динамики рН секрета, а во втором - его рост синхронно с увеличением кислотопродукции.

Таким образом, при стимуляции желудочных желез десинхронизация ритмов кислотовыделения и ферментовыделения является защитно-компенсаторным механизмом СОЖ, в достаточной мере не обеспечивающим определенный уровень протеолитической активности. Интересным является факт роста содержания и часового напряжения негидролитического фермента - желудочной липазы.

Степень её функциональной значимости для желудочного пищеварения является спорной, однако как маркер изменения регуляторных факторов она может рассматриваться. Для условий ингибирования физическая нагрузка являлась восстанавливающим фактором всех параметров секреторного процесса.

Повышение гидролитического потенциала желудка (р<0,05) происходило на фоне роста кислото- и ферментовыделения. Обобщая данные о совместном влиянии эмоционального напряжения и физической нагрузки, необходимо отметить различную чувствительность СОЖ к факторам стимуляции и ингибирования. Так, дозированная физическая нагрузка повышала функциональную активность желудочных желез и оказывала аналогичный эмоциональному стрессу эффект по восстановлению ингибированной секреции. Для условий стимуляции по показателям объема и протеолитической активности она являлась фактором экономизации, но не активации секреторных функций.

Поджелудочная секреция рассматривалась в условиях воздействия двух факторов эмоционального напряжения и физической нагрузки (рис. 10). Установлено, что практически все показатели секреторного процесса снижались в большей степени в стимулированной секреции, исключение составляла концентрация трипсина в обеих фракциях и его базальный дебит-час.

Рис. 10. Влияние эмоционального напряжения и физической нагрузки на панкреатическую секрецию. 100% - уровень секреции в условиях фона

Оптимальное функционирование пищеварительной системы обеспечивается, с одной стороны, согласованным взаимодействием на уровне отдельного органа, с другой стороны, преемственностью и координацией в деятельности всех её органов (Уголев А.М, 1986; Коротько Г.Ф., 1986, 2002; Ивашкин В.И., 1986, 2005, Кузнецов А.П. и др., 2004). Была использована возможность изучения преемственности пищеварительных секретов в условиях гастродуоденального зондирования.

Исследование объемов слюны желудочного и поджелудочного соков в условиях эмоциональной стабильности выявило наличие обратной зависимости между этими параметрами (рис. 11). В условиях эмоционального напряжения эта связь усиливалась и по характеристикам корреляционных плеяд: r = -0,43, (р<0,05) и r = -0,64 (р<0,01). Наивысших значений коэффициент корреляции достигал после совместного действия эмоционального и физического напряжения (r = -0,78, р<0,01). Такие взаимоотношения являются компенсаторными, и при выраженном уменьшении объема желудочного сока панкреатический объем сохраняется или повышается, и наоборот. При этом для сохранения высокой функциональной активности секреторного аппарата желудка и поджелудочной железы изменяется напряжение слюно- и мочевыделения.

Рис. 11. Сочетанное влияние эмоционального стресса и физической нагрузки на объемы пищеварительных секретов. За 100% приняты показатели объемов в условиях фона. Б - базальная секреция, С/И - стимулированная и ингибированная секреция. * - достоверность различий относительно фона, р<0,05

Для создания оптимальных условий пищеварения в кишечнике необходима нейтрализация панкреатическими бикарбонатами солянокислой желудочной секреции. Значимым показателем нейтрализации являлся индекс бикарбонаты/кислота, составляющий 2,01±0,12 усл.ед. в условиях базальной секреции и возрастающий до 4,74±0,27 усл.ед. при стимуляции. При замедлении или нарушении этого процесса создаются предпосылки для агрессивного действия соляной кислоты на слизистую оболочку двенадцатиперстной кишки (Радбиль О.С., Федорова М.Ф., 1985; Кузнецов А.П. и др., 1997, 2004). В условиях эмоционального стресса индекс существенно снижался с 4,74±0,27 усл.ед. до 2,79±0,24 усл.ед. (р<0,05) и восстанавливался после выполнения дозированной велоэргометрической нагрузки до 3,98±0,21 усл.ед. (р<0,05) (рис. 12).

Рис. 12. Сочетанное влияние эмоционального стресса и физической нагрузки на выделение соляной кислоты и бикарбонатов (А) и индекс бикарбонаты/кислота (В). За 100% приняты показатели объемов в условиях фона. Б - базальная секреция, С/И - стимулированная и ингибированная секреция. * - достоверность различий относительно фона, р<0,05

Поэтапный гидролиз белков, жиров и углеводов в пищеварительной системе осуществляется благодаря слаженной работе энзиматических цепей различных её отделов. Так, у лиц с наименьшими значениями часового напряжения пепсиногена в желудочном соке выявлены более высокие показатели валового выделения панкреатического трипсина. При высоком фоновом уровне амилолитической активности слюны отмечались более низкие показатели панкреатической амилазы. В меньшей степени такая зависимость характерна для желудочной и панкреатической липазы. При действии эмоционального и физического напряжения обнаружены разнонаправленные изменения в выделении пищеварительных ферментов одной энзиматической цепи разными отделами желудочно-кишечного тракта (рис. 13).

Рис. 13. Сочетанное влияние эмоционального стресса и физической нагрузки на выделение ферментов слюнными и желудочными железами (А) и поджелудочной железой (В). За 100% приняты показатели объемов в условиях фона. Б - базальная секреция, С/И - стимулированная и ингибированная секреция. * - достоверность различий относительно фона, р<0,05

Эта закономерность уменьшается в ряду амилаза - липаза - пепсиноген (r = -0,54, р<0,05, r = -0,41, р<0,01, для крайних значений этого ряда). Такой вариант компенсаторных перераспределений активности ферментов создает условия для сохранения оптимального уровня гидролиза пищеварительных веществ при действии эмоционального напряжения.

Механизмы регуляции секреторной функции желудка и поджелудочной железы в условиях эмоционального стресса

В условиях реализации стресс-реакции происходит выход гомеостаза покоя на околопредельную или предельную мобилизацию возможностей гомеостатической регуляции. При этом существенно усиливается активность симпато-адреналовой системы и системы гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников (Акмаев И.Г., 2002; Ашмарин И.П., 1999, 2006; Виру А.А., 2002; Данилов Г.Е. и др., 2004). Значительно изменяется содержание гормонов и других эндокринных желез, включая и гормоны желудочно-кишечного тракта. Нервный канал регуляции желудочной секреции принадлежит блуждающему нерву, а для панкреатической секреции этот вопрос до настоящего времени является спорным.

Рис. 14. Раздельное и сочетанное влияние атропина и эмоционального напряжения на секреторную функцию желудка. За 100% приняты показатели в условиях фона. Б - базальная секреция, И - ингибированная секреция. * - достоверность различий относительно фона, р<0,05

Атропинизация в условиях эмоционального напряжения практически не угнетала стимулированную секрецию поджелудочной железы, исключение составляло валовое выделение панкреатической липазы (рис. 15).

Рис. 15. Раздельное и сочетанное влияние атропина и эмоционального напряжения на секреторную функцию поджелудочной железы по показателям объема, калия и бикарбонатов (А); ферментов (В). За 100% приняты показатели в условиях фона. Б - базальная секреция, С - стимулированная секреция. * - достоверность различий относительно фона, р<0,05

Однако базальная секреция выражено угнеталась по исследуемым показателям.

Эмоциональный стресс угнетал функцию панкреатических ациноцитов по выделению и дебиту амилазы, введение атропина тормозило секрецию как ациноцитов, так и дуктулоцитов.

Сочетанное действие этих двух факторов потенцировало данные эффекты и базальная панкреатическая секреция угнеталась по всем показателям.

Рис. 16. Раздельное и сочетанное влияние обзидана и эмоционального напряжения на секреторную функцию желудка. За 100% приняты показатели в условиях фона. Б - базальная секреция, И - ингибированная секреция. * - достоверность различий относительно фона, р<0,05

Аналогичные изменения были характерны и для панкреатической секреции, сочетанное действие обзидана и эмоционального стресса угнетало как базальную, так и стимулированную фракции (рис. 17).

Рис. 17. Раздельное и сочетанное влияние обзидана и эмоционального напряжения на секреторную функцию поджелудочной железы по показателям объема, калия и бикарбонатов (А); ферментов (В). За 100% приняты показатели в условиях фона. Б - базальная секреция, С - стимулированная секреция. * - достоверность различий относительно фона, р<0,05

Примечание: * - достоверность различий относительно фона, р<0,05.

При действии эмоционального стресса достоверно повышалось содержание в сыворотке крови гастрина до 127,4±12,4%, глюкагона до 270,8±30,0%, кортизола до 118,6±13,2%, альдостерона до 144,9±17,2% и цАМФ до 160,2±18,1%.

Различные авторы неоднозначно оценивают участие этих гормонов в регуляции функции пищеварительных желез (Радбиль О.С., Вайнштейн С.Г., 1973; Коротько Г.Ф., 2002; Овсянников В.И., 2003; Vao Xuebiao, Forte John G., 2003). Едины мнения исследователей относительно секреторной активности гастрина в желудке и поджелудочной железе, противоречивы данные о деятельности глюкагона.

Установлено, что глюкагон тормозит секрецию соляной кислоты (Arnold, 1982) и уменьшает выделение ферментов из стимулированной поджелудочной железы (Dupre, 1980), однако, есть мнение, что при совместной инфузии секретина, глюкагона и холецистокинина объем панкреатического сока и концентрация бикарбонатов увеличивались (Климов П.К., 1983). Нет однозначного мнения и о влиянии АКТГ и гормонов коры надпочечников на желудочную и поджелудочную секрецию.

Показано, что малые дозы этих гормонов стимулируют, а большие угнетают секреторную активность желудка и поджелудочной железы (Геллер Л.И., 1991; De Graef, 1982), а так же могут оказывать стресс-протективное действие на слизистую оболочку желудка (Филаретова Л.П., Подвигина Т.Т. и др., 2004). Неслучайно, исследовалось влияние «эндокринного ансамбля» нескольких гормонов, когда действие одного может модифицировать действие другого (Кузнецов А.П., 1986, 2006; Holmes M.C., 2001; Maton P.N., 2005). Выявлена обратная зависимость между концентрацией соляной кислоты в межпищеварительный период и уровнем гастрина (r = -0,41, р<0,05), между гастрином и дебитом амилазы и липазы (r = -0,61 и r = -0,48, р<0,05). Обнаружена обратная зависимость между валовым выделением соляной кислоты и кальцитонином (r = -0,49, р<0,05) и прямая между инсулином и панкреатической амилазой (r = 0,53, р<0,05).

Таблица 7

Влияние эмоционального напряжения на концентрацию гормонов у лиц с различным уровнем вегетативного баланса (n = 17) (M±m)

Примечание: * - достоверность различий относительно фона, р<0,05.

Установлены некоторые типологические отличия, обусловленные вегетативным балансом симпатического и парасимпатического отделов автономной нервной системы (табл. 7).

В условиях эмоциональной стабильности колебания гормонов представлены в рамках нормы реакции, а межгрупповые различия отмечались в содержании гастрина (р<0,05), АКТГ, альдостерона (р<0,05) и кортизола и характеризовали гуморально-гормональный статус представленных групп. При действии эмоционального стресса отмечались различные изменения в содержании гормонов в сыворотке крови, так повышение гастрина характерно для нормотоников и симпатотоников, а по содержанию АКТГ эти группы изменялись разнонаправлено.

Минимальные сдвиги были отмечены в группе лиц с преобладанием парасимпатического тонуса нервной системы, однако коэффициент цАМФ/цГМФ, отражающий напряжение регуляторных систем, при стрессе был представлен в ряду В>Н>С, в то время как в норме - В<Н<С.

Для первого варианта данного коэффициента был характерен значительный компенсаторный подъем кортизола у ваготоников при стрессе (р<0,05). Кортизол усиливает катаболические процессы, обеспечивая развитие резистентности организма и расширяя границы адаптационных возможностей, кроме того, соотношение процентных величин кортизола и инсулина позволяет наиболее четко охарактеризовать их роль в условиях стресса.

Увеличение коэффициента кортизол/инсулин было отмечено в группах у лиц с крайними значениями вегетативного баланса, однако в группе ваготоников он возрастал на более высоком уровне: ваготоники - 1,42, нормотоники - 1,01, симпатотоники - 1,13.

Этот показатель является наиболее объективным критерием активности, развивающихся в организме компенсаторных процессов.

Специфическое динамическое действие пищи, вызывающее изменение энергетического обмена, рассматривалось с точки зрения изменений интрамедиарного метаболизма в условиях фона и при стрессе.

Установлено, что прием пищевого завтрака в условиях стресса изменяет динамику секреции гастрина, кальцитонина, ПТГ, СТГ, АКТГ и циклических нуклеотидов.

Если в условиях эмоциональной стабильности на 30 минуте после приема пищи наблюдалось пиковое повышение гастрина, кальцитонина и СТГ, то в условиях эмоционального напряжения пики секреции этих двух гормонов практически исчезали. Кривая динамики СТГ сохранялась, но на более низком уровне (рис. 18).

В соответствии с теорией биогормональной регуляции направленность отдельных этапов углеводного обмена и сопряженного с ним жирового обмена зависит в основном от соотношения концентрации инсулина/глюкагона и инсулина/СТГ в крови.

В условиях эмоциональной стабильности первый коэффициент был равен 3,09±0,21 усл. ед., а при действии стресса повышался до 9,62±1,04 усл. ед. (р<0,05), при этом концентрация глюкозы в крови возрастала до 137,2±7,8% (р<0,05).

У лиц с различным уровнем вегетативного баланса динамика второго коэффициента характеризовалась снижением от фона к стрессу во всех группах испытуемых, причем по абсолютным значениям его уровень был равен в крайних группах, что соответствовало, в среднем, 6,5±0,55 усл. ед. и выше в группе нормотоников 8,76±0,75 усл. ед., это позволяет более оптимально компенсировать энергозатраты у представителей последней группы. Уровень СТГ при стрессе повышался (р<0,05) во всех группах, а инсулина имел тенденцию к снижению, это соотношение обеспечивало усиление глюконеогенеза, максимально представленное у ваготоников.

Рис. 18. Влияние пищевого завтрака в условиях фона и при эмоциональном напряжении на динамику секреции некоторых гормонов и циклических нуклеотидов.

Определенную роль в условиях эмоционального стресса играют гормоны надпочечников, при этом установлен различный уровень альдостерона в условиях эмоционального фона. При стрессе прирост этого гормона был минимален в группе ваготоников, неуклонно линейно возрастал у нормотоников, а у симпатотоников его динамика имела волнообразный характер. Альдостерон, контролируя трансмембранный перенос электролитов, обеспечивал депонирование натрия у симпатотоников и уменьшал его мобилизацию, параллельно данным изменениям возрастал коэффициент Na/K в желудочном соке.

Для каждой исследуемой группы выявлен единый гормональный профиль, для которого характерны определенные особенности динамики гормонов гипофиза, желудочно-кишечного тракта и надпочечников. Усиление катаболических реакций при эмоциональном стрессе сочеталось с компенсаторной перестройкой секреторного аппарата желудка и поджелудочной железы. У нормотоников при максимальном повышении гипофизарных гормонов стресса АКТГ и СТГ, незначительном росте гормонов надпочечников и промежуточном варианте активности циклических нуклеотидов и гормонов пищеварительной системы, отмечалось снижение секреторной активности пищеварительных желез. В группах с крайними значениями вегетативного баланса (симпатотоников и ваготоников) отмечались более затратные либо сверхкомпенсаторные типы метаболизма. В первой группе снижению АКТГ и кортизола при стрессе соответствовали максимальные значения этих показателей в условиях фона. Минимальный прирост адренергической активности в данной группе сочетался со значительным ростом индекса кортизол/инсулин и ростом уровня альдостерона, при этом секреторная активность желудочных желез возрастала. В группе с преобладанием парасимпатического тонуса и максимальным приростом адренергической активности при стрессе соответствовал максимальный коэффициент кортизол/инсулин и незначительные сдвиги в уровне АКТГ, гастрина и альдостерона, при этом секреторная активность пищеварительных желез не изменялась или угнеталась. Сопоставление уровня желудочной и панкреатической секреции, изменения «гормонального ансамбля» в условиях эмоциональной стабильности и при стрессе, их корреляционный анализ позволяют говорить о тесной взаимосвязи в работе этих двух систем и участии их в метаболических и адаптационных процессах организма.

ВЫВОДЫ

Практические рекомендации:

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Монографии