Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 14
1.1. Моторно-эвакуаторная функция пищеварительного тракта у здорового человека 14
1.2. Влияние различных пищевых раздражителей на моторно-эвакуаторную функцию желудочно-кишечного тракта 22
1.3. Моторно-эвакуаторная функция пищеварительного тракта при экстремальных воздействиях 27
1.4. Регуляция моторно-эвакуаторной деятельности желудочно-кишечного тракта 34
1.4.1. Нервная регуляция 34
1.4.2. Гуморально-гормональная регуляция 38
1.4.3. Регуляция функций пищеварительного тракта при физических нагрузках 45
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 47
2.1. Характеристика испытуемых 47
2.2. Исследование эвакуаторной функции желудка и тонкого кишечника 50
2.3. Исследование миоэлектрической активности желудка 54
2.4. Исследование гуморально-гормональных показателей в сыворотке крови 56
2.5. Исследование личностных психологических параметров испытуемых 57
2.6. Математическая обработка результатов исследования 61
ГЛАВА 3 . Моторно-эвакуаторная функция желудочно-кишечного тракта у лиц с различным уровнем и характером повседневной двигательной активности в покое и при действии мышечного напряжения 62
3.1. Эвакуаторная функция желудка при приеме различных тестовых завтраков в условиях физиологического покоя и при действии мышечного напряжения 62
3. 2 . Миоэлектрическая активность желудка у лиц с различным уровнем и характером повседневной двигательной активности при приеме разных тестовых завтраков 96
3.3. Ороцекальный транзит у лиц с различным уровнем и характером повседневной двигательной активности при приеме разных тестовых завтраков 106
ГЛАВА 4. Механизмы гуморалыю-гормоналыюй регуляции моторно-эвакуаторной деятельности желудочно-кишечного тракта 129
4.1. Углеводный завтрак 129
4.2. Белковый завтрак 166
4.3. Жировой завтрак 193
ГЛАВА 5 . Некоторые показатели углеводного, белкового и липидного обмена в крови у лиц с разным уровнем и спецификой повседневной двигательной активности после приема различных пробных завтраков 216
ГЛАВА 6. Взаимосвязь показателей моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта и психологических особенностей у лиц с различным уровнем повседневной двигательной активности 243
6.1. Влияние уровня и специфики двигательной активности на личностные особенности 243
6.2. Взаимоотношения между показателями моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта и личностными особенностями испытуемых 257
Заключение и практические рекомендации 274
Выводы 302
Список литературы 306
- Моторно-эвакуаторная функция пищеварительного тракта у здорового человека
- Исследование эвакуаторной функции желудка и тонкого кишечника
- Эвакуаторная функция желудка при приеме различных тестовых завтраков в условиях физиологического покоя и при действии мышечного напряжения
- . Миоэлектрическая активность желудка у лиц с различным уровнем и характером повседневной двигательной активности при приеме разных тестовых завтраков
Введение к работе
Актуальность исследования. Мышечная активность является универсальной формой деятельности, обеспечивающей адаптацию человеческого организма к условиям внешней среды и свободу взаимодействия с ними на основе физической, психической и социальной сущности индивида (А.Г. Щедрина, 1989; А.Г. Сухарев, 1991; P.M. Баевский, 1992; А.Н. Разумов, В.А. Пономаренко, В.А. Пискунов, 1996). Высшей степенью проявления двигательной активности является спортивная деятельность. Спорт рассматривается как форма социальной жизни людей, в которой все их возможности проявляются в большей степени, чем в повседневности (И.В. Меньшиков, 2003, 2004; Н.И. Волков, А.Н. Волков, 2004; В.А. Рогозкин, 2001; V. Wyss, 1986).
Большинство видов спортивной деятельности характеризуется интенсивным тренировочным процессом, вызывающим целый ряд морфологических, биохимических и функциональных изменений, которые отчетливо проявляются не только при мышечном напряжении, но и в состоянии физиологического покоя. Эти изменения носят приспособительный характер и затрагивают деятельность практически всех органов и систем организма человека.
Адаптация к высокоинтенсивным и объемным мышечным нагрузкам может иметь чрезвычайно высокую «цену», что сопровождается преждевременным изнашиванием наиболее нагружаемых функциональных систем. Поэтому изучение деятельности организма в условиях спортивной гиперкинезии приобретает первостепенное значение (Ф.З. Меерсон, М.Г. Пшенникова, 1988; А.Г. Сухарев, 1991).
Наиболее выраженные приспособительные реакции в деятельности внутренних органов наблюдаются при нагрузках, направленных на развитие качества выносливости (Н.И. Волков, А.Н. Волков, 2004; А.П. Кузнецов и др., 2004; Э.А. Лазарева, 2004; В. Glace et al, 2002). Выносливость как двигательное качество интегрирует в себе значительное количество разнообразных сдвигов, происходящих на различных биологических уровнях, начиная от генетического и кончая уровнем целостного организма (А.А. Виру, П.К. Кырге, 1983; Н.В. Зимкин, 1984; Ф.З. Меерсон, М.Г. Пшенникова, 1988; В.А. Рогозкин, 2001, и др.). В роли ведущего звена, определяющего проявление выносливости человека, обычно выступает тот орган или функция, которые в первую очередь подвержены действию утомления и быстрее других выходят из строя. Поэтому выявление ведущего звена является одной из актуальных задач, решение которой позволит избежать нежелательных последствий гиперкинезии, обусловленной спортивной тренировкой.
В преобладающем большинстве случаев определяющими в проявлениях качества выносливости являются факторы энергетического обмена (Н.Е. Бурдакова, 2001; Н.И. Волков, А.Н. Волков, 2004; А.С. Радченко, 2004; И.В. Меньшиков, 2003, 2004, и др.).
Известно, что физическая работоспособность человека определяется энергетическими возможностями и, в частности, уровнем развития аэробных и анаэробных механизмов энергообеспечения. Развитие выносливости оказывает существенное влияние на развитие аэробных возможностей организма. Повышение мощности и емкости анаэробных источников энергообеспечения определяет развитие скоростно-силовых способностей спортсмена (Н.Е. Бурдакова, 2001). Энергообмен в ходе напряженной мышечной деятельности будет зависеть от слаженной работы центральных, исполнительных звеньев, а также систем вегетативного обеспечения. К числу последних относится пищеварительный тракт, выполняющий ключевую роль на подготовительном этапе обменных процессов.
Деятельность желудочно-кишечного тракта в процессе адаптации к мышечным нагрузкам различной направленности подвергается специфическим изменениям, направленным на более полное и быстрое удовлетворение энергетических и пластических потребностей организма.
Однако внешние проявления реакции пищеварительной системы на мышечное напряжение не столь заметны, по сравнению с другими системами вегетативного обеспечения, что затрудняет выявление негативных и нежелательных проявлений в ходе тренировочно-соревновательной деятельности. Знание особенностей механизмов регуляции функций желудочно-кишечного тракта и их роли в поддержании энергетического баланса в организме позволит сделать адаптационный процесс более быстрым и менее болезненным (B.C. Асатиани, 1972; С.С. Полтырев и др., 1982; С.С. Полтырев, В .Я. Русин, 1987; В.А. Рогозкин и др., 1989; А.П. Кузнецов и др., 2002, 2004 и др.).
Прием пищи и все связанные с ним этапы процесса пищеварения (механическая обработка и продвижение химуса в каудальном направлении, расщепление нутриентов до субстанций, пригодных к всасыванию и др.) достаточно подробно описаны в литературе (Н.Н. Лебедев, 1987; В.Т. Ивашкин и др., 1987; Г.Ф. Коротько, 2003; J. Chesta et al, 1990; P.N. Kaufman et al, 1990). В то же время изучение моторно-эвакуаторной функции пищеварительного тракта, а также ее роли в энергообеспечении спортивной деятельности является весьма актуальным и представляет значительный интерес для специалистов в области спортивной физиологии, медицины, лечебной физической культуры и спортивной тренировки.
Понимание механизмов действия мышечного напряжения на моторно-эвакуаторную деятельность желудочно-кишечного тракта, ее реакции на прием различных по природе пищевых субстратов позволит избежать нежелательных последствий влияния мышечных нагрузок различного характера и интенсивности на организм человека, выработать оптимальный режим питания и тренировок, а также существенно дополнить знания об использовании мышечных упражнений в оптимизации функций желудочно-кишечного тракта и применения их для лечения целого ряда гастроэнтерологических заболеваний.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Целью настоящего исследования явилось изучение механизмов адаптации моторно-эвакуаторной деятельности желудочно-кишечного тракта к спортивной гиперкинезии с учетом специфики тренировочного процесса и индивидуально-психологических особенностей спортсменов, теоретическое и эмпирическое обоснование применения различных по характеру мышечных нагрузок для нормализации двигательной функции пищеварительного тракта и в целом обмена веществ в организме.
В связи с вышеизложенным были определены следующие задачи исследования:
1. Исследовать влияние уровня и характера повседневной двигательной активности на моторно-эвакуаторную функцию желудочно-кишечного тракта при приеме различных пищевых завтраков;
2. Установить влияние дозированной мышечной нагрузки на дифференцированность эвакуаторного процесса в зависимости от нутритивного состава желудочного содержимого;
3. Оценить устойчивость механизмов регуляции моторно-эвакуаторной функции желудка и тонкого кишечника к мышечному напряжению у лиц с различным уровнем и спецификой повседневной двигательной активности;
Исследовать миоэлектрическую активность желудка в ответ на прием различных пробных завтраков у лиц, имеющих различия в уровне и специфике повседневной двигательной активности;
Описать гуморально-гормональные механизмы регуляции моторно-эвакуаторной деятельности пищеварительного тракта у спортсменов, тренирующихся в различных режимах энергообеспечения, и лиц, не занимающихся спортом, при действии мышечной и пищевой нагрузок;
6. Определить некоторые показатели углеводного, белкового и жирового обмена у лиц с высоким уровнем повседневной двигательной активности, тренирующихся в различных режимах энергообеспечения, при совместном применении дозированной мышечной нагрузки и различных по составу пищевых завтраков;
7. Выявить взаимоотношения между особенностями моторно-эвакуаторной деятельности пищеварительного тракта и личностным психологическим профилем испытуемых, имеющих различия в уровне и специфике повседневной двигательной активности.
Научная новизна. Теоретические обобщения и анализ экспериментальных результатов позволили получить следующие новые научные сведения:
1. Установлена высокая устойчивость показателей моторно- эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта к действию мышечного напряжения у лиц, имеющих высокий уровень повседневной двигательной активности;
2. Выявлена зависимость между метаболическими потребностями организма при тренировках в различных зонах энергообеспечения и дифференцированностью эвакуаторного процесса в зависимости от нутритивного состава желудочного содержимого;
3. Впервые показана взаимосвязь между ускорением ороцекального транзита при приеме различных пищевых завтраков и систематическим выполнением мышечных нагрузок в различных режимах энергообеспечения;
4. Выявлено повышение скорости эвакуации желудочного содержимого за счет усиления частотного и ослабления амплитудного компонентов миоэлектрической активности желудка у лиц с высоким уровнем повседневной двигательной активности;
5. Определена динамика секреции гастрина, инсулина, соматотропного гормона (СТГ), адренокортикотропного гормона (АКТГ), паратиреоидного гормона (ПТГ), тиреотропного гормона (ТТГ), трийодтиронина (Т3), тироксина (Т4), циклических нуклеотидов (цАМФ, цГМФ) в ответ на прием различных по составу пробных завтраков и выполнение дозированной велоэргометрической нагрузки у лиц с различным уровнем и спецификой повседневной двигательной активности;
Установлена низкая концентрация тощакового гастрина и повышенная реактивность G-клеток слизистой оболочки желудка в ответ на прием различных пищевых завтраков у лиц, адаптированных к нагрузкам аэробного характера, в сочетании с ускорением желудочной эвакуации в условиях физиологического покоя;
Установлены разнонаправленные изменения в концентрации инсулина и соматотропина в ответ на дозированную велоэргометрическую нагрузку в зависимости от уровня и специфики повседневной двигательной активности. У спортсменов, тренирующихся на выносливость, снижение инсулина и повышение СТГ после мышечной нагрузки определяет торможение гликолиза, усиление глюконеогенеза и повышение концентрации глюкозы в крови, что сочеталось с замедлением пассажа химуса;
Выявлены разнонаправленные изменения концентрации цАМФ и цГМФ у лиц с разной степенью адаптации к мышечному напряжению в ответ на совместное применение мышечной и пищевой нагрузок, отражающие » баланс симпатических, парасимпатических влияний и тип энергетического обмена в данных условиях;
Изучена деятельность регуляторной оси «гипофиз-щитовидная железа». У лиц, адаптированных к действию мышечного напряжения, физиологическое действие гормонов щитовидной железы в посленагрузочный период реализовалось за счет биологически более активного Т3 , тогда как у лиц, не занимающихся спортом, за счет Т4. Динамика изменения концентрации ТТГ, Т3 и Т4 позволяет предположить у неспортсменов снижение функциональных резервов тиреоидной оси регуляции, обусловленное неадекватностью выполненной мышечной нагрузки;
10. Выявлены специфические особенности в показателях амилолитической активности, уровня цитоплазматических трансаминаз - аланинаминотрансферазы (АлАТ), аспартатаминотрансферазы (АсАТ) и липидного профиля сыворотки крови у лиц с различным уровнем повседневной двигательной активности в ответ на дозированную мышечную нагрузку и прием разных по составу пробных завтраков. Спортивная деятельность, связанная с развитием качества выносливости, сопровождается повышением стабильности плазматических мембран гепатоцитов, кардиомиоцитов и миоцитов, о чем свидетельствуют значительно более низкие показатели АлАТ и АсАТ в сыворотке крови;
11. Установлена зависимость типа желудочной эвакуации от личностных психологических характеристик и акцентуаций характера. Для лиц с равномерным типом желудочной эвакуации характерны высокие показатели гипертимности, возбудимости и эмотивности. Экспоненциально обусловленный характер опорожнения желудка сочетался с ярко выраженной акцентуацией по гипертимному типу. Степенная зависимость эвакуаторного' процесса свойственна испытуемым с экзальтированным типом акцентуации.
Теоретическая и практическая значимость. Данные, полученные в« ходе исследования, позволяют охарактеризовать адаптационные сдвиги в моторно-эвакуаторной деятельности желудка и тонкого кишечника при выполнении мышечных нагрузок различного характера, а также реакцию пищеварительного тракта в ответ на прием различных по составу тестовых завтраков. Применение психодиагностических тестов (MMPI (СМИЛ), Леонгарда, Айзенка) может быть полезным при оценке типа опорожнения желудка и степени устойчивости моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта к нагрузкам разного характера, объема и интенсивности.
Для специалистов в области спортивной тренировки и специализированного питания несомненный интерес имеют данные о специфических изменениях в двигательной деятельности желудочно-кишечного тракта, обусловленных метаболическими потребностями организма при выполнении нагрузок в различных энергетических режимах, которые могут быть использованы с целью коррекции проявлений желудочно-кишечного дискомфорта у высококвалифицированных спортсменов в тренировочной и соревновательной деятельности.
В области спортивной медицины полученные данные могут быть использованы с целью нормализации пассажа пищевых масс у пациентов с разного рода моторными дискинезиями пищеварительной системы. При обследованиях высококвалифицированных спортсменов учет динамики изменения аминотрансфераз (АлАТ, АсАТ) в крови после выполнения проб с дозированной физической нагрузкой может использоваться как маркер функционального состояния организма и готовности наиболее нагружаемых звеньев к тренировочной и соревновательной деятельности.
Для эндокринологов и диетологов также представляют интерес сведения о динамике концентраций гормонов желудочно-кишечного тракта и других эндокринных желез в ответ на изолированное и совместное применение пищевых и мышечных нагрузок.
В области клинической медицины могут быть использованы сведения об изменениях амилолитической активности, липидного профиля и уровня цитоплазматических ферментов в сыворотке крови в ответ на действие мышечных нагрузок для предупреждения развития и обострений патологии сердечно-сосудистой, гепатобилиарной систем, опорно-двигательного аппарата.
Полученные результаты могут также служить теоретической базой для разработки рациональных режимов питания у спортсменов разных специализаций, планирования оптимального режима тренировок и использования физических упражнений различной направленности для улучшения функционального состояния моторно-эвакуаторной деятельности желудочно-кишечного тракта.
Результаты диссертационного исследования используются в работе врачебно-физкультурного диспансера города Кургана, отделений физической реабилитации Курганской областной клинической больницы и ГУН РНЦ «Восстановительная травматология и ортопедия» им. акад. Г.А. Илизарова, при подготовке юных спортсменов специалистами училища Олимпийского резерва г. Кургана, а также при чтении лекционных курсов в Курганском, Тюменском государственных университетах.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ
1. Уровень и характер повседневной двигательной активности оказывают существенное влияние на моторно-эвакуаторную функцию желудка и тонкого кишечника.
У лиц с высоким уровнем повседневной двигательной активности адаптивные сдвиги в моторно-эвакуаторной деятельности пищеварительного тракта сочетаются с метаболическими потребностями при выполнении нагрузок преимущественно в аэробном и анаэробном режимах энергообеспечения.
Метаболические сдвиги, возникающие в организме при выполнении мышечных нагрузок различного характера, сопровождаются изменениями в механизмах гуморально-гормональной регуляции моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта, а также показателей углеводного, белкового и жирового обмена.
4. Выраженность и направленность функциональных сдвигов в моторно-эвакуаторной деятельности желудочно-кишечного тракта зависят от метаболических потребностей организма при выполнении мышечных нагрузок различного характера и связаны с индивидуально-личностными психологическими свойствами. Последние также определяют значимость для индивида конкретных стрессорных факторов и влияют на характер адаптационных реакций.
Апробация работы. Основные результаты исследований и положения диссертации доложены на Международной конференции «Современные достижения спортивной науки» (Санкт-Петербург, 1994); научной конференции ученых России и стран СНГ «Биоритмы пищеварительной системы и гомеостаз» (Томск, 1994); на II съезде физиологов Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 1995); на Всероссийском симпозиуме «Интеграция механизмов регуляции висцеральных функций» (Майкоп, 1996); на XVII, XVIII и XIX съездах Всероссийского физиологического общества им. И.П. Павлова (Ростов-на-Дону, 1998; Казань, 2001; Екатеринбург, 2004); на XV юбилейной сессии Академической школы-семинара им. акад. A.M. Уголева «Современные проблемы физиологии и патологии пищеварения» (Пущино-на-Оке, 1999); на XVII Всероссийской научной конференции «Физиология и патология пищеварения» (Краснодар, 1999); на III Международном конгрессе «Здоровье человеа» (Санкт-Петербург, 2002); на Всероссийской научной конференции «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды» (Челябинск, 2004); на Всероссийской научно-практической конференции «Формирование здорового образа жизни» (Тюмень, 2004).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 64 научных работы, в том числе 17 - в изданиях, рекомендуемых ВАК Российской Федерации, и одна монография.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 359 страницах машинописного текста и включает: введение, шесть глав, заключение и практические рекомендации, выводы и список литературы; текст диссертации иллюстрирован 20-ю таблицами и 39-ю рисунками. Библиография: 519 источников (279 отечественных и 240 зарубежных).
LINK1 Моторно-эвакуаторная функция пищеварительного тракта у здорового человека LINK1 Моторно-эвакуаторная деятельность пищеварительного тракта включает в себя комплекс процессов, обеспечивающих депонирование пищи, ее перемешивание с секретами пищеварительных желез и порционную эвакуацию химуса в дистальные отделы (С.Д. Гройсман, А.Д. Бегека, 1972; Е.М. Матросова, А.В. Соловьев, 1974; Г.Ф. Коротько, 1987; З.К. Вымятнина, Н.А. Силкова, 2001; СМ. Ткач и др., 2001; С.Л. Пильская, 2002; В.В. Оноприев и др., 2002; R. Fraser et al, 1993; S. Aoki et al, 2002; P. Miletto et al, 2002, и др.).
Пустому желудку человека и высших животных свойственна периодическая моторная активность - «голодная пищеварительная деятельность» (В.Н. Болдырев, 1904; П.Г. Богач и др., 1974; Н.Н. Лебедев, 1987; Е. Bjornsson, Н. Abrahamsson, 1993, и др.). Периоды двигательной активности возникают в желудке и постепенно перемещаются по тонкой кишке в ее более каудальные отделы, прекращаясь в вышележащих отделах (S.K. Sarna, 1985; D.G. Thompson et al, 1987). С.Д. Гройсман (1968) выделил два вида волн, характерных для пустого желудка: тонико-перистальтические (частота 0,5-2 раза в мин) и обычные перистальтические (частота 4-6 раз в мин). У человека продолжительность периодов работы желудка составляет 20-50 мин, покоя - 45-90 мин (С.З. Аничков, 1974; W.M. Sun et al, 1995).
По характеру периодики, частоте, амплитуде и длительности волн давления выделяют три фазы сокращений пустого желудка (Н.Н. Лебедев, 1987; В.Г. Ребров, Г.И. Куланина, 1991; М.Л. Седокова и др., 1992; H.J. Ehrlein, 1986; P. Funch-Jensen, 1987; E.S. Bjornsson et al, 1995; J.D. Chen et al, 1995, и др.): 1). Фаза покоя характеризуется полным исчезновением потенциалов действия на электрогастрограмме и электродуоденограмме; 2). Фаза нерегулярных сокращений характеризуется появлением потенциалов действия не на каждой волне медленного электрического ритма; 3). Фаза регулярных сокращений характеризуется наличием спайковой активности на каждой волне медленного электрического ритма. Величина рН в двенадцатиперстной кишке регулирует межпищеварительную моторику. Щелочной рН в двенадцатиперстной кишке необходим для начала третьей фазы межпищеварительного мигрирующего миоэлектрического комплекса (S.S. Arabawi et al, 1994; W. Woodtly, С. Owyang, 1995). В силу своей адаптивной лабильности структура ритма периодической моторики желудка легко нарушается при самых разнообразных общих и местных патологических процессах, особенно если в патогенезе преобладают нервно-рефлекторные механизмы (Н.Н. Лебедев, 1987).
Голодной моторике желудка приписывалась очистительная функция от ненужных организму продуктов жизнедеятельности (Л.Г. Воронин, 1938; J.K. Lyster et al, 1992). В.Н. Болдырев (1929) считал, что основное биологическое значение периодических сокращений пищеварительного тракта при пустом желудке заключается в обеспечении организма ферментами, поступающими из главных пищеварительных желез и всасывающимися в кровь. П.Г. Богач (1974) выдвинул теорию, согласно которой периодика у голодных животных и человека возникает в связи с переходом на эндогенный тип питания и рассматривается как важная и необходимая составляющая для сохранения нормальной деятельности организма. Б.В. Чурин (1993) выявил, что периодическая двигательная активность пищеварительного тракта имеет место не только во время внепищеварителыюго периода, но и в переходном от пищеварения к внепищеварителыюму периоду.
Периодические сокращения пустого желудка прекращаются с момента кормления и наступает пищевая моторика. Перистальтические сокращения возникают с периодом 18-22 сек (3 раза в мин) (Е.М. Матросова, 1974; В.Т. Ивашкин и др., 1987; В.Г. Ребров, Г.И. Куланина, 1991). Частота перистальтических волн не изменяется с возрастом, под влиянием вида или состава пищи, а также нервных и гуморальных факторов (J.A. Weltz, 1950; Y. Ch. Kim et al, 2002). Имеются данные о снижении после кормления частоты медленных волн желудка у человека до 2,52 раза в минуту (S. Kohatsu, 1970).
Внутрижелудочное введение газа или жидкости усиливает моторику желудочно-кишечного тракта. По-видимому, моторика желудка и кишечника чувствительна к изменениям объема газообразного и жидкого содержимого просвета (D. Smith et al, 1992). Раздувание баллона в желудке не только инициирует кишечную моторику, напоминающую пищевую, но также модулирует механизмы возникновения периодической моторики (S. Judith et al, 1987).
В работах В.Г. Старцева (1992) было установлено, что каких-либо специальных "пищеварительных" движений желудка и двенадцатиперстной кишки, как и нижних отделов тонкой, слепой и сигмовидной кишок, по сравнению с так называемыми "голодными", сокращениями не существует. Во время пищеварения картина моторики желудка имитирует динамику "голодного" периода, который начинается фазой относительного покоя в период активного желудочного пищеварения и завершается постепенно усиливающимися движениями, носящими эвакуаторный характер. По данным Н.С. Тропской и соавт. (1994, 1995, 2005) специфика моторной активности при пищеварении, в отличие от голодной периодической деятельности, заключается в возможности одновременной работы двух или трех отделов ЖКТ, а также в синхронности повышения электрической активности его несмежных участков.
Акт еды оказывает угнетающее влияние на сокращения желудка (рецептивная релаксация), что способствует заполнению желудка пищей (С.Д. Гройсман, 1968). Латентный период зависит от функционального состояния желудка, то есть определяется фазой голодной периодической деятельности. Прием или введение пищи в период голодной активности желудка ускоряет начало опорожнения (Г.М. Барашкова, 1970). В начале и середине фазы покоя наблюдается слабовыраженная и кратковременная реакция на пищевые раздражители (Н.С. Тройская, 1994).
В исследованиях А.В. Тимченко (1999) было показано, что частота и сумма волн сокращений и расслаблений пищеварительного тракта мало меняются в зависимости от времени суток и времени, прошедшего после приема пищи. Моторная активность проксимального участка тонкой кишки в процессе периодической двигательной активности у здоровых людей проявляется не только сокращениями, но и активными расслаблениями, частота которых значительно ниже, но возрастает по мере продвижения в дистальном направлении.
Исследование эвакуаторной функции желудка и тонкого кишечника
Исследование эвакуации пищи из желудка проводили методом динамической ЭВМ-гастросцинтиграфии (Г.А. Зубовский, М.И. Девишев, Т.В. Огнева, 1987) на эмиссионном фотонном компьютерном томографе «Fogamma ZLC-75» («Simens-gammasonics», Австрия) в лаборатории лучевой диагностики ГУН РИД «Восстановительная травматология и ортопедия» им. акад. Г.А. Илизарова (заведующий лабораторией - доктор медицинских наук, профессор А.А. Свешников). Эвакуация желудочного содержимого и ороцекальный транзит были исследованы у 95 добровольцев с различным уровнем и спецификой повседневной двигательной активности.
Принцип методики заключается в наружном детектировании последовательных изменений скорости счета над областью желудка после приема обследуемым меченной радионуклидом естественной пробной пищи, вычислении времени половинного и полного опорожнения желудка, продолжительности ороцекального транзита, исследовании динамики желудочной эвакуации по 15-минутным интервала и определении на этой основе типа опорожнения желудка в соответствии с классификацией М.И. Девишева и соавт. (1981).
В качестве пищевой нагрузки использовали три вида пробных (тестовых) завтраков: углеводный (200 г 10%-й манной каши и 200 мл. сладкого чая); условно «белковый» (140 г 10%-й манной каши, 60 г яичного белка и 200 мл сладкого чая); условно «жировой» (160 г 10%-й манной каши, 40 г сливочного масла и 200 мл сладкого чая). Все тестовые завтраки имели одинаковые объем (400 мл), консистенцию и рН (Г.Ф. Коротько, Е.Г. Пылева, 2003).
Подготовка к эксперименту заключалась в следующем: утром, натощак (спустя 12-14 часов после последнего приема пищи), испытуемые-добровольцы принимали тестовый завтрак, меченый 0,5 mCi (4-7 МБк) коллоидного раствора 99Тс (препарат ТСК-17, Франция). Радиометрические исследования свидетельствуют об отсутствии всасывания препарата в кровь из желудка и тонкой кишки на протяжении всего времени исследования. Величина дозы облучения желудка составляет при этом не более 0,4-0,7 mGy. Обследуемых кормили непосредственно под аппаратом в положении сидя. Динамику процесса эвакуации регистрировали в горизонтальном положении в первые 15 минут, затем через каждые 15 минут до появления метки в области илеоцекального клапана. В промежутках между замерами испытуемые совершали стандартный променад. Определяли следующие показатели: время половинного опорожнения желудка (Т/2), время полного опорожнения желудка (Т), динамику опорожнения желудка по 15-минутным интервалам, время транзита пробного завтрака до илеоцекального сфинктера
Рассмотрение серии изображений в ходе исследования позволяет качественно оценить форму, положение, тонус желудка, наличие препарата в тонкой кишке, протяженность ее визуализации, зафиксировать момент перехода химусом илеоцекальной зоны и сделать предварительный вывод о скорости опорожнения желудка. В дальнейшем проводилась компьютерная обработка результатов исследования при помощи программы «СЦИНТИПРО» с целью вычисления объективного количественного показателя моторно-эвакуаторной функции желудка и тонкого кишечника.
Программа обработки результатов включает 4 обязательных этапа: выбор зон интереса, построение динамических кривых, внесение коррекций, расчет показателей эвакуации. Выбор зон интереса является наиболее ответственным этапом обработки, так как существенно влияет на достоверность результатов, правильность разделения зон желудка и кишечника, а также оптимальное включение в соответствующую зону всей имеющейся активности. Помимо зон желудка и кишечника необходимо выбрать контрольный участок для фона в области расположения печени и общую зону, включающую все поле видения детектора.
Построение динамических кривых осуществляется автоматически соответственно выбранным зонам. Программа автоматизированной обработки данных исследования включает следующие этапы: а) коррекция первичных кривых. Поправка на распад применяемого радионуклида осуществляется путем умножения числа отсчетов в каждой точке любой из динамических кривых на экспоненту. Коррекцию на общую вводимую активность проводят путем деления числа N в точке і каждой кривой N (ti) на отношение числа отсчетов N в той же точке і к числу отсчетов в первой точке (і=1) на кривой общей зоны видения детектора. Для учета поправки на фон вычисляют величину Nq,, которая является произведением среднего числа отсчетов на кривой, соответствующей фоновой зоне, умноженной на отношение числа ячеек в данной зоне к числу ячеек в фоновой зоне. Эту величину вычитают из откорректированного числа отсчетов в каждой точке. Окончательная формула для коррекции кривых желудка и кишечника имеет следующий вид: где N (ti) - текущее значение числа отсчетов в точке і, а - показатель скорости распада для данного нуклида, 1 - основание натурального логарифма, No(ti) число отсчетов в общей зоне, ti - время от начала записи до точки i, N$ -уровень фона для данной кривой; б) контроль выбора зон. Для объективного контроля за правильностью выбора зон интереса, единственного неавтоматизированного этапа анализа первичной информации в программу рекомендуется ввести коэффициент качества зоны (kz), оценивающий согласие скорости выхода препарата из желудка со скоростью поступления его в кишечник. При идеальном выборе зон интереса коэффициент качества зоны приближается к 100%; в) аппроксимация кривых аналитическими зависимостями. Учитывая относительную физиологическую продолжительность исследуемого процесса для сокращения времени исследования целесообразно использовать аппроксимацию дискретных экспериментальных значений аналитическими зависимостями:
Эвакуаторная функция желудка при приеме различных тестовых завтраков в условиях физиологического покоя и при действии мышечного напряжения
У испытуемых контрольной группы процент замедления желудочной эвакуации после приема белкового и жирового тестовых завтраков по отношению к углеводному составил соответственно 22±5,1 и 30±4,3% (р 0,05). У представителей скоростно-силовых видов спорта белковый завтрак эвакуировался медленнее на 14±3,7% (р 0,05), а жировой на 34±5,3% (р 0,05) по отношению к углеводному.
Таким образом, в условиях относительно мышечного покоя уровень повседневной двигательной активности не являлся значимым в оценке половинного опорожнения желудка. Детерминирующим фактором в этих условиях являлся вид принимаемого пробного завтрака. Полученные данные свидетельствуют о дифференцированном характере желудочной эвакуации: наиболее быстро эвакуировались углеводы, а наиболее продолжительный период полуопорожнения имел место после приема жирового завтрака. 30-минутная велоэргометрическая нагрузка (75% от МПК) оказывала существенное влияние на показатели половинного опорожнения желудка у лиц с различным уровнем и спецификой повседневной двигательной активности. Выявленные изменения носили разнонаправленный характер, что было справедливым как в отношении уровня и специфики двигательной активности, так и состава используемого тестового завтрака (рис. 1).
У спортсменов разных специализаций после приема углеводного завтрака наблюдалось торможение эвакуаторной способности желудка, причем у спортсменов, развивающих скоростно-силовые способности, оно было достоверным: в покое - 24,4±2,2 мин, после нагрузки - 34±3,18 мин (р 0,05). У атлетов, развивающих качество выносливости, была обнаружена лишь тенденция к замедлению половинного опорожнения желудка до 29,8±3,2 мин, против 22,8±2,4 мин в условиях физиологического покоя (р 0,1). В противоположность спортсменам, у лиц, не занимающихся спортом, после мышечной нагрузки и приема углеводного завтрака имело место достоверное сокращение периода желудочной полуэвакуации с 27±2,27 мин до 19±1,7 мин (р 0,05). Подобные изменения, по-видимому, обусловлены более низкой устойчивостью моторно-эвакуаторной функции желудка у лиц, не адаптированных к действию мышечного напряжения, что не могло не отразиться на качестве гидролиза пищевого субстрата.
Эвакуация пробного белкового завтрака также имела существенные различия. Наиболее длительный период полувыведения меченой пищи из желудка был отмечен у спортсменов, тренирующихся на выносливость -38,8±2,87 мин. У неспортсменов и атлетов, развивающих скоростно-силовые качества, показатель полуопорожнения желудка после выполнения велоэргометрической нагрузки и приема белкового завтрака был достоверно ниже, соответственно - 25,8±1,7 мин и 27,2±1,78 (р 0,05). По отношению к условиям физиологического покоя, период половинного опорожнения желудка у спортсменов, тренирующихся на выносливость, увеличился на 17±3,7%. У лиц, не занимающихся спортом, ускорение желудочной эвакуации по отношению к фоновым значениям составило 22,7±3,8%. У спортсменов, развивающих скоростно-силовые качества, 30-минутная велоэргометрическая нагрузка практически не оказывала влияния на половинное опорожнение желудка при приеме пробного белкового завтрака.
Анализируя влияние фактора мышечной нагрузки на эвакуацию желудочного содержимого при приеме углеводного и белкового тестовых завтраков, можно констатировать, что у лиц, адаптированных к действию мышечного напряжения, наблюдается торможение эвакуаторной способности желудка, что в условиях активации симпато-адреналовой системы является оправданной реакцией, позволяющей поддерживать гидролиз пищевого субстрата на оптимальном уровне. У лиц, не адаптированных к систематическим мышечным нагрузкам, наоборот, период опорожнения желудка от углеводной и белковой пищи существенно сокращается.
Следует отметить, что у спортсменов, развивающих скоростно-силовые качества, после мышечной деятельности нарушается дифференцированность эвакуаторного процесса - белковый завтрак эвакуируется быстрее, чем углеводный, соответственно 27,2±1,78 и 34,2±3,18 мин (р 0,01). Согласно многочисленным, ранее проведенным исследованиям, жировой субстрат является наиболее трудноперевариваемым и существенно изменяющим процессы химической и механической переработки в желудочно-кишечном тракте (П.Г. Богач, 1974; С.Д. Гройсман, Н.М. Харченко, 1987; А.А. Аблязов, Г.Ф. Коротько, 1992; Б.В. Чурин, 1993; А. Medhus et al, 1993, и др.).
В нашем исследовании, эвакуация пробного жирового завтрака после выполнения мышечной нагрузки происходила более быстро у лиц с высоким уровнем повседневной двигательной активности. У спортсменов, развивающих скоростно-силовые качества, период полувыведения меченой пищи составил 26,3±1,9 мин. У атлетов, тренирующихся на выносливость, этот показатель составил 31±1,67 мин. Эти значения были существенно ниже, чем у лиц, не занимающихся спортом - 38,7±2,92 мин (р 0,05). Таким образом, у неспортсменов после выполнения 30-минутной велоэргометрической нагрузки интенсивностью 75% от МІЖ усиливалась дифференцированность опорожнения желудка от пробных завтраков разного вида: белковый эвакуировался быстрее, чем жировой, но медленнее, чем углеводный (у б ж). Причем выявленные различия носили достоверный характер.
У спортсменов разных специализаций после выполнения велоэргометрической нагрузки данная зависимость претерпевала изменения. Для спортсменов, тренирующихся на выносливость она приобретала вид: у ж б - то есть жировой пробный завтрак покидал желудок быстрее, чем белковый и медленнее, чем углеводный. У атлетов, развивающих скоростно силовые способности, процесс половинного опорожнения желудка подчинялся зависимости ж б у (белковый завтрак эвакуировался медленнее, чем жировой, но быстрее, чем углеводный).
Учитывая тот факт, что период половинного опорожнения желудка наиболее объективно отражает его эвакуаторную способность, а полученные нами результаты в большинстве случаев являются значимыми, можно заключить: - в условиях физиологического покоя наиболее значимым фактором, определяющим начальный период опорожнения желудка, является вид пробного завтрака. Во всех группах испытуемых наблюдалась общепринятая дифференцированность эвакуаторного процесса в зависимости от нутритивного состава содержимого желудка: в начале эвакуируются углеводы, затем белки и в последнюю очередь жиры. Причем, у спортсменов, тренирующихся на выносливость, как правило, наиболее значимые различия наблюдалась при сопоставлении показателей эвакуации углеводов и белков. У лиц, не занимающихся спортом, и атлетов, развивающих скоростно силовые качества, выраженные различия имели место в показателях углеводного и жирового субстратов; - после выполнения 30-минутной велоэргометрической нагрузки интенсивностью 75% от МПК большее значение приобретал фактор уровня и характера повседневной двигательной активности. У лиц, адаптированных к действию мышечного напряжения, период половинного опорожнения желудка при употреблении углеводной пищи был существенно больше, в то время как жировой завтрак эвакуировался значительно быстрее, чем у испытуемых контрольной группы. По показателю половинного опорожнения желудка у лиц, не занимающихся спортом, сохранялась дифференцированность эвакуации разных по составу пробных завтраков у б ж. У спортсменов, после выполнения мышечной нагрузки, она претерпевала изменения: для тренирующихся со скоростно-силовым уклоном - ж б у; для развивающих качество выносливости - у ж б. По-видимому, изменение дифференцированности эвакуаторного процесса у спортсменов при приеме различного пищевого субстрата, связано с особенностями метаболизма при мышечной деятельности.
. Миоэлектрическая активность желудка у лиц с различным уровнем и характером повседневной двигательной активности при приеме разных тестовых завтраков
Межпищеварительная моторная активность желудка была изучена у 92 здоровых молодых людей с различным уровнем и спецификой повседневной двигательной активности в покое и после выполнения 30-минутной велоэргометрической нагрузки интенсивностью 75% от максимального потребления кислорода (рис. 6). Натощак, в условиях физиологического покоя и после выполнения нагрузки существенных различий по показателю амплитуды перистальтических волн выявлено не было. Также отсутствовали различия в амплитудных показателях, обусловленные уровнем и спецификой повседневной двигательной активности испытуемых. Вместе с тем, были выявлены достоверные различия в показателях частоты желудочных сокращений у спортсменов, тренирующихся на выносливость, и лиц, не занимающихся спортом, в условиях физиологического покоя, соответственно 3,4 ±0,11 и 2,4 ± 0,31 цикла в минуту (р 0,05). Под влиянием мышечного напряжения у спортсменов, тренирующихся на выносливость, отмечалось существенное угнетение частотного параметра электрогастрограммы до 2,7 ± 0,14 цикл/мин. У неспортсменов наблюдалась тенденция к повышению, а у спортсменов, тренирующихся со скоростно-силовым уклоном - тенденция к снижению частоты желудочных сокращений натощак.
После приема пробного белкового завтрака (140 мл 10%-й манной каши, 60 мл яичного белка и 200 мл сладкого чая) независимо от уровня и специфики повседневной двигательной активности испытуемых наблюдалось повышение частоты желудочных сокращений. Причем у испытуемых контрольной группы в покое повышение было достоверным. Несколько иначе вел себя в этих условиях амплитудный показатель электрогастрограммы. В условиях физиологического покоя у спортсменов амплитуда Показатели межпищеварительной моторной активности желудка у лиц с различным уровнем и спецификой повседневной двигательной активности (п=32). разных специализаций наблюдалось угнетение, а у лиц, не занимающихся спортом, повышение силового компонента моторики по отношению к тощаковым условиям. Несмотря на то, что выявленные изменения были недостоверны, можно предположить, что в подобных условиях, у лиц не адаптированных к действию мышечного напряжения усиление моторной активности желудка в ответ на прием пищевого субстрата может стать причиной его недостаточного гидролиза и в дальнейшем патологических изменений со стороны гастродуоденальной зоны.
В условиях физиологического покоя после приема различных пробных пищевых завтраков у лиц с различным уровнем повседневной двигательной активности были выявлены существенные различия по показателям моторной функции желудка (рис. 7).
Анализ амплитудных параметров электрогастрограммы показал, что у испытуемых контрольной группы наиболее высокие значения амплитуды желудочных сокращений наблюдались после приема жирового завтрака. Этот показатель составил 0,230 ± 0,023 мВ. Амплитуда желудочных сокращений после приема углеводного завтрака была достоверно ниже, чем после приема жирового пробного завтрака и равнялась 0,162 ± 0,02 мВ (р 0,05). У спортсменов, тренирующихся со скоростно-силовым уклоном, амплитуда желудочных сокращений после приема углеводной пищи была существенно ниже, чем после приема белковой и жирной пищи. Эти показатели соответственно составили 0,134 ± 0,01 мВ, 0,218 ± 0,022 мВ и 0,287 ± 0,043 мВ (р 0,05). У спортсменов, развивающих качество выносливости, существенных различий по показателю амплитуды желудочных сокращений после приема белкового, углеводного и жирового завтраков выявлено не было.
В целом, можно констатировать, что после приема жирового пробного завтрака амплитуда желудочных сокращений у испытуемых всех групп имела тенденцию к повышению. Наиболее низкие значения силового компонента моторики у лиц с различным уровнем и спецификой повседневной двигательной активности были зарегистрированы после приема углеводной пищи. Полученные данные противоречат имеющимся в литературе сведениям о том, что жирная пища оказывает угнетающее действие на процессы механической обработки в желудочно-кишечном тракте. В соответствии с классификацией типов моторной активности А.В. Холода и И.Н. Стороженко (1971), в условиях физиологического покоя у испытуемых контрольной группы и спортсменов, развивающих качество
