ХАРАКТЕРИСТИКА СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ ЖЕЛУДКА В НОРМЕ, ПРИ АТРОФИЧЕСКОМ ГАСТРИТЕ И СТАРЕНИИ

1.1. Функциональная морфология и регуляция клеточного обновления в слизистой оболочке желудка

Структурно и функционально слизистую оболочку желудка можно разделить на два основных типа: кислотопродуцирующую, расположенную в области тела и дна желудка, и слизистую оболочку кардиального и антрального отделов.

В области тела и дна желудка сосредоточена основная масса желёз, вырабатывающих основные компоненты желудочного сока. Эти железы, помимо слизистых клеток, содержат главные и обкладочные (париетальные) гландулоциты. На долю париетальных клеток, продуцирующих соляную кислоту, приходится 12%, главных клеток вырабатывающих пепсиноген- 40 %, слизистых клеток - 43 %, эндокринных - 4 % [Helander II.F., et al. 1986].

В слизистой оболочке антрального и кардиального отделов находятся слизистые железы. Строение этих двух отделов, расположенных у входа в желудок и у выхода из него, имеет много общего. Кардиальный отдел занимает сравнительно узкую циркулярную полосу в начальной части желудка. Размеры слизистой оболочки антрального отдела очень непостоянны и почти никогда не совпадают с анатомическими границами, смещаясь, особенно по малой кривизне далеко за их пределы. И в кардиальных и в антральных железах встречаются отдельные париетальные клетки, главные клетки здесь не находят. В слизи, образующейся в эпителии желёз, содержится большое количество нейтральных гликопротеинов, лизоцима, простагландинов, формирующих защитный барьер, защищающий слизистую оболочку от самопериваривания [Успенский В. М., 1986; Аруин Л. И., с соавт., 1998].

В норме инфильтрация слизистой оболочки желудка очень незначительна. В современной классификации хронических гастритов подчёркивается, что в нормальной слизистой оболочке желудка нет даже минимальной инфильтрации, а при её наличии следует уже диагностировать гастрит [Stolte М. et al. 1989]. Однако это требование может быть выполнимо только при изучении фундальной слизистой оболочки желудка.

В этих различных по строению и функциям отделах слизистой оболочки желудка преобладают также разные популяции эндокринных клеток.

В настоящее время в желудке выделено 10 типов эндокринных клеток [Sjolund К., et al., 1983]. Большинство эндокринных клеток, как правило, располагается поодиночке или гнёздами из нескольких клеток, которые занимают базальную часть эпителия. В последние годы они были обнаружены и в собственной пластинке слизистой оболочки желудка [Аруин Л.И., с соавт., 1986].

Основным отличительным признаком апудоцитов служит присутствие в их цитоплазме многочисленных специфических секреторных гранул, которые являются местом окончательного образования и хранения пептидных гормонов и биогенных аминов. По форме, размерам и внутреннему строению гранул в ряде случаев можно судить о типе гормона, синтезируемого апудоцитом, однако точно определить функциональный гормональный профиль клетки можно только после иммуноцитохимического анализа секретируемого продукта [Яглов В.В., 1989; Осадчук М.А. с соавт., 1996].

Наиболее часто встречающимися и изученными эндокриноцитами в желудке являются ЕС-, ECL-, G-, N-, D-клетки.

В слизистой оболочке тела и дна желудка эндокринные клетки выглядят как дискретные элементы, разбросанные в эпителии желез желудка, очень редкие в желудочных ямках и в поверхностном эпителии. Большинство из них относятся к клеткам "закрытого типа", благодаря чему они не зависят от влияния физико-химических стимулов содержимого желудка.

Они вовлечены в паракринные регуляторные механизмы посредством цитоплазматических отростков, позволяющие им достигать удаленные мишени - клетки или капилляры, и действуют как медиаторы, получая стимулы от нервных волокон и кровеносных сосудов, обеспечивая тем самым трофические и секреторные процессы в кислотопродуцирующей зоне [Bordi С. et al., 2000].

Антральный отдел желудка является областью наиболее богатой ио содержанию эндокринных клеток, большинство из которых принадлежит к "открытому" типу, их апикальные цитоплазматические отростки

с микроворсинками сообщаются с просветом желёз и содержат многочисленные пиноцитотичсские пузырьки для реагирования на изменения физико-химического состава содержимого желудка [Bordi С.

Эндокринные клетки тесно взаимосвязаны с пептидергическими нейронами и нервными волокнами автономной нервной системы, образуя нейроэндокринные комплексы. К известным нейротрансмиттерам этих нервов относят ацетилхолин, норадреналин, адреналин, гамма-аминомаслянная кислота, серотонин, нуклеотиды - передатчики пептидной природы, которые встречаются и в эндокринных клетках APUD-системы.

Основные гормоны желудка и их функции

Гастрин

Гастрин синтезируется в G-клетках в виде предшественника, из которого под действием специфических протеолитических ферментов образуется Г-34 (большой гастрин с 34 аминокислотными остатками), а затем Г-17 (малый гастрин) являющиеся циркулирующими в крови формами. Описаны так же минигастрин (Г-13) и пентагастрин (Г-5), отличающиеся по своим биологическим свойствам и распределению. Пентагастрин - концевой олигопептид Г-34 или Г-17 - обладает очень высокой биологической активностью.

Действие гастрина осуществляется путём связыванием его с рецептором к холецистокинину-2, локализованным на париетальных и ECL-клетках [Koh Т. J., et al. 2000]. В регуляции желудочной секреции гастрин играет одну из основных ролей. Он является стимулятором обкладочных клеток, обеспечивая, таким образом, регуляцию кислотообразования.

Физиологические функции гастрина очень разнообразны и не ограничиваются его действием только на париетальные клетки и активацией выработки соляной кислоты. Гастрин стимулирует также функцию главных клеток, увеличивая образование пепсиногена, и вызывает гиперплазию

ECL-клеток с усилением образования в них гистамина.

В последние годы установлено, что гастрин обладает также трофическим действием. Основной трофический эффект гастрина направлен на слизистую оболочку желудка, в результате повышения пролиферации клеток железистого эпителия и возможно стволовых клеток, а также стимуляции продукции эпидермального фактора роста.

Гастрин способен так же стимулировать экскрецию воды, натрия и калия бруннеровскими железами двенадцатиперстной кишки, поджелудочной

железой, печенью и почками, вызывает сокращение гладкой мускулатуры кишечника, жёлчного пузыря, матки, стимулирует липолиз, синтез инсулина и кальцитонина [Райхлин Н.Т., 1983].

Соматостатин

Синтез соматостатина осуществляется в D-клетках, а также в некоторых тонких нервных волокнах межмышечного и подслизистого сплетениях. Соматостатин является антагонистом соматотропного гормона, установлено, что он оказывает универсальное ингибирующее действие на синтез и высвобождение некоторых пептидных гормонов, включая инсулин, глюкагон и гастрин. Освобождение соматостатина стимулируется низким значением pH в просвете желудка. Подавление его секреции показано у свиней после введения слабого раствора щёлочи в желудок [Осадчук М.А. с соавт., 1996].

Серотонин

Установлено, что около 90 % эндогенного серотонина содержится в желудочно-кишечном тракте, где он, в основном, синтезируется и накапливается в энтерохромаффинных клетках и является основным источником экстрапинеального мелатонина [Helander H.F., 1986].

Этот биогенный амин обладает выраженным вазоактивным действием, принимает участие в регуляции моторики желудочно-кишечного тракта и секреции слизи. Серотонин является митогенным агентом и может регулировать пролиферативную активность эпителиальных и лимфоидных клеток.

Мелатонин

Наиболее важными физиологическими эффектами мелатонина являются: контроль циркадных и сезонных ритмов, регуляция многих биологических процессов, ингибирующее действие на пигментный метаболизм, антигонадотропные эффекты, седативное и галлюциногенное действие

на центральную нервную систему, подавление клеточной пролиферации и антиопухолевое действие по отношению ко многим экспериментальным опухолям.

Вазоактивный интестинальный пептид (ВИВ)

В слизистой оболочке желудка основная часть ВИП-иммунореактивных волокон образует густую сеть в железах тела и антрального отдела, иммуногистохимически ВИЛ обнаружен так же в Dj-клетках. По своему фармакологическому действию ВИП относят к числу нейропептидов с выраженным вазодилатационным и спазмолитическим действием, он участвует в механизме рецептивной релаксации проксимальной части желудка в ответ на поступление в него пищи [Осадчук М.А. с соавт., 1996].

Бомбезин

Бомбезин локализуется в тонких нервных волокнах подслизистого сплетения, с наибольшей концентрацией в антральном отделе желудка, где основная его функция-стимуляция выброса гастрина G-клетками [Осадчук М. А. с соавт., 1996].

Нейротензин

Наибольшую концентрацию нейротензина обнаруживают в подвздошной кишке, в желудке его вырабатывают N-клетки и концентрация его здесь минимальна. По видимому нейротензин может освобождаться в кровоток, действуя как "классический" гормон, и оказывает гипотензивное действие.

Он также стимулирует сокращение мускулатуры желудочно-кишечного тракта, подавляет вызванную пентагастрином секрецию соляной кислоты

[Осадчук М. А. с соавт., 1996].

Эндорфины и энкефалипы

Энкефалины широко представлены в желудочно-кишечном тракте, где они в основном концентрируется в антральном отделе желудка и проксимальном отделе двенадцатиперстной кишки. С помощью иммуногистохимических методов исследования энкефалиноподобная реактивность выявлена в эндокринных клетках слизистой оболочки желудочно- кишечного тракта, в телах нейронов межмышечного сплетения, в тонких нервных волокнах подслизистой оболочки антрального отдела желудка и мышечной оболочки [Осадчук М.А. с соавт., 1996]. Энкефалины могут усиливать мышечный тонус и ускорять транзит пищи по желудочно- кишечному тракту, а эндорфины способны подавлять базальную и стимулированную секрецию соматостатина [Kvetnoy et al., 2001].

Субстанция Р

Субстанция Р содержится в волокнах и клетках подслизистого и межмышечного сплетения, ЕС-клетках, которые располагаются преимущественно в слизистой оболочке пилорического отдела желудка. Субстанция Р оказывает сильное спазмогенное действие на все отделы пищеварительного тракта [Осадчук М.А. с соавт., 1996].

Галанин

Как полагают, галанин действует на моторику и секрецию желудочно- кишечною тракта посредством стимуляции выделения других нейропеитидов, он подавляет желудочную секрецию за счёт ингибирования секреции гистамина [Pham Т., 2002].

Поскольку спектр биологических эффектов пептидных гормонов и биогенных аминов чрезвычайно широк и включает в себя их влияние на важнейшие звенья механизмов старения (таких как рефляция пролиферативной активности, апоптоз, клеточная дифференцировка, подвижность клеток,

метаболизм свободных радикалов и многие другие), важность исследований изменений клеточной биологии диффузной нейроэндокринной системы в ходе старения становится очевидной.

Клеточное обновление клеток слизистой оболочки желудка происходит в генеративной зоне, локализующейся в шеечном отделе желёз и перешейке, где находятся стволовые клетки [Goodlad R.A. et al., 1995]. После деления, клетки из зоны генеративной перемещаются в функциональную зону. По мере миграции эпителиоциты дифференцируются и приобретают все структурные признаки зрелых клеток. Клетки, завершившие свой жизненный цикл, подвергаются апоптозу - механизму запрограммированной гибели

[Новиков В. С., 1996]. Координация соотношений пролиферации и апоптоза клеток - результат сложного взаимодействия многочисленных активирующих и подавляющих стимулов, которые необходимы для поддержания нормальной структуры ткани. При патологии эти сигналы вызывают активацию или наоборот подавление генов, участвующих в регуляции клеточного обновления, что приводит к нарушению равновесия между новообразованием и апоптозом клеток [Аруин Л.И. с соавт., 1989; Новиков В.С., 1996]. Изучение закономерностей клеточной пролиферации и апоптоза помогает понять, какие нарушения приводят к патологическим состояниям слизистой оболочки желудка - гиперплазии, атрофии, метаплазии, дисплазии, а также к развитию опухолей [Коган Е.А., 2002].

Одним из способов определения пролиферации является выявление ядерного антигена пролиферирующих клеток - PCNA. Этот протеин содержится в ядре и не связан с гистоном, являясь вспомогательным белком для ДНК-полимеразы. Он необходим для синтеза и «ремонта» ДНК. Экспрессия PCNA происходит главным образом в ядрах пролиферирующих клеток, однако его обнаружение также возможно в клетках с нарушенной

структурой ДНК, поскольку он участвует в её восстановлении [McCormick D., 1992).

Способов оценки апоптоза известно много, однако в настоящее время всё больше внимания уделяется не столько самому апоптозу, сколько его регуляции. При оценке клеточного обновления, гораздо важнее знать, какие клетки защищены от апоптоза, в каком участке эпителия они находятся, а какие из них, наоборот, экспрессируют гены, кодирующие белки, стимулирующие апоптоз. Одним из таких генов (белков) регуляторов апоптоза является р53. Выявляется он в ядрах трансформированных клеток, а также в очень небольших количествах присутствует в нормальных клетках [Smith М. et al., 1996; Carson D. et al. 1995). Повреждение ДНК ведет к накоплению в клетке белкового продукта гена р53, который может останавливать деление клеток и индуцировать апоптоз. Белок р53 является фактором транскрипции, регулирующим активность ряда генов. Предполагается, что ответная реакция на образование белка р53 зависит от степени нарушения клеточного генома. При умеренном нарушении генома происходит остановка клеточного деления, осуществляется репарация ДНК, и клетка продолжает свое существование.

Для описания функции р53 нередко употребляют образные выражения, его называют «сторожем генома», «аварийным тормозом пролиферации». Мутация гена р53 ведёт к развитию злокачественных опухолей [Коган Е.А., 2002].

Выявляется р53 также как и PCNA в гистологических препаратах методами иммуногистохимии с помощью моноклональных сывороток.

1.2