Внимание! Статья адресована врачам-специалистам
YuldashevA.Yu.1, Nugmanova U.T.1, Yuldasheva M.A.2, Sultanov G.N.1, Raimjonov R.R.3, Saliokhunova Kh.O.3
1Tashkent State Dental Institute, Uzbekistan, 2Tashkent Pediatric Medical Institute, Uzbekistan, 3Andijan State Medical Institute, Uzbekistan
The formation of the functional system of the host – intestinal microflora –
the external environment and mechanisms of homeostasis
Резюме. Ранний постнатальный период развития стерильного до рождения ребенка представляет собой дальнейшее структурно-функциональное развитие и становление органов и систем, организма в целом, совершенствование механизмов адаптации и гомеостаза. Естественное вскармливание новорожденного, ребенка в среднем до 1–2 лет грудным молоком является итогом эволюции. Оно позволило оптимальным образом разрешить противоречие между огромными относительными потребностями во всех биологических ингредиентах питания, которые свойственны новорожденным и грудным детям, и относительно низкой степенью развития структуры и функции пищеварительной и других систем организма.
Ключевые слова: новорожденные, естественное вскармливание, поджелудочная железа.
Медицинские новости. – 2019. – №8. – С. 25–26.
Summary. Early postnatal period of sterile development before the birth of a child is a further structural and functional development and formation of organs and systems, the body as a whole, improving the mechanisms of adaptation and homeostasis. Natural feeding of a newborn, a child up to 1–2 years on average with breast milk is the result of evolution. It has made it possible to optimally resolve the contradiction between the huge relative needs in all biological nutrition ingredients that are inherent in newborns and infants and the relatively low degree of development of the structure and function of the digestive and other systems of the body.
Keywords: newborns, natural feeding, pancreas.
Meditsinskie novosti. – 2019. – N8. – P. 25–26.
Известно, что во внутриутробный период регуляция развития и питания эмбриона/плода осуществляются взаимосвязано благодаря тесному взаимодействию материнского организма и внезародышевых органов, в результате абсорбции нутриентов и регуляторных факторов.
Грудное вскармливание – естественный постнатальный эквивалент внутриутробного питания, обеспечивающего макроорганизм и нутриентами, и регуляторными факторами, способствующими гармоничному развитию и становлению функциональных систем организма, сохранению наиболее полных и интимных взаимоотношений между организмами матери и новорожденного [2]. В биологической эволюции человека, как и других незрело рождающихся млекопитающих, сложился свой уникальный, отличный от других видов, механизм пищеварения, регуляции всасывания и гомеостаза ингредиентов грудного молока или других нутриентов [3, 7, 14–16]. Однако представления о них фрагментарны и противоречивы. В настоящей работе рассмотрены функциональная система «макроорганизм – микрофлора кишечника» и ультраструктурные механизмы адаптации и регуляции гомеостаза при всасывании грудного молока и гетерологичного белка из тонкой кишки в кровь.
При рождении крыс поджелудочная железа, слизистая оболочка желудка и тонкой кишки характеризуются низкой степенью структурно-функционального развития, фрагментарностью формирования в них структурно-функциональных единиц. При дифференцированности покровного эпителия желудка, париетальные, эндокринные клетки единичны, находятся на стадии дифференцировки; каемчатые энтероциты ворсинок тонкой кишки осуществляют рецептор-опосредованный эндоцитоз, однако гидролитические их ферменты, осуществляющие полостное и мембранное пищеварение, проявляют крайне низкую активность; эндокринные и нейроэпителиальные клетки единичны, клетки Панета не определяются; сгруппированная лимфоидная ткань не обнаруживается [1].
При естественном рождении стерильный кишечник заселяет микрофлора (в основном лакто- и бифидофлора) родовых путей матери [3–6, 11, 13]. В процессе регулярного естественного вскармливания грудным молоком, в тонкой кишке формируется ассоциативный симбиоз, включающий хозяина в качестве макропартнера, стабильный доминатный микросимбионт (нормальная индигенная микрофлора) и минорные ассоциативные микросимбионты (патогенные, условно-патогенные и другие микроорганизмы) с разнонаправленными воздействиями, определяющими формирование, стабильность существования и продуктивность симбиоза в целом [4].
Симбионтное пищеварение в полости тонкой кишки, определяемое активностью ферментов грудного молока и нормальной микрофлоры, объем и рецепторы на люминальной поверхности эндоцитозных образований между основаниями всасывающих клеток следует рассматривать как I этап регуляции пищеварения и сопряженного с ним всасывания. II этап – транспорт абсорбированных субстратов от основания микроворсинок апикальной поверхности всасывающих клеток к структурам комплекса Гольджи. Он регулируется активностью ферментов структур гладкого и гранулярного ретикулума, энергоемкостью митохондрий, а также количеством и качественными особенностями транспортируемого субстрата. Значительное количество липидов в составе молозива вызывает наряду с образованием хиломикронов также формирование различных по величине липидных капель в надъядерной цитоплазме энтероцитов ворсинок.
Спустя 20–30 минут после появления первых морфологических признаков всасывания комплекс Гольджи, располагающийся над верхним полюсом ядра, максимально увеличивается в объеме. Возрастает количество мелких везикул и крупных вакуолей, расширенных цистерн с содержимым низкой и средней плотности.
Согласно результатам наших исследований [8, 9, 17], на III этапе комплекс Гольджи, депонируя, осуществляя ресинтез хиломикронов, определяет направление транспорта абсорбированных клеткой субстратов, регулирует процесс всасывания и гомеостаз. Абсорбированный гетерологичный антиген-значимый субстрат (искусственное вскармливание) через 20 минут в среднем в везикулах комплекса Гольджи перемещается к рядом расположенной первичной лизосоме и после слияния мембран оказывается внутри нее. При гомологичности и эволюционно установившемся трансцитоплазматическом механизме его транспорта (устанавливается рецептором на люминальной поверхности тубуло-везикулярных эндоцитозных образований между основаниями микроворсинок) везикулы комплекса Гольджи быстро смещаются к боковой плазмолемме и после слияния мембран содержимое выгружают в расширения между смежными клетками. У 1–3-суточных крысят через 3 часа в абсорбирующих клетках тощей кишки в надъядерной цитоплазме могут выявляться липидные капли, которые постепенно превращаются в хиломикроны.
IV этап всасывания ингредиентов грудного молока или искусственной питательной смеси – транспорт абсорбированных каемчатыми энтероцитами веществ из расширений межклеточного пространства и интерстиция в кровеносные и лимфатические капилляры ворсинок. Уже через 3–5 минут после выявления с помощью электронного микроскопа процесса всасывания в энтероцитах, по-видимому, трансцитоплазматически транспортируемые субстраты обнаруживаются в расширениях между отдельными смежными клетками. Выгрузка осуществляется при слиянии гладкостенных везикул с латеральной плазмолеммой на уровне верхнего полюса ядра. Выше этот процесс, как правило, не наблюдается: латеральные плазмолеммы соединены между собой десмосомами и практически в нормальных условиях не отходят друг от друга. Ниже уровня верхнего полюса ядра выявляются многочисленные выраженные интердигитации без десмосом. Они относительно легко расходятся и выпрямляются по мере увеличения массы транспортируемых клеткой субстратов, которые благодаря средней плотности хорошо различаются, позволяют представить как механизм, так и регуляцию транспорта веществ. Через 5–10–20 минут (между каемчатыми энтероцитами даже одной ворсинки имеются пространственно-временные различия) транспортируемые субстраты средней электронной плотности или хиломикроны жира из состава грудного молока в значительном объеме депонируются между абсорбирующими клетками и через щели в базальной мембране проходят в интерстиций стромы ворсинок. Основная часть ингредиентов грудного молока (липиды в виде хиломикронов, белки средней электронной плотности без определенной структуры) из интерстиция ворсинок перемещаются по направлению к лимфатическим капиллярам и очень малая доля – к кровеносным. На основании изучения процесса всасывания через 3, 7, 14 и 21 день после рождения крыс можно констатировать, что в период естественного вскармливания (до 14-го дня включительно) он почти идентичен описанному выше. С 21-го дня, когда животные переходят на дефинитивное питание, с помощью электронного микроскопа удается отчетливо проследить каждый этап всасывания и его регуляцию для липидов, вводимых в составе пищи или отдельно. Регуляция транспорта всей массы абсорбируемого субстрата осуществляется также гетерогенным состоянием каемчатых энтероцитов и ворсинок между собой, отдельных участков в слизистой оболочке тощего отдела кишки [14, 17].
Функциональная система «макроорганизм – микробиоценоз кишечника – внешняя среда» становится решающим фактором гармоничной деятельности функциональных систем всех уровней, организма в целом [7–11] и, наоборот, дисбиоз выступает причиной развития атопических и других многочисленных заболеваний [12, 13]. В результате уникального по организации пищеварения и всасывания ингредиенты грудного молока через энтероциты при непосредственном участии гладкого и шероховатого ретикулума, митохондрий и комплекса Гольджи в течение 2–3 часов транспортируются из энтероцитов в расширения межклеточного пространства и интерстиций ворсинок. Однако, если вместо грудного молока 1-, 3-, 7-дневным крысам ввести per os 7-процентный раствор бычьего сывороточного альбумина или раствор человеческого ?-глобулина, то после их абсорбции энтероцитами с помощью тубуло-везикулярных образований в основании микроворсинок через 20 минут в надъядерной области формируется относительно крупная вторичная лизосома. В ней переваривается некоторая часть из абсорбированной массы альбумина или глобулина. Другая часть чужеродного белка, депонированная в структурах комплекса Гольджи, с помощью его везикул выгружается в расширения между энтероцитами и интерстицием. В результате через 30 минут от начала процесса всасывания в тощей кишке между энтероцитами отмечаются моноцитоподобные клетки; в интерстиции макрофаги фагоцитируют часть транспортируемого белка. В гомогенате слизистой оболочки тощей кишки активность кислой фосфатазы и катепсина D становится в 2 раза больше, чем при всасывании ингредиентов грудного молока.
Заключение
В ранний постнатальный период жизни млекопитающих регуляция гомеостаза крови осуществляется несколькими взаимосвязанными и взаимодействующими функциональными системами. В тощей кишке ее составляющими являются полостное пищеварение, рецептор-опосредованный эндоцитоз энтероцитами ворсинок, внутриклеточный транспорт к структурам комплекса Гольджи, выгрузка в интерстиций и лимфатические капилляры везикулами комплекса Гольджи: переваривание при гетерологичности абсорбированного белка в лизосомах всасывающих клеток и макрофагах интерстиция.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. – М., 1975. – 446 с.
2. Аршавский И.А. Физиологические механизмы и закономерности индивидуального развития. – М., 1982. – 270 с.
3. Булатова Е.М., Габрусская Т.В., Нетребенко О.К. // Педиатрия. – 2007. – №3. – С.84–89.
4. Бухарин О.В., Чайникова И.Н., Иванова Е.В. и др. // Журн. микробиол. – 2018. – №4. – С.42–51.
5. Валкер В.А. // Педиатрия. – 2005. – №1. – С.85–91.
6. Воронцов И.М., Мазурин А.В. Вскармливание детей первого года жизни. – М., 1980. – С.23–98.
7. Гальперин Ю.М., Лазарев П.И. Пищеварение и гомеостаз. – М., 1986. – 304 с.
8. Зуфаров К.А., Юлдашев А.Ю. // Биология. – 1993. – №3. – С.9–13.
9. Зуфаров К.А., Юлдашев А.Ю. Тонкая кишка. – 2001. – Т.2. – С.115–140.
10. Ковальчук Л.В., Ганковская Л.В. // Иммунология. – 2000. – №3. – С.12–15.
11. Михайлова Н.А., Воеводин Д.А., Поддубиков А.В. // Журн. микробиол. – 2018. – №5. – С.107–113.
12. Немченко У.М., Савелькаева М.В., Ракова Е.Б. и др. // Клиническая лабораторная диагностика. – 2016. – №6. – С.368–371.
13. Снигиревская Е., Соколова Ю.Я., Комиссарчи Я.Ю. // Цитология. – 2006. – Т.48, №1. – С.57–81.
14. Судаков К.В. // Вестник РАМН. – 2009. – №8. – С.11–16.
15. Ткачук В.А., Воротников А.В., Тюрин-Кузьмин П.А. Основы молекулярной эндокринологии. Рецепция и внутриклеточная сигнализация. – М., 2017. – 240 с.
16. Фаллер Д.М., Шилдс Д. Молекулярная биология клетки. – М., 2012. – 256 с.
17. Юлдашев А.Ю., Рахматова М.Х., Юлдашева С.З. // Журнал теорет. и клин. мед. – 2013. – №6. – С.15–24.
Медицинские новости. – 2019. – №8. – С. 25-26.
Внимание! Статья адресована врачам-специалистам. Перепечатка данной статьи или её фрагментов в Интернете без гиперссылки на первоисточник рассматривается как нарушение авторских прав.