какую функцию выполняют ворсинки тонкого кишечника
Кишечная ворсинка
Кишечная ворсинка (лат. villi intestinales) — вырост собственной пластинки слизистой оболочки кишки.
Основная функция кишечных ворсинок — увеличение всасывающей площади слизистой оболочки. За счёт ворсинок всасывающая поверхность тонкой кишки увеличивается в 8–10 раз.
Кишечная ворсинка имеет гребневидную или листовидную форму и состоит из рыхлой соединительной ткани и содержит кровеносные и лимфатические сосуды и нервы. В каждую ворсинку входит одна артериола, разветвляющаяся ближе к верхушке на капиллярную сеть, которая, в свою очередь, по мере приближения к основанию кишечной ворсинки, формируют венозную сеть, которая в итоге впадает в воротную вену. В середине кишечной ворсинки находится лимфатический капилляр, соединяющийся с лимфатическими сосудами подслизистой оболочки кишечника. Расщеплённые в результате пищеварительного процесса в кишке белки и углеводы попадают в кровеносные сосуды, а жиры — в лимфатические. Кишечная ворсинка покрыта однослойным эпителием, образующим единое целое с либеркюновыми железами (кишечными криптами).
В двенадцатиперстной кишке кишечные ворсинки имеют высоту от 770 до 1500 мкм и ширину от 110 до 330 мкм. Высота кишечных ворсинок взрослого человека обычно больше глубины либеркюновых желёз в 2–3 раза. На 1 мм 2 приходится около 40 кишечных ворсинок.
На рисунке слева. Кишечная ворсинка кишечника человека в разрезе:
а) базальная мембрана
b) лимфатический сосуд
с) цилиндрический эпителий
d) каёмка эпителиальных клеток
e) бокаловидные клетки
f) и f’) лимфоциты в эпителии и под эпителием
g) кровеносные сосуды
h) гладкомышечные волокна в поперечном разрезе
Гладкомышечные волокна, располагающиеся в теле ворсинки между вершиной и основанием, периодически сокращаются и расслабляются в продольном направлении, интенсифицируя тем самым продвижение внутри ворсинки всосавшихся в неё веществ.
Какую функцию выполняют ворсинки тонкого кишечника
В тонкой кишке различают три переходящих друг в друга отдела: двенадцатиперстную, тощую и подвздошную кишки. В тонкой кишке происходят дальнейшее переваривание пищи, предварительно обработанной в ротовой полости и желудке, и всасывание продуктов расщепления белков, жиров и углеводов. За счет сокращений мышечной оболочки тонкая кишка выполняет механическую функцию, продвигая химус в каудальном направлении.
В переваривании пищи участвуют ферменты поджелудочной железы и экзокриноциты эпителия тонкой кишки. Белки расщепляются под действием ферментов энтерокиназы, пептидазы, трипсина и др. Жиры переваривает липаза, а углеводы — амилаза, мальтоза, сахароза, лактоза, фосфатаза. Кроме химической обработки пищи и всасывания продуктов расщепления, тонкой кишке свойственна эндокринная функция.
Эндокриноциты кишечного эпителия вырабатывают большую группу биологически активных веществ — серотонин, мотилин, гистамин, секретин, энтероглюкагон, холецистокинин, гастрин и ингибитор гастрина. По образному выражению А.М. Уголева, двенадцатиперстная кишка является гипофизом пищеварительной системы. Однако гормоны и биологически активные амины, синтезируемые в кишечнике, имеют не только местное значение для пищеварительной функции организма, но многие из них играют важную общеметаболическую роль. Клетки, синтезирующие эти гормоны, относятся к диффузной эндокринной системе организма.
Развитие тонкой кишки. Эпителий тонкой кишки начинает развиваться из кишечной энтодермы на 5-й неделе эмбриогенеза. К 8-й неделе он из однослойного кубического превращается в призматический эпителий. В течение 3-го месяца формируются ворсинки и крипты. Дифференцировка эпителиоцитов характеризуется последовательным появлением столбчатых (каемчатых и бескаемчатых) эпителиоцитов, бокаловидных экзокриноцитов и эндокринных клеток. Среди последних преобладают ЕС-клетки.
Параллельно с развитием эпителия гистогенетические процессы происходят в остальных структурах, составляющих стенку тонкой кишки, источниками развития которых являются мезенхима и висцеральный листок спланхнотома.
Строение тонкой кишки. Стенка тонкой кишки включает слизистую оболочку, подслизистую основу, мышечную и серозную оболочки. Слизистая оболочка состоит из эпителия, соединительнотканной и гладкомышечной пластинок. Рельеф слизистой оболочки неровный благодаря наличию складок, ворсинок и крипт. Кишечные ворсинки — это выросты слизистой оболочки в просвет тонкой кишки. Кишечные крипты — трубчатые углубления эпителия в собственной пластинке слизистой оболочки. Количество кишечных ворсинок в тонкой кишке человека исчисляется несколькими миллионами.
Соотношение числа ворсинок и крипт приблизительно равно 1:4. Высота ворсинок около 1 мм. В двенадцатиперстной кишке они широкие и короткие. В тощей и подвздошной кишках ворсинки более высокие, но они несколько тоньше. В тонкой кишке общее число ворсинок превышает 1,4 млн.
Поверхность ворсинок образует однослойный призматический каемчатый эпителий, а основу составляет рыхлая волокнистая соединительная ткань, содержащая кровеносные капилляры и один лимфатический капилляр. В строме ворсинок присутствуют гладкие мышечные клетки, которые обеспечивают до 4-6 сокращений ворсинки в минуту, а также плазматические и тучные клетки, В- и Т-лимфоциты, макрофаги. Укорочение ворсинок, сжатие просвета их капилляров и ритмическое проталкивание крови в капиллярах стромы ворсинок имеют существенное значение в процессах всасывания и транспорта питательных веществ.
В процессах всасывания активная роль принадлежит, прежде всего, эпителию, покрывающему ворсинки, который составляет единую систему с эпителием крипты.
Всасывание питательных веществ происходит лишь после ферментативного расщепления белков до аминокислот, жиров — до моноглицеридов, жирных кислот, глицерина и углеводов — до глюкозы. Аминокислоты и глюкоза, пройдя через эпителиоциты ворсинки и подвергаясь при этом дальнейшим превращениям, поступают в кровеносные капилляры ворсинок. Всасывание жиров сопровождается также сложными превращениями в эпителиоцитах с последующим поступлением липидов в лимфатические капилляры.
В кишечных криптах находятся камбиальные, а также стволовые клетки, за счет которых происходит обновление клеточного состава эпителия крипт и ворсинок. Фигуры митоза встречаются преимущественно в средней части крипт. В кишечном эпителии четко разграничены места расположения малодифферен-цированных пролиферирующих и специализированных функционально активных клеток. В процессе развития в результате дивергентной дифференцировки из общего для всех клеток — стволовой клетки — образуется несколько различных по структурно-функциональным свойствам клеточных дифферонов: столбчатые эпителиоциты (каемчатые, всасывательные), бокаловидные экзокриноциты (слизистые), клетки Панета и эндокриноциты.
Миграция этих клеток от места пролиферации идет в двух направлениях. Первые два вида смещаются в эпителий, покрывающий ворсинки. Клетки Панета и эндокриноциты мигрируют на дно крипт.
Тонкий кишечник
Анатомия и физиология
Тонкий кишечник простирается от желудка до толстого кишечника. Его начальный отдел, 12-перстную кишку, в силу ее анатомо-физиологических особенностей принято рассматривать отдельно от остального тонконого кишечника.
Эта часть начинается от 12-перстной кишки с т.н. дуоденоеюнального или двенадцатиперстно-тощего изгиба. От следующего отдела ЖКТ, толстого кишечника, тонкий кишечник отделен мышечным образованием – илеоцекальным клапаном или баугиниевой заслонкой.
Тонкий кишечник состоит из трех оболочек:
Ее поверхность покрыта мельчайшими выростами, кишечными ворсинками. Плотность ворсинок – несколько десятков на 1 мм². Здесь же имеются углубления, крипты, в которые отрываются выводные протоки пищеварительных желез. Благодаря неровному рельефу площадь слизистой увеличивается в 300-500 раз.
Расположенный в брюшной полости тонкий кишечник фиксирован к ее задней стенке посредством брыжейки – спаренных листков брюшины. По брыжейке к тонкой кишке подходят кровеносные и лимфатические сосуды и нервы.
Брыжеечная часть тонкого кишечника объединила в себе тощую кишку (лат. – jejunum), и следующую за ней подвздошную кишку (лат. – ileum). Причем на долю тощей кишки приходится 3/5, а на долю подвздошной – 2/5 от общей длины брыжеечной части. Но четких анатомических ориентиров между ними нет. По мере перехода тощей кишки в подвздошную уменьшается диаметр и толщина кишечной трубки, снижается плотность ворсинок.
Тощая кишка залегает в виде вертикальных 6-7 петель, и проецируется на околопупочную обл., и на левую нижнюю часть живота. 7-8 петель подвздошной кишки залегают вертикально, и проецируются на брюшную стенку справа. Тонкий кишечник на всем протяжении граничит с толстым кишечником и его брыжейкой, поджелудочной железой, обеими почками, мочевым, а у женщин – с маткой и придатками.
Основная функция тонкого кишечника – пищеварительная. Переваривание пищи имеет двоякий характер: полостной и пристеночный. Полостное пищеварение осуществляется под действием сока желудка, 12-перстной кишки, поджелудочной железы, желчи. Все эти вместе с пищей попадают в просвет тонкой кишки из желудка и 12-перстной кишки. При полостном пищеварении осуществляется расщепление полимеров, крупномолекулярных соединений – белков, жиров, углеводов, на более мелкие, промежуточные – олигомеры и димеры.
Железы тонкокишечной слизистой выделяют липазы, пептидазы, сахаразы, и множество других ферментов. Эти ферменты расщепляют промежуточные продукты до конечных соединений-мономеров – аминокислот, жирных кислот, глюкозы. Все эти продукты всасываются ворсинами слизистой. Так осуществляется пристеночное пищеварение. В тонком кишечнике также всасывается большинство лекарственных препаратов.
Благодаря сократительной активности (моторике) гладкой мускулатуры происходит перемешивание пищи в просвете тонкой кишки, и ее дальнейшее продвижение в сторону толстого кишечника.
Кроме переваривания и продвижения пищи тонкий кишечник осуществляет защитную функцию. В его подслизистом слое имеются белесые образования – пейеровы бляшки. Эти скопления лимфоидной ткани являются элементами иммунной системы.
Заболевания и симптомы
В клинической практике чаще всего приходится иметь дело с воспалительными заболеваниями тонкой кишки, энтеритами. Они протекают остро или хронически. Острые энтериты, как правило, обусловлены кишечными инфекциями, реже – аллергическими реакциями, пищевыми погрешностями, злоупотреблением алкоголем.
Пациентов беспокоят спастические боли в животе, метеоризм, диарея с обильным отхождением зловонного стула со слизью и остатками непереваренной пищи. Хронические энтериты, как правило, сочетаются с заболеваниями толстого кишечника (энтероколиты) и других органов системы пищеварения.
Здесь тоже отмечаются расстройства стула. Но на первый план выходят внекишечные симптомы, обусловленные мальдигестией и мальабсорбцией – ухудшением расщепления и всасывания пищевых компонентов. Из-за дефицита питательных веществ пациент теряет в весе. Кожа приобретает землистый оттенок. Нарушается обмен веществ, снижается иммунитет, развивается малокровие.
Болезнь Крона и болезнь Уиппла протекают хронически, и наряду с тонким кишечником поражают лимфатическую систему и другие отделы ЖКТ. К счастью, эти тяжелые заболевания с сомнительным прогнозом наблюдаются редко. Рак тонкого кишечника – тоже редкое заболевание.
Еще одна редкая патология – целиакия или глютеновая энтеропатия. Из-за врожденного дефицита ферментов не расщепляется глютен – растительный белок в составе злаков, бобовых, и некоторых других продуктов. При целиакии наряду с ухудшением пищеварения отмечаются расстройства со стороны других органов.
Непроходимость тонкого кишечника – нарушение продвижения пищи по его просвету. Причин много – паралич гладкой мускулатуры, спайки, сдавливание кишечника опухолью. Это опасное для жизни состояние проявляется резкой болью в животе, многократной рвотой, и крайне тяжелым состоянием на фоне обезвоживания и интоксикации.
Диагностика
Из лабораторных исследований на первом плане – диагностика кала. Это общий анализ (копрограмма) и кал на скрытую кровь. Если острый энтерит спровоцирован кишечной инфекцией, осуществляют бакпосев кала на питательные среды.
В общем анализе крови при воспалительных процессах в тонком кишечнике отмечается лейкоцитоз, ускоренная СОЭ, а при их хроническом течении – снижение количества эритроцитов и уровня гемоглобина.
Биохимический анализ крови отображает изменения количества липидов, белков, электролитов, и других показателей обмена веществ.
Из аппаратных исследований традиционным является рентгенография с контрастированием. Для этого используют взвесь сульфата бария. Принятая внутрь, она попадает в тонкий кишечник спустя 15 мин. А еще через 2-5 ч. продвижение бариевой взвеси по просвету тонкого кишечника позволяет оценить его конфигурацию и оценить моторику.
Обычная обзорная рентгенография органов брюшной полости в плане диагностики тонкого кишечника малоинформативна, и может быть ценной разве что при тонкокишечной непроходимости. УЗИ для тонкого кишечника тоже не информативно.
В силу анатомических особенностей тонкой кишки ее эндоскопическая диагностика затруднительна. Провести эндоскопический прибор в тонкую кишку через пищевод и желудок, или ретроградно, через задний проход, сопряжено с техническими сложностями. Поэтому эндоскопическая диагностика тонкой кишки, интестиноскопия, не получила распространения.
Как альтернативу можно рассматривать капсульную эндоскопию. Пациент заглатывает миниатюрную капсулу, снабженную камерой и передатчиком. При продвижении по ЖКТ, капсула посылает информацию, регистрируемую компьютером. Но и этот метод используют редко из-за его дороговизны.
Хорошая альтернатива рентгену и эндоскопии – компьютерная и магнитно-резонансная томография, КТ и МРТ. Эти исследования позволяют оценить расположение и структуру тонкого кишечника.