Меню

Экспериментальные модели язвы желудка

Экспериментальные модели язвы желудка

Библиографическая ссылка на статью:
Трубицын Р.В., Рудаков О.С., Овсянников Н.И. Методы моделирования ацетатных язв в экспериментальной физиологии // Современные научные исследования и инновации. 2018. № 2 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2018/02/85887 (дата обращения: 14.01.2021).

Индукция язвы у лабораторных животных может осуществляться множеством способов, таких как: воздействие химическими, физическими и биологическими факторами (НПВС [1], этанолом [2], серотонином [3], культурой Helicobacter pylori [4]), нарушением поступления желчи в двенадцатиперстную кишку [5], стимуляцией секреции желудочного сока (индукция индометацином и гистамином [6]), воздействием на нервную систему (операция хронического раздражения блуждающих нервов по В. А. Иванову [5]), ишемией-реперфузией [7], лигированием привратника [8], . Однако, несмотря на множество представленных методов, наиболее оптимальным является метод моделирования хронической пептической язвы с помощью уксусной кислоты.

Существует четыре типа экспериментальных моделей язвенной болезни, индуцируемых уксусной кислотой. Они были разработаны для для исследования противоязвенных препаратов, процесса заживления пептических язв, а также для улучшения оценки негативных последствий применения НПВС для слизистой оболочки ЖКТ. Модели позволяют легко и надежно производить круглые глубокие язвы в желудке и двенадцатиперстной кишке при помощи уксусной кислоты у мышей, крыс, морских свинок, кошек, собак, свиней и обезьян.

Язвенная модель 1-го типа. Процедура начинается с лапаротомии через срединный разрез в эпигастрии крыс, наркотизированных эфирным наркозом. После выделения желудка 0,02 мл 20% раствора уксусной кислоты вводят в подслизистый слой железистой части передней стенки при помощи микрошприца (0,05 мл). В момент инъекции необходимо плотно прижать палец к введенной игле таким образом, чтобы избежать утечки раствора. После инъекции иглу вынимают, а большой палец держится в месте инъекции в течение 45 с, чтобы предотвратить утечку уксусной кислоты при удалении иглы. Точность инъекции легко подтверждается появлением волдыря в месте инъекции. Операция требует примерно 4-5 минут на одно животное. После закрытия живота крыс оставляют в живых. Затем животных умерщвляют через определенные промежутки времени, чтобы оценить заживление язвы. В течение 30 минут после инъекции поверхность слизистой оболочки желудка повреждается. Через пять дней после инъекции уксусной кислоты наблюдаются круглые или овальные глубокие язвы (примерно 50-60 мм 2 ) в антральном отделе или в области, соответствующей месту инъекции недалеко от перекрестка антрального отдела и тела желудка. Следовательно, 5-й день после инъекции кислоты определяется в качестве первого дня язвообразования. Гистологические срезы подтверждают наличие язвы, прободающей всю стену желудка, т.е. мышечная ткань в области язвы полностью отсутствует. В подслизистом слое вокруг краев язвы часто наблюдается лейкоцитарный экссудат, отек и клеточная инфильтрация.

Язвы, полученные с этой моделью, сохраняться более 250 дней без вмешательства. Кроме того, исследования показали, что через 1,5 года после ульцерации язвы рецидивируют в 50% случаев. Недостатком данного метода является то, что после ульцерации внешняя поверхность изъязвленной области обладает высокой адгезией к печени, т.е. данные органы сцепляются между собой.

Язвенная модель 2-го типа. Является методом моделирования язвы двенадцатиперстной кишки и желудка с помощью ограниченного, фокусного воздействия 0,2 мл 100%-ной уксусной кислоты на поверхность серозной оболочки на протяжении 30-60 с. Данная модель язвообразования имеет аналогичный недостаток как у модели l-го типа, т.е. дно язвы прикрепляется к окружающим органам, в частности к печени. Сосудистые и микрососудистые изменения, которые предшествуют некрозу железистых клеток, представляют собой основной шаг в развитии язв в модели 2-го типа у крыс, вследствие чего ишемический некроз приводит к ульцерогенезу. Наконец, заслуживает внимания то, что данная модель в хронической стадии морфологически напоминает язву двенадцатиперстной кишки человека.

Язвенная модель 3-го типа. Проблема адгезии в моделях язвообразования l-гo и 2-го типа привела к необходимости исследования альтернативных методов. Антральный отдел желудка играет важную роль в поддержании целостности желудочно-кишечного тракта с помощью секреции эндогенного трофического гормона гастрина. Чтобы прийти к таким выводам, Yasuhiro Tsukimi и Susumu Okabe в эксперименте на крысах удалили всю слизистую оболочку антрального отдела путем химической абляции [2]. Три дня спустя большая часть антральной слизистой была серьезно повреждена и сывороточный уровень гастрина был значительно снижен. Эта находка позволила создать новую модель желудочной язвы с помощью внутриполостного применения раствора уксусной кислоты. Для этой цели были разработаны круглые щипцы (ID 9 мм), чтобы зажать фундальную область. Раствор уксусной кислоты вводили в зажатой части через антрум. Как и ожидалось, две глубокие круглые язвы, одна на передней стенке, а другая на задней стенке, развились в области, которая была подвергнута действию раствора уксусной кислоты. Такие язвы иногда наблюдается у людей. Дно язв такого типа не спаивается с печенью или любым другим окружающим органом. Следовательно, эта модель язвообразования более похожа на человеческую, чем модели 1-го или 2-го типа. Тем не менее, в отличие от них, модель 3-го типа полностью исцеляется за 6-8 недель после применения кислоты и рецидивы не проявляются. Эта модель может быть особенно полезна для измерения уровня кровотока слизистой методом клиренса газообразного водор0да [9].

Читайте также:  При язве желудка пошла ртом кровь

Язвенная модель 4-го типа. Для того чтобы получить язву через внутрипросветное применение уксусной кислоты, был немного изменен 3-ий тип модели язвообразования. Во-первых, передняя и задняя стенки тела желудка зажимаются вместе при помощи пинцета, который используется для модели язвообразования 3-го типа. Затем 0,1 мл смеси из 60% уксусной кислоты и 0,2 мл воздуха вводят в просвет вместе с инъекционной иглой через дистальную часть антрального отдела, примерно на 3 мм проксимальнее привратника. Зажимается желудок горизонтально таким образом, что введенный воздух поднимается в верхнюю половину и раствор уксусной кислоты притягивается к нижней половине. Учитывая такое позиционирование, раствор уксусной кислоты контактирует только с нижней половиной зажатой слизистой, в результате развивается язва слизистой оболочки задней стенки желудка. Через 45 с смесь раствора уксусной кислоты и воздуха удаляется из желудка и брюшная полость зашивается. Спустя 3 дня после применения кислоты четко определяется глубокая круглая язва, последовательно развивающаяся в теле желудка только на задней стенке, передняя слизистая остается по существу без изменений у каждого животного [10].

Представленные модели язв весьма напоминают человеческие, как с точки зрения патологических особенностей, так и процесса их заживления. В настоящее время они используются во всем мире для фундаментальных и клинических исследований [11,12,13] .

Источник статьи: http://web.snauka.ru/issues/2018/02/85887

Экспериментальные подходы в моделировании язвы

Сразу же отметим, что моделей воспроизведения язвы желудка и 12-перстной кишки много, но ни одна из них полностью не соответствует язвенной болезни человека, в патогенезе которой важнейшую роль играют нервные, гуморальные и гормональные механизмы. В разработанных моделях воспроизводятся обычно одно или несколько звеньев патогенеза. В зависимости от метода воспроизведения заболевания все экспериментальные модели условно делят на 4 группы:

· Язвы, возникающие вследствие воздействия на те или иные структуры нервной системы;

· Гормональные экспериментальные язвы;

· Фармакологические экспериментальные язвы;

· Язвы, получаемые путем воздействия на местные механизмы формирования язвы.

Первая группа. Язва может возникнуть в соответствии с принципами кортико-висцеральной патологии (сшибка, невроз), либо при раздражающих воздействиях на гипоталамус (металлическим электродом, по Бурденко, стеклянными шариками, по Сперанскому, раздражающим электродом, по Богачу, и другими способами). У мелких экспериментальных животных язву можно воспроизвести при насильственном обездвиживании или, наоборот, вызывая непрерывную принудительную двигательную активность – плавание, бег на тредбане и т.п.

Вторая группа. Гормональные язвы можно вызвать путем парентерального введения стероидных гормонов в суточной дозе 3-5 мг на протяжении 3-4 дней.

Третья группа. Фармакологические язвы воспроизводятся применением стимуляторов секреции соляной кислоты: пентогастрина, гистамина (парентерально), ацетилсалициловой кислоты (внутрижелудочно), различных холиномиметиков – веществ, повышающих тонус блуждающего нерва (пилокарпин и другие), раздражение самого блуждающего нерва (стимуляция гистаминовых рецепторов h2-группы).

Четвертая группа. Повреждение слизистой оболочки желудка физическими (горячая вода и другие), химическими факторами (кротоновое масло и т.п.), расстройствами кровообращения (нарушения баланса между процессами агрессии и защиты), наложение лигатуры на привратник (нарушение трофики и кровообращения), введение специфической гастроцитотоксической сыворотки и т.п.

Небезынтересно отметить, что клинически к гастродуоденальным язвам относят эрозивно-язвенные поражения, вызванные приемом аспирина и других нестероидных противовоспалительных препаратов. Ведущую роль в их формировании играет снижение цитопротективных свойств слизистой оболочки желудка, которое возникает в результате угнетения синтеза простагландинов под влиянием этих лекарственных средств. Упомянем также «стрессовые язвы», которые возникают у пациентов, находящихся в критических состояниях (травмы, ожоги, полостные операции, трансплантации органов и т.п.). Их развитию способствуют нарушения микроциркуляции в слизистой оболочке желудка, возникающие под действием стрессовых гормонов.

Нарушение пищеварения в тонкой кишке

Главной функцией тонкой кишки является окончательное переваривание компонентов химуса, поступающих из желудка, и всасывание необходимых организму нутриентов, электролитов, воды, формирование остаточных веществ. Это возможно при условии продвижения химуса с адекватной скоростью, которая обеспечивает эффективное внутриполостное, пристеночное и внутриклеточное пищеварение.

Нарушение экзокринной функции поджелудочной железы. Вдвенадцатиперстную кишку поступает сок поджелудочной железы, желчь, собственно кишечный сок. Центральным органом пищеварения считается поджелудочная железа. Экзокринная функция поджелудочной железы включает в себя выработку пищеварительных ферментов в ацинозных клетках, а также секрецию воды и электролитов (преимущественно бикарбонатов), осуществляемую главным образом эпителиальными клетками панкреатических протоков. Жидкая часть секрета, содержащая HCO3 — , обеспечивает транспорт панкреатических ферментов в двенадцатиперстную кишку, защищает их от расщепления соляной кислотой желудочного сока, обеспечивая при pH 7-8 их оптимальную активность. Снижение выработки панкреатических бикарбонатов (например, при хроническом панкреатите) приводит, кроме того, к ацидификации (закислению) дуоденального содержимого, способствуя тем самым развитию язвенных поражений – так называемых панкреатогенных язв. Общий объем панкреатической секреции достигает 2,5 л в сутки.

В поджелудочной железе вырабатывается большое число разных ферментов, необходимых для переваривания белков, жиров и углеводов. Так, протеазы (трипсин, химотрипсин, эластаза, карбоксипептидаза, калликреин) расщепляют белки на олиголептиды; липолитические ферменты (липаза, колипаза, фосфолипаза А2 и карбоксилэстергидролаза) эмульгируют капельки жира в присутствии желчных кислот и расщепляют триглицериды на моноглицериды и жирные кислоты; амилаза участвует в переваривании крахмала и гликогена, превращая эти углеводы в ди- и олигосахариды.

Читайте также:  Масло тыквы при язве желудка

Стимуляторами секреции в химическую фазу являются секретин, холецистокинин-панкреозимин, гастрин, бомбезин, субстанция Р, серотонин, инсулин, соли желчных кислот. Ингибиторами секреции являются ВИП, ЖИП, глюкагон, панкреатический полипептид – ПП, соматостатин, энкефалин

В межпищеварительный период уровень инициальной секреции панкреатических ферментов, а также воды и электролитов очень невелик, составляя соответственно 10 и 1-2 % от их максимально возможной продукции. Пищеварительная секреция поджелудочной железы включает в себя несколько фаз.

Цефалическая фаза инициируется представлениями о пище, ее видом, запахом и вкусом. Возбуждающие влияния анализаторов, имеющих отношение к пищеварению, реализуются через ветви блуждающего нерва и приводит к значительному увеличению секреции бикарбонатов и умеренному повышению выработки панкреатических ферментов.

Желудочная фаза включается через ваго-вагальные рефлексы в ответ на растяжение химусом фундального и антрального отделов желудка, приводящее к освобождению ацетилхолина и секретина и последующему значительному увеличению продукции панкреатических ферментов и очень умеренному повышению секреции бикарбонатов.

Интестинальная (тонкокишечная) фаза панкреатической секреции наиболее значима. В физиологических условиях она сопровождается повышением кровотока в поджелудочной железе и выработкой панкреатического секрета с очень высоким содержанием ферментов. Выраженное стимулирующее действие на секрецию поджелудочной железы (в большей степени — панкреатических ферментов, в меньшей – бикарбонатов) оказывают продукты расщепления жиров, в частности, жирные кислоты. Этот эффект опосредуется через высвобождение секретина, ацетилхолина и холецистокинина. Соляная кислота, попадая в двенадцатиперстную кишку, приводит к ацидификации дуоденального содержимого, вследствие чего включается ваго-вагальный энтеропанкреатический рефлекс с последующим высвобождением ацетилхолина и секретина, способствующих выраженному повышению секреции бикарбонатов и умеренному увеличению выработки панкреатических ферментов. Наконец, пептиды, аминокислоты, также вызывая ваго-вагальный рефлекс и при их приеме в большом количестве повышая освобождение холецистокинина, приводят к значительному увеличению выработки панкреатических ферментов, весьма умеренному возрастанию секреции панкреатических бикарбонатов

Нарушение регуляции различных фаз панкреатической секреции (например, усиленная стимуляция внешнесекреторной функции поджелудочной железы ацетилхолином, соляной кислотой, холецистокинином и панкреозимином) может приводить к развитию повреждения паренхимы поджелудочной железы. Это, в частности, находит свое отражение при воспроизведении различных экспериментальных моделей острого панкреатита у животных. Однако конкретное значение указанных нарушений в развитии заболеваний поджелудочной железы у человека остается еще недостаточно изученным.

Патофизиологические механизмы развития острого панкреатита. В физиологических условиях существуют защитные механизмы, предохраняющие поджелудочную железу от самопереваривания образующимися в ней ферментами. Это, прежде всего, выработка панкреатических протеаз в виде проферментов, которые активируются энтерокиназой только в двенадцатиперстной кишке. Плотные контакты апикальных частей ацинозных клеток между собой препятствуют рефлюксу пищеварительных ферментов в межклеточные пространства. Лизосомы ацинозных клеток также надежно защищены от возможного воздействия на них панкреатических ферментов. Наконец, ингибиторы панкреатической секреции, действующие по принципу обратной связи, предупреждают избыточную выработку пищеварительных ферментов поджелудочной железой.

Нарушение функции поджелудочной железы может быть связано со следующими механизмами

1. Снижение или полное прекращение отделения секрета поджелудочной железы (панкреатическая ахилия).

2. Снижение или отсутствие ферментов, либо снижение их активности (отсутствие или снижение активности энтерокиназы, ограничение поступления желчи и т.д.).

3. Нарушение регуляторных процессов, особенно на действие гастроинтестинальных гормонов. Этиологическими факторами могут быть:

1. Закупорка протока железы камнем.

5. Воспалительное сужение или облитерация.

6. Заболевания самой поджелудочной железы (травмы, кровоизлияния, атрофия ацинозной ткани).

7. Изменение функции блуждающего нерва – именно блуждающий нерв является секреторным нервом поджелудочной железы.

Последствия снижения или прекращения секреции поджелудочной железы сопровождаются резким нарушением пищеварения в кишечнике, особенно страдает пищеварение жира, так как липазы синтезируется меньше по сравнению с другими ферментами. Не усваивается до 80 % жира, который выделяется с калом – стеаторея. Не переваривается определенное количество белков (25-40%) – креаторея, так как жиры обволакивают белковые молекулы. В дальнейшем начинается их гниение и брожение. Страдает расщепление углеводов – в кале обнаруживается много зёрен крахмала (амилорея).

Острый панкреатит представляет собой острое воспаление поджелудочной железы, в основе которого лежит массивный аутолиз ацинозных клеток и которое характеризуется типичными клиническими проявлениями, а также повышением содержания панкреатических ферментов в крови и моче.

Частой причиной острого панкреатита служит желчекаменная болезнь (40 %). В таких случаях билиарный панкреатит развивается вследствие повышения давления в панкреатических протоках при прохождении конкремента через большой дуоденальный сосочек. Определенную роль играет также рефлюкс в панкреатические протоки желчи и дуоденального содержимого. У 30% больных возникновение острого панкреатита обусловливается приемом алкоголя, который, стимулируя секрецию ферментов поджелудочной железы, одновременно вызывает спазм сфинктера Одди, способствуя, таким образом, повышению давления в панкреатических протоках. Значительно реже острый панкреатит развивается в результате травм, операций, некоторых диагностических манипуляций: эндоскопическая ретроградная холангиопанкреатография, гиперлипидемия и ряда других заболеваний.

Читайте также:  Какие продукты полезно есть при язве желудка

Возникающая в результате различных причин гипертензия главного панкреатического протока приводит к разрыву мелких панкреатических протоков и выделению панкреатического секрета в паренхиму поджелудочной железы с последующей активацией панкреатических ферментов и самоперевариванием паренхимы поджелудочной железы. Ключевую роль в этих процессах играет преждевременное образование трипсина, который в дальнейшем активирует другие проферменты поджелудочной железы. Активация фосфолипазы А2 способствует превращению лецитина, входящего в состав клеточных мембран, в лизолецитин, оказывающий токсическое действие. Кроме того, трипсин обеспечивает превращение проэластазы в эластазу, калликреиногена – в калликреин с последующим образованием кининов (брадикинина), протромбина – в тромбин. Активация указанных вазоактивных веществ ведет в дальнейшем к развитию выраженных системных микроциркуляторных расстройств. Важную роль в развитии острого панкреатита играют также лизосомальные гидролазы ацинозных клеток, активирующие при их высвобождении панкреатические ферменты. Комплекс нарушений, возникающих при наиболее тяжелой форме острого панкреатита – панкреонекрозе, ведет к возникновению тяжелых осложнений.

Центральное место в цепочке развертывающихся событий занимает экссудация плазмы в ретроперитонеальное пространство (за короткое время в нем может скопиться до 8 л жидкости). В результате потери жидкости возникает гиповолемический шок, ведущий в свою очередь к развитию острой почечной недостаточности. Одновременно с жидкостью теряются альбумины и электролиты (в частности, кальций). Накапливающиеся в крови в результате панкреонекроза токсины вызывают интерстициальный отек легких с последующим нарастанием явлений острой дыхательной недостаточности (респираторный дистресс-синдром взрослых). Прогрессированию данного осложнения способствует и фосфолипаза А2, обладающая способностью снижать активность сурфактанта.

Интоксикация и гипоксия обусловливают развитие энцефалопатии. Появление рвоты и паралитической кишечной непроходимости вследствие токсемии и гипокалиемии утяжеляют гиповолемию. Дефицит инсулина приводит к появлению гипергликемии. При снижении фибринолиза и активации тромбопластических факторов создаются условия для возникновения синдрома диссеминированного внутрисосудистого свертывания. Присоединение инфекции, чаще вызываемой грамотрицательных бактериями, ведет к развитию септических осложнений, значительно ухудшающих прогноз. Летальные исходы, частота которых при остром некротизирующем панкреатите достигает 30%, бывают чаще всего обусловлены системными осложнениями заболевания (гиповолемический шок, острая почечная недостаточность) или же развитием перитонита.

Патофизиологические механизмы развития хронического панкреатита.Хронический панкреатит представляет собой хроническое воспаление поджелудочной железы, сопровождающееся развитием фиброза, снижением ее экзо- и эндокринных функций. Главной причиной возникновения хронического панкреатита (в 75% случаев) служит злоупотребление алкоголем. Ежедневный прием 40-80 г алкоголя в пересчете чистый спирт в течение 10 лет может способствовать развитию хронического панкреатита. Второй по частоте причиной хронического панкреатита является желчекаменная болезнь. К редким формам заболевания относятся хронический тропический панкреатит, распространенный преимущественно в Индии, Индонезии, странах Центральной Африки и обловленный недостаточным питанием, а также наследственный хронический панкреатит, передающийся по аутосомно-доминантному типу встречающийся главным образом в детском и юношеском возрасте.

Злоупотребление алкоголем повышает уровень белка и снижает содержание воды и бикарбонатов в панкреатическом секрете, что вызывает его сгущение и образование в мелких протоках поджелудочной железы белковых преципитатов с их последующей кальцификацией. Возникающая обструкция панкреатических протоков приводит к нарушению оттока секрета, расширению протоков, воспалительным изменениям с развитием атрофии ацинусов и склероза паренхимы поджелудочной железы.

Кроме того, алкоголь оказывает и прямое повреждающее действие на ацинозные клетки и эпителий панкреатических протоков, что отчасти связано с отсутствием в поджелудочной железе фермента алкогольдегидрогеназы, разрушающей этиловый спирт. В настоящее время определенная роль в развитии кальцифицирующей формы хронического панкреатита придается снижению уровня литостатина – белка, вырабатывающегося в поджелудочной железе и препятствующего образованию белковых преципитатов. На месте участков некроза паренхимы, а также в результате расширения панкреатических протоков могут образовываться псевдокисты, способные в ряде случаев (обычно при их значительном размере) приводить к различным осложнениям (кровотечение, разрывы, абсцедирование и другие). Кроме того, наличие хронического панкреатита повышает риск развития рака поджелудочной железы.

Выраженный фиброз паренхимы поджелудочной железы и сформировавшиеся псевдокисты могут обусловить возникновение экзокринной и эндокринной панкреатической недостаточности. При этом в наибольшей степени страдает переваривание липидов, что способствует возникновению диареи с высоким (более 7 г в сутки) содержанием нейтрального жира в кале (стеаторея). Стеаторея не относится к ранним проявлениям внешнесекреторной панкреатической недостаточности и развивается лишь в тех случаях, когда в поджелудочной железе остается менее 10% функционирующих клеток. Выраженная стеаторея может привести к значительной потере массы тела. Повышение давления в панкреатических протоках, а также вовлечение в воспалительный процесс нервных окончаний, иннервирующих поджелудочную железу, являются причиной появления упорной опоясывающей боли в животе. Нарушение оттока желчи, возникающее при сдавлении общего желчного протока увеличенной и уплотненной вследствие фиброза головкой поджелудочной железы, может сопровождаться желтухой.

Расстройства углеводного обмена также являются поздним симптомом хронического панкреатита и возникают только при утрате более 80% островковых клеток поджелудочной железы. В отличие от первичного сахарного диабета эти нарушения углеводного обмена, как правило, не бывают тяжелыми.

Дата добавления: 2015-08-04 ; просмотров: 530 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник статьи: http://helpiks.org/4-55524.html