Пищеварительные ферменты: реальные и гипотетические препараты

Несварение желудка — один из самых распространенных недугов, заставляющих пациентов обращаться за медицинской помощью. Желудочно-кишечная патология у детей занимает второе место после респираторных заболеваний, а у взрослых, по мнению различных наблюдений, второе или третье.

В последние годы эпидемиологические исследования в различных странах показали стремительный рост заболеваемости желудочно-кишечными болезнями во всем мире. В некоторых регионах, особенно в индустриальном, «стрессовом образе жизни», эти болезни уже находятся на переднем плане статистики распространенности.

Это широко обсуждалось на симпозиуме экспертов секции гастроэнтерологов Европейского союза медицинских специалистов (UEMS). Данные исследований, представленные на мероприятии, показывают, что в некоторых западных странах гастроэнтерологические заболевания убивают больше людей, чем ишемическая болезнь сердца, и эти негативные тенденции становятся все более выраженными.

Причины

Содержание статьи

Эксперты связывают рост нарушений пищеварения со многими факторами: увеличением продолжительности жизни (старение населения), нездоровым и нерегулярным питанием, загрязнением пищевых продуктов, использованием различных гастроэнтеротоксических препаратов, аллергией, инфекциями, длительным стрессом и многим другим.

Заболевания желудочно-кишечного тракта становятся важной проблемой для качества жизни, здоровья населения и экономики из-за их растущей распространенности и трудностей с лечением.

Сложный и хрупкий орган

Желудочно-кишечный тракт начинается в полости рта и заканчивается анальным отверстием. Большая площадь слизистой оболочки приводит к очень интенсивному взаимодействию организма (механическому и химическому) с пищей и другими веществами, попадающими через рот. Хотя слизистая оболочка желудочно-кишечного тракта имеет огромный резерв регенерации, (новый восстанавливается в течение нескольких дней), патогены, токсины и другие вещества, постоянно попадающие в него, могут накапливаться и их вредное воздействие со временем перерастает в патологию.

Каждый сегмент желудочно-кишечного тракта выполняет определенную функцию: пища механически измельчается в полости рта, углеводы ферментируются, (расщепляются: здесь работают ферменты птиалин, амилаза слюны, белки — трипсин и др.), перевариваются в желудке. Протоки печени (желчи) и экзокринных желез поджелудочной железы открываются в двенадцатиперстную кишку, поэтому наиболее важные и активные процессы расщепления питательных веществ и подготовки к абсорбции в кишечнике происходят в этом сегменте желудочно-кишечного тракта.

Наибольшая нагрузка на пищеварительную функцию ложится на поджелудочную железу, поскольку она единственная в организме человека, синтезирующая и выделяющая три наиболее важных пищеварительных фермента:

• амилаза (расщепляет углеводы);
• трипсин (для белков);
• липаза (для жира).

Все эти ферменты входят в состав панкреатина (панкреатического сока). Следует о расщепления жиров — фермент липаза, вырабатывается в организме человека только поджелудочной железой. Липаза поджелудочной железы не может быть заменена никаким другим пищеварительным ферментом, поэтому, именно поражения поджелудочной железы (внешнесекреторная недостаточность) вызывают наиболее выраженные симптомы желудочно-кишечной дисфункции, которые труднее всего исправить.

Липаза — самый «проблемный» фермент, потому что он наиболее нестабилен: она расщепляется быстрее, чем амилаза или трипсин, органическими кислотами (в желудке), более высокими температурами, контактом с лекарствами и химическими веществами и т. д.

Связанные с этим технологические трудности при производстве препаратов панкреатина: защита ферментов поджелудочной железы, (в первую очередь липазы), от агрессивных желудочных соков и сохранение активности в двенадцатиперстной кишке, физиологическом эпицентре пищеварительного процесса.

Пища — источник энергии и строительного материала

Для поддержания своей жизнедеятельности человек должен употреблять пищу. Пищевые продукты содержат все необходимые для жизни вещества: воду, минеральные соли и органические соединения. Белки, жиры и углеводы синтезируются растениями из неорганических веществ с помощью солнечной энергии. Животные строят своё тело из питательных веществ растительного или животного происхождения.
Питательные вещества, поступающие в организм с пищей, — это строительный материал и одновременно источник энергии. При распаде и окислении белков, жиров и углеводов выделяется разное, но постоянное для каждого вещества количество энергии, характеризующее их энергетическую ценность.

Хронический панкреатит и другие состояния

Хронический панкреатит и другие состояния
Препараты ферментов поджелудочной железы — одни из наиболее часто используемых лекарств. Это связано с двумя факторами: высокой распространенностью несварения желудка и их негативным влиянием на качество жизни и безопасностью этих препаратов, (близкой к физиологической).

Важнейшим и наиболее мотивированным показанием к назначению препаратов панкреатина является отсутствие экзокринных (пищеварительных) ферментов поджелудочной железы, когда требуется заместительная терапия этими ферментами.

Полный (истинный) дефицит панкреатина чаще всего встречается у пациентов с хроническим панкреатитом. Стоит помнить, что гипердиагностика хронического панкреатита — обычное явление в клинической практике.

Было обнаружено, что экзокринный резерв поджелудочной железы очень высок, поэтому дефицит панкреатина (пищеварительных ферментов) становится клиническим (симптоматическим) только при серьезном повреждении ткани поджелудочной железы.

Специальные исследования показывают, что симптомы внешнесекреторной недостаточности поджелудочной железы возникают при поражении около 90% пациентов. Паренхима поджелудочной железы, и её оставшаяся функционально активная ткань, не способна удовлетворить потребность в ферментах, необходимых для пищеварения.

Хронический панкреатит — не распространенное заболевание. Чаще всего, (до 75-80% случаев), встречается у людей с хроническим алкоголизмом. Исследования показывают, что признаки хронического панкреатита (включая ферментативную недостаточность) возникают в среднем в течение 10 лет непрерывного употребления алкоголя. То, что в повседневной жизни (иногда в повседневной клинической практике называется «хроническим панкреатитом», зачастую оказывается расстройством пищеварения другой этиологии, в том числе психогенного, функционального.

Разновидности энзимов

При распаде пищи до молекул обеспечивается создание строительного материала, участвующего в процессе построения и функционирования клеток, тканей и органов. От степени поступления энергетического материала зависит протекание метаболизма. Процесс всасывания происходит на всех уровнях пищеварительного тракта, начало которого уже отмечается во рту.

Многих волнует вопрос, почему ферменты слюны активны в ротовой полости, но теряют свои свойства при попадании в желудок. Это объясняется тем, что энзимы активны в слабощелочной среде (рн слюны в среднем 7,4-8,0), в кислой же происходит их инактивация. Кроме того, к процессу пищеварения в желудке подключаются протеолитические элементы, которые более активно участвуют в процессе расщепления.

Виды ферментов, воздействующих в целом при пищеварении:

Амилаза

Основным ферментом в ротовой полости является данный энзим, именуемый также птиалин. Его участие отмечается при распаде углеводов. Спектр действия: полость рта, пищевод.

При попадании пищи начинает расщепление крахмала, гликогена до мальтозы, которая затем под воздействием других компонентов распадается до глюкозы с выделением энергии.

Быстроусвояемые углеводы легко подвергаются процессам разрушения. Частично обработанный компонент в виде сахарозы способен всасываться через дно полости рта, обеспечивая эффект скорого насыщения при приеме сладостей.

Синтез этого фермента отмечается не только в слюнных железах, но и в поджелудочной. Совместное действие энзимов позволяет закончить процесс распада углеводов в полном объеме.

На фото изображена общая схема гликолиза.

Липаза

При воздействии происходят реакции распада жиров до глицерола и жирных кислот. В основном синтезируется секреторными клетками желудка.

Под влиянием вещества происходит расщепление молочных жиров. Наличие оптимального количества особенно важно у детей раннего возраста, поскольку ферментативные системы выражены слабо.

Протеазы

Инструкция действия подразумевает распад белков до аминокислот. Синтез происходит только в желудке и поджелудочной железе.

Желудком вырабатывается пепсиноген (неактивная форма), который после вступления в контакт с соляной кислотой превращается в пепсин. Поджелудочная участвует в секреции трипсина и химотрипсина. При общем влиянии энзимов происходит распад белковой части пищи.

Экзокринная дисфункция поджелудочной железы — патогенез

Расстройство пищеварения возникает, когда поджелудочная железа не может производить достаточное количество ферментов и других активных веществ, необходимых для расщепления пищи и удовлетворения физиологических потребностей. При недостаточности поджелудочной железы симптомы мальабсорбции становятся более выраженными: нарушается всасывание питательных веществ в кишечнике, появляются признаки нехватки очень важных для организма веществ, (стеаторея маслянистая, блестящая, очень неприятно пахнущая), кал (признак дефицита липазы).

Абсолютная недостаточность панкреатина, обычно возникает у пациентов с:

• хронический панкреатит;
• муковисцидоз, (наследственное заболевание, повышающее вязкость многих желез и выделяющее утечку секрета);
• после операции по удалению части поджелудочной железы или других сегментов желудочно-кишечного тракта.

Внешнесекреторная недостаточность поджелудочной железы, встречается гораздо реже у пациентов с:

• язвой желудка;
• глютеновой болезнью;
• болезнью Крона;
• системной красной волчанкой.

В клинической практике относительный дефицит ферментов поджелудочной железы часто возникает по двум причинам:

• повышенный спрос на ферменты поджелудочной железы, (обильной и трудно перевариваемой пищи);
• желудочно-кишечные инфекции, дискинезии и др.;
• когда необходимо восполнить потерю функции других отделов желудочно-кишечного тракта, (после резекции желудка, кишечника, холецистэктомии и т. д.).

Тонкий кишечник

Тонкий кишечник представляет собой самую длинную часть пищеварительной трубки, достигающую у взрослого человека 6–7 метров. Он состоит из двенадцатипёрстной, тощей и подвздошной кишок.

В начальный отдел тонкого кишечника — двенадцатипёрстную кишку — открываются выводные протоки двух крупных пищеварительных желёз — поджелудочной железы и печени. Здесь происходит наиболее интенсивное переваривание пищевой кашицы, которая подвергается действию трёх пищеварительных соков: поджелудочного, желчи и кишечного.

Поджелудочная железа расположена позади желудка. В ней различают верхушку, тело и хвост. Верхушка железы окружена подковообразно двенадцатипёрстной кишкой, а хвост прилегает к селезёнке.

Клетки железы вырабатывают поджелудочный сок (панкреатический). Он содержит ферменты, действующие на белки, жиры и углеводы. Фермент трипсин расщепляет белки до аминокислот, но оказывается активным только в присутствии кишечного фермента — энтерокиназы. Липаза расщепляет жиры на глицерин и жирные кислоты. Активность её резко усиливается под влиянием желчи, вырабатываемой в печени и поступающей в двенадцатипёрстную кишку. Под влиянием амилазы и мальтозы поджелудочного сока происходит расщепление большинства углеводов пищи до глюкозы. Все ферменты поджелудочного сока активны только в щелочной среде.

В тонком кишечнике пищевая кашица подвергается не только химической, но и механической обработке. Благодаря маятникообразным движениям кишки (попеременное удлинение и укорочение) она перемешивается с пищеварительными соками и разжижается. Перистальтические движения кишечника вызывают перемещения содержимого в направлении толстого кишечника.

Печень — самая крупная пищеварительная железа нашего тела (до 1,5 кг). Она лежит под диафрагмой, занимая правое подреберье. На нижней поверхности печени расположен желчный пузырь. Печень состоит из железистых клеток, образующих дольки. Между дольками находятся прослойки соединительной ткани, в которой проходят нервы, лимфатические и кровеносные сосуды и мелкие желчные протоки.

Желчь, вырабатываемая печенью, играет большую роль в процессе пищеварения. Она не расщепляет пищевых веществ, но подготавливает жиры к перевариванию и всасыванию. Под её действием жиры распадаются на мелкие капли, взвешенные в жидкости, т.е. превращаются в эмульсию. В таком виде они легче перевариваются. Кроме того, желчь активно влияет на процессы всасывания в тонком кишечнике, усиливает перистальтику кишечника и отделение поджелудочного сока. Несмотря на то, что желчь образуется в печени непрерывно, в кишечник она поступает только при приёме пищи. Между периодами пищеварения желчь собирается в желчном пузыре. По воротной вене в печень притекает венозная кровь из всего пищеварительного канала, поджелудочной железы и селезёнки. Ядовитые вещества, попадающие в кровь из желудочно-кишечного тракта, здесь обезвреживаются и затем выводятся с мочой. Таким образом печень осуществляет свою защитную (барьерную) функцию. Печень участвует в синтезе целого ряда важных для организма веществ, таких, как гликоген, витамин А, оказывает влияние на процесс кроветворения, обмена белков, жиров, углеводов.

Клиника и симптомы

Клиника и симптомы
Дефицит ферментов поджелудочной железы проявляется в:

• дискомфорт в животе (боль, купание, вздутие живота, бульканье и т. д.);
• признаки нарушения, расщепления питательных веществ, (в первую очередь жиров) — стеаторея.

Нарушение всасывания в кишечнике,может привести к некоторым симптомам дефицита питательных веществ, таких как: нарушение зрения в темноте,(дефицит витамина А), боли в костях, мышечные подергивания, судороги, (нарушение электролитного баланса) и синяки, (нарушение синтеза фактора свертывания крови).

Всасывание питательных веществ

Чтобы образовавшиеся в результате расщепления аминокислоты, простые сахара, жирные кислоты и глицерин были использованы организмом, они должны всосаться. В ротовой полости и пищеводе эти вещества практически не всасываются. В желудке всасываются в незначительном количестве вода, глюкоза и соли; в толстых кишках — вода и некоторые соли. Основные процессы всасывания питательных веществ происходят в тонком кишечнике, достаточно хорошо приспособленном для осуществления этой функции. В процессе всасывания активную роль играет слизистая оболочка тонкой кишки. Она имеет большое количество ворсинок и микроворсинок, которые увеличивают всасывающую поверхность кишечника. В стенках ворсинок имеются гладкие мышечные волокна, а внутри их находятся кровеносные и лимфатические сосуды.

Ворсинки принимают участие в процессах всасывания питательных веществ. Сокращаясь, они способствуют оттоку крови и лимфы, насыщенных питательными веществами. При расслаблении ворсинок в их сосуды вновь поступает жидкость из полости кишечника. Продукты расщепления белков и углеводов всасываются непосредственно в кровь, а основная масса переваренных жиров — в лимфу.

Принципы лечения

В зависимости от причины и течения внешнесекреторной недостаточности поджелудочной железы (абсолютной, долгосрочной или относительно краткосрочной), лечение может быть эпизодическим или длительным.

При необратимой недостаточности поджелудочной железы препараты ферментов необходимо применять длительно, даже всю жизнь, но их доза варьируется в зависимости от количества и характера съеденной пищи, функционального состояния органов пищеварения, сопутствующих заболеваний.

Лечение состоит из двух этапов: диеты и заместительной терапии панкреатином.

Органы пищеварения

Пищеварительный канал представляет собой трубку, проходящую через всё тело. Стенка канала состоит из трёх слоёв: наружного, среднего и внутреннего.

Наружный слой (серозная оболочка) образован соединительной тканью, отделяющей пищеварительную трубку от окружающих тканей и органов.

Средний слой (мышечная оболочка) в верхних отделах пищеварительной трубки (полость рта, глотка, верхняя часть пищевода) представлен поперечнополосатой, а в нижних — гладкой мышечной тканью. Чаще всего мышцы располагаются в два слоя — круговой и продольный. Благодаря сокращению мышечной оболочки пища продвигается по пищеварительному каналу.

Внутренний слой (слизистая оболочка) выстлана эпителием. В нём содержатся многочисленные железы, выделяющие слизь и пищеварительные соки. Помимо мелких желёз имеются крупные железы (слюнные, печень, поджелудочная) лежащие вне пищеварительного канала и сообщающиеся с ними своими протоками. В пищеварительном канале различают следующие отделы: полость рта, глотку, пищевод, желудок, кишечник тонкий и толстый.

Диета

Уменьшение количества жиров в рационе рекомендуется пациентам с недостаточностью поджелудочной железы, (количество жира в рационе, не должно превышать 30-40% калорий). Диета, богатая клетчаткой, не рекомендуется пациентам с хроническим панкреатитом или подобными заболеваниями, так как она усугубляет стеаторею, способствует скоплению газов в кишечнике, метеоризму.

Исследования показали, что пищевая аллергия может способствовать дефициту ферментов поджелудочной железы. Если есть подозрение, что поражение поджелудочной железы может иметь аллергическое происхождение, проводятся специальные анализы, а потенциально аллергенные продукты — яйца, рыба, киви и т. д. — не используются.

Заместительная терапия: необходимые ферменты поджелудочной железы

Заменители панкреатина наиболее эффективны для облегчения симптомов недостаточности ферментов поджелудочной железы и нормализации пищеварения. Природные пищеварительные ферменты вырабатываются поджелудочной железой (панкрелипаза): они наиболее активны и физиологичны, лучше всего переносятся.

Исследования показали, что препараты ферментов поджелудочной железы:

• Эффективно улучшают усвоение питательных веществ и устраняют симптомы несварения желудка, (бульканье в животе, вздутие живота, чувство сытости и т. д.);
• Удаляют стеаторею;
• Немного слабее, снимают боли в животе, вызванные недостаточностью поджелудочной железы.

Препараты с более защищенными ферментами от внешних неблагоприятных факторов более активны, чем стандартные. Однако, исследования не показали, что препараты богатые липазой более активны, чем лекарства со стандартной дозой (активностью) липазы.

Пищеварительные ферменты, вырабатываемые поджелудочной железой (особенно липаза), представляют собой химические белковые соединения с очень сложной структурой, поэтому, их синтез в лабораторных условиях пока невозможен.

Эти ферменты поджелудочной железы, используемые для заместительной терапии, извлекаются из поджелудочной железы свиней. Они самые активные, безопасные, не развивают тахифилаксию.

Пищеварение в ротовой полости

Ротовая полость — начальный отдел пищеварительного тракта. Сверху она ограничена твёрдым и мягким нёбом, снизу диафрагмой рта, а спереди и с боков — зубами и дёснами.

В полость рта открываются протоки трёх пар слюнных желёз: околоушных, подъязычных и подчелюстных. Кроме этих имеется масса мелких слизистых слюнных желёз, разбросанных по всей ротовой полости. Секрет слюнных желёз — слюна — смачивает пищу и участвует в её химическом изменении. В слюне содержатся только два фермента — амилаза (птиалин) и мальтаза, которые переваривают углеводы. Но так как в ротовой полости пища находится недолго, расщепление углеводов не успевает закончиться. В слюне содержатся также муцин (слизистое вещество) и лизоцим, обладающий бактерицидными свойствами. Состав и количество слюны может изменяться в зависимости от физических свойств пищи. В течение суток у человека выделяется от 600 до 150 мл слюны.

В полости рта у взрослого человека имеется 32 зуба по 16 в каждой челюсти. Ими пища захватывается, откусывается и пережёвывается.

Зубы состоят из особого вещества дентина являющегося видоизменением костной ткани и обладающей большей прочностью. Снаружи зубы покрыты эмалью. Внутри зуба имеется полость, заполненная рыхлой соединительной тканью, в которой находятся нервы и кровеносные сосуды.

Большая часть ротовой полости занята языком , который представляет собой мышечный орган, покрытый слизистой оболочкой. В нём различают верхушку, корень, тело и спинку, на которой находятся вкусовые рецепторы. Язык — орган вкуса и речи. С его помощью пища перемешивается во время пережёвывания и проталкивается при глотании.

Подготовленная в ротовой полости пища проглатывается. Глотание — сложное движение, в котором участвуют мышцы языка и глотки. Во время глотания мягкое нёбо приподнимается и преграждает пище путь в носовую полость. Надгортанник в это время закрывает вход в гортань. Пищевой комок попадает в глотку — верхнюю часть пищеварительного канала. Она представляет собой трубку, внутренняя поверхность которой выстлана слизистой оболочкой. Через глотку пища поступает в пищевод.

Пищевод — трубка длиной около 25 см, являющаяся прямым продолжением глотки. В пищеводе никаких изменений пищи не происходит, так как в нём не секретируются пищеварительные соки. Он служит для проведения пищи в желудок. Продвижение пищевого комка по глотке и пищеводу происходит в результате сокращения мускулатуры этих отделов.