Старіння травної системи. Мембранні процеси

Відео: СПІРУЛІНА Бутакова О.А

Мембранні процеси (мембранне травлення і всмоктування) при старінні

При старінні відбуваються зміни в сфері мембранного травлення (Валенкевіч, Морозов, Уголев, 1978), причому різні ферментні системи змінюються не одночасно.

Так, у міру старіння відбувається зниження ліполітичною активності (рис. 47) в порожнині кишки (фракція С) на поверхні мембран кишкових клітин (фракція ОД) і в гомогенате слизової оболонки (фракція Г).


Подібні зміни порожнинного і мембранного гідролізу ліпідів, безумовно, повинні вести до появи схильності до стеатореї. Це - серйозна підстава для рекомендації обмеження прийому ліпідів при старінні. Можливо, ці зміни в якійсь мірі є адаптивними, так як вони не дозволяють старіючому організму поглинати надмірна кількість калорій.

Кілька інші дані отримані при вивченні мембранного гідролізу полісахаридів. Так, на тлі зниження активності амілази в порожнині тонкої кишки і гомогенате її слизової в літньому віці рівень адсорбированной амілази в дванадцятипалій кишці майже ідентичний такому в молодому віці, а в худої навіть перевищує (рис. 48).


Така різниця результатів адсорбції ліпази і амілази показує, що не можна пов`язувати темпи адсорбції в старості тільки зі збільшенням або зменшенням обсягу гликокаликса і чисельності популяції ентероцитів.

Мабуть, регуляція рівня адсорбції в старості носить більш складний характер. Не випадково також, що адсорбція амілази в літньому віці зростає не в дванадцятипалій кишці, а більш каудально - в порожній кишці.

Цей процес (наявність проксімодістального градієнта) носить компенсаторний характер, так як спостерігається при старінні ослаблення процесів порожнинного гідролізу, зниження швидкості руху хімусу вздовж кишки призводять до того, що в даних умовах більш ефективно розташування максимального рівня пристінкового травлення в дистальному відділі тонкої кишки.

Це сприяє тому, що в зону максимального мембранного травлення надходять харчові продукти, вже повністю підготовлені для подальшого мембранного гідролізу. Варіації ферментного складу кишкової поверхні в ряді випадків обумовлені якісними особливостями їжі, що приводять до зміни набору і властивостей ферментів, які здійснюють мембранне травлення (Уголев, 1967, 1972).

Відомо що в раціоні осіб похилого та старечого віку досить часто знижується частка жирів за рахунок підвищення вживання вуглеводів. З цієї точки зору в якійсь мірі можуть бути пояснені зниження в літньому віці рівня адсорбированной ліпази і збільшення частки адсорбированной амілази. Таким чином, одночасне зниження активності амілази в гомогенате слизової і в порожнині тонкої кишки (рис. 48) свідчить про інтеграцію дефектів полостного і мембранного травлення в ланцюзі, що забезпечує гідроліз і засвоєння крохмалю.

Однак цей дефект у людей похилого віку почасти компенсується посиленням адсорбції амілази, але в старечому віці і цей механізм виявляється порушеним, і тоді ми маємо практично цілком дефектну ензиматичну ланцюг засвоєння не тільки ліпідів, а й полісахаридів.

Гідроліз і всмоктування вуглеводів при старінні вивчені також за допомогою диференційованих вуглеводних навантажень (Валенкевіч, 1974а). Встановлено, що в старечому віці є достовірне зниження гідролізу крохмалю, мальтози, лактози. Гідроліз сахарози, за даними вуглеводних навантажень, з віком практично не змінювався (рис. 49, 50).



При вивченні карбогідраз в слизовій оболонці тонкої кишки, отриманої методом аспіраційної біопсії, було відзначено, що при старінні ферменти цієї єдиної функціональної групи змінюються неоднаково (табл. 31).


Так, на рівні дванадцятипалої кишки найбільше знижується при старінні зміст у-амілази, а в порожній кишці - у-амілази і лактази. У той же час зміст інвертази практично не змінюється ні в літньому, ні в старечому віці, особливо на рівні тонкої кишки, де здійснюється найбільш інтенсивне розщеплення сахарози.

Результати вивчення кишкових карбогідраз дозволяють зробити наступні важливі в практичному відношенні висновки:

1) у міру старіння збільшується число людей з ензимними дефектами;
2) зниження рівня окремих ферментів відбувається в старості нерівномірно, що можна використовувати при побудові дієти;
3) майже повна схоронність інвертазной активності дозволяє вважати, що в старості доцільно обмежити вживання солодких страв, так як є багато даних, що підтверджують участь сахарози в розвитку атеросклерозу;
4) зниження рівня лактази багато в чому пояснює появу в ряді випадків клінічних симптомів непереносимості молока в старості.

У старості відбувається зниження гідролізу і всмоктування також білків (Міщенко, 1974). Це має певне значення в зміні концентрації вільних амінокислот у крові при старінні. Ці зміни носять різноплановий характер.

Так, Бертоліні і співр. (Bertolini et al., 1972) відзначають зниження при старінні треоніну, серину, гістидину і підвищення рівня глутаміну, тирозину і цистину. За даними Лебедєвої (1972), при старінні відбувається зменшення в крові рівня валина, лізину, треоніну і суми лейцину з изолейцином. Все це призводить до перебудови в старості амінокислотного обміну, що ще більше погіршує зміни синтезу ферментів, в тому числі і що беруть участь в процесах травлення.

Сума концентрацій вільних амінокислот сироватки крові зменшується в осіб похилого віку на 17.7%, а в старечому віці - на 25.4%. У той же час зниження концентрації незамінних амінокислот в похилому і старечому віці складає 35%.

Варто зазначити, що, незважаючи на зниження процесів всмоктування при старінні, відбувається уповільнена асиміляція всосавшихся вуглеводів (Низхідна частина глікемічний кривої), причому це уповільнення статистично достовірно подовжується з віком (Валенкевіч, 1974б).

За нашими даними, концентрація глюкози через 2 години після вуглеводного навантаження у людей старше 60 років закономірно зростає на кожне наступне десятиліття життя на 0.1-0.15 г / л (0.5-0.75 ммоль / л). Це явище слід пов`язувати, по-перше, з віковим зміною інсулінової забезпеченості, по-друге, зі зниженням здатності окислювати моносахара крові печінкою і м`язовою тканиною і, по-третє, з тим, що при старінні відбувається ущільнення мембран клітин інсуліночутливості тканин.

Вивчення всмоктування D-ксилози у здорових осіб різного віку також свідчило про зниження процесів всмоктування при старінні. Як видно з даних рис. 51, зниження всмоктування D-ксилози починається з 65 років, проте воно найбільш виражено у осіб старечого віку, т. Е. З 75 років, причому в старечому віці всмоктування D-ксилози достовірно знижений не тільки в порівнянні з показником у молодих, а й у літніх.


Розглянемо деякі причини порушення мембранного травлення при старінні. На перше місце слід поставити атрофію слизової оболонки тонкої кишки, що приводить до вкорочення ворсинок і тим самим до зменшення протяжності покривного епітелію і до зменшення площі контакту слизової з кишковим вмістом.

Процеси атрофії слизової оболонки тонкої кишки супроводжуються порушенням ультраструктури щеточной облямівки, яке виражається в значному зменшенні числа мікроворсинок і вкороченні їх, зміні структури глікокаліксного простору. Певну роль тут відіграють порушення процесів оновлення клітинного епітелію.

Однак справа не тільки в зменшенні популяції, але і в тому, що ця популяція набуває інші властивості. Гистохимические і морфологічні тести дозволяють думати, що порушуються процеси диференціювання. Так, зрілі форми, з`являючись раніше, закінчують свій життєвий цикл в більш короткі терміни.

Порушується не тільки синтез власне кишкових ферментів і включення їх в структуру мембран, а й їх адсорбція. При цьому різні системи в старості змінюються нерівномірно. Так, один з ферментів Мальтазна пулу (у-амілаза) знижується при старінні швидкими темпами, тоді як інша система (інвертаза) змінюється незначно, т. Е. Виконує по суті компенсаторну роль.

Інша причина, яка веде до зниження інтенсивності мембранного травлення - зменшення при старінні синтезу панкреатичних ферментів. У міру старіння збільшується відсоток людей з порушенням різних травних ферментних систем і з виборчим зміною їх синтезу, транслокації, адсорбції або самої структури.

Все це призводить до того, що в старості (особливо при зміні звичайного харчового режиму) можуть виникати, по-перше, клінічні прояви ензиматичною недостатності, і, по-друге, відбувається ослаблення відновної здатності епітелію з виникненням процесів деструкції, що може сприяти впливу на організм хвороботворних начал.

У деяких випадках одні механізми можуть компенсувати недостатність інших. По-перше, це компенсація всіх карбогідразних дефектів за рахунок інвертази. По-друге, компенсація недостатності у-амілази за рахунок адсорбированной а-амілази. Цікаві дані про співвідношення функції проксимальних і дистальних відділів тонкої кишки в різні вікові періоди.

Так, для лактази, мабуть, закономірним є репресія, яка більш виражена в каудальних ділянках і в міру старіння поширюється на більш проксимальні. Для всіх інших досліджених ферментів, які беруть участь в асиміляції вуглеводів (мальтаза, інвертази, у-амілази), навпаки, характерно «проксімодістальное старіння», причому в деяких випадках дистальні відрізки не тільки функціонують нормально, але можуть виступати в якості компенсуючих елементів.

Разом з тим в старечому віці, на відміну від літнього, можливість компенсації дефектів полостного і мембранного травлення значно знижується. Це пов`язано з подальшим прогресуючим наростанням інволютивних процесів в слизовій тонкої кишки, які сприяють поглибленню порушень сорбційних властивостей ентероцитів і репресії синтезу ентеральних ферментів.

Крім того, можливі зміни на рівні травної-транспортного конвеєра як за рахунок зменшення числа функціонуючих переносників або входів в транспортні системи ентероцитів, так і за рахунок посилення конкуренції за джерело енергії перенесення, який при старінні, цілком ймовірно, зменшується. Все це призводить до того, що при старінні нерідкі клінічні симптоми зниження процесів травлення (Berg, Matzkies, 1977- Rosch, 1977).

Це підтверджується і балансовими дослідженнями, при яких встановлено недостатнє перетравлення в старості жирів і білків (Pelz et al., 1968 Werner, Hambraeus, 1972). Є свідчення, що основною причиною зниження синтезу ферментів є порушення при старінні посттрансляційних процесів (Gershon, 1979).

Зниження ферментативної активності органів травлення в старості обумовлено не тільки зменшенням кількості ферментів, але і зміною при старінні структури самих ферментів (Rothstein, 1979). Це призводить до появи неактивних або частково активних молекул ферментів, які практично втрачають властивості прискорювати хімічні реакції і тим самим фактично не беруть участі в гідролізі харчових субстратів.

Вікова інволюція шлунково-кишкового тракту призводить до зниження не тільки гідролізу і процесів всмоктування білків, жирів і, в меншій мірі, вуглеводів. Зменшується також всмоктування вітамінів, кальцію, фосфору і заліза (Geokas, Haver-back, 1969- Dietze, Bruschke, 1970 Korte, Krees, 1970).

Все це сприяє розвитку в старості гіповітамінозу і дефіциту макроелементів (зокрема, кальцію, фосфору і заліза), що призводить до розладу діяльності ферментних систем (зокрема, беруть участь в енергетичному обміні), порушення обмінних процесів, остеопорозу, зниження кількості еритроцитів в крові. Зниження всмоктування в старості обумовлено рядом причин.

Відомо що при старінні знижується інтенсивність окислювальних процесів в клітинах. Це призводить до зменшення синтезу макроергічних фосфорних сполук, зокрема аденозинтрифосфату (АТФ), і до зниження енергетичних резервів. Все це визначає новий рівень діяльності клітини, в тому числі і ентероцитів.

Зниження енергетики епітеліальних клітин в старості зменшує рівень активного транспорту мономерів, особливо в умовах конкуренції за джерело енергії. Це може призводити до зменшення числа переносників, що функціонують на клітинній мембрані ентероцитів.

Крім того, явища атрофії слизової оболонки призводять до зменшення площі поверхні епітеліальних клітин, що також знижує процеси всмоктування. Необхідно відзначити, що зниження в старості процесів гідролізу поживних речовин носить більш виражений характер, ніж процесів всмоктування. Генез цього явища неясний.

Слід лише зазначити, що в старості можливі і процеси компенсації, що дозволяють підтримувати процеси всмоктування на певному рівні. Так, інволютивних процеси в кишечнику призводять до ослаблення його рухової функції і внаслідок цього - до появи атонії кишечника, «старечого запору», здуття живота, що більшість авторів відносить до фізіологічного старіння (Milne, Williamson, 1972). Все це уповільнює пасаж по кишечнику, і тим самим настає деяка інтенсифікація процесів всмоктування. У старості знижується специфічність переносників (Міщенко, Парина, 1972), що також може сприяти процесам всмоктування.

Відомо, що харчові речовини за принципом генетичної індукції можуть впливати на рівень ферментів, що є важливим молекулярним механізмом адекватних пристосувальних реакцій. Таким чином, значна роль в уповільненні вікових змін належить харчуванню. Так, існує кореляція між смертністю від атеросклерозу і кількістю споживаних Сахаров (Yudkin, 1972).

Висока калорійність харчування, особливо за рахунок вуглеводів, прискорює синтез холестерину і тим самим сприяє швидкому прогресуванню атеросклерозу.

Слід зазначити, що в експерименті на тваринах показано, що обмежене по калорійності, але якісно повноцінне харчування призводить до збільшення тривалості життя.