Пространственная организация пищеварения и всасывания в тонкой кишке

Груздков, Андрей Андреевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Пространственная организация пищеварения и всасывания в тонкой кишке
ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Пространственная организация пищеварения и всасывания в тонкой кишке"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ ИМ. И.П.ПАВЛОВА

На правах рукописи „ _ „ УДК: 612.332:612.327.3:612.337.1

Р Г Б ОД ' 7 ОКТ 1998

Груздков Андрей Андреевич

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПИЩЕВАРЕНИЯ И ВСАСЫВАНИЯ В ТОНКОЙ КИШКЕ

Специальность: 03.00.13 Физиология человека и животных

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Санкт-Петербург 1998

Работа выполнена в лаборатории физиологии питания Института физиологии им.И.П.Павлова РАН

Научный консультант: академик РАН, профессор А.М.Уголев

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Б.В.Крылов

доктор медицинских наук, профессор В.И.Овсянников

доктор ветеринарных наук, профессор Г.Г.Щербаков

Ведущее учреждение: Институт эволюционной физиологии и биохимии им.И.М.Сеченова РАН

г. ъ'±_час.

Защита диссертации состоится "/V" ¿ЖсС.. 1998 г. на заседании диссертационного Совета по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук (Д 002.36.01) при Институте физиологии им.И.П.Павлова РАН (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, д. 6).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физиологии им.И.П.Павлова РАН

Автореферат разослан ■ 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета доктор биологических наук

Н.М.Вавилова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В тонкой кишке как протяженном трубчатом органе расщепление биополимеров пищи и всасывание образующихся продуктов разворачивается не только во времени, но и в пространстве - в продольном и, благодаря особенностям пшцеварительно-всасывательной поверхности, радиальном направлениях. Вследствие этого имеет место существенная неоднородность тонкой кишки в отношении ее структурных и функциональных параметров (обзоры: Spencer, 1964; Booth, 1968; Уголев, 1972; Karasov, Diamond, 1987; Уголев, Иезуитова, 1991).

Результаты экспериментальных исследований и клинических наблюдений в отношении функциональной микро- и макротопогра-фш! тонкой кишки легли в основу широко распространенной концепции субстратного регулирования ее пищеварительных и всасывательных мощностей (Dowling, Booth, 1967; Уголев, 1972; Dowl-ing, 1974; Menge et al., 1978; Ferraris et al., 1988; Адаптационно-компенсаторные процессы..., 1991; Hirst, 1993). Согласно этой концепции формирование различных продольных (проксимо-дисталь-ных) и радиальных (апикалыю-криптальных) градиентов ферментативных и транспортных активностей слизистой оболочки тонкой кишки обусловлено уровнем соответствующей субстратной нагрузки и особенностями ее пространственного распределения в кишке. Идея локального субстратного регулирования широко привлекалась многими авторами для объяснения адаптивно-компенсаторных перестроек пищеварительных и транспортных мощностей тонкой кишки, происходящих после некоторых хирургических операций (резекции, изоляции, транспозиции различных участков кишки), а также в ответ на изменение количества и состава потребляемой пищи (Booth, 1968; Уголев, 1972; Dowling, 1974; Menge et al., 1978; Уголев и др., 1977; Ferraris et al., 1988, 1992; Hirst, 1993; Hammond, Diamond, 1997).

Однако, несмотря на очевидные достижения в изучении закономерностей функциональной топографии тонкой кишки, остаются неясными многие принципиальные вопросы, касающиеся пространственной организации мембранного гидролиза и всасывания пищевых веществ как на субклеточном, так и органном уровнях.

Предметом острой полемики последних лет является вопрос об относительной роли трансцеллюлярного и парацеллюлярного механизмов всасывания основных нутриентов (в частности, глюкозы) в тонкой кишке при физиологических условиях (Pappenheimer, 1990;

Atisook et al., 1991; Diamond, 1991, Schwartz et al., 1995; Gabe et al., 1996; Pappenheimer et al., 1997).

Остается дискуссионным вопрос о возможных механизмах сопряжения мембранного гидролиза пищевых веществ с последующим всасыванием образующихся продуктов (Gray, 1981; Уголев, 1981, 1989; Метельский, 1986; Pappenheimer, 1993). Лишь постулировалось, но количественно не оценивалось влияние преэпителиального барьера тонкой кишки (так называемого " неперемешиваемого водного слоя") на степень такого сопряжения. При этом представления о природе, проницаемости и физиологической роли этого барьера в настоящее время достаточно противоречивы (обзоры: Thomson, Di-etschy, 1984; Strocchi, Levitt, 1991; Груздков, 1993).

Требуют экспериментального и теоретического анализа особенности микротопографии мембранного гидролиза и транспорта нутриентов, связанные со сложной геометрией поверхности слизистой оболочки тонкой кишки. В частности, практически не исследовалась роль геометрии кишечной поверхности в обеспечении интеграции процессов расщепления и всасывания нутриентов.

Что же касается особенностей продольных (проксимо-дисгаль-ных) градиентов свойств тонкой кишки, то в ходе экспериментальных исследований и клинических наблюдений были получены также данные, которые не поддаются удовлетворительному объяснению в рамках идеи локального субстратного регулирования (обзоры: Уголев, Иезуитова, 1991; Diamond, 1991). Не ясно, отражают ли эти данные превалирование других (возможно, более эффективных) путей и механизмов организации пищеварительно-всасывательного процесса или субстратное регулирование все же достаточно универсально, но при определенных условиях не проявляется достаточно отчетливо.

острых дискуссий (Diamond, 1991; Pappenheimer, 1993). В связи с этим следует признать, что современные взгляды и концепции, касающиеся пространственной организации пищеварения и всасывания в о тонкой кишке, основаны на далеко не полных данных и могут являться как отражением реальных процессов, так и следствием ошибок и артефактов.

В данной ситуации представляется достаточно оправданным использование для анализа основных особенностей функциональной микро- и макротопографии тонкой кишки математического моделирования, в дополнение к экспериментальным методам. Ранее метод математического моделирования в течение более чем тридцати лет успешно применялся в лаборатории физиологии питания для решения целого ряда задач, связанных с исследованием мембранного гидролиза и транспорта нутриентов в тонкой кишке.

Сказанное выше дает основание считать актуальным изучение пространственной организации гидролиза и транспорта пищевых веществ в тонкой кишке. В теоретическом плане это исследование позволяет понять возможное физиологическое значение пространственных градиентов свойств тонкой кишки, что важно для выяснения основных закономерностей функционирования пищеварительной системы. Анализ особенностей микро- и макротопографии гидролиза и транспорта нутриентов является одновременно и необходимым этапом в выяснении возможных механизмов регулирования этих процессов. С практической стороны исследование пространственной организации пищеварения и всасывания нутриентов в тонкой кишке — это один из перспективных подходов к анализу механизмов адаптивно-компенсаторных процессов, протекающих в пищеварительной системе после различных хирургических операций, а также при некоторых патологических и экстремальных состояниях.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы, выполненной в рамках плановых исследований лаборатории физиологии питания Института физиологии им.И.П.Павлова РАН, было изучение особенностей пространственной организации пищеварения и всасывания нутриентов в тонкой кишке (на примере углеводов), а также выяснение возможного физиологического значения функциональной микро- и макротопографии тонкой кишки.

Задачи исследования состояли в следующем: 1. В хронических экспериментах на крысах - сопоставить всасывание глюкозы и галактозы в изолированной кишечной петле со всасыванием воды, а также исследовать сте-

пень их взаимного ингибирования при всасывании из смесей с различным соотношением концентраций этих моносахаридов с целью » оценки относительной роли парацеллюлярного и трансцеллюлярного компонентов транспорта нутриентов в тонкой кишке.

- исследовать мембранный гидролиз дисахаридов (на примере мальтозы и трегалозы) и всасывание образующейся глюкозы в изолированной петле тонкой кишки; количественно оценить основные характеристики гидролитических и транспортных процессов, степень их сопряжения, а также проницаемость преэпителиального слоя тонкой кишки;

2. На основании результатов собственных экспериментов и данных литературы разработать математические модели для описания мембранного гидролиза дисахаридов и всасывания моносахаридов в тонкой кишке в условиях, близких к физиологическим.

3. По полученным экспериментальным данным с использованием математического моделирования оценить

- соотношение парацеллюлярного и трансцеллюлярного компонентов транспорта пищевых веществ при физиологических условиях;

- влияние различных факторов на характер и степень сопряжения гидролиза и транспорта пищевых веществ.

4. Разработать математические модели для исследования влияния особенностей геометрии кишечной поверхности на микротопографию мембранного гидролиза и всасывания пищевых веществ. Используя складчатую поверхность с прилегающим к ней диффузионным слоем как модель реальной поверхности слизистой оболочки тонкой кишки, оценить возможное функциональное значение кишечных складок, ворсинок и микроворсинок.

5. Разработать математическую модель для описания гидролитических и транспортных процессов в тонкой кишке как целостном органе с учетом моторно-звакуаторной функции желудка и кишечника; исследовать некоторые пространственно-временные характеристики гидролиза димеров и всасывания мономеров в тонкой кишке крыс на модели, имитирующей протекание этих процессов в норме, при пониженной всасывательной способности тонкой кишки, а также после ее проксимальной или дистальной резекции.

Научная новизна. Впервые получена количественная оценка взаимного ингибирования всасывания глюкозы и галактозы при перфузии изолированной петли тонкой кишки крыс смесями этих моносахаридов в хроническом опыте; эти данные подтверждают концепцию трансцеллюлярного транспорта глюкозы и галактозы, но про-

тнворечаг гипотезе об их преимущественно парацеллюлярном всасывании при физиологических условиях.

В хронических экспериментах обнаружена тесная корреляция между всасыванием глюкозы и воды в изолированной петле тонкой кишки при ее перфузии изоосмотическими растворами с различной концентрацией глюкозы, мальтозы или трегалозы, что подтверждает представление о зависимости всасывания воды в тонкой кишке от активного транспорта глюкозы через апикальную мембрану энтеро-цитов.

Исследование сопряжения гидролиза дисахаридов со всасыванием образующейся глюкозы в условиях, близких к физиологическим, проводилось не только на примере быстро расщепляющейся мальтозы, но и впервые на примере медленно расщепляющейся трегалозы. В результате установлено, что степень и характер сопряжения гидролитических и транспортных процессов существенно зависят от соотношения ферментативной и транспортной активностей апикальной мембраны энтероцитов.

Разработана методика оценки проницаемости преэпителиаль-ного слоя тонкой кишки на ненаркотизированных животных.

На математической модели впервые продемонстрировано, что благодаря особенностям геометрии кишечной поверхности (наличию ворсинок, микроворсинок) улучшаются условия сопряжения гидролиза и транспорта нутриентов.

Впервые разработана математическая модель, учитывающая особенности эвакуаторной функции желудка и кишечника и позволяющая анализировать не только пространственные, но и временные характеристики расщепления и всасывания пищевых веществ (диме-ров, мономеров) в тонкой кишке в норме, а также и при некоторых экстремальных или патологических состояниях.

Практическая значимость работы. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости учета особенностей микром макротопографии тонкой кишки при анализе эффективности пи-щеварительно-всасывательных процессов и механизмов их регуляции. Результаты экспериментальных исследований и математического моделирования позволяют понять возможные пути и механизмы адаптивно-компенсаторных перестроек тонкой кишки после некоторых хирургических операций. Данные, полученные при исследовании гидролиза и всасывания Сахаров в изолированной петле тонкой кишки в хронических опытах важны для анализа результатов клинических наблюдений при использовании энтерального и парен-

терального питания.

Положения, выносимые на защиту.

1. Сопряжение гидролиза дисахаридов со всасыванием образующейся глюкозы в тонкой кишке достигается преимущественно благодаря высокому уровню активного транспорта глюкозы через апикальную мембрану энтероцитов и сближенности в пространстве мембранных ферментов (мальтазы, трегалазы) и глкжозных транспортеров.

2. Функциональная роль кишечных складок, ворсинок и микроворсинок не ограничивается увеличением площади пищеварительно-всасывательной поверхности. Благодаря особой геометрии кишечной поверхности создаются условия для более тесного сопряжения мембранного гидролиза пищевых веществ со всасыванием образующихся мономеров.

3. Эффективная и надежная работа пищеварительного тракта обеспечивается при соответствии пространственно-временного распределения функциональной нагрузки пищеварительно-всасыватель-ным мощностям тонкой кишки. Это соответствие достигается не только путем локального субстратного регулирования соответствующих ферментативных и транспортных активностей слизистой оболочки, но и путем субстратного регулирования моторно-эвакуатор-ной функции желудка и кишечника.

Апробация работы. Материалы исследования доложены на XXVIII Международном конгрессе физиологических наук (Будапешт, 1980); на Третьем Всесоюзном симпозиуме по мембранному пищеварению и всасыванию (Юрмала, 1986), на Республиканской научной конференции по функциональной диагностике и эффективности лечения заболеваний органов пищеварения (Вильнюс, 1988); на Школе-семинаре по проблемам гастроэнтерологии (Пущино, 1992); на Российской гастроэнтерологической неделе (С.-Петербург, 1995); на XXXIII Международном конгрессе физиологических наук (С.-Петербург, 1997).

Структура и объем работы. Диссертация содержит 278 страниц машинописного текста. Она состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, четырех глав результатов экспериментальных и модельных исследований и их обсуждения, общего заключения, выводов, списка цитированной литературы, который включает в себя 417 источников, из них 275 на иностранных языках, а также Приложения.

Работа содержит 48 рисунков и 3 таблицы.

Публикации: по теме диссертации опубликовано 45 печатных

работ.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В работе использовались экспериментальные подходы и математическое моделирование. В ходе экспериментальных исследований были получены новые данные о пространственной организации мембранного гидролиза и транспорта пищевых веществ в тонкой кишке, а также дополнены или уточнены имеющиеся в литературе сведения, необходимые для построения математических моделей. Последние применялись для теоретического анализа результатов экспериментальных исследований, а также для проверки гипотез, касающихся функциональной микро- и макротопографии тонкой кишки.

Экспериментальные методы.

Методика перфузии нутриентами изолированной петли тонкой кишки крыс в хроническом опыте. Эта методика была разработана А.М.Уголевым и Б.З.Зариповым (Уголев, Зарипов, 1979; Уголев и др., 1986) и использовалась в настоящей работе как наиболее адекватная для решения поставленных задач.

Хронические опыты проводились на крысах-самцах Вистар с массой тела 150-200 г. (Все хронические эксперименты выполнялись совместно с Л.В.Громовой - научным сотрудником лаборатории физиологии питания Института физиологии им.И.П.Павлова РАН). Техника хирургической операции и условия проведения экспериментов соответствовали оригинальной методике. В частности, под наркозом вскрывалась брюшная полость и участок тощей кишки длиной около 20 см изолировался на расстоянии 15 см дистальнее двенадцатиперстной кишки. В оба конца изолированного отрезка кишки вставлялись металлические фистулы специальной конструкции, которые затем выводились наружу через мышцы и кожу. Проходимость оставшейся кишки восстанавливалась анастомозом "конец в конец". Хронические опыты начинали через 7-8 дней после операции и продолжали в течение 6-7 недель. На время эксперимента (3-4 часа) крысу помещали в специальную клетку, имитирующую норку, где она находилась без наркоза, не проявляя беспокойства. В ходе опыта полость изолированной петли тонкой кишки перфузировали со скоростью 0.5-0.6 мл/мин растворами моносахаридов (глюкозы, галактозы) с исходными концентрациями 12.5 - 75 мМ или дисахаридов

(мальтозы, трегалозы) с эквивалентными (по глюкозе) концентрациями: 6.25 - 37.5 мМ. В соответствии с оригинальной методикой для снижения атрофии изолированной петли тонкой кишки в дни отсутствия опытов ее перфузировали в течение часа раствором глюкозы (25 мМ) со скоростью 0.5 мл/мин.

Опыты проводились при постоянной исходной осмотичности инфузатов (около ЗОО.мОсм), для чего растворы субстратов готовили на растворе Рингера с пониженной концентрацией NaCl (100 мМ). В тех случаях, когда концентрация субстратов в инфуэатах бралась менее 75 мМ, в исходный раствор добавлялось соответствующее количество маннита для сохранения изоосмолярности инфузатов. Для оценки соотношения активного и пассивного компонентов во всасывании глюкозы изолированную кишечную петлю перфузировали также растворами глюкозы (25 и 75 мМ) в присутствии флоридзина (2 мМ) - конкурентного ингибитора активного транспорта глюкозы через апикальную мембрану энтероцита.

Растворы, поступающие в изолированную кишечную петлю, предварительно подогревались в ультратермостате до 38°С. Перистальтический насос обеспечивал стабильную скорость перфузии в диапазоне 0.5-0.6 мл/мин. После предварительной 15-минутной перфузии раствором исследуемого субстрата данной концентрации последовательно отбирали три пробы (с интервалом 5 минут) для последующего биохимического анализа. При этом производилось измерение объема каждой пробы.

Концентрацию глюкозы определяли глюкозооксидазным методом (Dahlqvist, 1964), суммарную концентрацию глюкозы и дисаха-рида (в мМ глюкозы) - антроновым методом (Scott, Melvin, 1953).

В опытах по исследованию совместного всасывания глюкозы и галактозы концентрацию последней в смеси этих моносахаридов вычисляли путем вычитания концентрации глюкозы, определенной глюкозооксидазным методом, из суммарной концентрации глюкозы и галактозы, определенной антроновым методом.

Скорости гидролиза дисахаридов, Л,(мкмоль/мин), всасывания свободной глюкозы, Jaca> и глюкозы, образующейся при гидролизе дисахаридов, Ja¡, (мкмоль/мин), а также скорости всасывания жидкости, Jw, (мкл/мин), в изолированной петле тонкой кишки вычисляли по следующим формулам:

Jh — Сдвх ' vex — (Cd4-глвых _ Сглвых) • vet,ix, Jace ~ Сглвх " Vex ~~ Сглвых '

- И -

J<¡3 — WeI • Vex — (^д+глвых ' Увыхj Jw = V$x ^ewii

где QBI and Сглв1 - концентрации дисахаридов и глюкозы в инфу-зате, соответственно (мМ глюкозы); СгЛвых - концентрация глюкозы1 в оттекающем перфузате, определенная глюкозооксидазным методом (мМ); Сд+глвых ~ суммарная концентрация Сахаров в оттекающем перфузате, определенная антроновым методом (мМ глюкозы); vaz -скорость инфузии (мл/мин); veblx - скорость оттекания перфузата (мл/мин).

В опытах с перфузией мальтозой и трегалозой определялось отношение скорости всасывания глюкозы в изолированной кишечной петле к скорости ее образования в результате гидролиза соответствующего дисахарида (коэффициент сопряжения) (Уголев и др., 1984, 1986).

По окончании хронических экспериментов животных забивали и после вскрытия брюшной полости и извлечения изолированного участка кишки измеряли его массу, а также длину и (после продольного разреза) ширину для оценки площади серозной поверхности. Кроме того, извлекался участок кишки (длиной 5-7 см) ниже анастомоза. Измерялись его масса и площадь серозной поверхности для сопоставления с аналогичными показателями в изолированном участке кишки.

Во всех случаях проводился расчет средних значений (М) определяемых величин и среднеквадратичной ошибки средней (±ш). Статистический разброс данных между животными был близок к разбросу у каждого данного животного в разные дни экспериментов, поэтому при статистической обработке учитывалось суммарное число опытов, проведенных по 2-4 раза на каждом из 4-8 животных при данном варианте опыта. Статистическая достоверность оценивалась по t-критерию Стьюдента.

Методика оценки проницаемости преэпителиального слоя тонкой кишки. Суть ее состоит в том, что если мощность системы активного транспорта субстрата достаточно велика и далека от насыщения (например, при малых концентрациях субстрата), то значение эквивалентного сопротивления преэпителиального и эпителиального слоев тонкой кишки, R3KS, в первом приближении может использоваться в качестве количественной оценки диффузионного сопротивления первого из них.

Величина Д,К8 рассчитывалась из экспериментальных данных

по всасыванию глюкозы в изолированной петле тонкой кишки по формуле:

где Со - концентрация глюкозы в инфузате (мМ); Ci - концентрация глюкозы на выходе изолированной петли, скорректированная с учетом всасывания воды (Ci = Cimum • veblI/v) (мМ); Сьти„ ~ реальная концентрация глюкозы на выходе петли, мМ; v - скорость инфузии (мл/мин); veba - скорость оттекания перфузата (мл/мин); L - длина изолированной петли (см).

По формуле (1) вычислялись три значения Лзкв для трех концентраций глюкозы в исходном перфузате (12.5, 25.0 и 50 мМ), а затем путем графической экстраполяции в зону Со « 0 определялась минимальная величина эквивалентного сопротивления преэпителиального и эпителиального слоев: R3Kemin • Величина R

пз и 0.8 • RjKemj„ принималась в качестве аппроксимации сопротивления преэпителиального слоя, а величина ki = 1 /Ям - в качестве аппроксимации диффузионной проницаемости этого слоя.

С учетом коэффициента диффузии глюкозы в воде D = 6.7 • 10_6cju2/c по известной формуле: d — Дпэ • D (Strocchi, Levitt, 1991) вычислялась эквивалентная (по диффузионному сопротивлению) "толщина неперемешиваемого водного слоя" как принятая в литературе мера оценки диффузионной проницаемости преэпителиального слоя.

Математическое моделирование.

Моделирование гидролиза и всасывания пищевых веществ в изолированной петле тонкой кишки.

В качестве модели изолированной кишечной петли рассматривалась трубка длиной L, перфузируемая с объемной скоростью vex растворами дисахаридов или моносахаридов с исходными концентрациями S или С соответственно. К пищеварительно-всасывательной поверхности прилегает диффузионная зона — аналог преэпителиального слоя тонкой кишки. Структурные и функциональные свойства изолированной кишечной петли предполагаются однородными по ее длине; отсутствуют также радиальные градиенты концентрации субстрата в ее полости.

Кроме того,были сделаны следующие основные допущения:

1. Мембранный гидролиз дисахаридов описывается известным уравнением ферментативной кинетики (Диксон, Уэбб, 1982):

Jh = V-Sj{Km+Smy, (2)

где Jh - скорость гидролиза дисахаридов; Sm - концентрация дисахаридов на пищеварительно-всасывательной поверхности; V - константа максимальной скорости ферментативного гидролиза; Кт -константа Михаэлиса.

2. Всасывание глюкозы (как свободной, так и образующейся из дисахаридов) может быть описано уравнением, аналогичным уравнению Михаэлиса-Ментен для ферментативной кинетики, с включением дополнительного компонента, учитывающего наличие пассивной диффузии субстрата через мембрану (Winne, 1973, 1977; Thomson, Dietschy, 1977; Meddings, Westergaard, 1989):

Ja — Jmaz ■ Cm¡(lit + Cm) + k¿ ■ Cm (3)

где Ja - скорость всасывания глюкозы; Cm - концентрация глюкозы на всасывательной поверхности; Jmax - константа максимальной скорости активного транспорта глюкозы; Kt - константа Михаэлиса для активного транспорта глюкозы; - коэффициент пассивной диффузии.

3. Свободная глюкоза и глюкоза, освобождающаяся при гидролизе дисахаридов, используют общую систему активного транспорта и неразличимы для нее.

4. Субстраты переносятся через преэпителиальный слой как путем диффузии, так и путем конвекции — на потоке всасывающейся воды, а скорость этого переноса может быть описана модифицированным уравнением Кедема-Кахальского (Pappenheimer, Reiss, 1987).

5. Взаимное ингибирование всасывания глюкозы и галактозы в тонкой кишке может быть выражено аналогично конкурентному ингибированию ферментативной реакции (Диксон, Уэбб, 1982), то есть

KL = • +1), К= Kt,„ ■ (CJKt„ + 1), (4)

где Л'*ел - эффективное значение константы Михаэлиса для транспорта глюкозы в присутствии галактозы; Л'*(<ы - то же для транспорта галактозы в присутствии глюкозы; KieA и К\ш ~ константы Михаэлиса для транспорта глюкозы и галактозы, соответственно,

при моносубстратных перфузиях; Сгл и Сгал - концентрации глюкозы и галактозы, соответственно, на апикальной мембране энтероцитов при перфузии изолированного участка кишки смесью этих моносахаридов.

В соответствии в этими допущениями были составлены дифференциальные уравнения, описывающие распределение субстратов вдоль трубки и скорости их расщепления и всасывания. Численное решение уравнений осуществлялось общепринятыми методами на персональном компьютере по программам, написанным автором на языке "Quick Basic". При выбранном шаге интегрирования погрешность вычисления не превышала 0.2%.

Моделирование мембранного гидролиза и транспорта веществ на поверхности сложной формы.

Двумерная модель кишечной поверхности. Она была разработана совместно с А.М.Уголевым и В.М.Гусевым для исследования возможного влияния геометрических особенностей кишечной поверхности на кинетику процессов мембранного гидролиза и транспорта пищевых веществ. В качестве аналога пищеварительно-всасывательной поверхности тонкой кишки взята складчатая поверхность, имеющая в сечении вид синусоиды с амплитудой А/2 и периодом Ь. Рассматривался также вариант аппроксимации плоской поверхностью, проходящей в основании ворсинок.

Приняты следующие основные допущения: а) в обоих вариантах поверхности обладают способностью ферментативного гидролиза (активного транспорта) субстратов, причем эти процессы протекают в соответствии с кинетикой Михаэлиса-Ментен; б) ферментативные (транспортные) активности распределены по поверхности равномерно; в) к поверхности прилегает зона диффузии (аналог преэпителиального слоя), максимальная толщина которой равна: с — A+d, где d - толщина зоны диффузии над складками; А - высота складок.

С учетом перечисленных допущений распределение вещества в диффузионной зоне в стационарном режиме описывается решением уравнения Лапласа. Математическая и вычислительная часть работы по исследованию этой модели была выполнена В.М.Гусевым и подробно изложена в ряде публикаций (Гусев и др., 1983; ГУсев, 1986).

Одномерная математическая модель. Она была разработана автором данной работы как упрощенный вариант рассмотренной

выше двумерной модели для исследования особенностей радиальной микротопографии мембранного гидролиза (транспорта) в пространстве между кишечными ворсинками в зависимости от характера апикально-криптального градиента соответствующей ферментативной (транспортной) активности. В одномерной модели поверхность слизистой оболочки аппроксимировалась совокупностью прямоугольных (в сечении) складок высотой к, шириной Ь и расстоянием между ними а. Учитывая, что в тонкой кишке млекопитающих высота ворсинок обычно в 10-20 раз превышает расстояние между ними, в модели высота складок взята по крайней мере на порядок больше, чем расстояние между ними, что позволяет свести решение исходно трехмерной задачи к решению задачи одномерной.

Как и в рассмотренной выше двумерной модели, предполагается, что исследуемый субстрат либо подвергается ферментативному гидролизу на боковых поверхностях складок, либо активно транспортируется через эти поверхности; ферментативная (транспортная) активность в общем случае неравномерно распределена вдоль складки, У(у) = <р\{у)-, ¿тах{у) ~ Р2{у), т.е. имитируется существование апикально-криптальных градиентов этих активностей, а процессы гидролиза и транспорта субстратов могут быть описаны в рамках кинетики Михаэлиса-Ментен.

С учетом указанных допущений распределение исследуемого субстрата вдоль складки в стационарном режиме описывается решениями обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка:

где 5(у) и С {у) - концентрации ди- и мономеров, соответственно, между складками; У(у) и ^ах(у) - максимальные скорости гидролиза и активного транспорта соответственно; Кт и Л'< - константы Михаэлиса для гидролиза или активного транспорта соответственно; Р - проницаемость диффузионной зоны между складками, Р = И -а; £> - коэффициент диффузии субстратов в пространстве между складками; а - расстояние между складками; Си Ог и С% - константы интегрирования.

Вариант одномерной модели использовался также для исследования возможного влияния геометрических особенностей кишечной

(гидролиз) (5а)

(активный транспорт) (56)

поверхности на сопряжение процессов расщепления и всасывания ну-триентов. При этом были сделаны следующие дополнительные допущения: а) ферментативные и транспортные активности сосредоточены только на боковых поверхностях складок и распределены на них равномерно; б) величина коэффициента диффузии субстратов в пространстве между складками (£)) одинакова для димеров и мономеров и более чем на порядок превышает коэффициент диффузии этих субстратов в воде; в) кинетические константы активного транспорта (<7тах и Кг) для свободных мономеров и мономеров, образующихся при гидролизе димеров, идентичны.

С учетом указанных допущений распределение ди- и мономеров вдоль складки в стационарном режиме может быть описано решениями следующих дифференциальных уравнений:

а) при гидролизе димеров:

Р——= / ——, с, .ау + Сь (6а)

йу { Лт + 5(у)

б) при транспорте свободных мономеров:

Му) _ ? 7тах-С(у)

(6б)

в) при транспорте мономеров, образующихся при гидролизе димеров:

р*С{у)_!(^-С{у) У.3(у) К , .

1^ТЩ)с1у + Сз' (6в)

где обозначения такие же, как в уравнениях (5а) и (56).

Моделирование гидролиза димеров и транспорта образующихся мономеров на плоской поверхности. В этом случае скорости процессов описываются простыми алгебраическими уравнениями:

а) гидролиз димеров:

Л = у.5т/(2Гт + 5т) = Р-(54-5т) (7а)

б) транспорт свободных мономеров:

Л = 4«х • Ст№ + Ст) = Р • (СЬ ~ Ст) (76)

в) транспорт мономеров, образующихся при гидролизе димеров:

■ 5"т/(Кт +

5т) «Лпог " От) — ~ Ст ). (7в)

где Зь и ./( - скорости гидролиза димеров и транспорта мономеров соответственно; V и Зтах - максимальные скорости гидролиза и транспорта соответственно; Кт и К{ - константы Михаэлиса для гидролиза и транспорта соответственно; 5т и Ст - концентрации димеров и мономеров, соответственно, на рассматриваемой поверхности; и Сь - концентрации димеров и мономеров в объемной фазе; Р - проницаемость диффузионной зоны, прилегающей к рассматриваемой поверхности, Р = О/с1\ И - константа скорости диффузии в этой зоне; й - толщина диффузионной зоны.

Моделирование мембранного гидролиза и транспорта в тонкой кишке как целостном органе.

С целью анализа как пространственных, так и временных характеристик гидролиза и транспорта веществ при нормальном пищеварении, нами использовалась ячеечная модель. В ней желудок и тонкая кишка рассматривались как совокупность последовательно соединенных ячеек, каждая из которых пространственно однородна по своим характеристикам. Первая ячейка имитировала желудок, остальные двадцать — сегменты тонкой кишки.

В отношении "кишечных" ячеек принимались те же допущения и те же значения параметров (с коррекцией на отсутствие атрофии слизистой оболочки), что и при моделировании расщепления дисаха-ридов и всасывания глюкозы в изолированной петле тонкой кишки крыс в хроническом опыте. Все "кишечные" ячейки рассматривались как идентичные по всем своим свойствам, кроме уровня ферментативной и транспортной активностей, который менялся от ячейки к ячейке аналогично проксимо-дистальным градиентам дисахаридаэ и активного транспорта глюкозы в тонкой кишке.

В отличие от хронических опытов, где скорость поступления субстрата в кишку задается экспериментатором, у интактного животного скорость эвакуации содержимого желудка и скорость его транзита вдоль тонкой кишки регулируется в процессе пищеварения. Для учета этого, а также для проверки гипотезы о субстратном регулировании эвакуаторной функции желудка и кишечника, в модели принимались следующие дополнительные допущения.

1. Скорость эвакуации из желудка определяется объемом его содержимого, а также ингибирующими влияниями, величина которых зависит от концентрации мономеров на всасывательной поверхности во второй ячейке (аналоге двенадцатиперстной кишки), а так-

же в трех последних ячейках (аналогах терминальной части подвздошной кишки).

2. Скорости обмена содержимым между соседними ячейками определяются объемом содержимого каждой ячейки с учетом направленности кишечной перистальтики; при этом выход содержимого из последней ячейки может ингибироваться также в зависимости от концентрации мономеров на ее всасывательной поверхности.

В модели учитывалось также изменение объемов желудка и танкой кишки, обусловленное поступлением желудочного и панкреатического соков и всасыванием (или секрецией) воды.

Распределение субстратов в пространстве (от ячейки к ячейке) и во времени описывается обыкновенными дифференциальными уравнениями первого порядка, решение которых осуществлялось общепринятыми методами на персональном компьютере по программам, написанным на языке "Quick Basic".

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Относительная роль различных механизмов всасывания глюкозы и галактозы в тонкой кишке крыс при физиологических условиях.

До недавнего времени считалось общепринятым, что основным механизмом всасывания глюкозы в тонкой кишке является ее активный транспорт через апикальную мембрану энтероцита (обзоры: Сгапе, 1968; Hopfer, 1987; Уголев, Иезуитова, 1991; Stevens, 1992; Koepsell, Spangenberg, 1994). Однако в последнее десятилетие развивается также гипотеза о том, что при физиологических условиях всасывание глюкозы происходит преимущественно за счет парацеллюлярного переноса глюкозы на потоке всасывающейся воды (Pappenheimer, Reiss, 1987; Pappenheimer, 1990,1993; Turner, Madara, 1995).

Для проверки этой гипотезы мы определяли всасывание глюкозы и воды в изолированной петле тонкой кишки крыс при ее перфузии растворами с различной концентрацией глюкозы в хронических опытах.

Кроме того, в специальной серии хронических опытов сопоставлялось всасывание глюкозы и галактозы из моносубстратных растворов и из их смесей с различным соотношением концентраций этих моносахаридов. Известно, что глюкоза и галактоза взаимно инги-

бируют всасывание друг друга, конкурируя за общий мембранный транспортер (SGLT1), однако ранее это было продемонстрировано только в экспериментах in vitro. Сохранение или устранение такого ингибирования в условиях хронического опыта может служить показателем соотношения трансцеллюлярного и парацеллюлярного компонентов во всасывании этих моносахаридов в тонкой кишке в условиях, близких к физиологическим.

Всасывание глюкозы. Мы обнаружили высокую скорость всасывания этого моносахарида в изолированной петле тонкой кишки: 21.4±0.5 и 66.6±2.4 мкмоль -час-1-см-2 (в расчете наем2 площади серозной поверхности кишки) при концентрациях глюкозы в инфузате 12.5 и 75 мМ соответственно. Эти значения согласуются с данными, полученными ранее в хронических опытах на крысах (Уголев и др., 1984, 1986). Однако они в 3-9 раз превышают величину максимальной скорости активного транспорта глюкозы (в средйем около 7.5 мкмоль -час-1 - см"*2), определенную ранее в многочисленных опытах in vivo на наркотизированных крысах (обзор: Pappenheimer, 1990). Вместе с тем именно эта величина использовалась как один из основных аргументов в пользу гипотезы о преимущественно па-рацеллюлярном всасывании глюкозы при физиологических условиях (Pappenheimer, 1990, 1993).

В присутствии флоридзина (2 мМ) всасывание глюкозы тормозится на 83 и 79%% при концентрациях субстрата в инфузате 25 и 75 мМ соответственно, что свидетельствует о преимущественно активном транспорте глюкозы в изолированной кишечной петле в условиях хронического опыта.

Всасывание воды. Скорость всасывания воды возрастает с увеличением концентрации глюкозы в исходном перфузате и тесно коррелирует со всасыванием этого моносахарида (г = 0.994), однако не превышает 3 мкл/мин в расчете на 1 см длины кишки.

Математическое моделирование. Его результаты согласуются с экспериментальными данными, причем при таких значениях основных параметров модели, которые близки к оценкам других исследователей.

Это дает основание для заключения об адекватности модели и возможности ее использования для интерпретации результатов экспериментальных исследований и, в частности, для оценки вклада активного, пассивного и парацеллюлярного компонентов в суммарное всасывание глюкозы в тонкой кишке. Согласно полученным результатам, при концентрациях субстрата в инфузате 12.5, 25.0, 50.0

и 75.0 мМ доля активного мембранного транспорта (насыщаемого, флоридзин-чувствительного компонента) составляет соответственно 97.7, 95.9, 90.9 и 85.6%, а доля пассивного (ненасыщаемого) компонента — соответственно 2.3, 4.1, 9.1 и 14.4%.

Что же касается конвективного (парацеллюлярного) компонента транспорта, то, как показали расчеты, проведенные с использованием уравнения Кедема-Кахальского, при концентрациях субстрата в инфузате 12.5, 25.0, 50.0 и 75 мМ доля транспорта глюкозы на потоке всасывающейся воды, по-видимому, не превышает соответственно 1.0, 2.0, 4.9 и 8.7% от ее суммарного транспорта.

Согласно результатам, полученным при перфузии изолированной петли тонкой кишки моносубстратными растворами глюкозы и галактозы или их смесями (рис. 1), при высоком содержании глюкозы в ее смеси с галактозой (50.0 + 25.0 мМ соответственно) скорость ее всасывания практически не отличается от скорости всасывания из моносубстратного раствора глюкозы той же концентрации (50 мМ). Однако при пониженных концентрациях глюкозы в смеси с галактозой (12.5 + 62.5 мМ и 25.0 + 50 мМ, соответственно) ее всасывание ингибируется примерно на 20% (Р < 0.01) по сравнению с перфузи-ями растворами глюкозы (12.5 и 25.0) в отсутствие галактозы. Всасывание галактозы из растворов ее смеси с глюкозой (25 + 50 мМ и 50 + 25 мМ) по сравнению со всасыванием из моносубстратных растворов галактозы (25 и 50 мМ) ингибируется значительно сильнее: на 69% и 50% соответственно (Р < 0.01) (рис. 1Б). При этом суммарная скорость всасывания глюкозы и галактозы практически не меняется при всех исследованных концентрациях.

Таким образом, результаты этих опытов (сохранение взаимного ингибирования всасывания глюкозы и галактозы из их смеси) также противоречат гипотезе о преимущественно парацеллюлярном механизме всасывания этих моносахаридов при физиологических условиях.

Следует отметить, что соответствие результатов моделирования (линии на рис. 1) и экспериментальных данных (точки на том же рисунке) достигается практически при одних и тех же или близких значениях параметров модели как при имитации всасывания глюкозы и галактозы из моносубстратных растворов, так и при имитации их всасывания из смеси, что свидетельствует об адекватности модели.

62.5 50.0 37.5 25.0

Рис. 1. Всасывание глюкозы (А) и галактозы (Б) в изолированной петле тонкой кишки крыс при ее перфузии моносубстратными растворами этих Сахаров (1) или их смесями (2).

По осям абсцисс - концентрации субстратов в инфузатах (верхние ряды - глюкоза, нижний - галактоза), (мЮ; по осям ординат - скорости всасывания моносахаридов (мкмоль/мин);

Точки - экспериментальные данные (М ± и); линии - результаты математического моделирования.

Исследование факторов, определяющих эффективность функционирования пищеварительно-транспортного конвейера в тонкой кишке.

Пища млекопитающих и человека состоит преимущественно из биополимеров, ассимиляция которых требует их предварительного расщепления в ходе полостного и мембранного пищеварения. Ферментативный гидролиз пищевых веществ тесно интегрирован со всасыванием образующихся продуктов (главным образом, мономеров).

Ранее высказывалась гипотеза о том, что высокая эффективность сопряжения гидролиза и транспорта пищевых веществ может обеспечиваться особой системой гидролиз-зависимого транспорта, которая осуществляет прямую передачу мономеров, образующихся при мембранном гидролизе дисахаридов, на специфические транспортеры (Malathi et al., 1973; Уголев, Смирнова, 1977; Crane, 1977; Уголев, 1989; Уголев, Иезуитова, 1991). Вместе с тем имеются также свидетельства того, что свободная глюкоза и глюкоза, образующаяся при гидролизе дисахаридов, по-видимому, смешиваются на апикальной мембране энтероцита и переносятся через нее с использованием одних и тех же транспортеров (Parsons, Prichard, 1971; Sandle et al., 1983; Метельский, 1986; Громова и др., 1992; Hetlinger et al., 1992).

С целью проверки этих гипотез мы исследовали гидролиз дисахаридов (мальтозы и трегалозы), а также всасывание глюкозы и воды в изолированной петле тонкой кишки крыс в хроническом опыте. Указанные дисахариды выбраны в качестве субстратов не случайно. Мальтоза, являющаяся промежуточным продуктом гидролиза основного полисахарида пищи — крахмала, состоит из двух молекул глюкозы и быстро расщепляется под действием собственно кишечного фермента мальтазы. Трегалоза — пищевой дисахарид, содержащийся в грибах, также состоит из двух молекул глюкозы, но гидроли-зуется относительно медленно из-за весьма низкой (в частности, у крыс) трегалазной активности.

Гидролиз дисахаридов (мальтозы, трегалозы) и всасывание глюкозы. На рис. 2 представлены данные хронических экспериментов (точками — М ± т) и результаты математического моделирования (линиями).

Для характеристики степени интеграции гидролитических и транспортных процессов мы использовали подход, предложенный ранее А.М.Уголевым (Уголев и др., 1984, 1986), и вычисляли отношение скорости всасывания глюкозы к скорости ее образования при гидро-

Рис. 2. Гидролиз мальтозы и всасывание глюкозы в изолированной петле тонкой кишки крыс в.хроническом опыте.

По оси абсцисс - концентрация субстратов в инфузате (мМ глюкозы); по оси ординат - скорости гидролиза мальтозы и всасывания глюкозы (мкмоль/мин).

1 - гидролиз' мальтозы; 2 - всасывание свободной глюкозы; 3 -всасывание глюкозы, образующейся при гидролизе мальтозы. Точки -данные хронических опытов (М ± т); линии - результаты математического моделирования.

лизе дисахарида (коэффициент сопряжения). При минимальной из использованных концентраций мальтозы (6.25 мМ) наблюдался высокий коэффициент сопряжения (0.902 ± 0.013), что совпадает с результатами, полученными ранее в хронических опытах на крысах (Уголев и др., 1984, 1986). Однако при увеличении концентрации мальтозы в инфузате мы впервые обнаружили неуклонное снижение коэффициента сопряжения — до 0.600 ± 0.011 (Р < 0.01) при максимальной из использованных концентраций мальтозы (37.5 мМ), что не согласуется с идеей о прямой передаче глюкозы, образующейся при мембранном гидролизе дисахарида, на специфические транспортеры без ее выхода в полость кишки.

Скорость гидролиза трегалозы, а также скорость всасывания образующейся из нее глюкозы, были значительно ниже, чем таковые в случае мальтозы. При этом наблюдался высокий и практически одинаковый коэффициент сопряжения (от 0.946 ± 0.005 до 0.955 ± 0.005) во всем диапазоне исходных концентраций трегалозы.

Всасывание воды. Скорость всасывания воды в изолированной петле тонкой кишки заметно возрастала с увеличением концентрации дисахаридов в перфузируемых растворах и тесно коррелировала со всасыванием глюкозы, образующейся при гидролизе мальтозы (г = 0.985) и трегалозы (г = 0.992). Однако с учетом того факта, что во всех случаях всасывание воды не превышало 3 мкл/мин в расчете на 1 см длины кишки, наличие этой корреляции скорее подтверждает представление зависимости всасывания воды от активного транспорта глюкозы (Loo et al., 1996), чем о преимущественном переносе образующейся глюкозы на потоке всасывающейся воды (Rappenheimer, 1993).

Проницаемость преэпителиального слоя. Рассчитанная по предложенной нами методике, она оказалась эквивалентной диффузионной проницаемости неперемешиваемого водного слоя толщиной менее 40 мкм, что соответствует данным, полученным в последнее время другими исследователями (Strocchi, Levitt, 1991; Levitt et al., 1992) на неанестезированных животных.

Результаты математического моделирования. Модель, основанная на гипотезе о том, что всасывание глюкозы, освобождающейся при гидролизе дисахаридов, происходит так же, как и всасывание свободной глюкозы, демонстрирует соответствие с экспериментальными данными (рис. 2). Причем значения основных параметров данного варианта модели близки или идентичны тем, которые использовались при моделировании всасывания свободной глюкозы, и

согласуются с оценками других исследователей. Это позволяет дать утвердительный ответ на весьма дискуссионный до последнего времени вопрос о существовании единой системы активного транспорта для свободной глюкозы и глюкозы, образующейся в результате гидролиза дисахаридов.

Вместе с тем наиболее близкое соответствие результатов моделирования с экспериментом достигается лишь в том случае, если в модели взяты несколько более высокие значения константы максимальной скорости транспорта глюкозы, образующейся при гидролизе мальтозы (0.79 мкмоль -мин""1 • см-1) или трегалозы (2.3 мкмоль •мин-1 • см-1), чем при всасывании свободной глюкозы (0.70 мкмоль •мин"1 • см-1).

С одной стороны, этот факт говорит в пользу того, что глюкоз-ные транспортеры вероятно могут быть связаны с ферментом и действовать более эффективно в отношении глюкозы, образующейся при гидролизе дисахаридов, чем в отношении свободной глюкозы (особенно в случае трегалозы). Однако с другой стороны, существует и иное объяснение, учитывающее особенности геометрии кишечной поверхности и рассмотренное более подробно в следующем разделе.

Тот факт, что модель удовлетворительно описывает процессы мембранного гидролиза дисахаридов, а также всасывания глюкозы и воды, в изолированной петле тонкой кишки крыс дает основания использовать ее для дальнейшего теоретического анализа и, в частности, для оценки относительной роли различных факторов, влияющих на эффективность функционирования пищеварительно-транспортного конвейера.

Оценка факторов, влияющих на сопряжение гидролитических и транспортных процессов. Отмечая плодотворность использования коэффициента сопряжения для оценки степени интеграции мембранного гидролиза и транспорта пищевых веществ, необходимо помнить, что в общем случае его величина зависит не только от взаимосвязи гидролитических и транспортных процессов на молекулярном уровне, но и от ряда других факторов, в той или иной мере влияющих на соотношение скоростей этих процессов. Результаты моделирования показывают, что величина коэффициента сопряжения существенно возрастает при увеличении длины перфузируемого участка кишки и снижается при увеличении скорости перфузии. Это чрезвычайно важно учитывать при сопоставлении экспериментальных данных, полученных в близких или даже в идентичных методических условиях, но при перфузии участков кишки различной длины

или с различными скоростями.

Сравнение результатов хронических опытов, полученных при перфузии мальтозой и трегалозой, показывает, что значение коэффициента сопряжения существенно зависит также от соотношения ферментативной и транспортной активностей, особенно при высоких исходных концентрациях дисахаридов. Модель, основанная на гипотезе о единой системе активного транспорта свободной глюкозы и глюкозы, образующейся из дисахаридов, в случае низкой ферментативной и высокой транспортной активностей предсказывает получение высокого коэффициента сопряжения в широком диапазоне концентраций субстрата, что хорошо подтверждается данными, полученными при перфузии изолированного участка кишки растворами трегалоэы. В то же время в случае высокой скорости ферментативного гидролиза модель предсказывает снижение значений коэффициента сопряжения с увеличением концентрации дисахарида, что и наблюдалось в экспериментах с перфузией мальтозой.

Математическая модель позволяет также оценить, как обнаруженная нами относительно высокая проницаемость преэпителиаль-ного слоя тонкой кишки соотносится с проницаемостью ее эпителия. При низких концентрациях мальтозы в полости кишки концентрация образующейся глюкозы на апикальной мембране энтеро-цитов невелика и транспортеры глюкозы далеки от насыщения. В этом случае проницаемость мембраны для глюкозы примерно равна: .7таХ/Кг — 0.79/4.6 « 0.17 см2 • мин-1, то есть выше, чем диффузионная проницаемость преэпителиального слоя (0.1 см2 • мин-1). Это значит, что последний может препятствовать выходу в полость глюкозы, образующейся при гидролизе мальтозы, и тем самым способствовать более тесной интеграции гидролитических и транспортных процессов. При высоких же концентрациях мальтозы в полости кишки транспортеры глюкозы близки к насыщению и проницаемость эпителия оказывается существенно ниже, чем таковая преэпителиального слоя. В результате, значительно возрастает выход в полость кишки глюкозы, образующейся при мембранном гидролизе мальтозы, и коэффициент сопряжения резко снижается.

Ранее нами на математических моделях было показано, что трансэпителиальные потоки жидкости могут влиять на распределение веществ в преэпителиальном (премембранном) слое тонкой кишки и на кинетику их транспорта через мембрану (Груздков и др., 1981-, Груздков, 1986). Это влияние обусловлено наличием конвективного (помимо диффузионного) компонента переноса веществ. Одна-

ко в условиях хронического опыта, при высокой проницаемости пре-эпителиального слоя тонкой кишки и относительно низких скоростях всасывания жидкости, конвективный компонент в большинстве случаев намного меньше диффузионного и, вероятно, не оказывает существенного влияния на кинетику и степень сопряжения гидролиза дисахаридов и всасывания глюкозы.

Исследование функциональной роли геометрических особенностей поверхности тонкой кишки.

Принято считать, что функциональная роль кишечных складок, ворсинок и микроворсинок в основном состоит в увеличении (в 300-600 раз) площади пшцеварительно-всасывательной поверхности. Однако новые сведения о природе и проницаемости преэпи-телиального слоя тонкой кишки, наряду с данными об апикально-криптальных градиентах ее ферментативных и транспортных активностей, позволяют думать, что физиологическая роль геометрии кишечной поверхности может заключаться также в обеспечении эффективной пространственной организации и регуляции мембранного гидролиза и транспорта пищевых веществ.

Эта гипотеза проверялась нами в исследованиях методом математического моделирования микротопографии мембранного гидролиза и транспорта пищевых веществ на складчатых поверхностях, имитирующих поверхность слизистой оболочки реальной тонкой кишки.

В этих исследованиях решалось несколько задач: а) оценка возможного влияния геометрии кишечной поверхности на микротопографию и кинетику мембранного гидролиза и транспорта; б) анализ пространственного распределения пищевых веществ в преэпители-альном слое с учетом апикально-криптальных градиентов ферментативных и транспортных активностей; в) оценка роли геометрии кишечной поверхности в обеспечении эффективного сопряжения мембранного гидролиза пищевых веществ со всасыванием образующихся продуктов гидролиза.

При решении первой задачи использовалась двумерная модель, разработанная А.М.Уголевым, В.М.ГУсевым и мною, в которой в качестве аналога пищеварительно-всасывательной поверхности тонкой кишки рассматривалась складчатая поверхность, имеющая в сечении вид синусоиды. Такая аппроксимация позволяет учесть основные закономерности ворсинчатой поверхности тонкой кишки и в то же время свести исходно трехмерную задачу к более простой — двумерной,

что существенно облегчает ее решение. Рассматривался также вариант, в котором реальная поверхность кишки аппроксимировалась плоской поверхностью, проходящей в основании ворсинок.

Роль кишечных ворсинок в обеспечении эффективности гидролиза и транспорта пищевых веществ. При исследовании на двумерной модели зависимости скорости гидролиза (транспорта) субстрата от его концентрации в объемной фазе было установлено, что при низких концентрациях субстрата в объемной фазе скорости гидролиза (транспорта) для складчатой и плоской поверхностей близки, хотя Площадь последней примерно в 3 раза меньше. Если принять, что отмеченные особенности справедливы в отношении реальной тонкой кишки, то это значит, что при низких концентрациях исследуемого субстрата вполне допустима аппроксимация сложной поверхности кишки гладкой цилиндрической поверхностью, проходящей вблизи верхушек ворсинок (обзоры: Wilson, Dietschy, 1974; Winne, 1977; Гусев и др., 1983; Thomson, Dietschy, 1984). Однако по мере повышения концентрации субстрата появляются значительные различия между двумя типами рассматриваемых поверхностей. На плоской поверхности гидролиз (транспорт) возрастает во всех точках одинаково и достигает насыщения одновременно. В случае складчатой поверхности при повышении концентрации субстрата в объемной фазе насыщение соответствующих ферментных (транспортных) систем происходит постепенно, начиная с вершин складок, и затем распространяется в направлении их основания.

Можно предположить, что в тонкой кишке степень участия латеральных поверхностей ворсинок в осуществлении мембранного гидролиза и транспорта пищевых веществ существенно зависит от концентрации рассматриваемого субстрата в полости кишки. С возрастанием в ней концентрации моно-, ди- и олигомеров, по-видимому, происходит увеличение эффективной площади функционирующей поверхности. При этом средняя и нижняя области ворсинок играют роль своего рода "резервной зоны" кишечной поверхности (Гусев и др., 1983), подобно тому, как дистальная часть тонкой кишки рассматривалась как "резервная зона" этого пищеварительного органа (Booth, 1968; Уголев, 1972).

Анализ пространственного распределения субстратов в пре-эпителиальном слое. Для выяснения физиологической роли кишечных ворсинок моделировалось также возможное распределение субстрата в диффузионной зоне межворсинчатого пространства при различных соотношениях ферментативной (транспортной) активно-

стн апикальной мембраны энтероцитов и диффузионной проницаемости преэпителиального слоя. Было обнаружено, что при относительно низкой ферментативной (транспортной) активности апикальной мембраны энтероцитов (или более высокой диффузионной проницаемости преэпителиального слоя) концентрация субстрата практически одинакова на всей поверхности складок, то есть складчатая поверхность эквивалентна плоской поверхности большей площади. В то же время при высокой ферментативной (транспортной) активности (или низкой диффузионной проницаемости преэпителиального слоя) концентрация субстрата резко снижается в направлении от вершины складки к ее основанию, в результате чего эффективная площадь функционирующей поверхности оказывается относительно небольшой. Эти результаты не только подтверждают идею о "резервной зоне" кишечной ворсинки, но и позволяет постулировать чрезвычайно важное свойство ворсинчатой поверхности по сравнению с плоской мембраной — ее пространственную избирательность в отношении расщепления (всасывания) различных субстратов. Можно предположить, что существование различных апикально-криптальных градиентов ферментативных и транспортных активностей слизистой оболочки тонкой кишки в определенной мере обусловлено наличием апикально-криптальных градиентов соответствующих субстратов в пространстве между ворсинками.

Исследование радиальных градиентов распределения субстратов в преэпителиальном слое с учетом апикально-криптальных градиентов ферментативных и транспортных активностей. Характер радиальной микротопографии мембранного гидролиза (транспорта) в пространстве между кишечными ворсинками в зависимости от вида апикально-криптального градиента соответствующей ферментативной (транспортной) активности исследовался на одномерной математической модели как упрощенном варианте рассмотренной выше двумерной модели. Сопоставлялись два варианта распределения ферментативной (транспортной) активности вдоль складки: а) равномерное и б) с максимумом в верхней четверти складки как аналог апикально-криптального градиента карбогидразных активностей и транспорта глюкозы в реальной тонкой кишке. Значение суммарной активности принималась одинаковым для обоих вариантов.

Оказалось, что при относительно низких (10 мМ) и при относительно высоких (100-125 мМ) концентрациях исходного субстрата в объемной фазе вид распределения ферментативной (транспортной) активности вдоль складки практически не влияет на скорость

расщепления (всасывания) субстрата. Однако при некоторых средних значениях концентрации (50-75 мМ) равномерное распределение ферментативной (транспортной) активности вдоль складки оказывается менее эффективным.

Исследование распределения исходного субстрата вдоль складки при его различных концентрациях в объемной фазе показало, что в диапазоне низких и средних концентраций характер распределения субстрата вдоль складки почти не зависит от типа распределения вдоль нее ферментативной (транспортной) активности. Но при высоких концентрациях субстрата (125 мМ), из-за насыщения гидролитических (транспортных) мощностей поверхности складки, происходит резкое повышение концентрации субстрата в области основания складки ("резервной зоне"). Этот эффект более выражен при распределении ферментативной (транспортной) активности с максимумом в верхней четверти складки, чем при равномерном распределении активностей. Эти результаты позволяют предположить, что формирование различных апикально-криптальных градиентов ферментативных и транспортных активностей по крайней мере частично обусловлено пространственным распределением олиго-, ди- и мономерных молекул пищевых веществ в межворсинчатом пространстве.

Влияние геометрических особенностей кишечной поверхности на интеграцию процессов расщепления и всасывания нутриентов.

Для проверки гипотезы о роли геометрии кишечной поверхности в сопряжении гидролиза и транспорта пищевых веществ использовался модифицированный вариант описанной выше одномерной модели. Моделировалась топография гидролиза димеров и всасывания образующихся мономеров на складчатой поверхности, имитирующей поверхность щеточной каймы энтероцитов. При этом определялись скорости процессов при различных концентрациях димеров в объемной фазе и анализировались особенности сопряжения гидролиза и транспорта при различных соотношениях ферментативной и транспортной активностей. По этим показателям проводилось сопоставление с результатами, полученными при моделировании указанных процессов на аналогичной по своим ферментативным и транспортным характеристикам плоской поверхности. Рассматривались два варианта: а) активность ферментов, расщепляющих димеры, достаточно высока и не является фактором, лимитирующим скорость всасывания образующихся мономеров (аналог гидролиза мальтозы); б) активность ферментов, расщепляющих димеры, ниже, чем способ-

ность системы активного транспорта к всасыванию образующихся продуктов гидролиза (аналог гидролиза трегалозы).

В первом варианте (рис. 3, А) при низких концентрациях субстрата в объемной фазе коэффициент сопряжения гидролиза диме-ров с транспортом образующихся мономеров несколько выше в случае плоской поверхности по сравнению со складчатой. Однако в диапазоне средних и высоких концентраций субстрата в случае складчатой поверхности коэффициент сопряжения значительно превышает таковой для плоской поверхности. Во втором варианте (рис. 3, Б) в случае складчатой поверхности коэффициент сопряжения гидролиза димера (аналога трегалозы) со всасыванием образующейся глюкозы весьма высок и практически постоянен во всем диапазоне концентраций субстрата в объемной фазе. В случае плоской поверхности он значительно меньше и существенно снижается с увеличением концентрации субстрата в объемной фазе.

Таким образом, есть основания полагать, что особенности геометрии кишечной поверхности существенно влияют на сопряжение мембранного гидролиза и транспорта пищевых веществ, обеспечивая более эффективное функционирование пищеварительно-транспортного конвейера. Важно подчеркнуть, что при этом качественно имеют место такие же закономерности, какие наблюдались в хронических опытах в отношении гидролиза и всасывания мальтозы и трегалозы.

Исследование пространственно-временных характеристик пищеварения и всасывания в тонкой кишке как целостном органе.

Одна из целей моделирования гидролиза и транспорта пищевых веществ в нормально функционирующей кишке состояла в проверке гипотезы о существовании субстратного регулирования моторно-эвакуаторной функции желудка и тонкой кишки, то есть зависимости скорости эвакуации содержимого желудка и скорости транзита вдоль тонкой кишки от темпов расщепления и всасывания нутриен-тов.

Сложность экспериментального решения этой проблемы обусловлена главным образом тем, что в настоящее время практически нет прямых и надежных методов исследования взаимоотношения птцеварительно-всасывательной и моторно-эвакуаторной функций желудочно-кишечного тракта. Вместе с тем уже накоплен обширный фактический материал для разработки математической модели, пригодной для описания наиболее существенных закономерно-

Рис. 3. Сопряжение гидролиза дисахаридов и всасывания образующейся глюкозы на складчатой (1) и плоской (2) поверхностях (математическое моделирование).

По оси абсцисс - концентрация дисахаридов в объемной фазе (мМ глюкозы); по оси ординат - коэффициент сопряжения (отношение скорости всасывания глюкозы к скорости гидролиза дисахаридов).

А: дисахарид - аналог мальтозы; Б: дисахарид - аналог трегапозы.

стой пищеварения и всасывания в тонкой кишке. В последние годы было получено также много новых данных о регуляции эвакуатор-ной деятельности желудка и о ее связи с содержанием тех или иных нутриентов (в частности, глюкозы) в тонкой кишке. Наконец, прогресс в области вычислительной техники сделал возможной реализацию весьма трудоемких и еще недавно практически неподъемных вычислительных задач.

Разработанная нами "ячеечная" модель в основе аналогична модели, применявшейся при моделировании гидролиза и транспорта пищевых веществ в хроническом опыте, и кроме того учитывает современные данные о регуляции моторно-эвакуаторной функции желудка и кишечника. Модель использовалась для решения нескольких задач, связанных с исследованием пространственно-временной организации и регуляции процессов расщепления и всасывания пищевых веществ в тонкой кишке.

Моделирование потребления интактными крысами 40%-ного раствора глюкозы при свободном доступе к поилкам.

Ранее А.М.Уголевым и сотрудниками (Скворцова и др., 1975; Уголев, 1978) были получены данные о временной динамике всасывания глюкозы интактными крысами. В ходе опытов животных после 18-часового голодания помещали в индивидуальные клетки со специальными поилками, содержащими 40%-й раствор глюкозы, и в течение 4 часов регистрировали количество выпиваемого раствора.

При моделировании этого процесса мы сделали допущение о том, что животное имеет постоянную мотивацию к потреблению раствора глюкозы, но не подходит к поилке, пока объем желудка не уменьшится до определенного уровня в результате эвакуации его содержимого в тонкую кишку; другими словами, после заполнения желудка скорость потребления глюкозы определяется скоростью эвакуации его содержимого.

Результаты моделирования согласуются с экспериментальными данными (рис. 4), что дает основания использовать эту модель для исследования пространственно-временных характеристик гидролиза димеров и всасывания мономеров в тонкой кишке крыс в норме, а также при некоторых экстремальных или патологических состояниях.

В частности, при моделировании особенностей пространственного распределения глюкозы в полости кишки установлено: при десятикратном увеличении концентрации глюкозы в растворе, поступающем в желудок (со 100. до 1000 мМ) следует ожидать лишь

30 60 90 120 150 180 210 240

Рис. 4. Временная динамика потребления 40%-ного раствора глюкозы интактными крысами.

По оси абсцисс - время от начала подачи раствора (мин); по оси ординат - количество выпитого раствора (мл).

Сплошная линия - экспериментальные данные (Скворцова и др., 1975; Уголев, 1978); пунктирная линия ■- результаты математического моделирования.

двукратного увеличения ее концентрации в начале кишки. Этот вывод согласуется с существующими представлениями о гомеостатиро-вании состава кишечного содержимого (Гальперин, Лазарев, 1986).

Результаты моделирования подтверждают также точку зрения многих исследователей (Brener et al., 1983; Hunt et al., 1985 и др.) о том, что эффект гомеостатирования преимущественно связан с работой гастродуоденального контура регулирования эвакуаторной функции желудка. В то же время при пониженной всасывательной функции тонкой кишки модель предсказывает существенное замедление эвакуации содержимого желудка, обусловленное функционированием гастроилеального контура субстратного регулирования моторики желудочно-кишечного тракта.

Важная роль гастроилеального контура субстратного регулирования эвакуаторной функции желудка продемонстрирована также при моделировании проксимо-дистальной топографии всасывания глюкозы в тонкой кишке после проксимальной или дистальной резекции половины тонкой кишки. В случае резекции тощей кишки модель предсказывает существенное замедление эвакуации содержимого желудка и уменьшение концентрации глюкозы по всей длине оставшейся части тонкой кишки, тогда как после резекции подвздошной кишки эти показатели меняются незначительно. Этот вывод согласуется с результатами многих экспериментальных исследований и клинических наблюдений (Филиппович, 1962; Nylander, 1972, Young, Weser, 1974; и др.).

Анализ полученных результатов позволяет предположить, что субстратное регулирование эвакуаторной функции желудка и кишечника играет важную роль в пространственно-временной организации пищеварения и всасывания в тонкой кишке.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты настоящей работы показывают, что эффективное расщепление и всасывание пищевых веществ в тонкой кишке обеспечивается не только за счет достаточно высокого уровня активности соответствующих ферментных и транспортных систем ее слизистой оболочки, но и благодаря особенностям пространственной организации пищеварения и всасывания на субклеточном и органном уровнях.

Данные о высокой скорости активного транспорта глюкозы в тонкой кишке, а также об отчетливой конкуренции между всасыванием глюкозы и галактозы в услозиях, близких к физиологическим, свидетельствуют о преимущественно активном (трансцеллюлярном,

флоридзин-чувствительном) механизме всасывания этих моносахаридов. Находит экспериментальное подтверждение идея о том, что активный транспорт пищевых веществ через апикальную мембрану энтероцитов по сравнению с парацеллюлярным транспортом в эволюционном аспекте имеет ряд существенных преимуществ, основными из которых являются его специфичность (селективность) и способность к субстратной регуляции (Diamond, 1991).

По нашим данным, основными факторами, обеспечивающими тесное сопряжение гидролиза и транспорта пищевых веществ являются сближенность в пространстве конечных ферментов (дисахари-даз) с мембранными транспортерами глюкозы, а также высокий уровень активности последних при физиологических условиях. В диапазоне реальных концентраций дисахаридов проницаемость кишечного эпителия для глюкозы превышает проницаемость преэпителиального слоя, который в этих условиях играет роль барьера, препятствующего выходу образующейся глюкозы в полость кишки.

Анализ пространственной организации мембранного гидролиза и транспорта пищевых веществ на уровне кишечных ворсинок и микроворсинок показал, что их функциональная роль не ограничивается простым увеличением площади пищеварительно-всасывательной поверхности. Формирование различных апикально-криптальных градиентов ферментативных и транспортных активностей по крайней мере частично может быть обусловлено характером пространственного распределения олиго-, ди- и мономерных молекул пищевых веществ в межворсинчатом пространстве. Это распределение может существенно меняться при изменении количества и состава потребляемой пищи, скорости полостного и мембранного пищеварения, под влиянием других факторов. Особенности геометрии кишечной поверхности оказывают значительное влияние и на степень сопряжения мембранного гидролиза и транспорта пищевых веществ, способствуя более эффективному функционированию пищеварительно-транспортного конвейера.

Одним из главных итогов части работы, посвященной анализу проксимо-дистальной топографии тонкой кишки, является разработка математической модели, в которой впервые в виде математического описания получила воплощение идея о взаимосвязи пищеварительно-всасывательной и моторно-эвакуаторной функций желудочно-кишечного тракта.

Результаты моделирования свидетельствуют о том, что наиболее эффективная и надежная работа пищеварительного тракта

обеспечивается при соответствии пространственного распределения функциональной нагрузки и пшцеварительно-всасывательных мощностей тонкой кишки. Это соответствие может достигаться как путем локального субстратного регулирования соответствующих ферментативных и транспортных активностей слизистой оболочки, так и путем субстратного регулирования моторно-эвакуаторной функции желудка и кишечника. В ходе адаптивно-компенсаторных перестроек, по-видимому,, наиболее быстрым (но достаточно грубым и неспецифическим) является второй путь, обеспечивающий пространственно-временное перераспределение пищевой нагрузки в соответствии с имеющимися пищеварительно-всасывательными мощностями тонкой кишки. Субстратное регулирование ферментативных и транспортных активностей слизистой оболочки осуществляет более тонкую (но более медленную) их подстройку в соответствии со специфической локальной субстратной нагрузкой.

ВЫВОДЫ

1. Эффективность расщепления и всасывания пищевых веществ в тонкой кишке определяется не только уровнем соответствующих ферментативных и транспортных активностей ее слизистой оболочки, но и особенностями пространственной организации этих процессов на субклеточном и органном уровнях.

2. В хронических опытах на крысах показано, что в диапазоне физиологических концентраций глюкозы (12.5 - 75 мМ) активный, флоридзин-чувствительный компонент ее всасывания в тонкой кишке в несколько раз превышает пассивный трансмембранный и конвективный (парацеллюлярный) компоненты.

3. Конкуренция между всасыванием глюкозы и галактозы в тонкой кишке, обнаруженная ранее в опытах in vitro, отчетливо проявляется и в хронических опытах, что свидетельствует о преимущественно активном трансцеллюлярном транспорте этих моносахаридов в тонкой кишке в условиях, близких к физиологическим.

4. Обнаружена тесная корреляция между всасыванием глюкозы и воды в изолированной петле тонкой кишки крыс при ее перфузии в хроническом опыте растворами свободной глюкозы (г = 0.994), а также глюкозы, образующейся при гидролизе мальтозы (г = 0.985) или трегалозы (г = 0.992); однако даже при относительно высоких концентрациях субстратов (75 мМ глюкозы) всасывание воды не превышает 3 мкл/мин в расчете на 1 см длины кишки. Это подтверждает представление о зависимости всасывания воды от активно-

го транспорта глюкозы, но не согласуется с гипотезой о преимущественном парацеллюлярном транспорте глюкозы на потоке всасывающейся воды.

5. Отношение скорости всасывания глюкозы к скорости ее образования при гидролизе дисахаридов (коэффициент сопряжения) значительно снижается (с 0.902 ± 0.013 до 0.600 ± 0.011) при увеличении концентрации мальтозы во вводимом псрфузате (с 6.25 до 37.5 мМ), но остается практически неизменным (в пределах от 0.946 ±0.005 до 0.955 ±0.005) в том же диапазоне концентраций медленно расщепляющейся трегалозы; это означает, что степень и характер сопряжения процессов гидролиза и транспорта существенно зависят от соотношения активностей ферментной и транспортной систем апикальной мембраны энтероцитов.

6. Разработана методика определения проницаемости преэпи-телиального слоя тонкой кишки у ненаркотизированных крыс. Установлено, что для глюкозы она сопоставима по величине с проницаемостью кишечного эпителия и эквивалентна проницаемости непе-ремешиваемого водного слоя толщиной менее 40 мкм. При высоких физиологических концентрациях ди- и моносахаридов преэпители-альный слой не оказывает заметного влияния на скорости мембранного гидролиза и транспорта, тогда как при низких концентрациях дисахаридов он существенно ограничивает выход образующейся глюкозы в полость кишки и тем самым способствует более тесному сопряжению гидролитических и транспортных процессов.

7. Математическая модель, адекватно описывающая всасывание свободной глюкозы в изолированной петле тонкой кишки в хроническом опыте, при тех же или близких значениях основных параметров дает результаты, согласующиеся с экспериментальными данными и в отношении всасывания глюкозы, образующейся при гидролизе дисахаридов (мальтозы и трегалозы); это подтверждает представление о том, что свободная глюкоза и глюкоза, образующаяся при гидролизе дисахаридов, используют общую систему активного транспорта через апикальную мембрану энтероцитов.

8. На двумерной математической модели показано, что складчатая поверхность с прилегающим к ней диффузионным слоем, как аналог поверхности слизистой оболочки тонкой кишки, по сравнению с плоской поверхностью характеризуется пространственной избирательностью в отношении мембранного гидролиза и транспорта различных веществ;

9. На одномерной математической модели установлено, что

складчатая поверхность, имитирующая щеточную кайму энтероци-тов, обеспечивает условия для более эффективного сопряжения мембранного гидролиза дисахаридов со всасыванием образующейся глюкозы по сравнению с плоской поверхностью, аналогичной по ферментативным и транспортным характеристикам.

10. Впервые разработана математическая модель, пригодная для исследования пространственно-временных характеристик гидролиза и всасывания пищевых веществ в тонкой кишке как целостном органе.

Показано, что при сочетании гастродуоденального и гастро-илеального субстратного регулирования эвакуаторной функции желудка и кишечника обеспечивается такое распределение пищевой нагрузки во времени и в пространстве (вдоль кишки), при котором достигается наиболее эффективная и надежная работа тонкой кишки в норме, а также при нарушении ее всасывательной функции и после частичной проксимальной или дистальной резекции.

Основные работы, опубликованные по теме диссертации

1. Gruzdkov A.A., Gusev V.M., Ugolev A.M. The three-compart-mental enzyme system of the enterocyte relating to its digestive and barrier functions // Gastrointestinal defense mechanisms/ Ed. Gy.Moszik, O.Hanninen. Budapest: Pergamon Press; Akad. Kiado, 1981, (Adv. Physiol. Sei. Vol. 29). P. 303-314.

2. Русев B.M., Груздков A.A., Уголев A.M. Трехкомпонентная энзимная система энтероцита, относящаяся к его пищеварительным и защитным функциям // Изв. АН СССР. Сер.биол. 1981. N 5. С. 721-731.

3. Гусев В.М., Груздков A.A., Уголев A.M. Неперемешивае-мые премембранные слои // Физиол. журн. (Киев). 1983, Т. 29. N 5. С. 515-525.

4. Уголев A.M., Зарипов Б.З., Иезуитова H.H., Груздков A.A., Рыбин И.С., Никитина A.A., Пунин М.Ю. Особенности мембранного гидролиза и транспорта в тонкой кишке в условиях, близких к физиологическим (ревизия существующих данных и представлений) // Биол. мембраны. 1984. Т. 1. N 10. С. 997-1018.

5. Груздков A.A. Пространственно-дискретная модель субстратного регулирования эвакуаторной функции желудка и кишечника // Математические и вычислительные методы в биологии. Пущине, 1985. С. 147-148.

6. Груздков А.А., Гусев В.М., Уголев A.M. Математический анализ процессов мембранного гидролиза и транспорта // Мембранное пищеварение и всасывание. Рига, 1986. С. 41-43.

7. Груздков А.А. Биофизические аспекты транспорта ппще-вых веществ в автономном премембранном слое // Мембранный гидролиз и транспорт: Новые данные и гипотезы / Под ред. акад.

A.М.Уголева. Л.: Наука, 1986. С. 167-183.

8. Тимофеева Н.М., Груздков А.А., Зильбер Ю.Д., Егорова

B.В., Иезуитова Н.Н., Маматахунов А.И., Митюшова Н.М., Цветкова В.А. Физиология и биохимия ферментных адаптации. Тонкая кишка // Мембранный гидролиз и транспорт: Новые данные и гипотезы / Под ред. акад. А.М.Уголева. JI.: Наука, 1986. С. 51-63.

9. Уголев A.M., Зарипов Б.З., Иезуитова Н.Н., Груздков А.А., Рыбин И.С.. Никитина А.А.. Пунин М.Ю., Гурман Э.Г., Токгаев Н.Т. Сравнительная характеристика мембранного гидролиза и транспорта в острых и хронических экспериментах (ревизия данных и представлений) // Мембранный гидролиз и транспорт: Новые данные и гипотезы / Под ред. акад. А.М.Уголева. JI.: Наука, 1986. С. 139-166.

10. Уголев A.M., Груздков А.А., Гусев В.М. Функциональная топография тонкой кишки как адаптируемой метаболической трубки. Анализ результатов экспериментальных исследований и математического моделирования // Мембранный гидролиз и транспорт: Новые данные и гипотезы / Под ред. акад. А.М.Уголева. JL: Наука. 1986. С. 190-212.

11. Ugolev A.M., Zaripov B.Z., Jezuitova N.N., Gruzdkov A.A., Rybin I.S., Voloshenovich M.I., Nikitina A.A., Punin M.Ju., Tokgaev N.T. A revision of current data and views on membrane hydrolysis and transport in the mammalian small intestine based on a comparison of techniques of chronic and acute experiments: experimental reinvestigation and critical reviews // Сотр. Biochem. and Physiol. 1986. Vol. 85A. N 4. P. 593-612.

12. Уголев A.M., Тимофеева H.M., Груздков А.А. Адаптация пищеварительной системы // Физиология адаптационных процессов. М.: Наука, 1986. Гл. 7. С. 371-480. (Руководство по физиологии).

13. Груздков А.А. Взаимоотношение пищеварительно-всасы-вательной и моторно-эвакуаторной функций тонкой кишки (математические модели) // Современные проблемы гастроэнтерологии. Петрозаводск, 1989. С. 140-148.

14. Gruzdkov А.А., Gusev V.M., Ugolev A.M. Mathematical modelling in studies of membrane digestion and transport // Membrane di-

gestion. New facts and concepts. Moscow, Mir Publishers, 1989. P. 216-262.

15. Ugolev A.M., Timofeeva N.M., Roshchina G.M., Smirnova L.F., Gruzdkov A.A., Gusev S.A. Localization of peptide hydrolysis in the enteroc-yte and the transport mechanisms of apical membrane // Comp. Biochem. and Physiol. 1990. Vol. 95A. P. 501- 509.

16. Уголев A.M., Тимофеева H.M., Груздков A.A. Адаптационные процессы в желудочно-кишечном тракте / Адаптационно-компенсаторные процессы. На примере мембранного гидролиза и транспорта / Под ред. акад. А.М.Уголева. JL: Наука, 1991. Гл. 2. С. 52-117.

17. Уголев A.M., Груздков A.A., Гусев В.М. Математические модели / Адаптационно-компенсаторные процессы. На примере мембранного гидролиза и транспорта / Под ред. акад. А.М.Уголева. JL: Наука, 1991. Гл. 5. С. 214-247.

18. Груздков A.A. Субстратное регулирование моторно-эва-куаторной функции желудка и всасывание пищевых веществ в тонкой кишке (математическое моделирование) // Физиология и патология моторной деятельности желудочно-кишечного тракта. Материалы симпозиума. Томск. 1992. С. 184-186.

19. Груздков A.A. Современные представления о переносе веществ через преэпнтелиальный слой тонкой кишки // Физиол. ж. им. И.М.Сеченова. 1993. Т. 79. N 6. С. 19-32.

20. Комиссарчик Я.Ю., Снигиревская Е.С., Брудная М.С., Громова JI.B., Груздков A.A., Уголев A.M. Анализ структурных характеристик плотного контакта энтероцитов тонкой кишки крыс в процессе всасывания нутриентов (иммуноэлектронно-микроскопическое исследование) // Физиол. ж. им. И.М.Сеченова. 1993. Т. 79. N 6. С. 57-64.

21. Громова JI.B., Груздков A.A. Относительная роль различных механизмов всасывания глюкозы в тонкой кишке при физиологических условиях Ц Физиол. ж. им. И.М.Сеченова. 1993. Т. 79. N 6. С. 65-72.

22. Груздков A.A. Временные характеристики распределения нутриентов вдоль тонкой кишки (математическое моделирование) // Биоритмы пищеварительной системы и гомеостаз (Материалы кон-фер.ученых России и стран СНГ). Томск. 1994. С. 24-26.

23. Груздков A.A., Громова JI.B. Сопряжение гидролиза диса-харидов со всасыванием образующейся глюкозы в тонкой кишке in vivo и Докл. РАН. 1995. Т. 342. N 6. С. 830-832.

24. Груздков А.А., Громова JI.B. Оценка проницаемости пре-эпителиального слоя в тонкой кишке крыс in vivo J / Физиол. ж. им. И.М.Сеченова. 1995. Т. 81. N 5. С. 58-69. - •

25. Громова JI.B., Груздков А.А. Гидролиз-зависимый транспорт глюкозы и всасывание воды в тонкой кишке крыс при физиологических условиях // Российский журнал гастроэнтерологии, гепа-тологии, колопроктологии. 1995. Т. 7. N 3. С. 71.

26. A.M.Ugolev. Ya.Yu.Komissarchik, L.V.Gromova, A.A.Gruzd-kov, E.S.Snigirevskaya, M.S.Brudnaya. Structural and functional analysis of glucose absorption mechanisms in the rat small intestine in vivo // Gen. Physiol. Biophys. 1995. Vol. 14. N 5. P. 405-417.

27. Громова JI.B., Кузнецов В.Л., Груздков A.A., Вершинина E.A. Всасывание глюкозы и галактозы в тонкой кишке крыс in vivo // Физиол. ж. им. И.М.Сеченова. 1996. Т. 82. N 3. С. 46-56.

28. Груздков А.А., Громова JI.B. Субстратная адаптация транспорта глюкозы в изолированной петле тонкой кишки крыс в хронических опытах // Российский журнал гастроэнтерологии, ге-патологии, колопроктологии. 1996. N 4. Приложение N 2. С. 15.

29. Громова JI.B., Груздков А. А. Быстрые адаптации активного транспорта глюкозы в тонкой кишке крыс in vivo // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 1996. N 4. Приложение N 3. С. 106-107.

30. Gruzdkov A. A., Gromova L.V. Integration of membrane digestion and absorption of nutrients in the small intestine in vivo // Abstracts of The XXXIII International Congress of Physiological Sciences, St. Petersburg. 1997. P073.07.

31. Груздков A.A., Гусев B.M., Громова JI.B. Роль геометрии поверхности тонкой кишки в сопряжении мембранного гидролиза и транспорта нутриентов // Российский журн. гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 1997. Т. 7. N 5. С. 77-78.

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Груздков, Андрей Андреевич

Введение. б

Глава 1. Обзор литературы. Современные представления о пространственной организации пищеварения и всасывания в тонкой кишке.

1.1. Основные этапы ассимиляции пищи.

1.1.1. Первичная обработка пищи. Пищеварение в желудке.

1.1.2. Пищеварение в полости тонкой кишки.

1.1.3. Мембранное пищеварение.

1.1.4. Всасывание пищевых веществ.

1.2. Характеристика структуры и ультраструктуры тонкой кишки.

1.2.1. Особенности морфологии тонкой кишки.

1.2.2. Ультраструктура пшцеварительно-всасывательной поверхности.

1.2.3. Преэпителиальный барьер тонкой кишки.

1.3. Микротопография мембранного гидролиза и транспорта нутри-ентов.

1.3.1. Локализация заключительных этапов расщепления пищевых веществ.

1.3.2. Механизмы всасывания моносахаридов.

1.3.3. Пищеварительно-транспортный конвейер.

1.3.4. Перенос веществ через преэпителиальный слой тонкой кишки.

1.3.5. Геометрические особенности поверхности тонкой кишки как фактор пространственной организации гидролиза и транспорта нутриентов.

1.4. Проксимодистальная топография пищеварения и всасывания в тонкой кишке.

1.4.1. Характеристика распределения ферментативных и транспортных активностей вдоль тонкой кишки.

1.4.2. Факторы, определяющие структурно-функциональную неоднородность различных отделов тонкой кишки.

1.4.3. Механизмы пространственных перестроек структурных и функциональных параметров тонкой кишки. Концепция субстратного регулирования кишечных активностей.

1.5. Взаимоотношение пищеварительно-всасывательной и моторно-эвакуаторной функций желудочно-кишечного тракта.

1.5.1. Гастродуоденальный контур регулирования эвакуаторной функции желудка.

1.5.2. Роль илеоцекальной области в регуляции эвакуаторной функции желудка и кишечника.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Пространственная организация пищеварения и всасывания в тонкой кишке"

Актуальность проблемы. В тонкой кишке как одном из основных органов пищеварительной системы гидролитическое расщепление биополимеров пищи и всасывание образующихся продуктов гидролиза разворачивается не только во времени, но и в пространстве.

Это находит отражение в существовании пространственной неоднородности тонкой кишки в отношении ее структурных и функциональных параметров (обзоры: Spencer, 1964; Booth, 1968; Уголев, 1972; Кага-sov, Diamond, 1987; Адаптационно-компенсаторные процессы., 1991).

Результаты экспериментальных исследований и клинических наблюдений в отношении продольного (проксимо-дистального) и радиального (апикально-криптального) распределения ферментативных и транспортных активностей легли в основу широко распространенной концепции субстратного регулирования пищеварительных и транспортных мощностей тонкой кишки (Dowling, Booth, 1967; Уголев, 1972; Menge et al., 1978; Williamson, 1978; Dowling, 1982; Ferraris et al., 1988; Hirst, 1993 и др.). В соответствии с этой концепцией формирование различных градиентов тех или иных активностей тонкой кишки обусловлено уровнем соответствующей субстратной нагрузки и особенностями ее пространственного распределения в кишке. Идея локального субстратного регулирования широко привлекалась многими авторами для объяснения адаптивно-компенсаторных перестроек пищеварительных и транспортных мощностей тонкой кишки, происходящих после некоторых хирургических операций (резекции, изоляции, транспозиции различных участков кишки), а также в ответ на изменение количества и состава потребляемой пищи (Booth, 1968; Уголев, 1972; Уголев и др., 19776; Menge, Robinson, 1978; Menge et al., 1978; Dowling, 1982; Ferraris et al., 1988, 1992; Hirst, 1993; Hammond, Diamond, 1997).

Однако несмотря на очевидные достижения в изучении функциональной топографии тонкой кишки, остаются неясными многие принципиальные вопросы, касающиеся пространственной организации мембранного гидролиза и всасывания пищевых веществ как на субклеточном, так и на органном уровнях.

Остается дискуссионным вопрос о возможных механизмах сопряжения мембранного гидролиза пищевых веществ с последующим всасыванием образующихся продуктов (Gray, 1981; Уголев, 1981, 1989; Метельский, 1986; Pappenheimer, 1993). Лишь постулировалось, но количественно не оценивалось влияние преэпителиального барьера тонкой кишки (так называемого "неперемешиваемого водного слоя") на степень такого сопряжения. При этом представления о природе, проницаемости и физиологической роли этого барьера в настоящее время достаточно противоречивы (обзоры: Thomson, Dietschy, 1984; Strocchi, Levitt, 1991; Груздков, 1993).

Что же касается особенностей продольных (проксимо-дистальных) градиентов свойств тонкой кишки, то в ходе экспериментальных исследований и клинических наблюдений были получены также данные, которые не поддаются удовлетворительному объяснению в рамках идеи локального субстратного регулирования (обзоры: Уголев, Иезуитова, 1991; Diamond, 1991). Не ясно, отражают ли эти данные превалирование других (возможно, более эффективных) путей и механизмов организации пищеварительно-всасывательного процесса или субстратное регулирование все же достаточно универсально, но при определенных условиях не проявляется достаточно отчетливо.

Поскольку концепция субстратного регулирования предполагает взаимодействие между регулятором (субстратом) и регулируемым параметром (численностью популяции энтероцитов, ферментативными и транспортными активностями слизистой оболочки и т.п.), ключевым является вопрос о соответствии между пространственным распределением пищевых веществ и проксимо-дистальными градиентами ферментативных и транспортных активностей, обеспечивающих их расщепление и всасывание. Однако, если пространственные градиенты структурных и функциональных параметров тонкой кишки охарактеризованы относительно подробно, то оценка пространственного распределения различных нутриентов проводилась лишь эпизодически, а ее результаты остаются предметом острых дискуссий (Diamond, 1991; Pappenheimer, 1993). В связи с этим следует признать, что современные взгляды и концепции, касающиеся пространственной организации пищеварения и всасывания в тонкой кишке, основаны на далеко не полных данных и могут являться как отражением реальных процессов, так и следствием ошибок и артефактов.

Сказанное выше дает основание считать актуальным изучение пространственной организации гидролиза и транспорта пищевых веществ в тонкой кишке. В теоретическом плане это исследование позволяет понять возможное физиологическое значение пространственных градиентов свойств тонкой кишки, что важно для выяснения основных закономерностей функционирования пищеварительной системы. Анализ особенностей микро- и макротопографии гидролиза и транспорта нутриентов является одновременно и необходимым этапом в выяснении возможных механизмов регулирования этих процессов. С практической стороны исследование пространственной организации пищеварения и всасывания нутриентов в тонкой кишке - это один из перспективных подходов к анализу механизмов адаптивно-компенсаторных процессов, протекающих в пищеварительной системе после различных хирургических операций, а также при некоторых патологических и экстремальных состояниях.

Задачи исследования состояли в следующем:

1. В хронических экспериментах на крысах

- сопоставить всасывание глюкозы и галактозы в изолированной кишечной петле со всасыванием воды, а также исследовать степень их взаимного ингибирования при всасывании из смесей с различным соотношением концентраций этих моносахаридов, с целью оценки относительной роли парацеллюлярного и трансцеллюлярного компонентов транспорта нутриентов в тонкой кишке.

3. По полученным экспериментальным данным с использованием математического моделирования оценить

- влияние различных факторов на характер и степень сопряжения гидролиза и транспорта пищевых веществ.

5. Разработать математическую модель для описания гидролитических и транспортных процессов в тонкой кишке как целостном органе с учетом моторно-эвакуаторной функции желудка и кишечника; исследовать некоторые пространственно-временные характеристики гидролиза димеров и всасывания мономеров в тонкой кишке крыс на модели, имитирующей протекание этих процессов в норме, при пониженной всасывательной способности тонкой кишки, а также после ее проксимальной или дистальной резекции.

Научная новизна.

Впервые получена количественная оценка взаимного ингибирования всасывания глюкозы и галактозы при перфузии изолированной петли тонкой кишки крыс смесями этих моносахаридов в хроническом опыте; эти данные подтверждают концепцию трансцеллюлярного транспорта глюкозы и галактозы, но противоречат гипотезе об их преимущественно парацеллюлярном всасывании при физиологических условиях.

В хронических экспериментах обнаружена тесная корреляция между всасыванием глюкозы и воды в изолированной петле тонкой кишки при ее перфузии изоосмотическими растворами с различной концентрацией глюкозы, мальтозы или трегалозы, что подтверждает представления о зависимости всасывания воды в тонкой кишке от активного транспорта глюкозы через апикальную мембрану энтероцитов.

Разработана методика оценки проницаемости преэпителиального слоя тонкой кишки на ненаркотизированных животных.

На математической модели впервые продемонстировано, что благодаря особенностям геометрии кишечной поверхности (наличию ворсинок, микроворсинок) улучшаются условия сопряжения гидролиза и транспорта нутриентов.

Впервые разработана математическая модель, учитывающая особенности эвакуаторной функции желудка и кишечника и позволяющая анализировать не только пространственные, но и временные характеристики расщепления и всасывания пищевых веществ (димеров, мономеров) в тонкой кишке в норме, а также и при некоторых экстремальных или патологических состояниях.

Практическая значимость работы. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости учета особенностей микро- и макротопографии тонкой кишки при анализе эффективности пшцеварительно-всасыватель-ных процессов и механизмов их регуляции. Результаты экспериментальных исследований и математического моделирования позволяют понять возможные пути и механизмы адаптивно-компенсаторных перестроек тонкой кишки после некоторых хирургических операций. Данные, полученные при исследовании гидролиза и всасывания Сахаров в изолированной петле тонкой кишки в хронических опытах важны для анализа результатов клинических наблюдений при использовании энтерального и парентерального питания.

Положения, выносимые на защиту.

2. Функциональная роль кишечных складок, ворсинок и микроворсинок не ограничивается увеличением площади пгацеварительно-всасыва-тельной поверхности. Благодаря особой геометрии кишечной поверхности создаются условия для более тесного сопряжения мембранного гидролиза пищевых веществ со всасыванием образующихся мономеров.

- 13

3. Эффективная и надежная работа пищеварительного тракта обеспечивается при соответствии пространственно-временного распределения функциональной нагрузки пищеварительно-всасывательным мощностям тонкой кишки. Это соответствие достигается не только путем локального субстратного регулирования соответствующих ферментативных и транспортных активностей слизистой оболочки, но и путем субстратного регулирования моторно-эвакуаторной функции желудка и кишечника.

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Груздков, Андрей Андреевич

ВЫВОДЫ

2. В хронических опытах на крысах показано, что в диапазоне физиологических концентраций глюкозы (12.5 - 75 мМ) активный (флорид-зин-чувствительный) компонент ее всасывания в тонкой кишке в несколько раз превышает пассивный трансмембранный и конвективный (па-рацеллюлярный) компоненты.

4. Обнаружена тесная корреляция между всасыванием глюкозы и воды в изолированной петле тонкой кишки крыс при ее перфузии в хроническом опыте растворами свободной глюкозы (г=0.994), а также глюкозы, образующейся при гидролизе мальтозы (г=0.985) или трегалозы (г=0.992); однако даже при относительно высоких концентрациях субстратов (75 мМ глюкозы) всасывание воды не превышает 3 мкл/мин в расчете на 1 см длины кишки. Это подтверждает представление о зависимости всасывания воды от активного транспорта глюкозы, но не согласуется с гипотезой о преимущественном парацеллюлярном транспорте глюкозы на потоке всасывающейся воды.

5. Отношение скорости всасывания глюкозы к скорости ее образования при гидролизе дисахаридов (коэффициент сопряжения) значительно снижается (с 0.902-0.013 до 0.600*0.011) при увеличении концентрации мальтозы во вводимом перфузате (с 6.25 до 37.5 мМ), но остается практически неизменным (в пределах от 0.946*0.0.005 до 0.955*0.005) в том же диапазоне концентраций медленно расщепляющейся трегалозы; это означает, что степень и характер сопряжения процессов гидролиза и транспорта существенно зависят от соотношения активностей ферментной и транспортной систем апикальной мембраны энтероцитов.

6. Разработана методика определения проницаемости преэпителиального слоя тонкой кишки у ненаркотизированных крыс. Установлено, что для глюкозы она сопоставима по величине с проницаемостью кишечного эпителия и эквивалентна проницаемости неперемешиваемого водного слоя толщиной менее 40 мкм. При высоких физиологических концентрациях ди- и моносахаридов преэпителиальный слой не оказывает заметного влияния на скорости мембранного гидролиза и транспорта, тогда как при низких концентрациях дисахаридов он существенно ограничивает выход образующейся глюкозы в полость кишки и тем самым способствует более тесному сопряжению гидролитических и транспортных процессов.

8. На двумерной математической модели показано, что складчатая поверхность с прилегающим к ней диффузионным слоем, как аналог по

- 244 верхности слизистой оболочки тонкой кишки, по сравнению с плоской поверхностью характеризуется пространственной избирательностью в отношении мембранного гидролиза и транспорта различных веществ.

9. На одномерной математической модели установлено, что складчатая поверхность, имитирующая щеточную кайму энтероцитов, обеспечивает условия для более эффективного сопряжения мембранного гидролиза дисахаридов со всасыванием образующейся глюкозы по сравнению с плоской поверхностью, аналогичной по ферментативным и транспортным характеристикам.

Показано, что при сочетании гастродуоденального и гастроилеаль-ного субстратного регулирования эвакуаторной функции желудка и кишечника обеспечивается такое распределение пищевой нагрузки во времени и в пространстве (вдоль кишки), при котором достигается наиболее эффективная и надежная работа тонкой кишки в норме, а также при нарушении ее всасывательной функции и после частичной проксимальной или дистальной резекции.

Я посвящаю эту работу светлой памяти моего дорогого учителя академика А.М.Уголева, и всегда буду благодарен ему за ценные сове ты, поддержку, постоянное внимание и помощь на всех этапах выполне ния работы.

Выражаю глубокую и искреннюю благодарность заведующему лаборато рией физиологии питания Института физиологии им.И.П.Павлова РАН доктору медицинских наук Н.М.Тимофеевой и всем сотрудникам лабора тории за доброжелательное отношение, помощь и поддержку в работе.

Глава 7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В своем классическом труде "Лекции о работе главных пищеварительных желез", вышедшем в свет в 1897 году и удостоенном одной из первых Нобелевских премий, И.П.Павлов уподобил желудочно-кишечный тракт химическому производству. Если продолжить эту аналогию, то следует признать, что за истекшие 100 лет наши представления об этом химическом производстве по перевариванию и всасыванию пищи значительно расширились, а во многих случаях коренным образом изменились. Однако с каждым очередным шагом к вершинам познания перед нами всякий раз открываются новые горизонты.

Несмотря на крупные достижения последнего столетия, многие важные вопросы физиологии пищеварения остаются чрезвычайно актуальными. Так, одним из важнейших направлений современной физиологии становится исследование пространственной организации процессов пищеварения и всасывания. В отношении тонкой кишки, учитывая ее анатомические и структурные особенности, эта проблема особенно актуальна.

В теоретическом плане исследование пространственной организации пищеварительных и транспортных процессов можно рассматривать как частный случай общебиологической проблемы соотношения структуры и функции. Изучение этих вопросов в отношении тонкой кишки способствует более глубокому пониманию механизмов гидролиза и транспорта нутриентов, является одним из плодотворных подходов к изучению путей и механизмов адаптации пищеварительной системы.

В практическом плане изучение особенностей микро- и макротопографии пищеварительно-транспортных процессов необходимо для объективной оценки функционального состояния тонкой кишки, ее адаптационно-компенсаторных возможностей как в норме, так и в экстремальных или патологических состояниях.

К началу нашей работы в мире уже был накоплен обширный фактический материал, показывающий, что тонкая кишка обладает чрезвычайно высокими адаптационно-компенсаторными возможностями и высокой надежностью функционирования, или, по выражению американского ученого Дж.Даймонда (Diamond, 1993), высоким "фактором безопасности" (safety factor), аналогичным "коэффициенту запаса" в технике.

В статье, опубликованной недавно в журнале "Nature" (Hammond, Diamond, 1997), приведен следующий факт: обследование лучших велосипедистов - участников велогонки "Тур де Франс" в 1984 году показало, что они в течение 22 дней расходовали в среднем 7000 ккал в день, однако за счет потребления достаточного количества пищи к концу гонки сохранили такую же массу тела, как и на старте. У обычного человека расход энергии составляет в среднем 1640 ккал в день, т.е. в 4 раза меньше. По данным авторов статьи, у животных максимальный энергетический бюджет может превышать обычный в 7 раз, причем пищеварительный тракт в целом и тонкая кишка как основной его орган справляются с возросшей нутритивной нагрузкой.

Весьма высокие адаптивно-компенсаторные возможности тонкой кишки проявляются и при различных хирургических операциях, например, при резекции или изоляции значительной ее части (Уголев, 1972; Уголев и др., 1977в, 1986д; Адаптационно-компенсаторные процессы., 1991).

В настоящее время, по-видимому, можно считать общепринятой выдвинутую более 30 лет назад концепцию субстратного регулирования пищеварительных и транспортных мощностей тонкой кишки (Dowling, Booth, 1967; Уголев, 1972; Dowling, 1974; Menge et al., 1978; Williamson, 1978a; 1978b; Уголев и др., 19776, 1986д; Ferraris et al., 1988; Hirst, 1993 и др.). Предполагается, что ведущим фактором в функциональной адаптации тонкой кишки является уровень пищевой субстратной) нагрузки. Согласно гипотезе, выдвинутой А.М.Уголевым (Уголев и др., 1970; Уголев, 1972), формирование проксимо-дисталь-ных градиентов ферментативных и транспортных активностей тонкой кишки обусловлено уровнем и пространственным распределением субстратной нагрузки. При этом индукция соответствующих активностей определяется концентрацией низкомолекулярных форм субстратов, проникающих в щеточную кайму и взаимодействующих с соответсвующими системами синтеза и транслокации ферментов.

Идея локального субстратного регулирования широко привлекалась многими авторами для объяснения адаптационно-компенсаторных перестроек пищеварительных и транспортных мощностей тонкой кишки, происходящих после некоторых хирургических операций (резекции, изоляции, транспозиции различных участков кишки), а также в ответ на изменение количества и состава потребляемой пищи (например, при голодании, внутривенном питании, смене диет) и под влиянием ряда других факторов (Уголев, 1972; Dowling, 1974; Уголев и др., 1977, 19916; Ferraris et al., 1988, 1992; Hirst, 1993; Hammond et al., 1996; Hammond, Diamond, 1997).

Вместе с тем результаты экспериментальных исследований и данных клинических наблюдений далеко не всегда находили объяснение в рамках гипотезы о локальном субстратном регулировании пищеваритель-но-транспортных мощностей тонкой кишки, так что вопрос о его роли в функциональной адаптации тонкой кишки отставался открытым. Ответ на него во многом зависит от того, насколько полны и надежны наши знания о функциональной микро- и макротопогрфии тонкой кишки.

К сожалению, чрезвычайно трудно (если вообще возможно) экспериментально оценить пространственное распределение различных нутриентов в тонкой кишке. Такие попытки делались лишь эпизодически, (например, Ferraris et al., 1990), а их результаты остаются предметом острых дискуссий (Diamond, 1991; Pappenheimer, 1993). Дело в том, что в естественных условиях как продольное, так и радиальное распределение веществ в кишке определяется целым рядом трудно контролируемых факторов. Например, оно существенно зависит от соотношения между скоростью эвакуации пищевых веществ из желудка (а также перемещения вдоль тонкой кишки) и скоростями их расщепления и всасывания (обзоры: Уголев, 1972; Phillips, 1984; Spiller, 1994). При этом важную роль могут играть также проницаемость преэпителиального барьера, интенсивность и направление трансэпителиальных потоков жидкости, моторика кишки и кишечных ворсинок.

Означенные проблемы проксимо-дистальной топографии тонкой кишки не могли быть успешно решены без решения целого других дискуссионных вопросов, касающиеся микротопографии мембранного пищеварения и всасывания нутриентов.

Ниже на основании полученных результатов мы попытаемся ответить на некоторые из этих вопросов и обсудить наиболее важные аспекты пространственной организации мембранного гидролиза и транспорта пищевых веществ в тонкой кишке.

7.1. Роль трансцеллюлярного активного транспорта во всасывании моносахаридов.

Ко времени начала нашей работы практически не вызывало сомнения широко распространенное представление о том, что активный транспорт через апикальную мембрану энтероцита является определяющим во всасывании глюкозы в тонкой кишке.

Однако в конце 80-х годов в целом ряде работ группы американских ученых под руководством Дж.Паппенгеймера (Pappenheimer, Reiss,

1987; Atisook, Madara, 1991; Pappenheimer, 1990, 1993; Turner, Hadara, 1995; Pappeneimer et al., 1997) было убедительно показано, что имеющиеся в литературе данные о кинетических характеристиках активного транспорта глюкозы находятся в серьезном противоречии с реальными скоростями ее всасывания у интактных животных. Они выдвинули гипотезу о том, что при физиологических условиях всасывание глюкозы, а также других веществ в присутствии глюкозы, происходит преимущественно парацеллюлярно, на потоке всасывающейся воды.

С резкой критикой этой гипотезы выступил другой американский уч-ный Дж.Даймонд (Diamond, 1991). Он, в частности, выразил мнение, что и с физиологической, и с эволюционной точек зрения было бы удивительно, если бы всасывание нутриентов действительно происходило преимущественно парацеллюлярно, путем конвекции через плотные межклеточные контакты. Основываясь на результатах подробных экспериментальных исследований (Ferraris е al., 1990), он утверждал, что концентрация глюкозы в полости кишки находится обычно в пределах 20-30 мМ и редко превышает 50 мМ. Следовательно, ее парацеллюлярный перенос на потоке всасывающейся воды не может превышать трансцеллю-лярный компонент транспорта. Однако, Дж.Даймонд оставил без ответа один из ключевых аргументов Дж. Паппенгеймера - о несоответствии наблюдавшихся кинетических параметров активного транспорта глюкозы реальным скоростями ее всасывания при физиологических условиях. Кроме того, если принять во внимание наблюдавшуюся A.M.Уголевым, Н.Б.Скворцовой и другими (Скворцова и др., 1975; Уголев, 1978) высокую скорость потребления интактными крысами 40%-ного раствора глюкозы (около 1.9 мл в час в течение 4 часов), то по нашим оценкам, проведенным в предыдущей главе, концентрация глюкозы в полости кишки в стационарном режиме может существенно превышать 100 мМ.

Другие критики идеи преимущественного парацеллюлярного транспорта моносахаридов, хотя и пришли к выводу о его относительно небольшом вкладе в общее всасывание глюкозы, но проводили эксперименты в условиях вызывающих возражения в отношении их физиологичности (Schwartz et al., 1995).

Таким образом, вопрос о соотношении парацеллюлярного и транс-целлюлярного компонентов во всасывании глюкозы до настоящего времени оставался дискуссионым.

Благодаря использованию методики хронических экспериментов, нам удалось внести свой вклад в решение этой проблемы.

По-видимому, наиболее важным результатом хронических опытов, проведенных А.М.Уголевым и сотрудниками (Уголев, Зарипов, 1979; Уголев и др., 19816, 1985) и нами (Громова, Груздков, 1993; Груздков, Громова, 1995а, 19956) является обнаружение высоких скоростей всасывания глюкозы, в 3-5 раз превышающих те, которые наблюдались ранее многими авторами в опытах in vivo на анестезированных животных (сводка в обзоре: Pappenheimer, 1990). Поэтому, несмотря на то, что при концентрациях глюкозы, превышающих 50 мМ, ее активный транспорт близок к насыщению, его уровень при физиологических условиях, по-видимому, достаточно высок (в наших опытах значение Jmax более 0.7 мкмоль'мин-1'см-1), чтобы объяснить наблюдаемые скорости всасывания глюкозы у интактных животных без привлечения гипотезы о ее парацеллюлярном переносе на потоке всасывающейся воды.

Важным результатом нашей работы явилась также проведенная впервые оценка всасывания воды в изолированной петле тонкой кишки в условиях хронического эксперимента, а также ее сопоставление со всасыванием глюкозы. Нам удалось показать хорошую корреляцию (г=0.994) между всасыванием глюкозы и воды. На первый взгляд, этот факт достаточно определенно свидетельствует о важной роли конвективного, парацеллюлярного, механизма транспорта. Однако расчеты показывают, что даже при наивысшей из использованных нами концентраций глюкозы (75 мМ) доля конвективного компонента ее всасывания не превышает 9%, то есть существенно ниже вклада не только активного транспорта, но и пассивной трансмембранной диффузии.

Что же касается самого факта хорошей корреляции между всасыванием глюкозы и воды, то он, по нашему мнению, свидетельствует не столько о том, что глюкоза преимущественно всасывается на потоке воды, сколько о том, что поступление самой воды в кишечные клетки может быть сопряжено с активным транспортом глюкозы и ионов натрия. Мы учитывали это обстоятельство при составлении математической модели, основываясь на ранее известных данных, приведенных в обзоре Н.Н.Никольского (1977а), А в самое последнее время в работе ряда исследователей получены новые данные, на основании которых была высказана гипотеза о том, что транспорт воды непосредственно связан с активным транспортом глюкозы с помощью натрий-глюкозного котранс-портера (Loo et al. 1996).

Чрезвычайно важными для оценки относительной роли трансцеллюляр-ного и парацеллюлярного путей транспорта глюкозы являются результаты опытов с перфузией изолированной петли тонкой кишки растворами смеси глюкозы и галактозы. Тот факт, что отмеченная многими авторами в опытах in vitro конкуренция между глюкозой и галактозой при их активном транспорте через апикальную мембрану энтероцитов (обзоры: Hopfer, 1987, Koepsell, Spangenberg, 1994) наблюдается также и в хронических опытах, показывает, что в условиях, близких к физиологическим, преимущественным является активный трансцеллюлярный механизм всасывания глюкозы (и галактозы).

В то же время, как показала проведенная нами на математической модели количественная оценка, при определенных условиях (например, при высоких концентрациях глюкозы в полости кишки) заметный вклад может вносить также диффузия глюкозы через апикальную мембрану эн-тероцитов или ее перенос через межклеточные контакты на потоке всасывающейся жидкости.

7.2. Особенности сопряжения гидролиза дисахаридов и всасывания образующейся глюкозы в тонкой кишке при физиологических условиях.

Обычная пища млекопитающих и человека состоит преимущественно из биополимеров, ассимиляция которых требует их предварительного расщепления в ходе полостного и мембранного пищеварения. Поэтому вопрос о возможных механизмах сопряжения этих процессов со всасыванием образующихся продуктов гидролиза (главным образом, мономеров) привлекал внимание многих исследователей.

К началу нашей работы существовало несколько различных точек зрения относительно механизмов и пространственной организации пище-варительно-транспортного конвейера.

Согласно одной из них, высокая эффективность сопряжения гидролиза и транспорта нутриентов обеспечивается особой системой дисахари-дазо-зависимого транспорта, которая осуществляет прямую передачу мономеров, образующихся при мембранном гидролизе дисахаридов, на специфические транспортеры (Обзоры: Уголев, 1972, 1981, 1985, 19876, 1989; Уголев, Смирнова, 1977; Уголев, Иезуитова, 1982, 1991; Уголев и др., 19866, 1986в). Эта гипотеза первоначально была выдвинута ранее на основании многочисленных экспериментальных данных, свидетельствующих о близости скоростей всасывания свободной глюкозы и глюкозы, образующейся при гидролизе дисахаридов (обзор: Уголев, 1972). В дальнейшем она была подкреплена результатами хронических экспериментов, в которых было обнаружено, что как при низкой (13.8 мМ), так и при высокой (55.0 мМ) концентрациях мальтозы в исходном перфузате, в изолированной петле тонкой кишки крыс всасывается около 90% глюкозы, образующейся при гидролизе мальтозы.

Согласно другой точке зрения, основанной главным образом на результатах опытов in vitro, свободная глюкоза и глюкоза, образующаяся при гидролизе дисахаридов, по-видимому, смешиваются на апикальной мембране энтероцита, переносятся через нее с использованием одних и тех же транспортеров и неразличимы для них (Sandle et al., 1983; Метельский, 1986; Громова и др., 1992; Heitlinger et al., 1992). В частности, об этом свидетельствовали эксперименты С.Т.Ме-тельского, проведенные в нашей лаборатории, согласно которым в препаратах тонкой кишки крыс in vitro, ответы тока короткого замыкания на введение раствора свободной глюкозы и эквивалентного по концентрации раствора мальтозы были практически одинаковыми (Метельский, 1986).

И, наконец, недавно была высказана гипотеза о преимущественно парацеллюлярном переносе глюкозы, образующейся при гидролизе ди- и олигосахаридов, на потоке всасывающейся воды, благодаря чему, по мнению автора, обеспечивается высокая эффективность функционирования пищеварительно-транспортного конвейера (Pappenheimer, 1993).

Сложность решения данной проблемы заключается в том, что что из-за большого числа факторов, в той или иной степени влияющих на сопряжение процессов гидролиза и транспорта, поиск критерия, который позволил бы оценить относительную роль каждого из этих факторов весьма затруднителен.

Однако решение проблемы несколько облегчается, если принять во внимание, что многие факторы определяются конкретными условиями опыта и либо задаются экспериментатором (длина изолированной петли, скорость перфузии), либо могут быть учтены при анализе (уровни и соотношение ферментативных и транспортных активностей, проницаемость преэпителиального слоя). А главное, в течение всего цикла экспериментов их влияние сохраняется относительно постоянным. Это позволило А.М.Уголеву с сотрудниками (Уголев и др., 1984, 19866, 198бв) и нам (Груздков, Громова, 1995а) в качестве показателя возможного взаимодействия фермента и транспортера на апикальной мембране энтероцита рассматривать особенности изменения коэффициента сопряжения (отношения скорости всасывания глюкозы к скорости ее образования в процессе гидролиза дисахарида) при различных концентрациях дисахаридов в исходном перфузате.

Результаты, полученные нами в хронических опытах с перфузией трегалозой, на первый взгляд полностью согласуются с гипотезой о существовании ферментно-транспортных ансамблей и прямой передаче продуктов гидролиза дисахарида с фермента на транспортер без выхода глюкозы в полость кишки. В самом деле, коэффициент сопряжения оказался чрезвычайно высоким и примерно одинаковым (около 0.95) всем диапазоне исходных концентраций дисахарида (6.25-37.5 мМ).

Вместе с тем, как показало математическое моделирование, этот факт сам по себе не может служить прямым доказательством существования комплексов трегалазы с транспортером глюкозы. В частности, модель предсказывает, что при низкой ферментативной (трегалазной) активности, по сравнению с активностью системы мембранного транспорта глюкозы, создаются условия, при которых высокий коэффициент сопряжения гидролиза и транспорта может иметь место и в отсутствие прямого взаимодействия между трегалазой и глюкозными транспортерами. Это объясняется относительно низкой концентрацией глюкозы вблизи всасывательной поверхности (глюкозные транспортеры функционируют в режиме, далеком от насыщения) и, следовательно, весьма незначительным выходом глюкозы, образующейся из трегалозы, через преэпителиальный диффузионный барьер в полость кишки.

В отличие от опытов с трегалозой, при увеличении концентрации мальтозы в исходном перфузате (до 37.5 мМ) было обнаружено значительное снижение коэффициента сопряжения (до 0.6). В результате, значительная часть (до 40%) образующейся глюкозы выходит в объемную фазу и не всасывается в изолированной петле. Обнаружено также, что в хронических опытах скорость всасывания свободной глюкозы не только не ниже, но даже несколько выше, чем глюкозы, освобождающейся при гидролизе мальтозы.

Эти факты противоречат упомянутому выше предположению о прямой передаче глюкозы, образующейся при гидролизе мальтозы, на соответствующий мембранный транспортер. Напротив, они скорее свидетельствуют о постепенном насыщении системы активного транспорта глюкозы и частичном выходе мономеров, образующихся из дисахарида в полость кишки. Что же касается высокой степени сопряжения гидролиза мальтозы со всасыванием образующейся глюкозы (особенно при низких концентрациях дисахарида), то она достигается, вероятно, прежде всего благодаря чрезвычайно высокой активности глюкозных транспортеров.

Таким образом, наши данные согласуются скорее с гипотезой о том, что свободная глюкоза и глюкоза, образующаяся при гидролиза дисаха-ридов, переносятся через апикальную мембрану энтероцитов, по-видимому, с помощью одних и тех же транспортеров (Sandle et al. 1983; Метельский, 1986; Громова и др., 1992).

Модель, основанная на этой гипотезе, позволяет получить результаты, не противоречащие экспериментальным данным как в отношении всасывания свободной глюкозы, так и в отношении гидролиза и всасывания мальтозы, причем практически при одних и тех те значениях параметров, за исключением констант максимальной скорости транспорта (Jmax) глюкозы, образующейся из дисахаридов. Однако эти различия возможно связаны с тем, что в данной модели не учитывались особенности геометрии кишечной поверхности.

До последнего времени оставалась неясной роль преэпителиального слоя в обеспечении эффективного гидролиз-зависимого всасывания глюкозы в тонкой кишке. На основе прежних данных о низкой проницаемости этого слоя, он рассматривался рядом исследователей (Уголев, 1981; Pappenheimer, 1993) как существенный диффузионный барьер, препятствующий выходу образующихся продуктов мембранного гидролиза ди- и олигомеров в полость кишки и способствующий более тесному сопряжению гидролитических и транспортных процессов. При этом предполагалось, что необходимая скорость переноса веществ из полости кишки к ее пищеварительно-транспортной поверхности может обеспечиваться (по крайней мере, частично) за счет конвекции на потоке всасывающейся воды (Груздков и др., 1981; Гусев и др., 1983; Груздков, 1986).

Новые данные, полученные с использованием разработанной нами методики, показали, что в условиях хронических опытов проницаемость преэпителиального слоя эквивалентна диффузионной проницаемости не-перемешиваемого водного слоя толщиной менее 40 мкм, что хорошо согласуется результатами, полученными в последнее время другими исследователями на неанестезированных животных (Anderson et al., 1988; Strocchi, Levitt, 1991) и на людях (Levitt et al, 1992). В связи с этим может показаться, что в условиях, близких к физиологическим, влиянием преэпителиального барьера на кинетику гидролиза и всасывания большинства низкомолекулярных нутриентов можно пренебречь. Однако, анализ данных хронических опытов и результатов математического моделирования показывает, что в диапазоне реальных концентраций глюкозы в полости кишки (20-50 мМ) проницаемость апикальной мембраны энтероцитов для активного транспорта глюкозы значительно выше, чем диффузионная проницаемость преэпителиального слоя (при исходной концентрации глюкозы 12.5 мМ - в 3.5 раза). Следовательно, этот слой заметно препятствует выходу в полость кишки глюкозы, образующейся при гидролизе мальтозы, и тем самым способствует повышению эффективности функционирования пищеварительно-транспортного конвейера.

Следует отметить, что наши данные не согласуются с предположением некоторых авторов (Pappenheimer, 1993) о том, что при физиологических условиях вблизи всасывательной поверхности тонкой кишки может существовать высокая (до 300 мМ) концентрация глюкозы, образующейся в результате мембранного гидролиза поли- и олигосахаридов, тогда как в полости кишки ее концентрация составляет всего 2-20 мМ. При таких высоких значениях проницаемости преэпителиального слоя и скорости всасывания глюкозы, которые наблюдались нами в хронических опытах, наличие столь выраженного радиального градиента концентрации глюкозы в кишке представляется весьма маловероятным. Перфузируя изолированную кишечную петлю растворами глюкозы или мальтозы (в эквивалентных концентрациях), мы наблюдали несколько меньшую скорость всасывания глюкозы из дисахарида. Следовательно, непосредственно на всасывательной поверхности концентрация глюкозы, образующейся из мальтозы, по крайней мере не выше, чем таковая в случае перфузии петли эквивалентным раствором свободной глюкозы.

На первый взгляд, наблюдавшаяся нами хорошая корреляция между всасыванием глюкозы (как свободной, так и образующейся при гидролизе дисахаридов) и воды свидетельствует в пользу гипотезы Дж. Папа-пенгеймера о преимущественно парацеллюлярном переносе этого моносахарида (Pappenheimer, Reiss 1987; Pappenheimer 1990, 1993). Однако при наивысшей из использованных нами концентраций мальтозы (37.5 мМ) максимальная скорость всасывания воды составляла лишь

0.056-0.001 мл/мин. Согласно результатам моделирования, средняя концентрация глюкозы на всасывательной поверхности не превышает 20 мМ. Расчеты, аналогичные приведенным выше (см.раздел 3.3.1), показывают, что в этом случае конвективный компонент составляет около 0.85 мкмоль/мин, или около 5.5% от общего всасывания глюкозы.

Таким образом, полученные нами данные о тесном сопряжении мембранного гидролиза дисахаридов со всасыванием образующейся глюкозы, в условиях, близких к физиологическим, находят удовлетворительное объяснение в рамках широко распространенных представлений о том, что, хотя глюкозные транспортеры и расположены на одной пищевари-тельно-всасывательной поверхности с кишечными дисахаридазами, они, по-видимому, не ассоциированы в единые ансамбли с кооперативными взаимодействиями его ферментной и транспортной субъединиц. Эффективное функционирование пищеварительно-всасывательного конвейера для дисахаридов в условиях высокой проницаемости преэпителиального барьера достигается преимущественно благодаря высокой активности глюкозных транспортеров.

При этом трансцеллюлярный активный транспорт (а не парацеллюляр-ный перенос на потоке всасывающейся воды) является, по-видимому, основным механизмом дисахаридазо-зависимого всасывания глюкозы при физиологических условиях.

7.3. §ункциональная роль геометрических особенностей поверхности тонкой кишки.

До недавнего времени практически общепринятым было представление о том, что физиологическое значение и функциональная роль кишечных складок, ворсинок, микроворсинок заключаются главным образом в увеличении (суммарно - в 300-600 раз) площади пшцеварительно-всасывательной поверхности (обзоры: Trier, Madara, 1981, Madara, Trier, 1987; Уголев, Иезуитова, 1991).

A.M.Уголев был, по-видимому, первым, кто предположил, что функциональная роль геометрических особенностей поверхности тонкой кишки этим не ограничивается. В наших совместных исследованиях с участием В.М.Гусева это предположение подтвердилось. В частности, на основании исследования математических моделей, в которых реальная поверхность тонкой кишки аппроксимировалась складчатой поверхностью с прилегающим к ней диффузионным слоем, был сделан вывод о том, что в тонкой кишке эффективная площадь пищеварительно-всасывательной поверхности существенно зависит от концентрации рассматриваемого субстрата в полости кишки. С увеличением концентрации низкомолекулярных форм пищевых веществ (moho-, ди-, олигомеров) в полости тонкой кишки увеличивается и эффективная площадь функционирующей поверхности. При этом средняя и нижняя области ворсинок играют роль своего рода "резервной зоны" кишечной поверхности (Гусев и др., 1983), подобно тому, как дистальная половина тонкой кишки является своего рода ее "резервной зоной" (Booth, 1968; Уголев, 1972).

Результаты моделирования позволили постулировать также такое чрезвычайно важное свойство ворсинчатой поверхности по сравнению с плоской мембраной, как ее пространственную избйрательность в отношении расщепления (всасывания) различных субстратов. Например, можно предположить, что существование различных апикальнокриптальных градиентов ферментативных и транспортных активностей слизистой оболочки тонкой кишки в определенной степени обусловлено наличием апикальнокриптальных градиентов распределения соответствующих субстратов в межворсинчатом пространстве.

В дальнейшем, при исследовании разработанной нами "одномерной" модели кишечной поверхности, учитывающей существование апикально

-криптальных градиентов ферментативных и транспортных активностей слизистой оболочки тонкой кишки, было обнаружено, что в диапазоне низких и средних концентрации исходного субстрата в объемной фазе характер его распределения вдоль складок, имитирующих кишечные ворсинки, почти не зависит от типа распределения вдоль нее ферментативной (транспортной) активности. Однако при высоких концентрациях субстрата может происходить резкое повышение концентрации субстрата в области основания складки ("резервной зоне"), причем этот эффект более сильно проявляется при распределении ферментативной (транспортной) активности с максимумом в верхней четверти складки, чем при равномерном распределении активностей.

Представленные результаты моделирования позволяют предположить, что формирование тех или иных апикально-криптальных градиентов ферментативных и транспортных активностей по крайней мере частично может быть обусловлено характером пространственного распределения олиго-, ди- и мономерных молекул пищевых веществ в межворсинчатом пространстве. Это распределение существенно меняется при изменении количества и состава потребляемой пищи, скорости полостного пищеварения, под влиянием других факторов.

В связи с результатами, полученными нами в хронических опытах, особый интерес представлял анализ возможной роли геометрических особенностей кишечной поверхности в сопряжении процессов расщепления и всасывания нутриентов. Используя модифицированный вариант "одномерной" модели, мы исследовали микротопографию гидролиза диме-ров и всасывания образующихся мономеров на складчатой поверхности, имитирующей поверхность щеточной каймы энтероцитов, в сопоставлении с аналогичной по своим ферментативным и транспортным характеристикам плоской поверхности. Оказалось, что особенности геометрии кишечной поверхности действительно могут оказывать существенное влияние на сопряжение мембранного гидролиза и транспорта пищевых веществ, способствуя более эффективному функционированию пищевари-тельно-транспортного конвейера. При этом сопоставление данных, полученных в отношении субстратов, резко различающихся по скоростям мембранного гидролиза (например, мальтозы и трегалозы), позволяет предположить, что особенности геометрии кишечной поверхности, по-видимому, в наибольшей степени проявляются в тех случаях, когда фактором, лимитирующим скорость процесса в целом, является скорость мембранного гидролиза субстрата. Это согласуется с результатами моделирования хронических опытов, когда наибольшее расхождение в значениях Jmax для свободной глюкозы и глюкозы, образующейся при гидролизе дисахаридов, наблюдалось в отношении трегалозы.

Недавно Дж.Паппенгеймер (Pappenheimer, 1998, личное сообщение) предложил несколько иную интерпретацию результатов наших хронических опытов с перфузией изолированной петли тонкой кишки крыс растворами глюкозы, мальтозы и трегалозы. В отличие от нас, определявших при моделировании эффективное ("кажущееся") значение Jmax, он рассчитал по нашим данным эффективные ("кажущиеся") значения проницаемости преэпителиального слоя при всасывании свободной глюкозы и глюкозы, образующейся при гидролизе дисахаридов. На основании своих расчетов Дж.Паппенгеймер пришел к выводу, что функциональная толщина преэпителиального слоя для переноса свободной глюкозы из полости кишки в щеточную кайму в несколько раз меньше, чем таковая для переноса глюкозы, образующейся из дисахаридов, в обратном направлении. Он не обсуждает возможной причины этого феномена, но, как мы полагаем исходя из приведенных выше результатов исследования нашей модели, его причиной может быть как раз влияние геометрии поверхности тонкой кишки на сопряжение гидролитических и транспортных процессов.

7.4. Пространственно-временные характеристики пищеварения и всасывания в тонкой кишке как целостном органе

В одной из работ, посвященных исследованию гидролиза и транспорта нутриентов в хроническом опыте, А.М.Уголев писал: "Для изучения любой биологической системы необходимо использовать по меньшей мере две предельные экспериментальные модели: аналитическую модель, позволяющую охарактеризовать элементы и механизмы изучаемых процессов, а также их структурную организацию, и интегральную, или синтетическую (по выражению И.П.Павлова) модель, наиболее полно передающую масштабы и свойства процессов при физиологических условиях" (Уголев и др., 1984)

С этой точки зрения рассмотренные выше модели, как экспериментальная (гидролиз и всасывание нутриентов в изолированной петле тонкой кишки в хроническом опыте) , так и математические, в определенном смысле могут рассматриваться как аналитические. Их исследование являлось необходимым условием и необходимым этапом в разработке обобщенной (интегральной) модели, предназначенной для анализа пространственных характеристик пищеварения и всасывания в тонкой кишке как целостном органе с учетом ее связи с другими органами пищеварительного тракта, прежде всего с желудком.

Принимаясь за эту работу, мы отдавали себе отчет в том, что создание такой модели, которая учитывала бы все существенные стороны пищеварения и всасывания нутриентов в нормальном живом организме, на сегодняшний день вряд ли возможно в силу целого ряда причин. Поэтому мы ограничились рассмотрением только одной, но чрезвычайно важной на наш взгляд задачи - исследовать пространственные (по длине кишки) и временные характеристики мембранного гидролиза и всасывания нутриентов (на примере мальтозы и глюкозы) в тонкой кишке с учетом современных представлений о регуляции моторно-эвакуаторной функции желудка и кишечника.

В сущности, подвергалась проверке гипотеза о том, что концентрация глюкозы на всасывательной поверхности двенадцатиперстной кишки (первой рецепторной зоны) и дистальных сегментов подвздошной кишки (второй рецепторной зоны) может являться сигналом в регуляции эва-куаторной функции желудка по типу отрицательной обратной связи.

Конечно, в качестве такого сигнала могут рассматриваться, по-видимому, и концентрации других нутриентов (прежде всего, жиров, аминокислот). Выбор пал на глюкозу не только потому, что уже имелись определенные экспериментальные данные (в частности, по динамике потребления интактными крысами 40%-ного раствора глюкозы), с которыми можно было сопоставлять результаты моделирования. Этот моносахарид, являющийся продуктом расщепления основного углеводного компонента пищи - крахмала, служит одним их главных источников поступления энергии в организм. К тому же в литературе есть данные о том, что глюкоза действительно может играть роль сигнала в регуляции эвакуаторной функции желудка и кишечника (Brener et al., 1983; Read, 1984; Read et al., 1984; Jain et al., 1986, 1988). Наконец, важную роль сыграло и то, что в ходе хронических экспериментов были получены необходимые для построения модели сведения об уровне и механизмах всасывания глюкозы при физиологических условиях, всасывании воды, проницаемости преэпителиального слоя.

Одним из главных итогов этой части работы можно считать сам факт того, что, по-видимому, впервые удалось разработать математическую модель, позволяющую имитировать мембранный гидролиз и транспорт пищевых веществ в тонкой кишке как целостном органе с анализом пространственных и временных характеристик этих процессов. Идея о тесной взаимосвязи пгацеварительно-всасывательной и моторно-эвакуаторной функций желудочно-кишечного тракта, которая со сих пор выражалась многими исследователями в словесной форме, в виде концептуальной модели, теперь получила воплощение в виде строгого математического описания.

Полученное нами хорошее соответствие между результатами моделирования и экспериментальными данными в отношении временной динамики потребления раствора глюкозы интактными крысами показывает, что наша модель по крайней мере не противоречит первоначальной гипотезе. Она позволяет в количественной форме продемонстрировать пространственное распределение глюкозы вдоль кишки в различные фазы этого процесса, что без моделирования угадывалось лишь чисто интуитивно.

При анализе возможных механизмов гомеостатирования состава энте-ральной среды удалось показать, что регуляция скорости эвакуации содержимого желудка представляет собой наиболее эффективный путь предотвращения перегрузки тонкой кишки при потреблении пищи с высокой концентрацией низкомолекулярных нутриентов. Некоторые исследователи полагали, что с этой задачей вполне справляется гастродуоде-нальный контур регулирования. На основании экспериментальных данных, полученных в хронических опытах на собаках, они сделали вывод о том, что скорость поступления пищи из желудка практически полностью определяет и скорость всасывания нутриентов в тонкой кишке (Гальперин, Лазарев, 1986).

Анализ результатов моделирования показывает, что это утверждение справедливо лишь отчасти, когда всасывательные мощности тонкой кишки достаточно велики. Однако если они по какой-либо причине оказались сниженными, следует ожидать замедления эвакуации содержимого. И теперь уже именно всасывательная способность кишки будет фактором, определяющим темп эвакуации содержимого желудка и общую скорость процесса.

Сходный механизм регуляции имеет место, по-видимому, и в случае резекции части тонкой кишки. При этом весьма существенную роль играет не только доля утраченных пищеварительно-всасывательных мощностей (она существенно выше в случае проксимальной резекции), но и то, насколько сохранена зона рецепции в дистальной части подвздошной кишки, определяющая степень торможения эвакуаторной функции желудка при синдроме укороченной кишки.

Необходимо заметить, что хотя полученные в работе экспериментальные данные и разработанные математические модели в первую очередь отражают особенности ассимиляции углеводного компонента пищи, большинство сделанных выводов вероятно справедливы и в отношении пространственной организации расщепления и всасывания в тонкой кишке и других нутриентов. В частности, есть все основания полагать, что сопряжение заключительных этапов расщепления белков пищи со всасыванием образующихся аминокислот характеризуется теми же закономерностями, что и при мембранном гидролизе и транспорте углеводов, в частности, полимеров глюкозы.

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Груздков, Андрей Андреевич, Санкт-Петербург

1. Адунц Г.Т., Саркисян Л.В. Активность щелочной фосфатазы в различных частях тонкой кишки некоторых животных // Биол. журн. Армении. 1976. Т. 29. N 7. С. 23-27.

2. Богач П.Г. Моторная деятельность тонкого кишечника // Физиология пищеварения / Под ред. А.В.Соловьева. Л.: Наука, 1974. С. 474-523. (Руководство по физиологии).

3. Бродский В.Я. Анатомо-гистологическое строение тонкого и толстого кишечника // Физиология пищеварения / Под ред. А.В.Соловьева. Л.: Наука, 1974. С. 449-453. (Руководство по физиологии).

4. Бучко А. Адаптация активности энзимов панкреаса к различной подаче пище // Пищеварительные ферменты / Сообщения 1-го билатерального советско-чехословацкого симпозиума. Ужгород: 1976. С. 14-16.

5. Быков K.M., Давыдов Г.М. Исследование по физиологии двигательной функции кишек у человека // Нервно-гуморальная регуляция в деятельности пищеварительного аппарата человека. М.-Л.: Изд. ВИЭМ, 1935. Ч. I. С. 55-82.

6. Вазина A.A., Железная Л.А., Лазарев П.И. Результаты рентгенографического исследования слоя слизи тонкой кишки // Докл. АН СССР, 1984. N.274. N 2. С. 435-437.

7. Валенкевич Л.Н., Морозов К.А., Уголев A.M. Взаимоотношение полостного и мембранного пищеварения при старении // Физиология человека. 1978. Т. 4. N 1. С. 77-85.

8. Волошенович М.И., Мюле В., Зарипов Б.З., Маматахунов А.И., Уголев A.M. Структурные и функциональные перестройки тонкой кишки при голодании // Проблемы клинической и экспериментальной энтерологии. Л.: Изд-во ЛПМИ, 1981. С. 71-78.

9. Гальперин Ю.М., Лазарев П.И. Структура пищеварительно-транспорт-ных процессов в полости тонкой кишки/ Пущино, 1984, 30 с.(Препринт ).

10. Гальперин Ю.М., Лазарев П.И. Пищеварение и гомеостаз. М.: Наука, 1986. 304 с.

11. Гройсман С.Д. Характеристика пищеварительного процесса в желудке. Эвакуация его содержимого // Физиология пищеварения / Под ред. А.В.Соловьева. Л.: Наука, 1974. С. 310-319. (Руководство по физиологии ).

12. Гройсман С.Д. , Бегека А.Д. Анализ механизмов эвакуации из желудка // Физиол. журн. СССР. 1974. Т. 60. N 5. С. 805-811.

13. Гройсман С.Д., Харченко Н.М. Особенности эвакуаторной функции желудка при добавлении в пищу жира // Физиол. журн. СССР. 1989. Т. 75. N 2. С. 239-244.

14. Громова Л.В., Груздков A.A. Относительная роль различных механизмов всасывания глюкозы в тонкой кишке при физиологических условиях // Физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 1993. Т. 79. N б. С. 65-72.

15. Громова Л.В., Такесуе Е., Уголев А.М. Влияние галактозы на всасывание в тонкой кишке свободной глюкозы и глюкозы, освобождающейся при гидролизе мальтозы и трегалозы // Докл. АН СССР. 1992. Т. 322. N 3. С. 607-609.

16. Громова Л.В., Кузнецов В.Л., Груздков A.A., Вершинина Е.А. Всасывание глюкозы и галактозы в тонкой кишке крыс in vivo // Физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 1996. Т. 82. N 3. С. 46-56.

17. Груздков A.A. Биофизические аспекты транспорта пищевых веществ в автономном премембранном слое // Мембранный гидролиз и транспорт: Новые данные и гипотезы / Под ред. А.М.Уголева. Л.: Наука, 1986. С. 167-183.

18. Груздков A.A. Взаимоотношение пищеварительно-всасывательной и моторно-эвакуаторной функции тонкой кишки (математические модели) // Современные проблемы гастроэнтерологии. Петрозаводск, 1989. С. 140-148.

19. Груздков A.A. Современные представления о переносе веществ через преэпителиальный слой тонкой кишки // Физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 1993. Т. 79. N 6. С. 19-32.

20. Груздков A.A., Громова Л.В. Сопряжение гидролиза дисахаридов со всасыванием образующейся глюкозы в тонкой кишке in vivo II Докл. РАН. 1995а. Т. 342. N 6. С. 830-832.

21. Груздков A.A., Громова Л.В. Оценка проницаемости преэпителиального слоя в тонкой кишке крыс in vivo If Физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 19956. Т. 81. N 5. С. 58-69.

22. Груздков A.A., Гусев В.М., Уголев A.M.) Gruzdkov A.A., Gusev V.M., Ugolev A.M. Mathematical modelling in studies of membrane digestion and transport // Membrane digestion. New facts and concepts Moscow, Mir Publishers, 1989. P. 216-262.

23. Гурман Э.Г., Сторчило О.В. Характеристика изолированного и неизолированного участков тонкой кишки крыс в хронических экспериментах // Физиол. журн. им.И.М.Сеченова. 1996. Т. 82. N 3. С. 103-109.

24. Гусев В.М. Численные методы решения пространственных задач транспорта субстрата через автономный премембранный слой // Мембранный гидролиз и транспорт: Новые данные и гипотезы / Под ред. А.М.Уголева. Л.: Наука, 1986. С. 183-190.

25. Гусев В.М., Груздков А.А., Уголев A.M. Трехкомпонентная энзимная система энтероцита, относящаяся к его пищеварительным и защитным функциям // Изв. АН СССР. Сер.биол. 1981. N 5. С. 721-731.

26. Гусев В.М., Груздков А.А., Уголев A.M. Неперемешиваемые премемб-ранные слои // Физиол. журн.(Киев). 1983. Т. 29. N 5. С. 515-525.

27. Де Лей П., Иезуитова Н.Н. О механизме ферментативного расщепления крахмала в кишечнике // Докл. АН СССР. 1962. Т. 146. N 3. С. 731-733.

28. Диксон М., Уэбб Э. Ферменты. Пер. с англ. Том 2. М., 1982.

29. Елецкий Ю.К., Цыбулевский Ф.Ю. Ультраструктурные и молекулярные основы транспорта веществ через щеточную кайму энтероцита тонкой кишки // Успехи соврем, биол. 1979. Т. 87. Вып. 2. С. 304-320.

30. Заболотных В.А., Иезуитова Н.Н., Кассиль В.Г., Кушак Р.И., Тимофеева Н.М. Пищеварение в полости рта // Физиология пищеварения / Под ред. А.В.Соловьева. Л.: Наука, 1974. С. 136-162.(Руководство по физиологии).

31. Зарипов Б.З., Иезуитова Н.Н., Уголев A.M. Исследование мембранного пищеварения и транспорта углеводов в хронических экспериментах / Физиология и патология пищеварения. Тез. докл. 2-го билатерального симп. ЧССР-СССР, Оломоуц: 1978. С. 8-11.

32. Ивашкин В.Т. Метаболическая организация функций желудка. М.: Наука, 1981. 216 с.

33. Иезуитова H.H., Де Лей П., Уголев A.M.) Iesuitova N.N., De Laey P., ügolev A.M. Digestion of starch in vivo and in vitro in a rat intestine // Biochim. Biophys. Acta. 1964a. Vol. 86. N 2. P.205-210.

34. Иезуитова H.H., Тимофеева H.M., Колдовский O.K., Нуркс Я.Я., Уголев A.M. Постнатальное развитие ферментативной активности поверхности тонкой кишки у крыс (инвертаза, пептидаза, липаза) // Докл. АН СССР. 19646. Т. 154. N 4. С. 990-993.

35. Иезуитова H.H., Тимофеева Н.М. Развитие представлений об ассимиляции пищи // Физиол. ж. им.И.М.Сеченова. 1996. Т. 82. N 3. С.5-18.

36. Инженерная физиология и моделирование систем организма. Новосибирск: Наука, 1987. 236 с.

37. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. М.: Химия, 1976. 464 с.

38. Комиссарчик Я.Ю., Уголев A.M. Ультраструктура и возможное функциональное значение гликокаликса микроворсинок кишечных клеток // Докл. АН СССР. 1970. Т. 194. С. 731-733.

39. Коротько Г.§. Принципы регуляции деятельности пищеварительной системы // Мед. ж. Узбекистана. 1984. N 4. С. 13-20.

40. Коротько Г.Ф. Введение в физиологию желудочно-кишечного тракта.

41. Ташкент: Медицина, 1987. 221 с.

42. Кузнецов А.П., Кожевников В.И., Речкалов A.B. Время опорожнения желудка и транзит пищи по кишечнику у лиц с различным уровнем двигательной активности // Физиология человека. 1995. Т. 21. N 3. С. 137-141.

43. Кузнецов А.П., Речкалов A.B. Ноторно-эвакуаторная функция желудочно-кишечного тракта у здорового человека в покое и при действии мышечного напряжения // Медико-биологический вестник им.Я.Д.Витебского. Курган: 1996. N 1. С. 18-24.

44. Кулик В.П., Шалыгина Н.Б. Морфология тонкой кишки // Физиология всасывания / Под ред. А.М.Уголева. JI. : Наука, 1977. С. 5-81. (Руководство по физиологии).

45. Курганов Б.И. Аллостерические ферменты. М.: Наука, 1978. 248 с.

46. Кушак Р.И. Интенсивность гидролитических и транспортных процессов в различных отделах тонкой кишки и кишечных ворсинок // Всасывание и обмен веществ у животных. Рига: Зинатне, 1980, С. 57-69.

47. Кушак Р.И. Пищеварительно-транспортная система энтероцитов. Рига: Зинатне. 1983. 304 с.

48. Лазарев П.И. Диффузио-электрофорез веществ в слое слизи / Пущи-но, 1984. 8 с. (Препринт).

49. Лисочкин Б.Г., Хмельницкий O.K. Ультраструктура клеток слизистой оболочки тонкой кишки // Физиология всасывания / Под ред. А.М.Уголева. Л.: Наука, 1977. С. 82-121. (Руководство по физиологии).

50. Математическое моделирование медицинских и биологических систем // Сб.научн.трудов. Свердловск: АН СССР, Уральское отделение, 1988. 103 с.

51. Мембранный гидролиз и транспорт. Новые данные и гипотезы. Л.: Наука, 1986. 240 с.

52. Метельский С.Т. Гидролиз-зависимый транспорт дисахаридов и его связь с транспортом свободной глюкозы // Мембранный гидролиз и транспорт: Новые данные и гипотезы / Под ред. А.М.Уголева. Л.: Наука. 1986. С. 104-113.

53. Мооц Р., Ноак Р., Фридрих М. и др. Локализация гидролиза дипеп-тидов, определенная на основе аноксического критерия // Изв. АН СССР, Сер.биол. 1978. N 6. С. 872-881.

54. Морозов И.А. Новые представления о пищеварительно-транспортномконвейере / Сб.научн.тр., Ин-т питания АНН СССР, 1986, Т. 7. С.132--147.

55. Морозов И.А., Лысиков Ю.А., Питран Б.В., Хвыля С.И. Всасывание и секреция в тонкой кишке: субмикроскопические аспекты. М.: Медицина, 1988. 224 с.

56. Мосевич Т.Н., Комиссарчик Я.Ю., Уголев A.M., Маматахунов А.И. Фибриллярные структуры апикальной области энтероцита и их возможное функциональное значение (гипотеза о механизме самоизоляции энтероцита) // Докл. АН СССР. 1982. Т. 287. С. 460-462,

57. Неуйман Я.Г. Модели в науке и технике. Л.: Наука, 1984.

58. Никольский H.H. Проницаемость клеток // Физиология пищеварения / Под ред. А.В.Соловьева. JI. : Наука, 1974. С. 7-26. (Руководство по физиологии).

59. Никольский H.H. Всасывание воды и одновалентных ионов // Физиология всасывания / Под ред. А.М.Уголева. JI.: Наука, 1977а. С. 122-151. (Руководство по физиологии).

60. Никольский H.H. Всасывание Сахаров // Физиология всасывания / Под ред. А.М.Уголева. JI. : Наука, 19776. С. 249-284. (Руководство по физиологии).

61. Никольский H.H., Трошин A.C. Транспорт Сахаров через клеточные мембраны / JI. : Наука, 1973. 223 с.

62. Овдейчук P.A., Уголев A.M. Влияние пищи на изменение инвертазной активности вдоль тонкой кишки в онтогенезе у крыс // Проблемы биохимической адаптации. М.: 1966. Медицина. С. 178-184.

63. Озолс А.Я. Энтеральное усвоение углеводов. Рига: Зинатне, 1984, 215 с.

64. Озолс А.Я., Шешукова Т.А. Адаптация пищеварительной системы. Рига: Институт биологии Латв. Акад. Наук, 1994. 184 с.

65. Павлов И.П.(1897). Лекции о работе главных пищеварительных желез // Полн. собр. соч. Л.- М.: Изд-во АН СССР, 1951. Т. 2. Кн. 2. С. 2-215.

66. Питран Б.В., Атлавин А.Б., Апсите М.Р., Бекер В.Ф., Хвыля С.И. Сорбционные процессы на начальных этапах всасывания в тонкой кишке // Мембранное пищеварение и всасывание. Тез. докл. 3-го Всес.симп. Рига: Зинатне, 1986. С. 107-109.

67. Попова Т.е., Лазарев П.И., Львовский Г.Д. и др. О роли эвакуа-торной активности желудка и кишечника в регулировании темпа всасывания питательных веществ в ходе естественного пищеварения // Докл. АН СССР. 1983. Т. 269. N 2. С. 497-501.

68. Скала И., Пирк Ф. Желудочно-кишечная моторика при недостаточности переваривания дисахаридов // Пищеварительные ферменты. Сообщ. симпозиума. Ужгород: 1976. С. 104-107.

69. Скворцова Н.Б., Волхонская В.А., Туляганова Е.Х., Заболотных

70. B.А., Уголев A.M., Хохлов A.C. О существовании специального аппе-титрегулирующего гормона арэнтерина // Докл. АН СССР. 1975. Т. 220. N2. С. 501-503.

71. Смирнов К.В., Уголев A.M. Космическая гастроэнтерология. М.: Наука. 1981. 277 с.

72. Сторчило О.В., Гурман Э.Г., Уголев A.M. Гидролиз и всасывание углеводов в изолированном и функционирующем участках тонкой кишки крыс в хронических опытах // Докл. АН СССР. 1989. Т. 305. N 3.1. C. 758-763.

73. Тимофеева Н.М. Роль пептидаз в ассимиляции белков (обзор современных данных) // Физиол.ж. им. И.М.Сеченова. 1993. Т. 79. С. 1-18.

74. Тимофеева Н.М., Егорова В.В., Цветкова В.А., Иезуитова H.H., Пунин М.Ю., Уголев A.M. Радиальное и проксимо-дистальное распределение гидролитических ферментов в тонкой кишке в покое и при пищеварении // Физиол. журн. СССР. 1987. Т. 73. N 7. С. 960-969.

75. Троицкая В.Б. Ферментативная активность тонкой кишки при атрофии поджелудочной железы // Физиология и патология пищеварения: Материалы науч.конф. Кишинев: Штиинца, 1972. С. 185-186.

76. Троицкая В.Б. Электролиты и ферменты поджелудочного сока // Физиология пищеварения / Под ред. А.В.Соловьева. Л.: Наука, 1974. С. 339-360.

77. Уголев A.M.) Ugolev A.M. Influence of the surface of the small intestine on enzymatic hydrolysis of starch by enzymes // Nature. I960. Vol. 188. P. 588-589.

78. Уголев A.M. Пищеварение и его приспособительная эволюция. М.: Высшая школа, 1961. 306 с.

79. Уголев A.M. Пристеночное (контактное) пищеварение. М.; JI. : Изд-во АН СССР, 1963. 170 с.

80. Уголев A.M. Физиология и патология пристеночного (контактного) пищеварения. Л.: Наука, 1967. 230 с.

81. Уголев A.M. Мембранное пищеварение. Полисубстратные процессы, организация и регуляция. Л.: Наука, 1972. 358 с.

82. Уголев A.M.) Membrane (contact) digestion // Intestinal absorption / Ed.by D.H.Smyth. Biomembranes. Vol. 4A. London; New York; Plenum Press, 1974. P. 285-362.

83. Уголев A.M. Энтериновая (кишечная гормональная) система. Л.: Наука, 1978. 314 с.

84. Уголев A.M. Эволюция пищеварения и принципы эволюции функций. Элементы современного функционализма. Л.: Наука, 1985. 544 с.

85. Уголев A.M. Естественные технологии биологических систем. Л.: Наука, 1987а. 317 с.

86. Уголев A.M.) Ugolev A.M. Membrane transport and hydrolytic enzymes under physiological and acute conditions // News in Physiol. Sci. 19876. Vol.2. P. 186-191.

87. Уголев A.M.) Ugolev A.M. Membrane digestion. Modern concepts // Membrane digestion. New facts and concepts / Ed. A.M.Ugolev. Moscow. 1989. P. 39-116.

88. Уголев A.M., Гусев B.M. Современные и новые представления о ммо-лекулярных механизмах транспорта нутриентов в биологических системах // Тез.докл. 12-й Всесоюзн. конфер. по физиол. и патол. корти-ко-висцеральных взаимоотношений. Л., 1986. С. 16-18.

89. Уголев A.M., Де Лей П.) Ugolev A.M., De Laey P. Membrane digestion. A concept of enzyme hydrolysis on cell membranes // Biochim. Biophys. Acta. 1973. Vol. 300. P. 105-128.

90. Уголев A.M., Зарипов Б.З. Методические приемы для изучения мембранного пищеварения и всасывания в тонкой кишке в условиях хронического эксперимента на крысах и некоторых других животных // Физиол. журн. СССР. 1979. Т. 66. N 12. С. 1850-1854.

91. Уголев A.M., Иезуитова Н.Н.) Ugolev A.M., Iezuitova N.N. Membrane digestion and modern concepts of food assimilation // World Rev. Nutr.Diet. Basel: Karger, 1982. Vol. 40. P. 113-187.

92. Уголев A.M., Иезуитова Н.Н. Элементы современной энтерологии // Адаптационно-компенсаторные процессы: На примере мембранного гидролиза и транспорта / Под ред. акад.А.М.Уголева. JI. : Наука, 1991. С. 7-51.

93. Уголев A.M., Смирнова Л.Ф. Пищеварительно-транспортный конвейер // Физиология всасывания / Под ред. А.М.Уголева. Л.: Наука, 1977. С. 489-523 (Руководство по физиологии).

94. Уголев A.M., Иезуитова Н.Н., Тимофеева Н.М., Черняховская М.Ю. Закономерности нормального распределения пищеварительных ферментов вдоль тонкой кишки млекопитающих // Die Nahrung. 1970. Jg. 14. H.6. S. 453-467.

95. Уголев A.M., Иезуитова Н.Н., Тимофеева Н.М. Физиология мембранного (пристеночного) пищеварения // Руководство по физиологии. Физиология пищеварения / Под ред.А.В.Соловьева. Л.: Наука, 1974. С. 542-570.

96. Уголев A.M., Груздков А.А., Зильбер Ю.Д., Иезуитова H.H., Тимофеева H.M., Черняховская М.Ю. Взаимоотношения ферментативных функций поджелудочной железы и тонкой кишки при адаптивных процессах // Физиол. журн. СССР. 1978а. Т. 64. N 9. С. 1217-1228.

97. Уголев A.M., Груздков A.A., Егорова В.В., Зильбер Ю.Д., Тимофеева Н.М., Митюшова Н.М., Цветкова В.А., Маматахунов А.И., Сухов С.В.

98. Ферментативные адаптации поджелудочной железы и тонкой кишки к пище с различным содержанием белков, жиров и углеводов. // Проблемы клинической и экспериментальной энтерологии. JI. : 1981а. С. 103-119.

99. Уголев A.M., Егорова В.В., Кузьмина В.В., Груздков А.А.) Ugolev A.M., Egorova V.V., Kuz'mina V.V., Gruzdkov A.A. Comparative-molecular characterization of membrane digestion in fish and mammals // Сотр. Biochem. Physiol. 1983. Vol. 76B. N 3. P. 627-635.

100. Уголев A.M., Гусев В.М., Груздков А.А. Теоретический анализ некоторых физиологических особенностей складчатых биологических поверхностей // Математические и вычислительные методы в биологии / Тез. докл. Пущино. 1985а. С. 145-146.

101. Уголев A.M., Иезуитова H.H., Цветкова В.А. Структурная и функциональная организация мембранного пищеварения // Мембранный гидролиз и транспорт. Новые данные и гипотезы / Под ред. А.М.Уголева. Л.: Наука, 1986г. С. 7-44.

102. Уголев A.M., Тимофеева Н.М., Груздков A.A. Адаптация пищеварительной системы // Физиология адаптационных процессов / Под ред. О.Г.Газенко, #.3.Меерсона. М.: Наука, 1986д. С. 371-480 (Руководство по физиологии).

103. Уголев A.M., Груздков A.A., Гусев В.М. Математические модели // Адаптационно-компенсаторные процессы: На примере мембранного гидролиза и транспорта / Под ред. акад. А.М.Уголева. Л.: Наука, 1991а. С. 214-247.

104. Уголев A.M., Тимофеева Н.М., Груздков A.A. Адаптационные процессы в желудочно-кишечном тракте / Адаптационно-компенсаторные процессы: На примере мембранного гидролиза и транспорта / Под ред. акад.A.M.Уголева. Л.: Наука, 1991в. С. 52-117.

105. Уголев A.M., Гусев В.М., Груздков A.A. Транссорбция как важный механизм молекулярного транспорта в биологических системах // §изи-ол.журн. им.И.М.Сеченова. 1992а. Т.78. N 8. С. 38-43.

106. Уголев A.M., Иезуитова H.H., Тимофеева Н.М. Энзиматический барьер тонкой кишки // Физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 19926. Т. 78.1. N 8. С. 1-20.

107. Файтельберг P.O. Всасывание углеводов, белков и жиров в кишечнике. JI. : Наука, 1967. 149 с.

108. Файтельберг P.O. Всасывание в желудочно-кишечном тракте. М.: Медицина, 1976. 264 с.

109. Физиология всасывания / Под ред. А.М.Уголева. JI. : Наука, 1977, 667 с. (Руководство по физиологии).

110. Физиология пищеварения / Под ред. А.В.Соловьева. JI.: Наука, 1974, 761 с. (Руководство по физиологии).

111. Филиппович С.И. О приспособительных процессах при нарушениях деятельности пищеварительной системы. М. 1962. 168 с.

112. Фомина Л.С. Секреция поджелудочной железы и ее адаптация к характеру питания // Физиология пищеварения / Под ред. А.В.Соловьева. JI. : Наука, 1974. С. 360-369. (Руководство по физиологии).

113. Фролькис А.В. Функциональные заболевания желудочно-кишечного тракта. JI. : Медицина. 1991. 224 с.

114. Шлыгин Г.К. Ферменты кишечника в норме и патологии. JI. : Медицина, 1967. 271 с.

115. Шлыгин Г.К. Участие желудочно-кишечного тракта в общем обмене веществ // Физиология пищеварения / Под ред. А.В.Соловьева JI. : Наука, 1974. С. 571-593. (Руководство по физиологии).

116. Шумаков В.И., Новосельцев В.Н., Сахаров М.П., Штенгольд Е.Ш. Моделирование физиологических систем организма. М.:"Медицина", 1971. 352 с.

117. Allen A. Structure and function of gastrointestinal mucus // Physiology of the gastrointestinal tract / Ed. by L.R. Johnson. New York: Raven Press, 1981. P. 617-641.

118. Alpers D. H. Digestion and absorption of carbohydrates and proteins // Physiology of the gastrointestinal tract / Ed. by L.R.Johnson. New York: Raven Press, 1987. P. 1469-1487.

119. Amidon G.L., Kou J., Elliot R.L. and Lightfoot E.N, Analysis of models for determining intestinal wall permeabilities // J.Pharmac.

120. Sci. 1980. Vol. 69. N 12. P. 1369-1373.

121. Anderson B.W., Levine A.S., Levitt D.G., Kneip J.M., Levitt M.D. Physiological measurement of luminal stirring in perfused rat jejunum // Amer. J. Physiol. 1988. Vol. 254. N 6. Part 1. P. G843-G848.

122. Asp N.-G., Gudmand-Hoyer E. , Andersen В., Berg N.-O., Dahl-qvist A. Distribution of disaccharidases, alkaline phosphatase and intracellular enzymes along the human small intestine // Scand. J. Gastroent. 1975. Vol. 10. N 6. P. 647-651.

123. Atisook K. , Madara J.L. An oligopeptide permeates intestinal tight junctions at glucose-elicited dilatations // Gastroenterol. 1991. Vol. 100. N 3. P. 719-724.

124. Bailey J.E., Ollis D.F.) Бейли Дж., Оллис Д. Основы биохимической интеграции. М.: Мир, 1989. Т. 1. 692 с.

125. Barnard Е., Prosser L. ) Барнард Е. , Проссер JI. Сравнительная биохимия и физиология пищеварения // Сравнительная физиология животных / под ред. JI. Проссера. Мир, 1977. Т. 1. С. 285-348.

126. Barry Р.Н., Diamond J.M. Effects of unsrirred layers on membrane phenomena // Physiol. Reviews. 1984. Vol. 64. P. 763-872.

127. Bateman D.M. The effect of volume and temperature on the emptying of liquid from the human stomach // J. Physiol.(L.). 1982. Vol. 5. P. 48P.

128. Bloom S.R., Polak J.M. The hormonal pattern of intestinal adaptation. A major role for enteroglucagon // Scand. J. Gastroenterol. 1982. Vol. 17. Suppl. 74. P. 93-103.

129. Bloom S.R. Gut gormones in adaptation // Gut. 1987. Vol. 28. Suppl. 1. P. 31-35.

130. Boisen S., Eggum B.O. Critical evaluation of in vitro methods for estimating digestibility in simple-stomach animals // Nutrition Research Rev. 1991. Vol. 4. P. 141-162.

131. Booth C.C. Effect of location along the small intesine / Handbook of physiology. Sect 6. Vol. 3. Washington: 1968. P. 1513-1527.

132. Brener W., Hendrix T.R., McHugh P.R. Regulation of the gastric emptying of glucose // Gastroenterol. 1983. Vol. 85. N 1. P. 76-82.

133. Brown N.J. An animal model for investigation the effect on infused nutrients into the ileum on stomach to caecum transit (SCTT) using the rat 11 J.Physiol. 1986. Vol. 378. P.14.

134. Brown N.J. Effect of nutrient infusions into jejunal and ileal Thiry-Vella loops on stomach-to-caecum transit (SCTT) in the rat// J.Physiol.(L.). 1988. Vol. 403. P. 43P.

135. Bucko A., Kopec Z. Adaptation of enzyme activity of the rat pancreas on altered food intake // Nutr. Diet. 1968. Vol. 10. N 3. P. 276-287.

136. Bucko A., Kopec Z., Ovecka M., Chorvathova V., Simko V. Effect of nutrition on the function and morphology of pancreas // Selected papers of the Institute of Human Nutrition. Bratislava: Osveta Martin, 1970. P. 65-90.

137. Burks Th.F., Galligan J.J., Porreca F,, Barber W.D. Regulation of gastric emptying // Feder. Proc. 1982. Vol. 44. N 14. P.897-901.

138. Carmona A. A simple in vitro perfusion system to measure intestinal nutrient uptake // J. Nutr. Biochem. 1998. Vol. 9. N 1. P. 52-57.

139. Carreras 0., Delgado M.J., Murillo M.L. D-galactose absorption for the whole intestinal surface after different types of resection and bypass // Scand. J. Gastroenterol. 1989. Vol. 24. N 3. P. 304308.

140. Cheeseman C.J., Parsons D.S. The role of some small peptides in the transfer of amino acids nitrogen across the wall of vasculary perfused intestine // J. Physiol.(L.). 1976. Vol. 262. P. 459-476.

141. Cheeseman C.J. Role of intestinal basolateral membrane in absorption of nutrients // Amer. J. Physiol. 1992. Vol. 263. P. R482-R488.

142. Cheeseman C.I., Tsang R. The effect of GIP and glucagon-like peptides on intestinal basolateral membrane hexose transport // Amer. J. Physiol. 1996. Vol. 271. P. G477-G482.

143. Cheng B., Navab F., Lis M.T., Miller T.N., Matthews D.M. Mechanisms of dipeptide uptake by rat small intestine in vitro // Clin. Sci. 1971. Vol. 40. P. 247-259.

144. Cooke A.R. Control of gastric emptying and motility // Gastroenterol. 1975. Vol. 68. N 4. P. 804-816

145. Cooke A.R. Localization of receptors inhibiting gastric emptying in the gut // Gastroenterol. 1977. Vol. 72. N 5. Pt 1. P. 875-880.

146. Corring T. The adaptation of digestive enzymes to the diet: its physiological significance // Reprod. Nutr. Develop. 1980. Vol. 20, N 4B. P. 1217-1235.

147. Cornish-Bowden А.) Корниш-Боуден Э. Основы ферментативной кинетики. М.: Мир, 1979. 280 с.

148. Crane R.K. Hypothesis for mechanism of intestinal active transport of sugars // Fed.Proc. 1962. Vol. 21. N 6. P. 891-895.

149. Crane R.K. Absorption of sugars // Handbook of physiology, Sect. 6. Vol. 3. Washigton: 1968. P. 1323-1351.

150. Crane R. Intestinal absorption of glucose // Intestinal absorption / Ed. D.H.Smyth. Biomembranes, Vol. 4A. London, New York: Plenum Press. 1974. P. 541-553.

151. Crane R.K. Digestion and absorption: water-soluble organics // Gastrointestinal physiology. Baltimore ets.: Park Press, 1977. Vol.2. P. 325-363.

152. Crenn P., Beloucif L., Могin M.C., Thullier F., Rambaud J.C., Messing B. Adaptive hyperphagia and net digestive absorption after massive small bowel resection // Gut. 1996. Vol. 39. Suppl. N 3. P. A249.

153. Curtis K.J., Sleisenger M.H., Kim Y.S. Protein digestion and absorption after massive small bowel resection // Dig. Dis. Sci. 1984. Vol. 29. N 9. P. 834-840.

154. Dahlqvist A. Method for assay of intestinal disaccharidases // Analytical Biochemistry. 1964. Vol. 7. P. 18-25.

155. Dahlqvist A., Nordstrom C. The distribution of disacharidase activities in the villi and crypts of the small intestinal mucosa // Biochim. Biophys. Acta. 1966. Vol. 113. P. 624-626.

156. Dahlqvist A., Thomson D.L. The digestion and absorption of sucrose by intact rat // J. Physiol. 1963a. Vol. 167. N 2. P. 193-209.

157. Dahlqvist A., Thomson D.L. The digestion and absorption of maltose and trehalose by intact rat // Acta Physiol. Scand. 1963b. Vol. 59. N 1-2. P. 111-125.

158. Das B.C., Gray G.M. Intestinal sucrase: in vivo synthesis and degradation // Clin. Res. 1970. Vol. 18. P. 378-381.

159. De Laey P. Adsorption of paneatic enzymes on the intestinal membrane // In: Proteides of the biological fluids / Ed. H.Peeters, Amsterdam etc.: Elsevier, 1968. P. 159-165.

160. Deren J.J. Development of intestinal structure and function / Handbook of physiology. Sec.6. Alimentary canal. Vol. 3. Intestinal absorption. Washington: 1968. P. 1099-1123.

161. Diamond J.M. A rapid method for determining voltage-concentration relations across membrane // J. Physiol. (L.). 1966. Vol. 183. P. 83-100.

162. Diamond J. Evolutionary design of intestinal nutrient absorption: enough but not too much // News Physiol. Sci. 1991. Vol. 6. April. P. 92-96.

163. Diamond J. Evolutionary physiology // The logic of life. The chellenge of integrative physiology / Ed. by C.A.R. Boyd and D.Noble. Oxford, New York, Tokyo: Oxford University Press, 1993. Ch.5. P. 89-111.

164. Doell R.G., Kretchmer N. Intestinal invertase: precocious development of activity after injection of hydrocortisone // Science. 1964. Vol. 143. N 3601. P. 42-44.

165. Dowling R.H. Small bowel adaptation and its regulation // Scand. J. Gastroenterol. 1982. Vol. 17. Suppl. 74. P. 53-74.

166. Dowling R.H. The influence of luminal nutrition on intestinal adaptation after small bowel resection and bypass // Intestinal adaptation / Ed. R.H.Dowling, E.O.Riecken. Stuttgart: Schattauer, 1974. P. 35-45.

167. Dowling R.H., Booth C.C. Structural and functional changes following small intestinal resection in the rat // Clin. Sci. 1967. Vol. 32. N 1. P. 139-149.

168. Dreznik Z., Brocksmith D., Meininger T.A., Soper N.J. Inhibiti-tory effect of ileal oleate on postprandial motility of the upper gut // Amer. J. Physiol. 1991. Vol. 261. N 3. Pt 1. P. G458-G463.

169. Dworkin L.D., Levine G.M., Farber N.J., Spector M.H. // Small intestinal mass of the rat ix partially determined by inderect effects of intraluminal nutrition // Gastroenterol. 1976. Vol. 71, N 4. P. 626-630.

170. Dyer J., Hosie K.B., Shirazi-Beechey S.P. Nutrient regulation of human intestinal sugar transporter (SGLT1) expression // Gut. 1997. Vol. 41. N 1. P. 56-59.

171. Eastwood G.L. Gastrointestinal epithelium renewal // Gastroenterol. 1977. Vol. 72. N 5. Pt 1. P. 962-975.

172. Ecknauer R., Raffler H. Effect of starvation on small intestinal enzymes activity in grem-free rats // Digestion. 1978. Vol. 18. N 1-2. P. 45-55.

173. Eiccholz A., Crane R.K. Studies on the organization of the brush border in intestinal epithelial cells. 1. Tris disruption of isolated hamster brush border and density gradient separation of fractions // J. Cell Biol. 1965. Vol. 26. N 3. P. 687-691.

174. Egberts H.J.A., Koninkx J.F.J.G., van Dijk J.E., Mouwen J.M.V.M. Biological and pathological aspects of the glycocalix of the small intestinal epithelium. A review // Vet. Quart. 1984. Vol. 6. N 4. P. 186-199.

175. Elsas L. J. , Longo N. Glucose transporters // Annu.Rev.Med. 1992. Vol. 43. P. 377-393.

176. Esposito G. Intestinal permeability of water-soluble nonelectrolytes: sugars, amino asids, peptides // Handbook of experimental Pharmacology. Berlin a.e.: Springer Verlag, 1984. Vol. 70/11. P. 567-613.

177. Fabry P. Feeding pattern and nutrition adaptations. Prague: Academia, 1969. 175 p.

178. Feldman E.J., Dowling R.H., McNaughton J., Peters T.J. Effects of oral versus intravenous nutrition on intestinal adaptation after small bowel resection in dog // Gastroenterol. 1976. Vol. 70. N5. Pt 1. P. 712-719.

179. Fenyo G., Hallberg D., Soda M., Roos K.A. Morphological changes in the small intestine following jejuno-ileal shunt in parenterally fed rats // Scand. J. Gastroent. 1976. Vol. 2. N 6. P. 635-640.

180. Ferraris R.P., Diamond J.M. Specific regulation of intestinal nutrient transporters by their dietary substrates // Annu. Rev. Physiol. 1989. Vol. 51. P. 125-141.

181. Ferraris R.P., Kwan W.W., Diamond J. Regulatory signals for intestinal amino acid transporters and peptidases // Amer. J. Physiol. 1988. Vol. 255. N 2. Pt 1. P. G151-G157.

182. Ferraris R.P., Yasharpour S., Lloyd K.C.K., Mirzayan R., Diamond J.M. Luminal glucose concentrations in the gut under normal conditions // Amer. J. Physiol. 1990. Vol. 259. N 5. Pt 1. P. G822-G837.

183. Ferraris R.P., Diamond J.M. Crypt-villus site of glucose transporter induction by dietary carbohydrate in mouse intestine // Amer. J. Physiol. 1992. Vol. 262. N 6. Pt 1. P. G1069-G1073.

184. Ferraris R.P., Vilenas S.A., Hirayama B.A., Diamond J. Effect of diet on glucose transporters site density along the intestinal crypt-villus axis // Amer. J. Physiol. 1992. Vol. 262. N 6. Pt.l. P. G1060-G1068.

185. Finean J.B., Coleman R., Michell R.H. Membranes and their cellular functions / 2nd ed. Oxford etc.: Blackwell. 1978. 157 p.

186. Fisher R.S. Gastroguodenal motility disturbances in man // Scand. J. Gastroent. 1985. Vol. 20. Suppl. 109. P. 59-68.

187. Fisher R.B., Parsons D.S. Galactose absorption from the surviving small intestine of the rat // J. Physiol.(L.). 1953. Vol. 119. N 2-3. P. 224-232.

188. Fone D.R., Horowitz M., Read N.W., Dent J., Maddox A. The effect of terminal ileal triglyceride infusion on gastrointestinal motility and the intragastric distribution of solid meal// Gastroenterol. 1990. Vol. 98. N 3. P. 568-575.

189. Fortin-Magana R., Hurwitz R. , Herbst J.J., Kretchmer N. Intestinal enzymes: indicators of proliferation and differentiation in the jejunum // Science. 1970. Vol. 167. P. 1627-1628.

190. Funch-Jensen P. Basal upper gastrointestinal motility in healthy people // Scand. J. Gastroent. 1987. Suppl. 128. P. 52-61.

191. Gabe S.M., Crane R. , Menzies I.S., Silk D.B.A., Bjarnasson I. Intestinal permeability assessment evidence against the solvent drag hypothesis // Gut. 1996. Vol. 39. Suppl. N 3. P. A80.

192. Gallo L.L., Treadwell C.R. Localization of cholesterol esterase and cholesterol in mucosal fractions of the rat small intestine // Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 1963. Vol. 114. P. 69-72.

193. Gamer A., Dib R., Chandranath I., Mensah-Brown E., Nur-E-Kamal M., Broadbent K., Sim A.J.W. Longitudinal mapping of sodium-glucose transport and disaccharidase activity in human small intestine // Gut. 1996. Vol. 39. Suppl. N3. P. A171.

194. Gardner M.L.G., Atkins G.L. Kinetic analysis of transport processes in the intestine and other tissues // Clin. Sci. 1982. Vol. 63. N 5. P. 405-414.

195. Gamier L., Mei N. Do true osmoreceptors exist at intestinal level? // J. Physiol.(L.). 1982. Vol. 327. P. 97-98.

196. Geliebter A. Gastric distension and gastric capacity in relation to food intakes in humans // Physiol. Behev. 1988. Vol. 44. N 4/5. P. 665-668.

197. Gitzelmann R., Bachi Th., Binz H., Lindenmann J., Semenza G. Localization of rabbit intestinal sucrase with ferritin-antibody conjugates // Bichim. Biophys. Acta. 1970. Vol. 196. N 1. P. 20-28.

198. Goldberg D.M., Campbell R., Roy A.D. Binding of trypsin and chy-motrypsin by human intestinal mucosa // Biochim. Biophys. Acta. 1968. Vol. 167. N 3. P. 613-615.

199. Goldberg D.M., Campbell R., Roy A.D. The interaction of trypsinand chymotrypsin with intestinal cells in man and several animal species // Comp. Biochem. Physiol. 1971, Vol. 38. P. 697-706.

200. Gray G.M. Carbohydrate absorption and malabsorption // Physiology of the gastrointestinal tract /Ed. by L. R. Johnson. New York: Raven Press. 1981. Vol. 2. P. 1063-1072.

201. Greenwood B., Davison J.S. Role of extrinsic and intrinsic nerves in the relationship between intestinal motility and transmural potential differences in the anesthetized ferret // Gastroenterol., 1985. Vol. 89. N 6. P. 1286-1292.

202. Haffen K., Kedinger M., Lacroix B. Cytodifferentiation of the intestinal villus epithelium // Molecular and cellular basis of digestion / Ed. P. Desnuelle. Amsterdam etc.: Elsevier, 1986. P. 311-322.

203. Hagedorn C.H., Alpers D.H. Distribution of intrinsic factor-vitamin B12 receptors in humanintestine // Gastroenterol. 1977. Vol. 73. N 5. P. 1019-1022.

204. Hammond K.A., Lam M., Lloyd K.C.K., Diamond J. Simultaneous manipulation of intestinal capacities and nutrient loads in mice // Amer. J. Physiol. 1996. Vol. 271. P. G969-G979.

205. Hammond K.A., Diamond J. Maximal sustained energy budgets in human and animals // Nature. 1997. Vol. 386. April. P. 457-462.

206. Hammond K.A., Lam M., Lloyd K.C.K., Diamond J. Simultaneous manipulation of intestinal capacities and nutrient loads in mice // Amer.J.Physiol. 1996. V.271, pr G969-G979.

207. Heath E.C., Brinkley S.A., Haugen T.H. The biosynthesis and turnover of glycoproteins // Carbohydrate metabolism and its disorders / Ed. P.J.Randle, D.F.Steiner, W.J.Whelan. London est.: Acad. Press, 1981. Vol. 3. P. 331-362.

208. Hediger M.A., Rhoads D.B. Molecular physiology of sodium-glucose cotransporters // Physiol. Reviews. 1994. Vol. 74. N 4. P.993-1026.

209. Heitlinger L.A., Li B.U.K., Murray R.D., McClung H.J., Sloan H.R., DeVore D.R., Powers P. Glucose flux from dietary disacchari-des: all sugars are not absorbed at equal rates // Amer. J. Physiol. 1991. Vol. 261. N 5. Pt. 1. P. G818-G822.

210. Heitlinger L.A., Sloan H.R., De Vore D.R., Lee P.-Ch., Lebenthal E., Duffley M.E. Transport of glucose and polymerderived glucose by rabbit jejunum // Gastroenterol. 1992. Vol. 102. N 2. P. 443-447.

211. Hietanen E., Hanninen 0. Effect of chyme on mucosal enzymes levels in small intestine of the rat // Metabolism. 1972. Vol. 21. P. 991-1000.

212. Hirst B.H. Dietary regulation of intestinal nutrient carriers // Proc. Nutrition Soc. 1993. Vol. 52. P. 315-324.

213. Holgate A.M., Read N.W. Can a rapid small bowel transit limit absorption? // Gut. 1982. Vol. 23. P. A912.

214. Holgate A.M., Read N.W. Effect of ileal infusion of intralipid on gastrointestinal transit, ileal flow rate, and carbohydrate absorption in humans after ingestion of liquid meal // Gastroenterol. 1985. Vol. 88. N 4. P. 1005-1011.

215. Hopfer U. Membrane transport mechanisms for hexoses and amino acids // Physiology of the gastrointestinal tract /Ed. by L. R. Johnson. New York: Raven Press, 1987. P. 1499-1526.

216. Hosoda S. The gastrointestinal tract and nutrition in aging process: an overview // Nutrition Reviews. 1992. Vol. 50. N 12. P.372-373.

217. Hughes C.A., Sabin E., Dowling R.H. Speed of change in intestinal and pancreatic structure and function during exclusive parenteral nutrition // Eur. J. Clin. Invest. 1977. Vol. 7. P. 230-231.

218. Hunt J.N. A possible relation between the regulation of gastric emptying and food intake // Amer. J. Physiol. 1980. Vol. 239, N 1. P. G1-G4.

219. Hunt J.N. Does calcium mediate slowing of gastric emptying by fat in humans // Amer. J. Physiol. 1983. Vol. 244. N 1. P. G89-G94.

220. Hunt J.N., Knox M.T. Regulation of gastric emptying // Handbook of Physiology / Sect. 6. Alimentary Canal. Washigton: 1968. Vol.4. P. 1917-1925.

221. Hunt J.N., Spurrel W.R. The pattern of emptying of the human stomach // J. Physiol. (L.). 1951. Vol. 113. N 2/3. P. 157-168.

222. Hunt J.N., Stubbs D.F. The volume and energy content of meal as determinants of gastric emptying // J. Physiol.(L.) 1975. Vol. 245. N 1. P. 209-225.

223. Jain N.,Boivin M.,Brown M.L.,Zinsmeister A.R.,Malagelada J.-R., DiMagno E.P. Effect of ileal perfusion of carbohydrate (CHO) ongastric emptying // Gastroenterol. 1986. Vol. 91. N 4. P. 1056 (Abstr.)

224. Jain N.K., Boivin M., Zinsmeister A.R., Brown M.L., Malagelada J.-R., DiMagno E.P. Effects of ileal perfusion of carbohydrates and amylase inhibitor on gastrointestinal hormones and emptying // Gastroenterol. 1988. Vol. 96. N 1. Pt 2. P. 377-387.

225. Jennings J.B. Feeding, digestion and assimilation in animals. 2nd ed. London; Basingstoke: Macmillan Press, 1972. 244 p.

226. Johnson C.F. Hamster intestinal brush-border surface particles and their function // Feder. Proc. 1969. Vol. 28. N 1. P. 25-29.

227. Johnson C.P., Sarna S.K., Zhu Y.R., Buchmann E., Bonham L., Telford G.L., Roza A.M., Adams M.B. Delayed gastroduodenal emptying is an important mechanism for control of intestinal transit in short gut syndrome // Amer. J. Surg. 1996. Vol. 171. P. 90-95.

228. Johnson L.R. Effect of exogenous gut hormones on gastrointestinal mucosal growth // Scand. J. Gastroent. 1982. Vol. 74. P. 89-92.

229. Johnson L.R. Regulation of gastrointestinal growth // Physiology of the gastrointestinal tract. Second edition / Ed. by L. R. Johnson. New York: Raven Press, 1987. Ch. 10. P. 301-333.

230. Johnson L.R., Guthrie P.D., Dudrick S.J. Effect of luminal gastrin on the growth of rat intestinal mucosa // Gastroenterol., 1981, Vol. 81, P.71-77.

231. Karasov W.H., Debnam E.S. Rapid adaptation of intestinal glucose transport: a brush-border or basolateral phenomenon? // Amer. J. Physiol. 1987. Vol. 253. N 1. Pt. 1. P. G54-G61.

232. Karasov W.H., Diamond J.M. A simple method for measurement intestinal solute uptake in vitro // J. Comp. Physiol. 1983. Vol.152. N 1. P. 105-116.

233. Karasov W.H., Diamond J.M. Adaptation of intestinal nutrient transport // Physiology of the gastrointestinal tract /Ed. by L.R.Johnson. New York: Raven Press, 1987. P. 1489-1497.

234. Kelly K.A. Motility of the stomach and gastroduodenal junction // Physiology of the gastrointestinal tract /Ed. by L.R.Johnson. New York: Raven Press, 1981. P. 393-410.

235. Kilberg M.S., Stevens B.R., and Novak D.A. Recent advances in mammalian amino acid transport // Annu.Rev.Nutr. 1993. Vol.13, P.137-165.

236. Kim Y.S. Intestinal mucosal hydrolysis of proteins and peptides // Peptide transport and hydrolysis. Amsterdam ets.: ASP, 1977.

237. P. 151-171 (Ciba Found. Symp. 50).

238. Kimmich G.A. Intestinal absorption of sugar // Physiology of the gastrointestinal tract / Ed. by L.R.Johnson. New York: Raven Press, 1981. P. 1035-1061.

239. King I.S., Sepulveda F.V., Smith M.W. Cellular distribution of neutral and basic amino acid transport systems in rabbit ileal mucosa // J. Physiol. (L.). 1981. Vol. 19. P. 50-52.

240. Kinsman R.J., Read N.W. The ileal brake: a mechanism for controlling gastric emptying and small bowel transit, modulated by opiates // Gastroenterol. 1984. Vol. 87. P. 335-337.

241. Kinter W.B., Wilson T.H. Autoradiographic study of sugar and amino acids absorption by everted sacs of hamster intestine // J. Cell. Biol. 1965. Vol. 25. P. 19-39.

242. Koejcky Z., Matlocha Z. Moznosti stuia poruch membranoveho traveni v klinice // Cesc. Gastroenterol. Vyz. 1973. Vol. 27. S.507-513.

243. Koepsel H., Madara J.L. Interaction of phlorizin with the Na+-D-glucose cotransporter from intestine and kidney // Top. Mol. Pharmacol. 1987. Vol. 4. P. 169-202.

244. Koepsel H., Spangenberg J. Function and presumed molecular structure of Na+-D-glucose cotransport systems // J. Membrane Biol. 1994. Vol. 138. N 1. P. 1-11.

245. Koldovsky 0. Development of the fucntions of the small intestine in mammals and man / Basel, New York: Karger, 1969. 204 p.

246. Koldovsky 0. Longitudinal specialization of the small intestine: developmental aspects // Gastroenterol. 1983. Vol. 84. P. 14351437.

247. Koldovsky O., Herbst J.J. Cell migration and cortisoneevoked decrease of acid fi-galactosidase in the ileum of suckling rats // Gastroenterol. 1973. Vol. 64. P. 1142-1149.

248. Koopmans H.S. The role of the ileum in the control of food intake and intestinal adaptation // Can. J. Physiol. Pharmacol. 1990. Vol. 68. N 5. P. 650-655.

249. Koshland D.E. The molecular basis of enzyme regulation // The enzymes: Structure and control /Ed. by P.D.Boyer. New York, London: Acad. Press, 1970. Vol. 1. P. 342-397.

250. Madara J.I., Pappenheimer J.R. Structural basis for physiological regulation of paracellular pathways in intestinal epithelia // J. Membr. Biol. 1987. Vol. 100. N 2. P. 149-164.

251. Madara J.L., Trier J.S. Functional morphology of the mucosa of the small intestine // Physiology of the gastrointestinal tract / Ed. L.R. Johnson. New York: Raven Press, 1987. P. 1209-1249.

252. Madsen J.L., Dahl K. Human migrating myoelectric complex in relation to gastrointestinal transit of meal // Gut. 1990. Vol. 31. N 9. P. 1003-1005.

253. Matthews D.M. Rates of peptide uptake by small intestine // Peptide transport in bacteris and mammalian gut / Ed. K.Elliot, M. 01Connor. Amsterdam: ASP. 1972. P. 71-88.

254. Matthews D.M. Intestinal absorption of peptides // Physiol. Rev. 1975. Vol. 55. P. 537-608.

255. Matthews D.M. Craft L.L., Geddes D.M., Wise S.J., Hyde C.W. Absorption of glycine and glycine peptides from the small intestine of rat // Clin. Sci. 1968. Vol. 35, P. 415-424.

256. Matthews D.M., Laster L. Absorption of protein digestion products: a review // Gut. 1965. Vol. 6. N 5. P. 411-426.

257. McCarthy A.V., Nicholson J.A., Kim Y.S. Intestinal enzyme adaptation to normal diets different composition // Amer. J. Physiol. 1980. Vol. 239. N 6. P. G445-451.

258. Meddings J.B., Westergaard H. Intestinal glucose transport using perfused rat jejunum in vivo: model analysis and derivation of corrected kinetic constants // Clin. Sci. 1989. Vol. 76. N 4. P. 403414.

259. Meddings J.B., Desouza D.,Goel M. , Thiesen S. Glucose transport and microvillus membrane physical properties along the cryptvillus axis of the rabbit // J.Clin.Invest. 1990. Vol. 85. P. 1099-1107.

260. Meeroff J.C., Go V.L.W., Phillips S.F. Control of gastric emptying by osmolality of duodenal contents in man // Gastroenterol. 1975. Vol. 68. P. 1144-1151.

261. Menge H., Robinson J.W.L. Functional and structural charactris-tics of the rat intestinal mucosa following ileo-jejunal transposition // Acta Hepato-Gastroent. 1978. Vol. 25. N 2. P. 150-154.

262. Menge H. , Robinson J.W.L., Schroeder P. Functional and structural correlations in the atrophic mucosa of selfemptying blind loops of rat small intestine // J. Physiol (L.). 1978. Vol. 280. P 33-P34.

263. Meyer J.H. Motility of the stomach and gastroduodenal junction // Physiology of the Gastrointestinal Tract /Ed. by L.R.Johnson. New York: Raven Press, 1987. P. 613-629.

264. Miller D., Crane R.K. The digestion of carbohydrates in the small intestine // Amer. J. Clin. Nutr. 1963. Vol. 12. N 3. P. 220227.

265. Moog F. Enzyme development in relation to functional differentiation // Bioch. animal, development. 1965. Vol. 1. N 4. P. 307-365.

266. Munday K.A., Poat J.A. Contribution and stimulus to intestinal transport studies // Intestinal transport. Fundamental and comparative aspects / Ed. M.Gilles-Baillien and R.Gilles. Berlin etc.: Springer-Verlag. 1983. P. 2-11.

267. Newey H. Absorption of carbohydrates / In: British Medical Bulletin, 1967, Vol. 25, N 3. P. 326-340.

268. Newey H., Smyth D.H. Basic concepts in intestinal absorption // Biological basis of medicine. London New York: 1969. P. 348-383.

269. Nightingale J.M., Kamm M.A., van-der-Sijp J.R., Morris G.P., Walker E.R., Mather S.J., Britton K.E., Lennard-Jones J.E. Disturbed gastric emptying in the short bowel syndrome. Evidence for acolonic brake" // Gut. 1993. Vol. 34. P. 1171-1176.

270. Nimerfall F., Rosenthaler J. Significance of the goblety mucin layer the outmost luminal barrier to passage through the gut wall // Biochem. Biophys. Res. Communs. 1980. Vol.95. N 3. P. 960-966.

271. Nishi Y., Takesue Y. Localization of intestinal sucrase-isomal-tase complex on the microvillous membrane by electrone microscopy using nonlabelled antibodies // J. Cell. Biol. 1978a. Vol. 79. P. 516-525.

272. Nishi Y., Takesue Y. Electron microscope studies on Triton solu-bilized sucrase from rabbit small intestine // J. Ultrastruct. Rev. 1978b. Vol. 62. P. 1-12.

273. Nordstrom C., Dahlqvist A. The cellular localization of enterokinase // Biochim. Biophys. Acta. 1970. Vol. 198. P. 621-622.

274. Nordstrom C., Dahlqvist A. Quantitative distribution of some enzymes along the villi and crypts by humal small intestine // Scand. J. Gastroent. 1973. Vol. 8. P. 406-416.

275. Nylander G., Olerud S. Intestinal adaptation following extensive resection in the rat // Acta Chir. Scand. 1962. Vol. 123. P. 51-56.

276. Overton J., Eiccholz A., Crane R.K. Studies on the organization of the brush border in the intestinal epithelial cells. II. Fine structure of fractions of tris-disrupted hamster brush border // J. Cell Biol. 1965. Vol. 26. N 3. P. 693-706.

277. Palay S.L., Karlin L.J. An electron microscopic study of the intestinal villus. II. The pathway of fat absorption // J. Biophys. Biochem. Cytol. 1959. Vol.5. P. 363-384.

278. Pappenheimer J.R. Paracellular intestinal absorption of glucose, creatinine, and mannitol in normal animals: relation to body size // Amer. J. Physiol. 1990. Vol. 259, P. G290-G299.

279. Pappenheimer J.R. On the coupling of membrane digestion with intestinal absorption of sugars and amino acids // Amer.J.Physiol. 1993. Vol. 265. P. G409-G417.

280. Pappenheimer J.R., Reiss K.Z. Contribution of solvent drag through intercellular functions to absorption of nutrients by the small intestine of the rat // J. Membr. Biol. 1987. Vol. 100. N 2. P. 123-136.

281. Pappenheimer J.R., Karnovsky M.L., Maggio J.E. Absorption and excretion of undegradable peptides: role of lipid solubility and net charge // J. Pharmacol. Exper. Therap. 1997. Vol. 280. N 1. P. 292-300.

282. Parsons D.S. Methods for investigation of intestinal absorption // Handbook of physiology / Ed. C.F.Code. New York, 1968, sect.6, Vol. 3. P. 1177-1216.

283. Parsons D.S. Unstirred layer / Intestinal ion transport. London: MTP Press, 1976. Ch.21. P. 308-337.

284. Parsons D.S. Energetics of intestinal absorption // Handbook of experimental pharmacology / Berlin etc.: Springer, 1984. Vol. 70/1. P. 253-282.

285. Parsons D.S., Prichard J.S. Hydrolysis of disaccharides during absorption by the perfused small intestine of amphibia // Nature. 1965. Vol. 208. N 5015. P. 1097-1098.

286. Parsons D.S., Prichard J.S. Disaccharide absorption by amphibian small intestine in vitro // J. Physiol. (L.) 1968. Vol. 199. N 1. P. 137-150.

287. Parsons D.S., Prichard J.S. Relationships between disaccharide hydrolysis and sugar transport in amphibian small intestine // J. Physiol. (L.). 1971. Vol. 212. P. 299-319.

288. Perez del Castillo M.M., Lostao M.P., Barbei A., Ponz F. Some technical precisions to a method for in vivo intestinal absorption studies // J. Physiol. Biochem. 1997. Vol. 53. N 3. P. 281-288.

289. Peters T.J. The subcellular localizstion of di- and tri-peptide hydrolase activity in guinea pig small intestine // Biochem. J. 1970. Vol. 120. P. 195-203.

290. Peters T.J. The subcellular localizstion of intestinal peptide hydrolases // Peptide transport in protein nutrition / Eds. D.M.Matthews and J.W.Payne / Amsterdam: ASP, 1975. P. 243-267.

291. Phillips S.F. Relationship among intestinal motility, transit and absorption // Mech. Gastrointest. Motil. Seer. / Proc. NATO Adv. Study Inst., Erice, 5-16 Sept. 1983 / Ed. by A. Bennett, G.Velo. New York, London: 1984. P. 239-258.

292. Physiology of the Gastrointestinal Tract / L.R.Johnson (Ed.), New York: Raven Press, 1981.

293. Physiology of the Gastrointestinal Tract / L.R.Johnson (Ed.), New York: Raven Press, 1987.

294. Prosser L., Brown F.A. ) Проссер JI., Браун Ф. Сравнительная физиология животных. М.: Мир, 1967, 766 с.

295. Read N.W. Small bowel transit time of food in man: measurement, regulation and possible importance // Scand. J. Gastroent. 1984. Vol. 19. Suppl. 96. P. 77-85.

296. Read N.W., Welch J.Mcl. Regulation of gastric emptying by ileal nutrients in man // J. Physiol. 1986. Vol. 378. P. 110.

297. Reis I.S. The significance of the ileocecal valve in massive resection on the gut in puppies // J. Pediatr. Surg. 1975. Vol. 10. P. 507-510.

298. Riby J.E., Fujisawa T., Kretchmer N. Fructose absorption // Amer. J. Clin. Nutr. 1993. Vol. 58 (Suppl.). P. 748S-753S.

299. Roig T., Vinardell M.P. Intestinal perfusion in vivo for the study of absorptive processes // Comp. Biochem. Physiol. 1991. Vol. 98A. N 1. P. 3-7.

300. Roman C. Nervious control of esophageal and gastric motility // Mediators and drags in gastrointestinal motility / Berlin ets.: Springer-Verlag, 1982. Ch.9. P. 223-278. (Handbook of Experimental Pharmacol. Vol. 59/1)

301. Rosensweig N.S., Herman R.H. Control of jejunal sucrase and maltase activity by dietary sucrose or fructose in man. A model for study of enzyme regulation in man // J. Clin. Invest. 1968. Vol.47. N 145. P. 2253-2262.

302. Rosensweig N.S., Herman R.H., Stifel F.B. Dietary regulation of small intestinal enzyme activity in man // Amer. J. Clin. Nutr. 1971. Vol 24. N 1. P. 65-69.

303. Ruppin H. Current aspects of intestinal motility and transport // Klin. Wochenschr. 1985. Vol. 63. N 15. P. 679-688.

304. Ruttloff H., Noack R., Friese R., Schenk G. Zur Lokalisation von Carbohydrasen im Burstensaum der Rattenmucosa // Biochem. Zeitschr. 1964. Vol. 341. P.15-22.

305. Ryu Kyoo Hay, Grim E. Unstirred water layer in canine jejunum // Am.J.Physiol. 1982. Vol. 42. N 4. P. G364-G369.

306. Sandle G.I., Lobley R.W., Warwick R., Holmes R.W. Monosaccharide absorption and water secretion during disaccharide perfusion of the human jejunum // Digestion. 1983. Vol. 26. P. 53-60.

307. Schlichter L.C. Unstirred mucus layers: ion exchange properties and effect on ion regulation in luminaea stagnalis // J. Exp. Biol. 1982. Vol. 98. P. 363-372.

308. Schneider R., Troesch V., Hadorn B. Etude de la distribution de 11enterokinase et de la saccharase dans quarte populations d'en-terocytes isoles chez la rat // Biol. Gastroenterol. 1975. Vol. 8. P. 12-20.

309. Schultz S.G. Transport across small intestine // Transport organs / Ed. G.Giebisch, D.S.Tosteson, H.H.Ussing. Membrane transport in biology. Vol.4B. Berlin etc.: Springer, 1979. P. 749780.

310. Schultz S.G. Salt and water absorption by mammalian small intestine. In: Physiology of the gastrointestinal tract, Raven Press, New York, 1981. P. 983-989.

311. Schultz S.G., Curran P.F. Intestinal absorption of sodium chloride and water // Handbook of physiology. Sect.6. Vol.3. Washington, 1968. P. 1245-1276.

312. Schwartz R.M., Furne J.K., Levitt M.D. Paracellular intestinal transport of six-carbon sugars is negligible in the rat // Gastroenterol. 1995. Vol. 109. N 4. P. 1206-1213.

313. Scott T.A., Melvin E.H. The determination of hexoses with anthrone // Anal. Biochem. 1953. Vol. 25. P. 1656-1658.

314. Semenza G., Corcelli A. The absorption od sugars and amino acids across the small intestine // Molecular and cellular basis of digestion / Ed. P. Desnuelle. Amsterdam etc.: Elsevier, 1986. P. 381412.

315. Sharp P.A., Debnam E.S., Srai S.K.S. Rapid enhancement of brush border glucose uptake after exposure of rat jejunal mucosa to glucose // Gut. 1996. Vol. 39. N 4. P. 545-550.

316. Shu R., David E.S., Ferraris R.P. Dietary fructose modulates fructose transport and GLUT5 expression in small intestine of weaning rats // Amer.J.Physiol., 1998, Vol. 274, N 2?, Pt. 1, p. G232-G239.

317. Siegel M., Lebenthal E., Topper W., Krantz B., Li Ph.K. Gastric emptying in prematures of isocaloric feeding with differing osmolalities // Pediat. Res. 1982. Vol. 16. N 2. P. 141-147.

318. Silverblatt E.R., Conklin K., Gray G.M. Sucrase precursor in. human jejunal crypts 11 Amer. Soc. Clin. Invest. 1974. Abstr. 286. P. 76A.

319. Sjoqvist A., Beeuwkes R. Villous sodium gradient associated with volume absorption in the feline intestine: electronmicroprobe study on freez-dried tissue // Acta Physiol. Scand. 1989. Vol. 136. P. 271-279.

320. Sjostrom H., Noren 0., Danielsen E.M. , Skovbjerg H. Structure of rnicrovillar enzymes in different phases of their life cycles // Brush border membranes / Ed. R.Porter, G.M.Collins. London: Pitman. 1983. P. 50-69.

321. Sjostrom H., Noren 0. Cytosolic peptidases of the small intestine // Molecular and cellular basis of digestion / Ed. P. Desnuelle. Amsterdam ets.: Elsevier, 1986. P. 367-379.

322. Smith J.L., Jiang C.L., Hunt J.H. Intrinsic emptying pattern of the human stomach // Amer. J. Physiol. 1984. Vol. 246. N 6. Pt 2. P. R959-R962.

323. Smithson R.W., Millar D.B., Jacobs L.R., Gray G. Intestinal diffusion barrier. Unstirred water layer or membrane surface mucous coat? // Science. 1981. Vol. 214. N 4526. P. 1241-1244.

324. Smyth D.H. Mechanisms in intestinal transfer // J. Clin. Pathol. 1970. Vol. 23. N 1. P. 1-6.

325. Smyth D.H. Methods of studing intestinal absorption // Biomembranes. London, New York: Plenum Press, 1974. Vol. 4A. P. 241-283.

326. Sols A., Ponz F. A new method for the study of intestinal absorption // Rev. Espan. Fisiol. 1947. Vol. 3. P. 207-212.

327. Souba W.W., Roghneen P.T., Goldwater D.L., Reed R.L., Rowlands B.J. Effects of enterectomy on postoperative visceral organ glucose exchange // J. Parenter. Enteral Nutr. 1989. Vol. 13. P. 128-131.

328. Spencer R.P. Spatial distribution of intestinal activities // Yale J. Biol. Med. 1964. Vol. 36. N 4. P. 279-294.

329. Spencer M.P., Sarr M.G., Soper N.J., Hakim N.S. Jejunal regulation of gastric motility patterns: effect of extrinsic neural continuity to stomach // Amer. J. Physiol. 1990. Vol. 258. N 1. Pt 1. P. G32-G37.

330. Spiller R.C. Intestinal absorptive function // Gut. 1994. Vol. 35, Supplement 1. P. S5-S9.

331. Spiller R.C., Brown M.L., Phillips S.F. Emptying of the terminal ileum in intact humans. Influence of meal residue and ileal motility // Gastroenterol. 1987. Vol. 92. N 3. P. 724-729.

332. Stevens B.R. Vertebrate intestine apical mambrane mechanisms of organic nutrient transport // Amer. J. Physiol. 1992. Vol. 263. P. R458-R463.

333. Strocchi A., Levitt M.D. A reappraisal of the magnitude and implications of the intestinal unstirred layer // Gastroenterol. 1991. Vol. 101. P. 843.

334. Stubbs D.F. Models of gastric emptying // Gut. 1977. Vol. 18. N 3. P. 202-204.

335. Syme G. , Levin R.J. The validity of assessing changes in intestinal absorption mechanisms for dietary sugars with non-metaboli-zable analogues (glucalogues) // Brit. J. Nutr. 1980. Vol. 43. P. 435-443.

336. Thomson A.B.R., Dietschy J.M. Derivation of the equations that describe the effects of unstirred water layers on the kinetic parameters of active transport processes in the intestine // Theor. Biol. 1977. Vol. 64. P. 277-292.

337. Thomson A.B.R., Dietschy J.M. The role of the unstirred water layer in intestinal permeation // Pharmacology of intestinal permeation / Ed. T.Z.Csaky. Berlin etc.: Springer, 1984. Vol. 70/11. Ch.21, P. 165-269 (Handbook of Experimental Pharmacology).

338. Towler M., Pugh-Humphreys G.P., Porteous W. Characterization of columnar absorptive epithelial cells isolated from rat jejunum // J. Cell Biol. 1978, Vol. 29, P.55-75.

339. Tsuboi K.K., Kwong L.K., Yamada K., Sunshine P., Koldovsky 0. Nature of elevated rat intestinal carbohydrase activities after high-carbohydrate diets feeding // Amer. J. Physiol. 1985. Vol.249. N4. Pt 1. P. G510-G518.

340. Trier J.S. Morphology of the epithelium of the small intestine / In: Handbook of physiology / Ed. C.F.Code. New York: 1968. Sect.6. Vol. 3. P. 1159-1175.

341. Trier J.S., Madara J.L. Functional morphology of the mucosa of the small intestine // Physiology of the gastrointestinal tract / Ed. L.R. Johnson. New York: Raven Press, 1981. P. 925-961.

342. Turnberg L.A. Disturbances of intestinal ion transport in diar-roea // Clinical research reviews / Ed. N.W.Read. England: Janssen Pharmaceutical Ltd. 1981. Vol. 1. Suppl.1. P. 1-9.

343. Turner J.R., Madara J.L. Physiological regulation of intestinal epithelial tight junctions as a consequence of Na+-coupled nutrienttransport // Gastroenterol. 1995. Vol. 109. N 4. P. 1391-1396.

344. Uhing M.R., Kimura R.E. The effect of surgical bowel manipulation and anesthesia on intestinal glucose absorption in rats // J. Clin. Invest. 1995a. Vol. 95. N 6. P. 2790-2798.

345. Uhing M.R., Kimura R.E. Active transport of 3-0-methylglucose by the small intestine in chronocally catheterizes rats // J. Clin. Invest. 1995b. Vol. 95. N 6. P. 2799-2805.

346. Uhing M.R., Kimura R.E. Intestinal absorption of proline and leucine in chronically catheterized rats // Gastroenterol. 1997. Vol. 113. N 3. P. 865-874.

347. Ullrich K.J., Fromter E., Murer H. Prinzipien des epithelialen Transportes in Niere und Darm // Klin. Woch.-Schr. 1979. S.977-991.

348. Urban E., Michel A.M. Separation of adaptive mucosal growth and transport after small bowel resection // Amer. J. Physiol. 1983. Vol. 244. N . P. G295-G300.

349. Vanderhoof J.A., Langnas A.N. Short-bowel syndrome in children and adults // Gastroenterol. 1997. Vol. 113. N 5. P. 1767-1778.

350. Vist G.E., Maughan R.J. Gastric emptying after repeated drinking in man // J. Physiol.(L.). 1992. Vol. 452. P. 338.

351. Weiser M.M., Walters J.R.F., Wilson J.R. Intestinal cell membranes // Intern. Rev. Cytol. 1986. Vol. 101. P. 1-57.

352. Welch I., Saunders K., Read N.W. Effect of ileal andintravenous infusions of fat emulsions on feeding and satiety in human volunteers // Gastroenterol. 1985. Vol. 89. N 6. P. 1293-1297.

353. Weser E., Hernandez M.H. Small bowel adaptation after intestinal resection in the rat // Gastroenterol. 1971. Vol. 60. P. 69-75.

354. Weser E., Vandeventer A., Tawil T. Non-hormonal regulation of intestinal adaptation // Scand. J. Gastroent. 1982. Vol. 17. Suppl.74. P. 105-113.

355. Westergaard H., Holtermuller K.H., Dietschy J.M. Measurement of resistance of barriers to solute transport in vivo in rat jejunum. // Am. J. Physiol. 1986. Vol. 250. P. G727-G735.

356. Williamson R.C.N. Intestinal adaptation. Pt 1. Structural,functional and cytokinetic changes // New Engl. J. Med. 1978a. Vol. 298. N 25. P. 1393-1402.

357. Williamson R.C.N. Intestinal adaptation. Pt 2. Mechanisms of control // New Engl. J. Med. 1978b. Vol. 298. N 26. P. 1444-1450.

358. Williamson R.C.N. Intestinal adaptation: factors that influence morphology// Scand.J.Gastroint. 1982. Vol. 17. Suppl. 74. P. 21-29.- 278

359. Wilson T.H. Intestinal absorption. Saunders, Philadelphia Lon don: 1962.

360. Wilson F.A., Dietschy J.M. The intestinal unstirred layer: its surface area and effect on active transport kinetic // Biochim. Biophys. Acta. 1974. Vol. 363. N 1. P. 112-126.

361. Winne D. Unstirred layer, source of biased Michaelis constant in membrane transport // Biochim. Biophys. Acta. 1973. Vol. 298. P. 27-31.

362. Winne D. Correction of the apparent Michaelis constant, biased by an unstirred layer, if a passive transport component is present // Biochim. Biophys. Acta. 1977. Vol. 464. N 1. P. 118-126.

363. Wiseman G. Absorption from the intestine. London; New York: Academic Press, 1964. 564 p.

364. Woodley J.F., Kenny A.J. The presence of pancreatic proteases in particulate preperations of rat intestinal mucosa // Biochem. J. 1969. Vol. 115. P. 18P.

365. Young E.A., Weser E. Nutritional adaptation after small bowel resection in rats // J. Nutr. 1974. Vol. 104. N 8. P. 994-1101.

366. Younoszai M.K. In vivo transport of water and electrolytes in the infant rat small intestine // Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 1979. Vol. 160. P. 192-195.

367. Younoszai M.K., Saparo R.S., Laughlin M. Maturation of jejunum and ileum in rats. Water and electrolyte transport during in vivo perfusion of hypertonic solutions // J. Clin. Invest. 1978. Vol.62. N 2. P. 271-280.

Информация о работе

Груздков, Андрей Андреевич
доктора биологических наук
Санкт-Петербург, 1998
ВАК 03.00.13

Диссертация

Пространственная организация пищеварения и всасывания в тонкой кишке - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы