Механизм образования кишечных газов. Состав газовой смеси

Участковый педиатр №01 2017 - Механизм образования кишечных газов. Состав газовой смеси

Для цитированияСкрыть список
Механизм образования кишечных газов. Состав газовой смеси. Участковый педиатр. 2017; 01: 
Как правило, газовая смесь поступает в желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) при заглатывании воздуха, диффузии газов из плазмы крови и в ходе взаимодействия бикарбонатных и водородных ионов. Газы удаляются из ЖКТ при отрыжке, при диффузии их в кровь, через прямую кишку и путем утилизации бактериями, находящимися в кишечнике.

 Источники поступления газовой смеси в кишечник 
Основные источники поступления газовой смеси в ЖКТ – это заглатывание воздуха и диффузия газов из плазмы крови. 
Проглоченный воздух – основной источник поступления газовой смеси в желудок. В среднем при проглатывании 10 мл жидкости в желудок попадает около 17,7 мл газа. Таким образом, при употреблении в сутки 1,5 л жидкости в желудок попадает около 2600 мл газа. К этому количеству необходимо добавить объем газа, который попадает при проглатывании твердой пищи и слюны: в среднем здоровый человек совершает около 600 глотательных движений в сутки и при каждом глотке в желудок поступает в среднем 2–3 мл воздушной смеси. Быстрая еда с недостаточным пережевыванием, проглатывание больших кусков пищи, разговоры во время еды могут приводить к увеличению объема проглатываемого воздуха и увеличению газового пузыря желудка. У пациентов, страдающих воспалительными заболеваниями носоглотки, у лиц с гиперсаливацией или с плохо подобранными зубными протезами могут возникать более частые глотательные движения, что также приводит к увеличению объема заглатываемого воздуха.
Удаление газов происходит путем отрыгивания, через прямую кишку, диффузию их в кровь и потребления бактериями, живущими в кишечнике. 
Большая часть проглоченного воздуха удаляется путем отрыгивания, но часть его попадает в кишечник, что приводит к развитию метеоризма.

Образование газовой смеси в просвете кишки 
Газовая смесь, выделяемая через прямую кишку, на 99% состоит из 5 газов: азота, кислорода, углекислого газа, водорода и метана. Состав кишечного газа может изменяться в достаточно широких пределах: азот от 11 до 92%, кислород от 9 до 12%, углекислый газ от 3 до 54%, водород от 1 до 86%, метан от 0 до 56%. Пропорция газов варьирует в зависимости от индивидуальных особенностей человека и происхождения газовой смеси. В норме верхний отдел тонкой кишки практически стерилен, в дистальных отделах кишечника численность бактерий возрастет. Особенно резко их популяция увеличивается за пределами илеоцекальной заслонки, где составляет 1011–1012 против 106/мл химуса в подвздошной кишке. Следовательно, в наиболее значительном количестве газы в результате бактериального гидролиза пищевых ингредиентов образуются в толстой кишке. 
Газообразование в просвете кишечника происходит разными путями. 
Водород образуется в процессе переработки анаэробными бактериями сбраживаемых веществ (углеводов, аминокислот). Продуцентами водорода являются такие бактерии, как Bacteroides clostridiformis, Fusobacterium necrophorum, Escherichia coli, Citrobacter spp., Enterobacter spp. и др. Много водорода выделяется после употребления определенных продуктов питания (пшеничного хлеба, картофеля, кукурузы, бобов, капусты), а также при синдроме мальабсорбции разной этиологии (дисахаридазная недостаточность, целиакия, внешнесекреторная недостаточность поджелудочной железы, синдром избыточного бактериального роста в тонкой кишке). 
Метан образуется в результате метаболизма кишечных бактерий, главным образом Methanobrevibacter smithii. Примерно у 1/3 взрослого населения количество данных бактерий и, соответственно, концентрация метана в фекалиях повышены. Способность каждого конкретного индивидуума к продукции метана – величина относительно постоянная и не меняется с возрастом, в обеспечении данной функции обсуждается роль желчных кислот. Повышенное содержание метана в кале обеспечивает его способность всплывать на поверхность воды. 
Углекислый газ может образовываться в процессе бактериального метаболизма, но основным его источником является взаимодействие бикарбонатных и водородных ионов. 
Так, в верхних отделах тонкой кишки образование СО2 происходит в результате реакции между ионами НСО3-, секретируемыми поджелудочной железой, кишечником и печенью, и ионами Н+, выделяемыми с желудочным соком, а также отщепляемыми от жирных кислот пищи. Углекислый газ в толстой кишке образуется в большей степени в результате ферментативного действия кишечных бактерий на органические вещества, не всосавшиеся в тонкой кишке. К таким веществам относятся главным образом растительные волокна и другие растительные компоненты, содержащие углеводы, которые не гидролизуются амилазами (целлюлоза, гемицеллюлоза, пектины, лигнины). 
Аммиак образуется в толстой кишке вследствие микробной деградации мочевины или аминокислот. Под влиянием микроорганизмов в результате гидролитических процессов в аммиак превращается до 30% мочевины, образующейся в печени. Активным продуцентом аммиака является Bacteroides fragilis. Газы, придающие каловым массам неприятный запах, находятся в кишечнике в незначительном количестве. До недавнего времени считалось, что за неприятный запах фекалий ответственны индол и скатол, однако при проведении более детальных исследований были выявлены другие «виновники» запаха – серосодержащие соединения метанэтанол и диметилдисульфид. 

Диффузия газов между плазмой крови и просветом кишки 
Направление диффузии того или другого газа определяется градиентом его давления в плазме крови и просвете кишки. В связи с тем, что парциальное давление водорода и метана в просвете кишки всегда выше, чем в плазме, эти газы диффундируют из кишки в кровь. Направление диффузии CO2, азота и кислорода может быть разным. Содержание углекислого газа в проглоченном воздухе невелико, в связи с чем в желудке происходит диффузия его из крови, затем в двенадцатиперстной кишке парциальное давление CO2 увеличивается и поэтому происходит обратный процесс – диффузия его в кровь. Парциальное давление азота незначительно выше в проглоченном воздухе, чем в венозной крови, что приводит к всасыванию азота в желудке. В двенадцатиперстной кишке внутрипросветное давление азота становится ниже, чем в крови, в связи с чем начинается диффузия его в кишку. Количество кислорода в заглатываемом воздухе значительно превышает его количество в плазме крови, в связи с чем кислород всасывается в желудке. Однако снижение парциального давления кислорода в толстой кишке приводит к его диффузии из крови в кишку. 

Нарушение транзита газов по кишке 
У здоровых лиц отмечается быстрая эвакуация поступивших в кишечник газов. Чем больше скорость поступления газа, тем больше скорость выведения. При некоторых заболеваниях, в частности при синдроме раздраженного кишечника, газ задерживается, что приводит к увеличению его количества в кишечнике.

Нормальное количество газовой смеси в ЖКТ 
В норме в ЖКТ взрослого человека в среднем содержится около 200 мл газа. У здоровых людей ежесуточно через прямую кишку выделяется около 600 мл газов (от 200 до 2000 мл). Экскреция газа через прямую кишку у здоровых лиц осуществляется со скоростью от 476 до 1491 мл/сут. Количество выделяемого газа не зависит от пола и возраста, однако имеет прямую зависимость от количества потребляемой пищи. 

Метеоризм 
При нарушении соотношений между образованием газов в кишечнике, их абсорбцией и удалением возникают условия для избыточного скопления газов в ЖКТ, что приводит к развитию метеоризма – одного из самых распространенных симптомов, встречающихся более чем у 85% пациентов гастроэнтерологического профиля. 

Причины избыточного содержания газа в кишке 
В зависимости от этиологии и патогенеза условно можно выделить несколько видов метеоризма:
• алиментарный (возникает, например, при значительном количестве непереваримой клетчатки в рационе); 
• дигестивный (возникает в результате нарушения процессов полостного пищеварения, например, при панкреатите, желчно-каменной болезни); 
• при избыточном бактериальном росте в тонкой кишке (избыточный рост бактерий в тонкой кишке приводит к тому, что бактериальное расщепление пищевого субстрата начинается уже в верхних отделах тонкой кишки, в результате чего освобождается большое количество газов);
• механический (при опухолях, стенозах кишки);
• динамический (вследствие нарушений двигательной функции ЖКТ);
• циркуляторный (при нарушениях кровообращения); 
• психогенный (за счет спазма гладкой мускулатуры кишки и замедления перистальтики);
• высотный (вследствие снижения атмосферного давления при поднятии на высоту, когда газы расширяются и давление их в кишечнике увеличивается). 

Клинические проявления 
Наличие метеоризма создает существенный дискомфорт для пациента, так как появляются неприятный запах изо рта, отрыжка, урчание в животе, императивные позывы на дефекацию, боль и вздутие живота, повышенный объем и зловонность испускаемых газов, непроизвольное испускание газов, снижение качества жизни. 
Кроме того, наличие избыточного количества газов приводит к нарушению полостного пищеварения. Органические вещества, растворенные в жидком содержимом кишечника (белки, жиры, желчные кислоты, мукополисахариды, слизь, мыла), обладают свойствами пенообразователей. Свободная энергия этих веществ и силы поверхностного натяжения, действующие на границе двух сред (газ–жидкость), способствуют образованию структур с минимальной поверхностью, обеспечивая стабильность. Такому минимальному условию поверхности отвечает и шарообразная форма капель в системе «жидкость в газе» (капли воды в газовой кишечной смеси) или пузырьки газа в жидкой среде. 
Таким образом, газы содержатся в кишечнике в виде пены, образованной множеством газовых пузырьков, разделенных жидкостными прослойками разной толщины. При увеличении количества газов количество пены, покрывающей поверхность слизистой оболочки кишки, также увеличивается, что в свою очередь затрудняет полостное и пристеночное пищеварение, формируя замкнутый круг.

По материалам статьи Е.А.Полуэктовой в журнале «Consilium Medicum. Гастроэнтерология»
Список исп. литературыСкрыть список
В избранное 0
Количество просмотров: 685
Предыдущая статьяМинеральные вещества в питании детей
Следующая статьяЦарь Иван IV: Грозный или ужасный?