Эндоскопическое отделение | Ставропольская краевая клиническая больница

Отделение эндоскопии является структурным подразделением Государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Ставропольская краевая клиническая больница».

Виды диагностических и лечебных процедур, применяемых в отделении

1. Эндоскопические диагностические исследования желудка, бронхов и толстой кишки.
2. Ретроградная холангио панкреатография.
3. Бужирование и баллонная дилатация.
4. Эндоскопическая ультрасонография (ЭУС) – метод, совмещающий в себе эндоскопическое и ультразвуковое исследование, позволяющий исследовать стенки пищеварительного тракта, окружающие органы и ткани (печень, желчевыводящие протоки, поджелудочную железу, панкреатические протоки, органы грудной клетки, лимфатические узлы и сосудистые структуры, при помощи ультразвукового датчика, расположенного на конце эндоскопа с различной частотой звуковой волны (7,5 мГц; 12 мГц; 20 мГц). ЭУС играет важную роль в диагностике и стадировании злокачественных новообразований желудочно-кишечного тракта и опухолей панкреато-биллиарной зоны. Эта методика начала свое развитие с 1980 года в Японии и быстро распространилась по всему миру. Выбор тактики и методики лечения злокачественных новообразований желудочно-кишечного тракта – эндоскопическая резекция слизистой оболочки (EMR), эндоскопическая диссекция слизистой оболочки (ESD), хирургическое лечение, лучевое лечение или химиотерапия – может быть определен только после выполнения эндоскопической ультрасонографии.
5. Стентирование пищевода при неоперабельных опухолях пищевода.
6. Отделение владеет методикой установки и удаления внутрижелудочного баллона с целью снижения веса. Методика баллонирования желудка заключается в том, что под контролем эндоскопа в желудок устанавливается силиконовый баллон. Баллон заполняется 400-700 мл жидкости и, находясь в желудке, создает чувство насыщения, что способствует ограничению количества принимаемой пищи и приводит к естественной потере веса. Внутрижелудочный баллон устанавливается на 6 месяцев. По прошествии этого периода баллон извлекается из желудка.
   При необходимости можно продолжить лечение, установив в желудок новый баллон.
7. Удаление доброкачественных и злокачественных (на ранних стадиях) новообразований в пищеводе, желудке, толстой кишке.
8. Бужирование рубцовых стриктур (сужений) пищевода, включая баллонную дилятацию.
9. Папиллосфинктеротомия — рассечение устья желчных протоков с целью обеспечения оттока желчи и/или извлечения камней из желчных протоков.
10. Наложение гастростом эндоскопическим методом.
11. Остановка кровотечений методом эндоскопического гемостаза, в том числе и с применением метода клипирования.
12. Лигирование (перевязка) варикозно-расширенных вен пищевода при циррозе печени и некоторых других состояниях.
13. Извлечение инородных тел из бронхов, пищевода, желудка, толстой кишки.

Эндоскопические диагностические исследования

Эндоскопические исследования проводятся с использованием видеоэндоскопов последнего поколения (система EVIS – 160, Olympus, Japan) с целью диагностики воспалительных заболеваний, доброкачественных и злокачественных опухолей органов дыхательных путей и пищеварительного тракта (пищевод, желудок, двенадцатиперстная кишка, все отделы толстой кишки).

Виды диагностических исследований, выполняемых в отделении

1. Видеообронхоскопия, исследование трахеобронхиального дерева. В нашем отделении осуществляются диагностические исследования и лечение больных с гнойными поражениями бронхов с одновременным забором материала для цитологических, гистологических, бактериологических исследований. Производятся лечебные санации и промывания бронхов с последующим контролем их состояния. Исследование производится натощак (больной не должен есть в течение 6 часов) под местной анестезией;
2. Видеоэзофагогастродуоденоскопия. Наверное, это cамый распространенный метод исследования внутренних органов человека. Пищевод, желудок и 12-перстная кишка – наиболее уязвимый
   участок пищеварительного тракта у человека. Это тот канал, который позволяет организму пополнить свои энергетические запасы за счет принятия пищи, ее переваривания и всасывания. Это – биологический барьер между внешней средой и организмом. Здесь отсеиваются и нейтрализуются шлаки и вредные для организма вещества, происходит первичная химическая обработка пищи и проталкивание ее по кишечнику для дальнейшего переваривания. Нагрузка на слизистые оболочки, покрывающие верхние отделы пищеварительной трубки, весьма значительна. Именно поэтому повреждения и связанные с ними заболевания пищеварительного тракта часто появляются у человека, заставляя его обратиться к врачу.

Показанием к проведению ФГДС являются:

• • боли или чувство дискомфорта в верхних отделах живота;
  • отрыжка;
  • изжога;
  • срыгивание после еды или затруднения прохождения пищевого комка.

Показания к фиброгастроскопии определяются врачом.

Сделать гастроскопию (фиброгастроскопию) можно под местной анестезии слизистой оболочки глотки или под наркозом. Для полноценного исследования пациент не должен принимать пищу 6 часов до исследования, поэтому лучше всего производить исследование утром. Специальной подготовки не требуется. Исследование производится в кабинете эндоскопии в положении больного лёжа на левом боку. Для безопасности исследования пациент должен четко выполнять команды врача, вести себя спокойно, не делать резких движений. Длительность исследования зависит от выявленной в процессе манипуляции необходимости проведения дополнительных диагностических мероприятий для выявления обсемененности геликобактером (микроорганизмом, вызывающим желудочную патологию), необходимости взятия материала на гистологическое исследование и пр., но в среднем составляет несколько минут. Выполнение биопсии — забор кусочков ткани для проведения морфологического анализа для выявления или подтверждения онкопатологии; определение наличия инфекции Helicobacter pylori — основной причины возникновения таких гастроэнтерологических заболеваний как язвенная болезнь, хронический гастрит и др.

• видеоколоноскопия — исследование толстой кишки. Исследование толстой кишки разделяют на исследование прямой кишки – ректоскопию, исследование прямой и сигмовидной кишки – ректосигмоидоскопию, а также — тотальную фиброколоноскопию т.е. полный осмотр толстой кишки. В последние годы количество заболеваний толстой кишки у человека неуклонно растет.
  Причин этому много. Главное, что мы имеем возможность, осмотрев всю толстую кишку изнутри, вовремя выявить патологические изменения слизистой оболочки и принять соответствующие меры для предотвращения осложнений. Более того, при исследовании возможно не только взятие материала на микроскопическое исследование, но и полное удаление небольшого образования.

Показания к проведению ФКС определяет врач.Обследования кишечника может проводиться под наркозом. При проведении исследований под общей анастезией (фиброколоноскопия под наркозом) необходима госпитализация на 1 сутки.

Подготовка к фиброколоноскопии

Подготовка к исследованию необходима, ведь от ее качества зависит и качество исследования. Традиционная ранее подготовка клизмами в настоящее время применяется только перед исследованием прямой кишки – ректоскопией. Для подготовки к более объемным исследованиям применяют препараты “Фортранс” или “Флит” (“Фосфо-сода”). За 3 дня до исследования рекомендуется перейти на «бесшлаковую» диету, отказавшись от продуктов, содержащих клетчатку – фруктов, овощей, хлеба, каши.

Накануне исследования вечером, ориентировочно с 18 до 21 часа, пациент выпивает 4 литра раствора “Фортранса” или 2 флакона “Флита”, запивая 500 мл воды. При покупке препаратов проверьте наличие инструкции, в которой подробно описаны все нюансы подготовки. Перед исследованием, если фиброколоноскопия производится без наркоза, можно слегка позавтракать — выпить чашку чая или кофе. Исследование производится в эндоскопическом кабинете в положении лежа на левом боку и может сопровождаться
неприятными ощущениями в животе. Длительность исследования, в среднем, несколько десятков минут.

Об отделении

Эндоскопическое отделение ГБУЗ СК «СККЦ СВМП» организовано в 1994г. В настоящее время в составе отделения работает несколько кабинетов: кабинет гастроэндоскопии в консультативной поликлинике и бронхоскопии и колоноскопии на 5 этаже главного корпуса. В нашем отделении используется ряд высокотехнологичных методов диагностики и лечения по экстренным и плановым показаниям.

Эндоскопическая служба работает круглосуточно; проводится прием как стационарных, так и амбулаторных больных.
Врачебный состав отделения – 3 врача эндоскописта. Стаж работы по специальности от 10 до 38 лет. Все врачи прошли специализацию на центральных клинических базах России. Эндоскописты отделения — квалифицированные специалисты, способные решать задачи по специальности как в плановом порядке, так и в неотложных ситуациях. В отделении достигнута хорошая взаимозаменяемость врачей.Специалисты отделения имеют высокую квалификацию и владеют всеми видами эндоскопических операций и манипуляций. Ежегодно проводится до 4000 эндоскопических исследований и операций.

Медицинские сестры – помощники врачей эндоскопистов. Как правило, каждый врач-эндоскопист работает в паре со своей медицинской сестрой, но в случае необходимости каждая медицинская сестра в состоянии выступить в качестве помощника врача эндоскописта по любой методике, проводимой в нашем подразделении. В отделении достигнута высокая взаимозаменяемость медицинских сестёр.

Большое внимание в отделении придается инфекционной безопасности – стерилизации аппаратуры и инструментов. Для этого используются современные автоматические комплексы, полностью исключающие так называемый «человеческий фактор» из процессов стерилизации. Специалисты отделения работают коллегиально, что дает возможность решить самые сложные диагностические проблемы сразу, по мере их появления.
Эндоскопические исследования в настоящее время — это единственный метод, позволяющий без хирургического вмешательства заглянуть внутрь организма. При этом значительно уменьшаются время пребывания пациентов в стационаре и сроки временной нетрудоспособности.

Отделение оснащено оборудованием ведущей японской фирмой производителем «Olympus».

Современная хирургия рака толстой и прямой кишки

Когда врач говорит о диагнозе рак кишечника (или колоректальный рак), он имеет ввиду рак толстой кишки или рак прямой кишки. Но кишечник состоит из нескольких отделов: 12-перстная кишка, тонкая кишка, ободочная кишка и прямая кишка. Почему же врачи объединяют в понятие «кишечник» прямую и ободочную кишку? Ответ кроется в статистике заболеваемости. Так, в нашей стране на долю раков прямой и ободочной кишки приходится 5% от всех онкологических заболеваний. Это 4 место среди всех онкозаболеваний. На долю онкологии 12 -и перстной и тонкой кишки приходится менее 0,1%. Таким образом, значительная часть раков приходится на ободочную и прямую кишку.

Как развивается рак кишечника?

Развитие рака кишечника в большинстве случаев начинается из слизистой оболочки. Зачастую рак развивается из уже существующего доброкачественного образования – полипа. Со временем опухоль сужает просвет кишечника, затрудняя продвижение пищи. Опухоль прорастая в кровеносные сосуды и повреждая их, может осложнится крровотечением. По мере прогрессирования , раковые клетки прорастают стенку кишки, могут прорастать в соседние органы – желудок, поджелудочную железу, печень. почки, мочевой пузырь. В запущенных случаях появляются метастазы в печени, легких.

У кого может появится рак кишечника?

Точная причина рака кишечника неизвестна. Тем не менее, некоторые факторы увеличивают вероятность его развития:

• Возраст старше 50 лет.
• У людей с хроническим колитом, болезнью Крона, неспецифическим язвенным колитом. Особенно, если болезнь длится более 10 лет.
• Образ жизни: избыточный вес, низкая физическая активность, диета с высоким содержанием жира или продуктов животного происхождения. Также неумеренное потребление алкоголя и курение.
• Наследственные факторы: семейный аденоматозный полипоз (при этом заболевании ставится вопрос о превентивном удалении толстой кишки), болезнь Линча — наследственное заболевание при котором рак развивается сразу из слизистой кишки, минуя стадию полипа.
• Отягощенная наследственность, т.е. случаи рака кишечника встречались у близких родственников.

Следует помнить, что наличие полипа кишечника тоже является фактором риска.

Симптомы рака кишечника?

Следует отметить, что клинические проявления рака кишечника могут появиться в уже запущенных случаях. Но все же болезнь может проявиться расстройствами кишечника:

• диареей, запорами, учащением или урежением стула.
• появлением в кале слизи, или крови. При этом крови может быть совсем немного.
• ощущение полноты или вздутия живота.
• чувства неполного опорожнения кишечника после дефекации.
• необъяснимая потеря веса, общая слабость.
• появление болей в прямой кишке.
• ощущение комка в прямой кишке.
• боли в животе
• анемия, приводящая к усталости.

Профилактические мероприятия

На сегодняшний день не существует вакцины, которая на 100% предупредит появление рака кишечника. Исключение факторов риска уменьшает вероятность появления рака, но не предупреждает его появление. Поэтому все современные мероприятия по профилактике рака кишечника направлены на раннее выявление патологии.

Наш центр – “Республиканский клинический медицинский центр” Управления делами Президента Республики Беларусь – проводит комплексное обследование по выявлению ранних форм рака кишечника. Основным методом является фиброколоноскопия: методика при которой, после специальной подготовки кишечника, врач проводит исследование кишечника фиброколоноскопом. (см. рисунок). При этом исследовании удаляются все обнаруженные полипы и проводится их гистологическое исследование, а также выполняется биопсия из всех подозрительных, патологически измененных участков толстой и прямой кишки. С целью улучшения переносимости пациентами этой процедуры, фиброколоноскопия в нашем центре выполняется под внутривенной анестезией.

Как лечить рак кишечника?

Основной метод лечения рака кишечника это хирургическое вмешательство. В отдельных случаях оно дополняется химиотерапией или лучевой терапией.

Суть операции заключается в удалении опухоли с участком кишки и наложении анастамоза, т.е. сшивание концов кишки. (см. рисунок). При этом в большинстве клиник, для доступа в брюшную полость используют большой лапаротомный разрез. В послеоперационном периоде образуется грубый рубец, не всегда устраивающий пациентов в косметическом плане.

В нашей клинике для хирургического лечения рака кишки (толстой и прямой кишки) используется методика, давно зарекомендовавшая себя в зарубежных клиниках. И в силу определенных причин почти не использующаяся в больницах Беларуси. В нашем центре резекции толстой и прямой кишки при злокачественной патологии выполняются лапароскопическим методом.

Для доступа в брюшную полость мы используем набор лапароскопических инструментов (см. рисунок). При данном способе удается полностью убрать участок пораженной кишки с брыжейкой через небольшие отверстия в брюшной полости с необходимым объемом лимфодиссекции. Данный метод является малотравматичным для пациентов, но при этом соблюдаются все онкологические принципы хирургического лечения данной патологии.

Поэтому, вполне объяснимо, что послеоперационный период протекает у пациентов, оперируемых таким методом гораздо легче, в сравнении с пациентоами, оперированными “открытым” методом. Не говоря, о косметическом эффекте.

Отдельно необходимо указать на уникальные для нашей страны операции, которые мы проводим на прямой кишке. В нашем центре выполняются лапароскопические сфинктеросохраняющие операции при злокачественном поражении прямой кишки, что не требует выведения кишечной стомы через переднюю брюшную стенку, это несомненно улучшает качество жизни с сохраненным косметическим эффектом.

Гастроэнтерология

Гастроэнтерология изучает болезни пищеварительной системы. Заболевания этой группы входят в компетенцию врача-гастроэнтеролога. Первичная диагностика осуществляется в основном терапевтами и педиатрами. Чаще всего заболевания желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) выявляются при обращении в поликлинику с жалобами на нарушения пищеварения или боли в животе.

Такие дисциплины, как эзофагология (заболевания пищевода), гастрология (болезни желудка), энтерология (кишечник), гепатология (печень и желчевыделительная система)являются самостоятельными разделами гастроэнтерологи. Болезни этого раздела носят инфекционный и неинфекционный характер.Гастроэнтерология тесно связана с такими областями медицины, как педиатрия и хирургия.

Симптоматика. Острая боль в животе, ноющая боль, изжога, рвота, понос, боли после приема пищи и т.д. могут свидетельствовать о заболеваниях ЖКТ. При появлении первых признаков недомогания следует обратиться к врачу.

Основные заболевания в гастроэнтерологии. Наиболее распространенными являются следующие заболевания желудочно-кишечного тракта: гастрит (воспаление слизистой желудка), гастродуоденит (воспаление 12-перстной кишки), холецистит (воспаление желчного пузыря), панкреатит (воспаление поджелудочной железы), эзофагит (воспаление пищевода), колит (воспаление толстой кишки), язва желудка и двенадцатиперстной кишки, гепатити т.д.

Лечение и предупреждение. Терапия гастроэнтерологических заболеваний направлена на ликвидацию причин заболевания, устранение симптомов и восстановление нормального функционирования пищеварительной системы. Тактику лечения определяет врач после проведения диагностических исследований и анализов.

Памятка пациента

Дисбактериоз кишечника

Организм человека – очень сложная и слаженная система, для нормальной работы которой важно поддержание внутреннего баланса. Но у организма есть и помощники – полезные бактерии, живущие в кишечнике. Они помогают переваривать пищу, получать питательные вещества, более того, они необходимы для работы иммунной системы и защищают организм от распространения вредных, патогенных бактерий. Однако иногда баланс микроорганизмов нарушается, что приводит к неприятным последствиям – развивается дисбактериоз.

Питание при дисбактериозе кишечника

Дисбактериоз кишечника проявляется в тот или иной момент у большинства взрослых людей и практически у всех детей. Причин, вызывающих это состояние может быть множество и, конечно, уберечь себя от всех причин развития дисбактериоза просто невозможно. На состоянии кишечной микрофлоры может отразиться и экология, и хронический стресс, и различные заболевания и даже эмоциональное состояние. Однако здоровье человека, и особенно состояние пищеварительной системы, во многом зависит от того, что он ест. Лучшим способом профилактики дисбактериоза является полноценное, сбалансированное питание.

Подготовка к колоноскопии

Решение о необходимости проведения колоноскопии принимает врач в зависимости от клинических задач (подтверждение диагноза, забор материала для исследования и т.д.). Обследование позволяет осмотреть весь кишечник.

Признаки дисбактериоза кишечника

Дисбактериоз кишечника – состояние, при котором нарушается состав нормальной микрофлоры кишечника, что может приводить к появлению неприятных и даже опасных симптомов. Последствия нарушения баланса могут сказаться не только на функции пищеварительной системы, но и на общем состоянии организма. Симптомы дисбактериоза зависят от стадии заболевания.

Что лечит врач-гастроэнтеролог

Гастроэнтеролог — врач, который лечит заболевания желудочно-кишечного тракта: желудка, кишечника, поджелудочной железы и др. Наиболее частые заболевания, которые лечит гастроэнтеролог: гастриты, язвенную болезнь, опухоли желудочно-кишечного тракта, панкреатиты, колиты, энтероколиты, дисбактериоз.

Когда идти на прием к гастроэнтерологу

Гастроэнтеролог — это врач, который специализируется на заболеваниях желудочно-кишечного тракта. При появлении дискомфорта, связанного с пищеварительными процессами, болей, тяжести в желудке, частых вздутий в животе, изжоги необходимо обратиться к гастроэнтерологу для подбора диеты и соответствующего лечения.

Подготовка к УЗИ брюшной полости

Ультразвуковое исследование брюшной полости применяется в диагностике острых и хронических  заболеваний внутренних органов. Подготовка к исследованию начинается за несколько дней.

Что входит в прием врача-гастроэнтеролога

Можно ли узнать заранее, как будет проходить прием врача-гастроэнтеролога? Министерство здравоохранения регламентировало список обязательных услуг, которые должен предоставлять гастроэнтеролог при первом его посещении.

Как определить хорошего гастроэнтеролога

Заболевания желудочно-кишечного тракта являются довольно распространенными при современном ритме жизни. Их опасность заключается в первую очередь в том, что они могут перерасти в хроническую форму. В этой статье вы узнаете, как определить хорошего гастроэнтеролога, который поможет справиться со всеми недугами пищеварительной системы.

Диета при дисбактериозе кишечника у детей

Правильное питание является основной частью лечения и профилактики дисбактериоза кишечника. Особенно важно обратить внимание на кормление ребенка, страдающего дисбактериозом — диета для грудничков отличается от питания детей старше трех лет.

Ваша пищеварительная система и как она работает

На этой странице:

Что такое пищеварительная система?

Пищеварительная система состоит из желудочно-кишечного тракта, также называемого желудочно-кишечным трактом или пищеварительным трактом, а также печени, поджелудочной железы и желчного пузыря. Желудочно-кишечный тракт представляет собой ряд полых органов, соединенных в длинную извилистую трубку ото рта до ануса. К полым органам, из которых состоит желудочно-кишечный тракт, относятся рот, пищевод, желудок, тонкая кишка, толстая кишка и задний проход.Печень, поджелудочная железа и желчный пузырь являются солидными органами пищеварительной системы.

Тонкая кишка состоит из трех частей. Первая часть называется двенадцатиперстной кишкой. Тощая кишка находится посередине, а подвздошная кишка — в конце. Толстая кишка включает червеобразный отросток, слепую кишку, ободочную и прямую кишку. Аппендикс представляет собой пальцеобразный мешочек, прикрепленный к слепой кишке. Слепая кишка является первым отделом толстой кишки. Следующее двоеточие. Прямая кишка является концом толстой кишки.

Пищеварительная система

Бактерии в желудочно-кишечном тракте, также называемые кишечной флорой или микробиомом, помогают пищеварению.Части вашей нервной и кровеносной систем также помогают. Работая вместе, нервы, гормоны, бактерии, кровь и органы пищеварительной системы переваривают продукты и жидкости, которые вы едите или пьете каждый день.

Почему пищеварение важно?

Пищеварение важно, потому что вашему телу нужны питательные вещества из еды и напитков, чтобы правильно работать и оставаться здоровым. Белки, жиры, углеводы, витамины, минералы и вода являются питательными веществами. Ваша пищеварительная система расщепляет питательные вещества на части, достаточно мелкие, чтобы ваше тело могло их усваивать и использовать для получения энергии, роста и восстановления клеток.

• Белки распадаются на аминокислоты
• Жиры распадаются на жирные кислоты и глицерин
• Углеводы распадаются на простые сахара

MyPlate предлагает идеи и советы, которые помогут вам удовлетворить ваши индивидуальные потребности в области здравоохранения.

Ваша пищеварительная система расщепляет питательные вещества на части, которые достаточно малы, чтобы ваше тело могло их усвоить.

Как работает моя пищеварительная система?

Каждая часть вашей пищеварительной системы помогает перемещать пищу и жидкость по желудочно-кишечному тракту, разбивать пищу и жидкость на более мелкие части или и то, и другое.Как только продукты разбиваются на достаточно мелкие части, ваше тело может поглощать и перемещать питательные вещества туда, где они необходимы. Ваш толстый кишечник поглощает воду, а отходы пищеварения превращаются в стул. Нервы и гормоны помогают контролировать процесс пищеварения.

Пищеварительный процесс

Орган	Механизм	Добавлены пищеварительные соки	Разбитые частицы пищи
Рот	Жевание	Слюна	Крахмалы, разновидность углеводов
Пищевод	Перистальтика	Нет	Нет
Желудок	Верхняя мышца желудка расслабляется, пропуская пищу, а нижняя мышца смешивает пищу с пищеварительным соком	Желудочная кислота и пищеварительные ферменты	Белки
Тонкая кишка	Перистальтика	Пищеварительный сок тонкой кишки	Крахмалы, белки и углеводы
Поджелудочная железа	Нет	Сок поджелудочной железы	Углеводы, жиры и белки
Печень	Нет	Желчь	Жиры
Толстая кишка	Перистальтика	Нет	Бактерии в толстом кишечнике также могут расщеплять пищу.

Как пища проходит через желудочно-кишечный тракт?

Пища движется по желудочно-кишечному тракту с помощью процесса, называемого перистальтикой. Большие полые органы желудочно-кишечного тракта содержат слой мышц, который позволяет их стенкам двигаться. Движение проталкивает пищу и жидкость через желудочно-кишечный тракт и смешивает содержимое каждого органа. Мышца позади пищи сокращается и проталкивает ее вперед, в то время как мышца перед пищей расслабляется, позволяя пище двигаться.

Пищеварительный процесс начинается, когда вы кладете пищу в рот.

Рот. Пища начинает продвигаться по желудочно-кишечному тракту, когда вы едите. Когда вы глотаете, ваш язык проталкивает пищу в горло. Небольшой лоскут ткани, называемый надгортанником, загибается на дыхательное горло, чтобы предотвратить удушье, и пища попадает в пищевод.

Пищевод. Как только вы начинаете глотать, процесс становится автоматическим. Ваш мозг сигнализирует мышцам пищевода, и начинается перистальтика.

Нижний пищеводный сфинктер. Когда пища достигает конца пищевода, кольцеобразная мышца, называемая нижним пищеводным сфинктером, расслабляется и позволяет пище пройти в желудок. Этот сфинктер обычно остается закрытым, чтобы содержимое желудка не попадало обратно в пищевод.

Желудок. После того, как пища попадает в желудок, мышцы желудка смешивают пищу и жидкость с пищеварительными соками. Желудок медленно выбрасывает свое содержимое, называемое химусом, в тонкую кишку.

Тонкая кишка. Мышцы тонкой кишки смешивают пищу с пищеварительными соками поджелудочной железы, печени и кишечника и проталкивают смесь вперед для дальнейшего переваривания. Стенки тонкой кишки всасывают воду и переваренные питательные вещества в кровь. По мере продолжения перистальтики продукты жизнедеятельности пищеварительного процесса перемещаются в толстую кишку.

Толстая кишка. Отходы пищеварительного процесса включают непереваренные части пищи, жидкость и старые клетки слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта.Толстая кишка поглощает воду и превращает отходы из жидкости в стул. Перистальтика помогает продвигать стул в прямую кишку.

Прямая кишка. Нижний конец толстой кишки, прямая кишка, хранит стул до тех пор, пока он не вытолкнет стул из заднего прохода во время дефекации.

Посмотрите это видео, чтобы увидеть, как пища проходит через желудочно-кишечный тракт.

Как моя пищеварительная система расщепляет пищу на мелкие части, которые может использовать мое тело?

Когда пища движется по желудочно-кишечному тракту, органы пищеварения разбивают ее на более мелкие части, используя:

• движения, такие как жевание, сдавливание и перемешивание
• пищеварительные соки, такие как желудочная кислота, желчь и ферменты

Рот. Процесс пищеварения начинается во рту, когда вы жуете. Ваши слюнные железы вырабатывают слюну, пищеварительный сок, который увлажняет пищу, чтобы она легче проходила через пищевод в желудок. В слюне также есть фермент, который начинает расщеплять крахмалы в пище.

Пищевод. После того, как вы проглотите, перистальтика толкает пищу по пищеводу в желудок.

Желудок. Железы в слизистой оболочке желудка вырабатывают желудочную кислоту и ферменты, расщепляющие пищу.Мышцы вашего желудка смешивают пищу с этими пищеварительными соками.

Поджелудочная железа. Ваша поджелудочная железа вырабатывает пищеварительный сок, содержащий ферменты, расщепляющие углеводы, жиры и белки. Поджелудочная железа доставляет пищеварительный сок в тонкую кишку через маленькие трубки, называемые протоками.

Печень. Ваша печень вырабатывает пищеварительный сок, называемый желчью, который помогает переваривать жиры и некоторые витамины. Желчные протоки переносят желчь из печени в желчный пузырь для хранения или в тонкий кишечник для использования.

Желчный пузырь. Ваш желчный пузырь хранит желчь между приемами пищи. Когда вы едите, желчный пузырь выдавливает желчь через желчные протоки в тонкую кишку.

Тонкая кишка. Ваш тонкий кишечник вырабатывает пищеварительный сок, который смешивается с желчью и соком поджелудочной железы для полного расщепления белков, углеводов и жиров. Бактерии в тонком кишечнике вырабатывают некоторые ферменты, необходимые для переваривания углеводов. Ваш тонкий кишечник перемещает воду из кровотока в желудочно-кишечный тракт, чтобы помочь расщеплять пищу.Ваш тонкий кишечник также поглощает воду с другими питательными веществами.

Толстая кишка. В толстой кишке из желудочно-кишечного тракта в кровоток поступает больше воды. Бактерии в толстой кишке помогают расщеплять оставшиеся питательные вещества и вырабатывают витамин К. Отходы пищеварения, в том числе слишком большие части пищи, превращаются в стул.

Что происходит с переваренной пищей?

Тонкий кишечник поглощает большую часть питательных веществ из пищи, а ваша система кровообращения передает их другим частям тела для хранения или использования. Специальные клетки помогают поглощенным питательным веществам проникать через слизистую оболочку кишечника в кровь. Ваша кровь переносит простые сахара, аминокислоты, глицерин и некоторые витамины и соли в печень. Ваша печень хранит, перерабатывает и доставляет питательные вещества в остальные части тела, когда это необходимо.

Лимфатическая система, сеть сосудов, которые переносят лейкоциты и жидкость, называемую лимфой, по всему телу для борьбы с инфекцией, поглощает жирные кислоты и витамины.

Ваше тело использует сахара, аминокислоты, жирные кислоты и глицерин для создания веществ, необходимых для энергии, роста и восстановления клеток.

Как мой организм контролирует процесс пищеварения?

Ваши гормоны и нервы работают вместе, чтобы помочь контролировать процесс пищеварения. Сигналы текут внутри вашего желудочно-кишечного тракта и обратно и обратно из вашего желудочно-кишечного тракта в ваш мозг.

Гормоны

Клетки, выстилающие желудок и тонкий кишечник, вырабатывают и выделяют гормоны, которые контролируют работу пищеварительной системы. Эти гормоны сообщают вашему телу, когда вырабатывать пищеварительные соки, и посылают в мозг сигналы о том, что вы голодны или сыты.Ваша поджелудочная железа также вырабатывает гормоны, важные для пищеварения.

Нервы

У вас есть нервы, которые соединяют вашу центральную нервную систему — головной и спинной мозг — с пищеварительной системой и контролируют некоторые пищеварительные функции. Например, когда вы видите или чувствуете запах еды, ваш мозг посылает сигнал, который заставляет ваши слюнные железы «спускать слюну», чтобы подготовить вас к еде.

У вас также есть кишечная нервная система (ЭНС) — нервы в стенках желудочно-кишечного тракта.Когда пища растягивает стенки вашего желудочно-кишечного тракта, нервы вашей ЭНС высвобождают множество различных веществ, которые ускоряют или замедляют движение пищи и выработку пищеварительных соков. Нервы посылают сигналы, чтобы контролировать действия мышц кишечника, чтобы они сокращались и расслаблялись, чтобы протолкнуть пищу через кишечник.

Клинические испытания

Национальный институт диабета, болезней органов пищеварения и почек (NIDDK) и другие подразделения Национального института здоровья (NIH) проводят и поддерживают исследования многих заболеваний и состояний.

Что такое клинические испытания и подходят ли они вам?

Посмотрите видео, в котором директор NIDDK д-р Гриффин П. Роджерс объясняет важность участия в клинических испытаниях.

Какие клинические испытания открыты?

Клинические испытания, которые в настоящее время открыты и в которых проводится набор участников, можно просмотреть на сайте www.ClinicalTrials.gov.

границ | Клетка Панета: куратор и защитник незрелой тонкой кишки

Введение

В тонкой кишке кишечные эпителиальные клетки образуют важный физический и биохимический барьер, который предотвращает доступ микробных сообществ, содержащихся в просвете, к остальной части тела и вызывает инфекцию (1). Один конкретный тип кишечных эпителиальных клеток, клетки Панета, был впервые обнаружен Густавом Швальбе в конце 19 века на основе эозинофильных гранул, присутствующих в их цитоплазме. Несколько лет спустя клетки Панета были подробно описаны их тезкой Джозефом Панетом (2, 3). В настоящее время они хорошо известны как столбчатые секреторные клетки пирамидальной формы, расположенные в основании крипт Либеркюна, которые представляют собой небольшие углубления на поверхности слизистой оболочки вдоль тонкой кишки (4).В то время как клетки Панета иногда также были обнаружены очагами в желудке и толстой кишке, это обычно связано с воспалением слизистой оболочки, а не с нарушением гомеостаза (4).

Хотя клетки Панета были впервые обнаружены и описаны у людей, они не специфичны для человека. Клетки Панета можно найти у многих других позвоночных, включая приматов, грызунов, лошадей, овец, некоторых рыб и кур (5, 6). Хотя клетки Панета были обнаружены в большом количестве других организмов, помимо человека, онтогенез и функция большинства из них не совсем понятны, за исключением хорошо изученных и охарактеризованных грызунов, а также людей. Сегодня клетки Панета по-прежнему привлекают внимание исследователей, поскольку они играют важную роль в модуляции микробиома, играя ключевую роль в врожденном иммунном ответе и способствуя пролиферации и дифференцировке кишечного эпителия. В то время как было показано, что клетки Панета играют важную роль в здоровом кишечнике взрослых, развитие и роль клеток Панета в незрелом кишечнике недоношенных детей остается недостаточно изученным, но важным направлением исследований, которые могут помочь в понимании развития. кишечных заболеваний, таких как некротизирующий энтероколит (НЭК).Этот обзор призван раскрыть некоторые тайны, окружающие клетки Панета в контексте кишечника недоношенных детей и их связь с НЭК.

Анатомия клетки Панета

Поверхность желудочно-кишечного тракта человека представляет собой самую большую площадь поверхности тела, контактирующую с внешней средой (7, 8). Эта огромная площадь поверхности необходима для обеспечения достаточного поглощения питательных веществ для поддержания роста и здоровья хозяина. Поверхность тонкого кишечника, в котором находятся клетки Панета, при рождении оценивается в 950 см 90 246 2 90 247, а к зрелому возрасту она увеличивается и достигает более 30 м 90 246 2 90 247 (7, 8).Чтобы достичь такой массивной площади поверхности, поверхность кишечника покрыта пальцевидными выступами, которые торчат в просвет кишечника, создавая обширную систему складок. Вся поверхность этой системы покрыта одним слоем столбчатых кишечных эпителиальных клеток (IECs). Кишечный эпителий является наиболее быстро обновляющейся тканью у взрослых млекопитающих (9) и подвергается постоянному обновлению, которое генерируется из кишечных стволовых клеток (ISC). ISC располагаются в основании карманообразных кишечных крипт (10, 11) или рядом с ними и непрерывно генерируют дочерние клетки, которые дифференцируются в верхней части крипт, прежде чем мигрировать к своим конечным пунктам назначения.Типы дифференцированных клеток, как правило, группируются по их функциям как принадлежащие либо к абсорбционной (энтероциты), либо к секреторной (секретирующей слизь бокаловидной клетке, антимикробной секреции Панета, гормон-секретирующим энтероэндокринным клеткам и хемочувствительным/иммуномодулирующим цитокин-секретирующим пучковым клеткам) линии. , с четкими маркерами (например, экспрессия hes1 абсорбтивной и sox9 секреторной), определяющими коммитацию того или иного плеча (12). Типичным паттерном для этих клеток является миграция вверх к кончику ворсинки по типу конвейерной ленты до тех пор, пока они не отслоятся от верхней ворсинки в просвет.Однако уникальным аспектом биологии клеток Панета по сравнению с другими типами эпителиальных клеток кишечника является то, что вместо того, чтобы течь вверх из крипты, клетки Панета по мере созревания перемещаются вниз дальше в крипту. Кроме того, в то время как большинство эпителиальных клеток быстро обновляются в течение нескольких дней, клетки Панета могут сохраняться чуть менее 1 месяца (13). Присутствие клеток Панета является приоритетом для кишечника, и их плотность быстро восстанавливается после их истощения (14). После их спуска в крипты клетки Панета располагаются между ISCs и могут быть различены по их столбчатой ​​или пирамидальной форме и по наличию эозинофильных гранул в их цитоплазме (рис. 1).

Рисунок 1 . Эпителий кишечника. (Слева) окрашенная H&E подвздошная кишка мыши P14 C57Bl6 с мечеными ворсинками, криптами и собственной пластинкой. (Справа) Схема кишечного эпителия, ассоциированной микробной флоры, типов эпителиальных клеток (бокаловидные клетки, клетки Панета, энтероциты и стволовые клетки), микроциркуляторного русла кишечника и слизистого слоя. Соответствующие метки для меченых ворсинок, крипт и собственной пластинки помещаются на схему для сравнения с окрашенным H&E срезом.

Онтогенез и дифференцировка клеток Панета

Клетки Панета впервые появляются в тонком кишечнике человека на 13,5 неделе гестационного возраста (15, 16). Плотность клеток Панета в развивающемся кишечнике плода относительно низкая, но постепенно увеличивается на протяжении всей беременности со значительным увеличением в третьем триместре после 29 недель беременности (17, 18). Уровни клеток Панета не достигают количеств, подобных уровням взрослых, до срока беременности или позже (17). Поскольку клетки Панета расположены в основном в дистальном отделе тонкой кишки, исследования с использованием тканей человека были сложными.Таким образом, большая часть нашего понимания in vivo биологии клеток Панета была получена с использованием животных моделей, преимущественно на мышах. Поэтому важно отметить, что не у всех млекопитающих клетки Панета развиваются пренатально, а вместо этого они развиваются в середине развития кишечника после развития ворсинок, но до созревания кишечника в соответствии с нормальным паттерном развития. Например, у обычно используемой линии мышей C57Bl/6 клетки Панета не развиваются до 7-10 дней после рождения (18, 19).

Клетки Панета, как и все другие типы кишечных эпителиальных клеток, происходят из ISCs. В последнее десятилетие стало ясно, что ISC довольно сложны. Текущие модели предполагают существование множества потенциально взаимопревращаемых популяций стволовых клеток. Первыми являются столбчатые клетки с основанием крипты (CBC) (20), тонкие клетки, вклинившиеся в самое основание крипты между клетками Панета. Клетки CBC несут специфический маркер LGR5 и активно пролиферируют (21, 22). Вторая популяция ISC экспрессирует маркеры Bmi1, mTert и Lrig1 , и предполагается, что они представляют собой покоящиеся стволовые клетки до тех пор, пока не произойдет повреждение, после чего они активно пролиферируют и производят дочернее потомство (23).Было продемонстрировано взаимопревращение между двумя компартментами и перекрытие между популяциями (24). В нормальных условиях ISC LGR5 ⁺ пролиферируют с образованием дочерних клеток, которые выходят из крипты. Эти клетки становятся дифференцированными по мере миграции, и как их дифференцировка, так и поддержание стволовых клеток на их надлежащем месте управляются градиентами и юкстракринной передачей сигналов путей Bmp, Wnt, Notch и фактора роста (25, 26). Более того, в то время как точные источники лигандов для этих путей до конца не изучены, важно отметить, что клетки Панета продуцируют EGF, Notch и Wnt, которые, в свою очередь, способствуют пролиферации и поддержанию стволовых клеток (27). На самом деле клетки Панета могут поддерживать рост и выживание клеток LGR5 ⁺ in vitro и были предложены в качестве ключевых питающих клеток для активно делящейся стволовой популяции (27).

В развитии клеток Панета участвуют несколько биохимических путей (рис. 2). Наивные дочерние клетки приводятся либо к фенотипу абсорбирующих энтероцитов посредством передачи сигналов Notch, либо к секреторному фенотипу посредством сигнальных путей Wnt. Путь Wnt/β-catenin является важным стимулятором дифференцировки клеток Панета (28, 29).Однако сигнальный путь Wnt и его связь с развитием клеток Панета сложны и до сих пор полностью не выяснены. Было показано, что генетический нокаут LGR-5, нижележащей мишени передачи сигналов Wnt, вызывает преждевременную дифференцировку клеток Панета в кишечнике плода (29, 30). Эти противоречивые данные могут быть связаны с изменениями медиаторов отрицательной обратной связи в пути Wnt. После дифференцировки в секреторную линию активация транскрипционных факторов Atoh2 (также известных как Math2) индуцирует дифференцировку в комбинированную линию клеток-предшественников бокаловидных/клеток Панета (31–35), в то время как генетическое удаление Atoh2 у трансгенных мышей приводит к при потере линии клеток Панета (35, 36). Было также показано, что на Atoh2 влияет ErbB3, рецепторная тирозинкиназа, также известная как нейрегулин (37). Генетическая потеря ErbB3 у мышей приводит к неконтролируемой активности фактора транскрипции Atoh2 и вызывает преждевременное появление клеток Панета (37). Кроме того, активация ErbB3 может задерживать нормальное развитие клеток Панета. У мышей C57Bl/6 клетки Панета обычно развиваются к 10 дню жизни (19). Однако важно отметить, что модификации сигнальных путей Atoh2 также влияют на дифференцировку бокаловидных клеток (36), поэтому понимание сигнальных путей, которые отличают дифференцировку бокаловидных клеток от клеток Панета ниже Atoh2, все еще неполное.

Рисунок 2 . Пути дифференцировки эпителиальных клеток кишечника. Стволовые клетки кишечника (ISC) дифференцируются в абсорбтивные (энтероциты) или секреторные предшественники посредством передачи сигналов Wnt/Notch. В то время как энтероциты далее дифференцируются посредством передачи сигналов HES-1, секреторные клоны могут дифференцироваться в разные типы клеток в зависимости от условий. Сигнальные пути Wnt управляют дифференцировкой ISC в секреторные клетки-предшественники. Затем секреторные предшественники развиваются либо в энтероэндокринные клетки посредством передачи сигналов Neurog3, либо в бокаловидные клетки и клетки Панета после активации Atoh2.Пути дифференцировочного сигнала для разделения развития бокаловидных клеток и клеток Панета до сих пор неизвестны. Также важно отметить, что недавние данные показали, что активация ErbB3 действует как супрессор Atoh2, в то время как генетическая делеция ErbB3 индуцирует преждевременное развитие клеток Панета.

Роль клеток Панета в тонком кишечнике

После миграции к основанию крипты и последующего созревания клетки Панета можно легко отличить по выраженным ацидофильным гранулам.Гранулы содержат многие белки и пептиды, которые секретируют клетки Панета, чтобы модулировать микробиом и опосредовать воспалительную реакцию. К ним относятся: α-дефенсины (криптдины у мышей), лизоцим, секреторная фосфолипаза A2 (sPLa2), TNF, RegIII, ангиогенин-4, MMP-7, CD15, лиганд CD95, ксантиноксидаза, IgA, CRIP, металлотионин, адипокины, сыворотка амилоид А, α-1-антитрипсин IL-17A, IL-1β и липокины (3, 38, 39). Эти гранулярные компоненты собираются и упаковываются обширным эндоплазматическим ретикулумом (ЭР) и сетью аппарата Гольджи в плотные сердцевинные гранулы.(13, 39–43). Важно отметить, что возможно, что некоторые компоненты гранул могут быть произведены в другом месте до их сбора и добавления в гранулы. IgA является одним из таких компонентов, который может продуцироваться плазматическими клетками в собственной пластинке до накопления и ассоциации в гранулах клеток Панета (44). Поскольку клетки Панета в настоящее время невозможно культивировать без других эпителиальных и стволовых клеток, большая часть имеющихся у нас данных о гранулярном содержимом получена с помощью методов иммуногистохимии.Гранулы затем высвобождаются на апикальной поверхности клетки в просвет кишечника, где они выполняют множество биологических функций, в первую очередь как микробиоцидные агенты против бактерий, грибков, спирохет, простейших и оболочечных вирусов (45). Гранулы клеток Панета секретируются как конститутивно, так и в ответ на воздействие патогенов, при этом общие стимулы включают холинергическую стимуляцию и воздействие бактериальных антигенов (45–47). Эта секреция гранулярных компонентов клеток Панета находится под жестким регулирующим контролем, поскольку эти медиаторы жизненно важны для поддержания гомеостаза кишечника (38, 48, 49).

Здоровье клеток Панета остается критическим приоритетом для гомеостаза тонкой кишки. Мы и другие показали, что после потери, вызванной дитизоном, тонкая кишка восполняет популяции клеток Панета в течение 72 часов (14, 50, 51). Поскольку кишечный тракт млекопитающих представляет собой наибольшую площадь поверхности, которая сообщается с внешней средой (7, 52), для защиты хозяина от повреждений или бактериальной инвазии кишечной флоры (53) требуется сложная система защитных механизмов.В тонком кишечнике ключевым компонентом защиты хозяина являются антимикробные пептиды эпителиального происхождения (AMP). АМП представляют собой небольшие пептиды, как правило, > 5 кДа в длину, катионные при нейтральном pH и обладающие широким спектром микробицидной активности при низких концентрациях (45). Эти пептиды являются основным продуктом, содержащимся в гранулах клеток Панета.

У человека существует два основных класса AMP: кателицидины и дефензины. Кателицидины представляют собой антимикробные пептиды с широкой антибактериальной (54), противогрибковой (55) и противовирусной активностью (56) и характеризуются высококонсервативным N-концевым доменом.Только после расщепления AMP белок проявляет свою бесчисленную активность (57). У людей экспрессируется только один кателицидин, LL-37 (первоначально hCAP-18) (58), и он экспрессируется в различных клетках организма, включая клетки кишечного эпителия (59–62). Однако в тонком кишечнике экспрессия кателицидина ограничена неонатальным периодом (63, 64), после чего заметно снижается и исчезает. Время этого снижения важно, поскольку оно совпадает с появлением клеток Панета (19, 65) и началом экспрессии АМП клеток Панета, таких как α-дефенсины (18).Это «переключение» с одного AMP на другой происходит примерно в середине развития тонкой кишки (66). Важно отметить, что средняя стадия развития тонкой кишки также приходится на то время, когда НЭК часто возникает у детей, родившихся крайне недоношенными (67) (рис. 3).

Рисунок 3 . Переключение AMP в тонкой кишке во время развития кишечника. Во время развития незрелый кишечник защищен AMP CRAMP (LL-37 у человека). Однако экспрессия CRAMP снижается примерно в середине развития, примерно в то время, когда начинают развиваться клетки Панета.Это «переключение» происходит во время развития в середине кишечника, то есть примерно на 10–21 день после рождения (P) у мышей C57Bl6 и во втором триместре (между 20 и 28 неделями беременности) у людей. У недоношенных детей это переключение во времени похоже на то, когда крайне недоношенные дети наиболее подвержены развитию НЭК (18).

Второй класс AMP, обнаруживаемый в тонком кишечнике, — это дефенсины. Дефензины в изобилии присутствуют в клетках и тканях человека, которые участвуют в защите хозяина, и имеют два основных подтипа: α-дефензины, которые обнаруживаются в клетках, содержащих гранулы, таких как нейтрофилы и клетки Панета (также известные как криптдины у мышей), и β-дефенсины. которые продуцируются эпителиальными клетками (68–71).Клетки Панета человека продуцируют два основных α-дефензина, известных как HD-5 и HD-6 (72). У мышей потеря матрилизина (протеолитического фермента, необходимого для активации криптдинов) изменила микробиомы и сделала их более восприимчивыми к инфекциям Salmonella (73–75). Кроме того, мыши, которые были генетически модифицированы для экспрессии HD-5, обладают повышенной устойчивостью к бактериальной инвазии (74).

АМП внедряются в бактериальную мембрану и образуют поры, что приводит к утечке бактериального цитоплазматического содержимого (76–78).Они также могут дегенерировать бактериальные цитоплазматические структуры и образовывать внеклеточные сетчатые структуры, что приводит к захвату бактерий (79). В моделях на животных было показано, что AMP преимущественно нацелены на некомменсальные бактерии, щадя комменсальную нормальную флору (47, 80). Помимо уничтожения патогенов, АМП также могут влиять на иммунную систему посредством хемотаксиса лейкоцитов (81), активации дендритных клеток (82) и подавления иммуномодуляторов, таких как кортизол (68, 71).

Клетки Панета и механизмы клеточной смерти

Клетки тела подвергаются гибели по множеству причин и посредством различных механизмов.Механизмы гибели клеток включают апоптоз, некроз, некроптоз, пироптоз и аутофагию. В то время как НЭК определяется некрозом кишечной ткани, многие из этих различных путей гибели клеток вовлечены в патогенез НЭК. Важно отметить, что некоторые из этих путей также механически связаны с клеточной биологией Панета.

Апоптоз — это нормальная часть здоровья кишечника, которая приводит к разборке клетки и, как правило, не вызывает воспаления (83).Во время апоптоза клетки склонны втягивать псевдоподии, конденсировать хроматин (пикноз), подвергаться ядерной фрагментации и затем испытывать вздутие плазматической мембраны (84). Это контрастирует с клеточным некрозом, когда клетки испытывают набухание органелл, обширное образование вакуолей, конденсацию ядер и высвобождение воспалительных цитокинов пассивным или случайным образом (83, 84). Один тип апоптоза, наблюдаемый в эпителиальном слое кишечника, — это когда эпителиальные клетки перемещаются вверх от крипты к кончику ворсинки. Как только они достигают кончика, клетки отторгаются в просвет кишечника в процессе, называемом anoikis, который является формой апоптоза (84). Имеются данные, свидетельствующие о том, что апоптоз также участвует в гибели клеток, испытываемой клетками в области стволовых клеток в криптах тонкой кишки, хотя регуляция этого процесса недостаточно изучена (84). Многие исследователи показали, что апоптоз играет важную роль в развитии НЭК (85–89). Кроме того, апоптоз имеет прямое отношение к биологии клеток Панета и NEC, поскольку наша лаборатория показала, что NEC-подобное повреждение может быть вызвано у мышей путем доставки дифтерийного токсина мышам PC-DTR , где рецептор человеческого дифтерийного токсина был присоединен к криптдину. -2 промотор клеток Панета (14, 65).Когда эти мыши подвергаются воздействию дифтерийного токсина, все клетки Панета, экспрессирующие конструкцию, лизируются посредством апоптотических путей (90).

Другой формой гибели клеток, непосредственно связанной с клетками Панета, является аутофагия, представляющая собой процесс самодеградации, который, как считается, помогает удалить клетки с неправильно свернутыми или агрегированными белками или другими внутриклеточными повреждениями (91). Аутофагия характеризуется созданием внутриклеточной вакуоли, известной как аутофагосома (83). Аутофагосома формируется вокруг поврежденных внутриклеточных органелл или других избранных мишеней.Затем аутофагосома сливается с лизосомой, что обеспечивает деградацию компонентов внутри аутофагосомы с последующей конденсацией хроматина (83). Происходящие морфологические изменения, как правило, относительно хорошо регулируются, подобно степени регуляции апоптоза. Также подобно апоптозу, поскольку деградация умирающей клетки происходит внутри другой клетки, этот процесс имеет тенденцию предотвращать воспаление (83). Аутофагия также является важным процессом для клеток Панета. Поскольку клетки Панета, как правило, живут дольше, чем большинство других клеток кишечника, и имеют много агрегированных белков, которые могут быть переработаны другими соседними клетками, при повреждении клеток и воздействии стресса активируется аутофагия (92).Когда мутации происходят в пути аутофагии, например, в Atg16l1, клетки Панета могут стать дисфункциональными и в конечном итоге вызвать воспаление кишечника, что может иметь последствия для здоровья кишечника, как предполагается в случае болезни Крона (92) и НЭК (93). Наша лаборатория также показала, что аутофагия может играть роль в развитии НЭК. Люшоу и др. (14) показали, что индуцированная дитизоном потеря клеток Панета в экспериментальной мышиной модели NEC приводит к усилению путей аутофагии в клетках Панета (14).

Наконец, недавно описанный тип клеточной смерти — некроптоз, который действует как промежуточное звено между некрозом и апоптозом. Клетки, подвергшиеся некроптозной гибели, обнаруживают черты, более морфологически сходные с некрозом, и иммунная система создает сильную воспалительную реакцию, но, в отличие от некроза, некроптоз является хорошо регулируемым процессом, сходным с апоптозом (84, 94). Наряду с этой взаимосвязью некроптоз и апоптоз во многом перекрываются в своей регуляции.Апоптозу способствует связывание TNFα и превращение комплекса I TNFR в комплекс II TNFR/альтернативный комплекс TNFR (84). Кроме того, комплекс II TNFR может регулировать, а также индуцировать некроптоз, когда рекрутируются и деубиквитинируются RIP1 и RIP3 (84). RIP1 и RIP3 обычно находятся под контролем каспазы-8, но когда происходит инактивация гена каспазы-8, происходит индукция некроптоза клеток, хотя механизм, с помощью которого это происходит, до конца не ясен (84). Некроптоз становится все более важным механизмом клеточной гибели эпителия кишечника.Исследования показали, что некроптоз эпителиальных клеток кишечника может привести к воспалению кишечника и, в конечном итоге, к патофизиологии, сходной с воспалительным заболеванием кишечника (ВЗК). Это было сделано путем создания условно нокаутных мышей с делецией FADD или каспазы-8, регулятора некроптоза, в эпителиальных клетках кишечника (54, 95, 96). Интересно, что в дополнение к индукции некроптоза этот нокаут также приводил к спонтанному воспалению и отсутствию клеток Панета (84, 95, 96).При дальнейшем исследовании авторы обнаружили, что клетки Панета были исключительно чувствительны к некроптозу. В настоящее время считается, что это связано с высокой экспрессией RIP3, ключевого модулятора некроптоза, в клетках Панета человека и мыши (84, 95, 96). Недавно было показано, что некроптоз играет роль в развитии НЭК (94). У недоношенных детей, у которых развивается НЭК, наблюдается более высокая степень экспрессии генов, связанных с некроптозом, таких как RIPK1, RIPK2 и MLKL , по сравнению с недоношенными детьми, у которых не развивается НЭК (94).Более того, повышенная экспрессия этих трех генов, связанных с некроптозом, коррелировала с большей степенью тяжести НЭК (94). Эта тенденция также наблюдалась в экспериментальных условиях NEC у мышей (94). В целом, эти исследования подчеркивают важность некроптоза, а также клеток Панета при НЭК.

Клетки Панета и некротический энтероколит (НЭК)

У недоношенных детей одной из ведущих причин заболеваемости и смертности, а также наиболее разрушительным кишечным осложнением является развитие НЭК (97).Заболеваемость НЭК широко варьирует в развитых странах, от 5 до 22% у детей с массой тела при рождении <1000 г (98), а в США составляет около 7% (97). Факторы риска, связанные с развитием НЭК у недоношенных детей, включают степень недоношенности, низкий вес при рождении, искусственное вскармливание, ишемию кишечника, длительное применение антибиотиков и анемию (99–102). Тем не менее, точные этиологические механизмы и патофизиология НЭК все еще не завершены. Кроме того, фенотип НЭК может фактически быть результатом окончательного общего пути, начинающегося с нескольких провоцирующих событий, что приводит к дисбалансу между повреждением слизистой оболочки и эпителиальной защитой и восстановлением с активацией неконтролируемого провоспалительного каскада (103).Как болезненный процесс НЭК уникален для популяции отделений интенсивной терапии новорожденных (ОИТН). В то время как заболеваемость НЭК прямо коррелирует со степенью недоношенности (чем больше недоношенность, тем выше вероятность развития НЭК), начало НЭК происходит не при рождении, а через несколько недель, и эта задержка больше у более недоношенных детей. младенцы. В результате заболеваемость НЭК начинает увеличиваться на 28-й неделе скорректированного гестационного возраста, достигает пика на 32-й неделе скорректированного гестационного возраста и неуклонно снижается на более старшем скорректированном гестационном возрасте (67). Были предложены теории, объясняющие эту задержку, включая практику кормления, развитие микробного дисбактериоза или накопление эпизодов мезентериальной гипоксии (99–102). Однако в настоящее время не существует общепринятого механистического объяснения. Мы предполагаем, что другой вероятной причиной может быть нарушение функции или количества клеток Панета (17, 67, 104).

Как обсуждалось выше, клетки Панета играют ключевую роль в гомеостазе эпителиальной выстилки тонкого кишечника, и было показано, что потеря или разрушение этих клеток имеет значительные неблагоприятные последствия, включая снижение клиренса бактериальных патогенов (105, 106), нарушение нормальной функции стволовых клеток (3, 107) и развитие воспалительного заболевания кишечника (108, 109).Клетки Панета не появляются в кишечнике примерно до середины периода развития и созревания кишечника (22–24 недели беременности человека и возраст P7-10 или мыши — нормальное развитие кишечника у мышей происходит после рождения, а у человека — в период внутриутробного развития). ) (19, 65, 110). Также важно отметить, что эти ранние клетки Панета не обладают всеми компонентами, содержащимися в зрелых гранулах (65), и проходят недели у мышей и месяцы у людей, прежде чем когорта клеток Панета достигнет своей оптимальной плотности и станет полностью функциональной. (17).Таким образом, из-за этой модели развития недоношенные дети рождаются до того, как у них может развиться полный набор функциональных клеток Панета. Поскольку клетки Панета помогают регулировать кишечную бактериальную флору, а для НЭК необходимы бактерии, вызывающие повреждение кишечника, нарушение нормальной функции клеток Панета, особенно в незрелом кишечнике, вполне может быть вовлечено в развитие фенотипа НЭК. Подтверждая эту теорию, в двух отдельных исследованиях было зарегистрировано снижение количества лизоцим-позитивных клеток Панета у младенцев с хирургическим НЭК по сравнению с хирургическим контролем того же возраста (111, 112).Эти данные позволяют предположить, что клетки Панета либо теряются, либо дегранулируются во время или до развития НЭК. Однако не все исследования показали снижение функции или биологии клеток Панета. Исследование, посвященное изучению уровней мРНК человеческих дефенсинов 5 и 6, показало, что они были повышены у младенцев, у которых развился НЭК, по сравнению с контрольной группой (113). Это несоответствие может быть объяснено сроками хирургической резекции после первоначального разрушения клеток Панета. В моделях на мышах, когда клетки Панета разрушают с помощью хелатора тяжелых металлов дитизона, наблюдается начальное снижение экспрессии дефензина, за которым следует значительное увеличение, начинающееся через 72 часа после обработки (14).Кроме того, недавняя статья, в которой изучалось наличие HD-6, показало значительное снижение после развития NEC (114). Таким образом, время хирургического сбора может играть решающую роль в определении экспрессии генов, специфичных для клеток Панета, после НЭК.

Изучение механистической биологии клеток Панета в незрелом кишечнике у людей затруднено из-за сложности получения образцов тканей недоношенных детей (115, 116). Чтобы помочь понять потенциальную роль биологии клеток Панета в NEC, несколько лабораторий вместо этого использовали модели животных (100).Интересно, что когда клетки Панета разрушаются у новорожденных крыс с последующим энтеральным воздействием E. coli , происходит не только увеличение бактериальной транслокации, но также развитие НЭК-подобного повреждения тонкого кишечного тракта (105). При адаптации этой модели к мышам наша и другие лаборатории показали, что селективная абляция клеток Панета с последующим введением через зонд Klebsiella pneumoniae у 14-дневных мышей приводит к сильному некрозу кишечника (89, 117–119), увеличению маркеры воспаления в сыворотке (119) и изменения в микробиоме (14), которые соответствуют НЭК человека.Использование 2-недельных мышей в этой модели потенциально выгодно, так как они обладают профилем экспрессии генов эпителиальных клеток, который соответствует профилю экспрессии, наблюдаемому у недоношенных младенцев в период, когда они наиболее восприимчивы к развитию НЭК (18). , 67). Интересно, что нарушение биологии клеток Панета путем введения хелатора тяжелых металлов дитизона до нормального развития клеток Панета (пятидневные мыши) не приводит к НЭК-подобному фенотипу (117). Одна критика этой методологии заключается в том, что дитизон не специфичен для клеток Панета, а вместо этого является общим хелатором тяжелых металлов.Чтобы решить эту проблему, мы разработали мышь PC-DTR (14, 119, 120). Мышь PC-DTR имеет рецептор токсина дифтерии человека (DTR), встроенный в мышиные клетки Панета, нацеленный на промотор криптдина-2 (65). Обработка дифтерийным токсином индуцирует апоптоз любых клеток, обладающих DTR, при сохранении всех других клеток. В этой модели лечение дифтерийным токсином с последующим воздействием Klebsiella pneumoniae также вызывает повреждение кишечника, эквивалентное НЭК человека (14, 119).Эти данные предоставляют дополнительные доказательства того, что именно нарушение, а не отсутствие клеток Панета способствует развитию НЭК-подобного повреждения в незрелой тонкой кишке.

Хотя эти исследования показывают сильную связь дисфункции или потери клеток Панета с НЭК человека, а также механистическую взаимосвязь у мышей, вопросы о том, как дисфункция клеток Панета может привести к НЭК, остаются открытыми (104, 121). Хорошо известно, что до развития НЭК происходят дисбиотические изменения в микробиоме, характеризующиеся цветением протеобактерий, в частности видов Enterobacteriaceae (122–124).Это явление также было воспроизведено в нашей модели разрушения клеток Панета при НЭК (14). В нормальном гомеостатическом состоянии микробиом подавляет воспаление с помощью нескольких механизмов, включая индукцию противовоспалительных медиаторов, таких как ИЛ-10, подавление провоспалительных медиаторов, таких как ИЛ-17, а также расщепление и ферментацию сложных не- перевариваемых сложных полисахаридов в короткоцепочечные жирные кислоты, обладающие противовоспалительными свойствами (125–127). Однако результатом воспаления является повышенное образование оксида азота (NO) и радикалов супероксида (O2-), которые затем могут реагировать с образованием нитратов (NO3-). Эти нитраты могут ферментироваться факультативными анаэробными бактериями, такими как Enterobacteriaceae sp. которые принадлежат к типу Proteobacteria, используя анаэробное дыхание с нитратами хозяина в качестве альтернативных акцепторов электронов. Поскольку облигатные анаэробы не могут использовать нитраты в качестве субстрата для роста, протеобактерии могут использовать это избирательное давление, чтобы превзойти в конкуренции облигатных анаэробов Firmicutes и Bacteroidetes, рост которых зависит от ферментации (128). По мере того, как доля комменсальных бактерий, таких как Firmicutes и Bacteroidetes, уменьшается, производство противовоспалительных медиаторов также уменьшается, что еще больше способствует усилению воспаления и дисбиоза.Наша лаборатория ранее показала, что в незрелой тонкой кишке мышей воздействие воспаления может значительно снизить плотность и функцию клеток Панета (129–131).

Таким образом, мы считаем, что когда недоношенный ребенок подвергается воздействию чужеродных антигенов, таких как искусственное вскармливание (132), происходит увеличение продукции воспалительных цитокинов (рис. 4). Это создает более аэробное состояние, что дает конкурентное преимущество протеобактериям, таким как виды Enterobacteriaceae.По мере того как микробиом становится более дисбиотическим, он подавляет противовоспалительные механизмы, создавая цикл усиления воспаления кишечника (136). Это усиливающееся воспаление может затем повлиять на биологию клеток Панета, что приведет к потере клеток Панета (14, 129, 137). В уже дисбиотической среде эта комбинация является именно той средой, которая смоделирована в нашей животной модели и предрасполагает к развитию травмы. Это еще более усугубляется тем, что клетки Панета, присутствующие в незрелом кишечнике, не являются полностью зрелыми или функциональными на исходном уровне (18).Эта ограниченная когорта клеток Панета также означает, что существует ограниченная способность защиты через AMP (40). По мере гибели клеток Панета уровень АМФ будет снижаться еще больше, вероятно, достигая критического порога, ниже которого может начаться бактериальная инвазия в эпителиальную ткань (105). Наконец, важно помнить, что потеря клеток Панета может также повлиять на нишу стволовых клеток. Когорта здоровых стволовых клеток имеет решающее значение для индукции реституции эпителия после повреждения, поскольку клетки Панета поддерживают нишу стволовых клеток за счет продукции EGF, Notch и Wnt (27, 88, 104, 138).

Рисунок 4 . Предполагаемая роль клетки Панета в развитии НЭК. Поскольку незрелый кишечник (A) подвергается воспалению (B) , образуются кислородные радикалы, создающие избирательное преимущество для Proteobacteria sp. над облигатными анаэробами, такими как Firmicutes. Это создает петлю обратной связи для поддержания и усиления провоспалительного состояния в незрелом кишечнике. Предыдущая работа нашей лаборатории показала, что воспаление кишечника может снизить выработку кишечной слизи и вызвать потерю клеток Панета (112, 129). (C) Утрата этих важных химических и физических аспектов врожденного иммунитета позволяет бактериям перемещаться из слизистого слоя просвета кишечника и приближаться к поверхности эпителия, (D) , после чего в конечном итоге происходит прикрепление и инвазия эпителий. (E) После проникновения бактерий в ткани кишечника происходит дальнейшее воспаление, включая рекрутирование лейкоцитов, включая нейтрофилы, макрофаги и моноциты (133–135), что в конечном итоге приводит к гибели тканей.

Таким образом, клетка Панета играет решающую роль во многих аспектах гомеостаза кишечника, от регулирования микробиоты, которая тесно связана с эпителием, до поддержания здоровья ниши стволовых клеток и помощи в регулировании уровня воспаления. Разрушение этих секреторных клеток может оказать важное влияние на способность кишечного эпителия не только защищать себя от чужеродных захватчиков, но и способствовать росту и развитию кишечника. Эти функции особенно важны в незрелом кишечнике недоношенных детей, у которых развивающийся кишечный тракт связан с дисбиотическим микробиомом.Таким образом, вполне разумно, что разрушение клеток Панета было механически связано с развитием NEC-подобного повреждения. Поскольку показатели смертности от НЭК остаются неизменными, более глубокое понимание биологии клеток Панета может обеспечить критический новый путь к пониманию развития НЭК.

Вклад авторов

SM и SL в равной степени участвовали в составлении и редактировании работы.

Финансирование

Финансирование было предоставлено Департаментом педиатрии Stead Family и Медицинским колледжем Карвера Университета Айовы.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Ссылки

2. Paneth J. Ueber die secernirenden Zellen des Dünndarm-Epithels. Арк Микроск Анат . (1887) 31:113–91. дои: 10.1007/BF02955706

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

5. Полсен С.М., Энгстад ​​Р.Э., Робертсен Б.Повышенная продукция лизоцима у атлантического лосося. (Salmo salar L.) макрофаги, обработанные дрожжевым бета-глюканом и бактериальным липополисахаридом. Иммунол рыбных моллюсков. (2001) 11:23–37. doi: 10.1006/fsim. 2000.0291

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

6. Пойндекстер Б.Дж., Кляйн Г.Л., Милнер С.М., Бик Р.Дж. Активация дефенсинов в тонкой кишке ожоговой овцы. Эпластика . (2009) 10:e6.

Реферат PubMed | Академия Google

8.Мартин Р.Дж., Фанарофф А.А., Уолш М.С. Неонатально-перинатальная медицина Фанарова и Мартина: болезни плода и младенца . Филадельфия, Пенсильвания: Elsevier/Saunders (2015).

Академия Google

9. Cheng H, Leblond CP. Происхождение, дифференцировка и обновление четырех основных типов эпителиальных клеток в тонкой кишке мыши. I Столбчатая ячейка Am J Anat . (1974) 141:461–79. doi: 10.1002/aja.1001410403

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

10.Crosnier C, Stamataki D, Lewis J. Организация обновления клеток в кишечнике: стволовые клетки, сигналы и комбинаторный контроль. Nat Rev Genet . (2006) 7:349–59. дои: 10.1038/nrg1840

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

11. Van Der Flier LG, Clevers H. Стволовые клетки, самообновление и дифференцировка в кишечном эпителии. Annu Rev Physiol . (2009) 71:241–60. doi: 10.1146/annurev.physiol.010908.163145

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

12.Гербе Ф., Ван Эс Дж. Х., Макрини Л., Брулин Б., Меллитцер Г., Робин С. и др. Различные требования ATOh2 и Neurog3 определяют пучковые клетки как новый тип секреторных клеток в кишечном эпителии. J Cell Biol . (2011) 192:767–80. doi: 10.1083/jcb.201010127

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

14. Lueschow SR, Stumphy J, Gong H, Kern SL, Elgin TG, Underwood MA, et al. Потеря функции клеток Панета у мышей изменяет незрелый кишечный микробиом и имитирует изменения, наблюдаемые при неонатальном некротическом энтероколите. ПЛОС ОДИН. (2018) 13:e0204967. doi: 10.1371/journal.pone.0204967

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

15. Румбо М., Шиффрин Э.Дж. Онтогенез иммунных функций кишечного эпителия: онтогенез и средовая регуляция. Cell Mol Life Sci . (2005) 62:1288–96. doi: 10.1007/s00018-005-5033-3

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

16. Кандасами Дж., Худа С., Амбалаванан Н., Джиллинг Т.Воспалительные сигналы, которые регулируют обновление эпителия кишечника, дифференцировку, миграцию и гибель клеток: значение для некротизирующего энтероколита. Патофизиология . (2014) 21:67–80. doi: 10.1016/j.pathophys.2014.01.001

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

17. Heida FH, Beyduz G, Bulthuis ML, Kooi EM, Bos AF, Timmer A, et al. Клетки Панета в развивающемся кишечнике : когда они возникают и когда они становятся иммунокомпетентными? Педиатр Рес .(2016) 80:306–10. doi: 10.1038/pr.2016.67

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

18. Stanford AH, Gong H, Noonan M, Lewis AN, Gong Q, Lanik WE, et al. Прямое сравнение развития кишечника мыши и человека с использованием паттернов экспрессии эпителиальных генов. Педиатр Рес . (2019). doi: 10.1038/s41390-019-0472-y. [Epub перед печатью].

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

19. Брай Л., Фальк П., Хаттнер К., Уэллетт А., Мидтведт Т., Гордон Дж.И.Дифференцировка клеток Панета в развивающемся кишечнике нормальных и трансгенных мышей. Proc Natl Acad Sci USA . (1994) 91:10335–9. doi: 10.1073/pnas.91.22.10335

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

20. Cheng H, Leblond CP. Происхождение, дифференцировка и обновление четырех основных типов эпителиальных клеток в тонкой кишке мыши. V Унитарная теория происхождения четырех типов эпителиальных клеток. Ам Дж Анат . (1974) 141:537–61.doi: 10.1002/aja.1001410407

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

21. Баркер Н., Ван Эс Дж. Х., Куйперс Дж., Куджала П., Ван Ден Борн М., Козийнсен М. и соавт. Идентификация стволовых клеток тонкой и толстой кишки по маркерному гену Lgr5. Природа . (2007) 449:1003–7. doi: 10.1038/nature06196

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

22. Баркер Н., Хуч М., Куджала П., Ван Де Ветеринг М., Снипперт Х.Дж., Ван Эс Дж. Х. и соавт.Стволовые клетки Lgr5(+ve) запускают самообновление в желудке и строят долгоживущие желудочные единицы in vitro . Стволовая клетка . (2010) 6:25–36. doi: 10.1016/j.stem.2009.11.013

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

23. Yan KS, Chia LA, Li X, Ootani A, Su J, Lee JY, et al. Маркеры стволовых клеток кишечника Bmi1 и Lgr5 идентифицируют две функционально различные популяции. Proc Natl Acad Sci USA . (2012) 109: 466–71. doi: 10.1073/pnas.1118857109

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

24. Munoz J, Stange DE, Schepers AG, Van De Wetering M, Koo BK, Itzkovitz S, et al. Сигнатура кишечных стволовых клеток Lgr5: устойчивая экспрессия предполагаемых маркеров покоящихся клеток «+4». EMBO J . (2012) 31:3079–91. doi: 10.1038/emboj.2012.166

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

25. Kosinski C, Li VS, Chan AS, Zhang J, Ho C, Tsui WY, et al. Паттерны экспрессии генов верхушек и базальных крипт толстой кишки человека и антагонистов BMP как факторов ниш стволовых клеток кишечника. Proc Natl Acad Sci USA . (2007) 104:15418–23. doi: 10.1073/pnas.0707210104

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

27. Sato T, Van Es JH, Snippert HJ, Stange DE, Vries RG, Van Den Born M, et al. Клетки Панета составляют нишу для стволовых клеток Lgr5 в кишечных криптах. Природа . (2011) 469:415–8. doi: 10.1038/nature09637

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

28. Van Es JH, Jay P, Gregorieff A, Van Gijn ME, Jonkheer S, Hatzis P, et al.Передача сигналов Wnt индуцирует созревание клеток Панета в кишечных криптах. Nat Cell Biol . (2005) 7:381–6. дои: 10.1038/ncb1240

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

29. Andreu P, Peignon G, Slomianny C, Taketo MM, Colnot S, Robine S, et al. Генетическое исследование роли передачи сигналов Wnt/бета-катенина в дифференцировке клеток Панета. Дев Биол . (2008) 324: 288–96. doi: 10.1016/j.ydbio.2008.09.027

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

30.Garcia MI, Ghiani M, Lefort A, Libert F, Strollo S, Vassart G. Дефицит LGR5 нарушает регуляцию передачи сигналов Wnt и приводит к преждевременной дифференцировке клеток Панета в кишечнике плода. Дев Биол . (2009) 331:58–67. doi: 10.1016/j.ydbio.2009.04.020

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

31. Ben-Arie N, Bellen HJ, Armstrong DL, McCall AE, Gordadze PR, Guo Q, et al. Math2 необходим для генезиса гранулярных нейронов мозжечка. Природа .(1997) 390:169–72. дои: 10.1038/36579

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

32. Bermingham NA, Hassan BA, Price SD, Vollrath MA, Ben-Arie N, Eatock RA, et al. Math2: важный ген для образования волосковых клеток внутреннего уха. Наука . (1999) 284:1837–41. doi: 10.1126/наука.284.5421.1837

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

34. Shroyer NF, Helmrath MA, Wang VY, Antalffy B, Henning SJ, Zoghbi HY.Специфическое для кишечника удаление мышиного атонального гомолога 1 (Math2) обнаруживает роль в клеточном гомеостазе. Гастроэнтерология . (2007) 132:2478–88. doi: 10.1053/j.gastro.2007.03.047

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

35. Nakanishi Y, Reina-Campos M, Nakanishi N, Llado V, Elmen L, Peterson S, et al. Контроль судьбы клеток Панета, воспаления кишечника и онкогенеза с помощью PKCLAMBDA/iota. Представитель ячейки . (2016) 16:3297–310. doi: 10.1016/j.целреп.2016.08.054

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

36. Durand A, Donahue B, Peignon G, Letourneur F, Cagnard N, Slomianny C, et al. Функциональные стволовые клетки кишечника после абляции клеток Панета, вызванной потерей фактора транскрипции Math2. (Атох2). Proc Natl Acad Sci USA . (2012) 109:8965–70. doi: 10.1073/pnas.1201652109

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

37. Almohazey D, Lo YH, Vossler CV, Simmons AJ, Hsieh JJ, Bucar EB, et al.Тирозинкиназа рецептора ErbB3 негативно регулирует клетки Панета за счет PI3K-зависимого подавления Atoh2. Гибель клеток Отличие . (2017) 24:855–65. doi: 10.1038/cdd.2017.27

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

39. Джонсон Л. Р. Физиология желудочно-кишечного тракта . Амстердам: Elsevier/AP (2012).

41. Портер Э.М., Лю Л., Орен А., Антон П.А., Ганц Т. Локализация кишечного дефенсина 5 человека в гранулах клеток Панета. Заразить Иммуном . (1997) 65:2389–95. doi: 10.1128/IAI.65.6.2389-2395.1997

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

42. Takahashi N, Vanlaere I, De Rycke R, Cauwels A, Joosten LA, Lubberts E, et al. IL-17, продуцируемый клетками Панета, вызывает шок, вызванный TNF. J Exp Med . (2008) 205:1755–61. doi: 10.1084/jem.20080588

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

43. Парк С.В., Ким М., Браун К.М., Д’агати В.Д., Ли Х.Т.Интерлейкин-17А, полученный из клеток Панета, вызывает полиорганную дисфункцию после ишемии печени и реперфузионного повреждения. Гепатология. (2011) 53:1662–75. doi: 10.1002/hep.24253

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

44. Satoh Y, Ishikawa K, Tanaka H, ​​Ono K. Иммуногистохимические наблюдения иммуноглобулина A в клетках Панета стерильных и ранее стерильных крыс. Гистохимия . (1986) 85:197–201. дои: 10.1007/BF00494804

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

45.Уэллетт Эй Джей. Альфа-дефенсины клеток Панета: пептидные медиаторы врожденного иммунитета в тонком кишечнике. Спрингер Семин Иммунопатола . (2005) 27:133–46. doi: 10.1007/s00281-005-0202-x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

46. Ayabe T, Satchell DP, Wilson CL, Parks WC, Selsted ME, Ouellette AJ. Секреция микробицидных альфа-дефенсинов кишечными клетками Панета в ответ на бактерии. Нат Иммунол . (2000) 1:113–8. дои: 10.1038/77783

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

47.Накамура К., Сакураги Н., Такакува А., Аябе Т. Альфа-дефензины клеток Панета и кишечная микробиота в норме и при болезнях. Biosci Microbiota Food Health . (2016) 35:57–67. doi: 10.12938/bmfh.2015-019

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

49. Salzman NH, Underwood MA, Bevins CL. Клетки Панета, дефенсины и комменсальная микробиота: гипотеза тесного взаимодействия на слизистой оболочке кишечника. Семин Иммунол . (2007) 19:70–83. дои: 10.1016/ж.смим.2007.04.002

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

50. Савада М., Такахаши К., Савада С., Мидорикава О. Избирательное уничтожение клеток Панета путем внутривенного введения дитизона крысам. Int J Exp Path . (1991) 72:407–21.

Реферат PubMed | Академия Google

51. Савада М., Нишикава М., Адачи Т., Мидорикава О., Хиаи Х. Специфический цинк-связывающий белок клеток Панета у крыс. Очистка и иммуногистохимическая локализация. Лаборатория Инвест . (1993) 68:338–44.

Реферат PubMed | Академия Google

52. Хупер Л.В., Мидтведт Т., Гордон Дж.И. Как взаимодействия хозяина и микробов формируют питательную среду кишечника млекопитающих. Анну Рев Нутр . (2002) 22: 283–307. doi: 10.1146/annurev.nutr.22.011602.092259

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

54. Хромек М., Арвидссон И., Карпман Д. Антимикробный пептид кателицидин защищает мышей от болезни, опосредованной Escherichia coli O157:H7. ПЛОС ОДИН. (2012) 7:e46476. doi: 10.1371/journal.pone.0046476

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

55. Вонг Дж.Х., Нг Т.Б., Леговска А., Ролка К., Хуэй М., Чо Ч. Противогрибковое действие фрагмента кателицидина человека. (LL13-37) на Candida albicans. Пептиды . (2011) 32:1996–2002. doi: 10.1016/j.peptides.2011.08.018

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

56. Барлоу П.Г., Свобода П., Маккеллар А., Нэш А.А., Йорк И.А., Пол Дж. и соавт.Противовирусная активность и повышенная защита хозяина от гриппозной инфекции, вызванная человеческим кателицидином LL-37. ПЛОС ОДИН. (2011) 6:e25333. doi: 10.1371/journal.pone.0025333

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

57. Durr UH, Sudheendra US, Ramamoorthy A. LL-37, единственный человеческий представитель кателицидинового семейства противомикробных пептидов. Биохим Биофиз Акта . (2006) 1758:1408–25. doi: 10.1016/j.bbamem.2006.03.030

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

58.Ларрик Дж.В., Хирата М., Балинт Р.Ф., Ли Дж., Чжун Дж., Райт С.К. Человеческий CAP18: новый антимикробный липополисахарид-связывающий белок. Заразить Иммуном . (1995) 63:1291–7. doi: 10.1128/IAI.63.4.1291-1297.1995

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

59. Фром М., Агерберт Б., Ахангари Г., Штале-Бакдал М., Лиден С., Вигзелл Х. и соавт. Экспрессия гена, кодирующего антибактериальный пептид LL-37, индуцируется в кератиноцитах человека при воспалительных заболеваниях. J Биол Хим . (1997) 272:15258–63. doi: 10.1074/jbc.272.24.15258

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

60. Балс Р., Ван Х, Заслофф М., Уилсон Дж.М. Пептидный антибиотик LL-37/hCAP-18 экспрессируется в эпителии легких человека, где он обладает широкой антимикробной активностью на поверхности дыхательных путей. Proc Natl Acad Sci USA . (1998) 95:9541–6. doi: 10.1073/pnas.95.16.9541

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

61.Фром Нильссон М., Сандштедт Б., Соренсен О., Вебер Г., Боррегаард Н., Штале-Бакдал М. Катионный антимикробный белок человека (hCAP18), пептидный антибиотик, широко экспрессируется в плоскоклеточном эпителии человека и колокализуется с интерлейкином-6. Заразить Иммуном . (1999) 67:2561–6. doi: 10.1128/IAI. 67.5.2561-2566.1999

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

62. Hase K, Eckmann L, Leopard JD, Varki N, Kagnoff MF. Дифференцировка клеток является ключевой детерминантой экспрессии кателицидина LL-37/катионного противомикробного белка человека 18 эпителием толстой кишки человека. Заразить Иммуном . (2002) 70:953–63. doi: 10.1128/IAI.70.2.953-963.2002

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

63. Kai-Larsen Y, Bergsson G, Gudmundsson GH, Printz G, Jornvall H, Marchini G, et al. Влияние антимикробных компонентов кишечника новорожденных при колонизации. Педиатр Рес . (2007) 61:530–6. doi: 10.1203/pdr.0b013e318045be83

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

64. Menard S, Forster V, Lotz M, Gutle D, Durr CU, Gallo RL, et al.Переключение экспрессии кишечного антимикробного пептида в процессе развития. J Exp Med . (2008) 205:183–93. doi: 10.1084/jem.20071022

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

65. Гарабедян Э.М., Робертс Л.Дж., Макневин М.С., Гордон Дж.И. Изучение роли клеток Панета в тонком кишечнике путем абляции клонов у трансгенных мышей. J Биол Хим . (1997) 272:23729–40. doi: 10.1074/jbc.272.38.23729

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

67.Yee WH, Soraisham AS, Shah VS, Aziz K, Yoon W, Lee SK. Частота и сроки проявления некротизирующего энтероколита у недоношенных детей. Педиатрия . (2012) 129:e298–304. doi: 10.1542/пед.2011-2022

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

73. Wilson CL, Ouellette AJ, Satchell DP, Ayabe T, Lopez-Boado YS, Stratman JL, et al. Регуляция активации кишечного альфа-дефенсина металлопротеиназой матрилизином при врожденной защите хозяина. Наука . (1999) 286:113–7. doi: 10.1126/наука.286.5437.113

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

74. Salzman NH, Ghosh D, Huttner KM, Paterson Y, Bevins CL. Защита от кишечного сальмонеллеза у трансгенных мышей, экспрессирующих человеческий кишечный дефенсин. Природа . (2003) 422:522–6. doi: 10.1038/nature01520

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

75. Salzman NH, Hung K, Haribhai D, Chu H, Karlsson-Sjoberg J, Amir E, et al.Кишечные дефенсины являются важными регуляторами микробной экологии кишечника. Нат Иммунол . (2010) 11:76–83. doi: 10.1038/ni.1825

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

76. Ульм Х., Уилмес М., Шай Ю., Сахл Х.Г. Антимикробные дефензины хозяина — специфическая антибиотическая активность и модуляция врожденной защиты. Фронт Иммунол . (2012) 3:249. doi: 10.3389/fimmu.2012.00249

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

78.Ho J, Zhang L, Liu X, Wong SH, Wang MHT, Lau BWM и др. Патологическая роль и диагностическая ценность эндогенных защитных пептидов хозяина при сепсисе взрослых и новорожденных: систематический обзор. Шок . (2017) 47:673–9. doi: 10.1097/SHK.0000000000000815

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

79. Schroeder BO, Ehmann D, Precht JC, Castillo PA, Kuchler R, Berger J, et al. Альфа-дефенсин 6 клеток Панета (HD-6) представляет собой противомикробный пептид. Иммунол слизистых оболочек .(2015) 8:661–71. doi: 10.1038/ми.2014.100

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

80. Масуда К., Сакаи Н., Накамура К., Йошиока С., Аябе Т. Бактерицидная активность мышиного альфа-дефенсина криптдина-4 преимущественно влияет на некомменсальные бактерии. J Врожденный иммунитет . (2011) 3:315–26. дои: 10.1159/000322037

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

81. Ян Д., Чертов О., Быковская С.Н., Чен К., Буффо М.Дж., Шоган Дж. и соавт.Бета-дефенсины: связь врожденного и адаптивного иммунитета через дендритную и Т-клеточную CCR6. Наука . (1999) 286:525–8. doi: 10.1126/наука.286.5439.525

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

82. Ян Д., Чен К., Чертов О., Оппенгейм Дж.Дж. Дефенсины нейтрофилов человека избирательно хемоаттрактируют наивные Т и незрелые дендритные клетки. J Лейкок Биол . (2000) 68:9–14. doi: 10.1189/jlb.68.1.9

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

83.Финк С.Л., Куксон Б.Т. Апоптоз, пироптоз и некроз: механистическое описание мертвых и умирающих эукариотических клеток. Заразить Иммуном . (2005) 73:1907–16. doi: 10.1128/IAI.73.4.1907-1916.2005

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

84. Gunther C, Neumann H, Neurath MF, Becker C. Апоптоз, некроз и некроптоз: регуляция гибели клеток в кишечном эпителии. Гут . (2013) 62:1062–71. doi: 10.1136/gutjnl-2011-301364

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

85. Джиллинг Т., Лу Дж., Джексон М., Каплан М.С. Кишечный эпителиальный апоптоз инициирует грубый некроз кишечника в экспериментальной крысиной модели неонатального некротизирующего энтероколита. Педиатр Рес . (2004) 55:622–9. doi: 10.1203/01.PDR.0000113463.70435.74

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

86. Clark JA, Lane RH, Maclennan NK, Holubec H, Dvorakova K, Halpern MD, et al. Эпидермальный фактор роста снижает апоптоз кишечника в экспериментальной модели некротизирующего энтероколита. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol . (2005) 288:G755–62. doi: 10.1152/jpgi.00172.2004

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

87. Фэн Дж. Х., Беснер Г. Э. Гепарин-связывающий эпидермальный фактор роста, подобный фактору роста, способствует миграции и пролиферации энтероцитов у новорожденных крыс с некротизирующим энтероколитом. J Pediatr Surg . (2007) 42:214–20. doi: 10.1016/j. jpedsurg.2006.09.055

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

88.Neal MD, Sodhi CP, Jia H, Dyer M, Egan C, Yazji I и др. Толл-подобный рецептор 4 экспрессируется на стволовых клетках кишечника и регулирует их пролиферацию и апоптоз посредством модулятора апоптоза, активируемого p53. J Биол Хим . (2012) 287:37296–308. doi: 10.1074/jbc.M112.375881

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

89. Mcelroy SJ, Castle SL, Bernard JK, Almohazey D, Hunter CJ, Bell BA, et al. Лиганд ErbB4 нейрегулин-4 защищает от экспериментального некротизирующего энтероколита. Ам Дж. Патол . (2014) 184:2768–78. doi: 10.1016/j.ajpath.2014.06.015

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

90. Алуф Дж. Э., Попофф М. Р. Полный справочник бактериальных белковых токсинов. Амстердам; Бостон: Эльзевир (2006).

Академия Google

93. Sampath V, Bhandari V, Berger J, Merchant D, Zhang L, Ladd M, et al. Функциональный вариант ATG16L1 (T300A) связан с некротизирующим энтероколитом у недоношенных детей. Педиатр Рес . (2017) 81: 582–8. doi: 10.1038/pr.2016.260

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

94. Werts AD, Fulton WB, Ladd MR, Saad-Eldin A, Chen YX, Kovler ML, et al. Новая роль некроптоза в патогенезе некротического энтероколита. Селл Мол Гастроэнтерол Гепатол . (2019) 9:403–23. doi: 10.1016/j.jcmgh.2019.11.002

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

95. Gunther C, Martini E, Wittkopf N, Amann K, Weigmann B, Neumann H, et al.Каспаза-8 регулирует индуцированный TNF-альфа эпителиальный некроптоз и терминальный илеит. Природа . (2011) 477:335–9. doi: 10.1038/nature10400

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

96. Welz PS, Wullaert A, Vlantis K, Kondylis V, Fernandez-Majada V, Ermolaeva M, et al. FADD предотвращает опосредованный RIP3 некроз эпителиальных клеток и хроническое воспаление кишечника. Природа . (2011) 477:330–4. doi: 10.1038/nature10273

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

97.Патель Р.М., Кандефер С., Уолш М.К., Белл Э.Ф., Карло В.А., Лаптук А.Р. и др. Причины и сроки смерти глубоко недоношенных детей с 2000 по 2011 год. N Engl J Med . (2015) 372:331–40. дои: 10.1056/NEJMoa1403489

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

98. Battersby C, Santhalingam T, Costeloe K, Modi N. Заболеваемость неонатальным некротизирующим энтероколитом в странах с высоким уровнем дохода: систематический обзор. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed .(2018) 103: F182–9. doi: 10.1136/archdischild-2017-313880

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

99. Лин П.В., Наср Т.Р., Столл Б.Дж. Некротизирующий энтероколит: последние научные достижения в области патофизиологии и профилактики. Семин Перинатол . (2008) 32:70–82. doi: 10.1053/j.semperi.2008.01.004

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

100. Арес Г.Дж., Макселрой С.Дж., Хантер С.Дж. Наука и необходимость использования животных моделей в изучении некротического энтероколита. Семин Педиатр Хирург . (2018) 27:29–33. doi: 10.1053/j.sempedsurg.2017.11.006

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

102. Hackam DJ, Sodhi CP, Good M. Новое понимание некротизирующего энтероколита: от лабораторных наблюдений до индивидуальной профилактики и лечения. J Pediatr Surg . (2019) 54:398–404. doi: 10.1016/j.jpedsurg.2018.06.012

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

103. Каплан М.С., Андервуд М.А., Моди Н., Патель Р., Гордон П.В., Сильвестр К.Г. и соавт.Некротизирующий энтероколит: использование регуляторной науки и разработки лекарств для улучшения результатов. J Педиатр. (2019) 212: 208–15 e201. doi: 10.1016/j.jpeds.2019.05.032

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

104. Макелрой С.Дж., Андервуд М.А., Шерман М.П. Клетки Панета и некротизирующий энтероколит: новая гипотеза патогенеза заболевания. Неонатология . (2013) 103:10–20. дои: 10.1159/000342340

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

105.Шерман М.П., ​​Беннетт С.Х., Хван Ф.Ф., Шерман Дж., Бевинс С.Л. Клетки Панета и антибактериальная защита хозяина в тонком кишечнике новорожденных. Заразить Иммуном . (2005) 73:6143–6. doi: 10.1128/IAI.73.9.6143-6146.2005

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

106. Вайшнава С., Берендт К.Л., Исмаил А.С., Экманн Л., Хупер Л.В. Клетки Панета непосредственно воспринимают кишечные комменсалы и поддерживают гомеостаз на границе кишечного хозяина и микробов. Proc Natl Acad Sci USA .(2008) 105:20858–63. doi: 10.1073/pnas.0808723105

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

108. Bel S, Pendse M, Wang Y, Li Y, Ruhn KA, Hassell B, et al. Клетки Панета секретируют лизоцим посредством секреторной аутофагии во время бактериальной инфекции кишечника. Наука . (2017) 357:1047–52. doi: 10.1126/science.aal4677

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

109. Делорм-Аксфорд Э., Клионский Д.Дж. Секреторная аутофагия является ключом к секреции лизоцима при бактериальной инфекции кишечника. Аутофагия . (2018) 14:1–3. дои: 10.1080/15548627.2017.1401425

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

111. Coutinho HB, Da Mota HC, Coutinho VB, Robalinho TI, Furtado AF, Walker E, et al. Отсутствие лизоцима (мурамидазы) в клетках Панета кишечника новорожденных с некротизирующим энтероколитом. Дж Клин Патол . (1998) 51:512–4. doi: 10.1136/jcp.51.7.512

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

112.Макселрой С.Дж., Принц Л.С., Вейткамп Дж.Х., Риз Дж., Слотер Дж.С., Полк Д.Б. Зависимое от рецептора фактора некроза опухоли 1 истощение слизи в незрелой тонкой кишке: потенциальная роль в неонатальном некротизирующем энтероколите. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol . (2011) 301: G656–66. doi: 10.1152/ajpgi.00550.2010

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

113. Salzman NH, Polin RA, Harris MC, Ruchelli E, Hebra A, Zirin-Butler S, et al. Экспрессия кишечного дефензина при некротическом энтероколите. Педиатр Рес . (1998) 44:20–6. дои: 10.1203/00006450-199807000-00003

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

114. Маркаш Л., Вандерс А., Секели Л., Лиля Х.Е. Снижение экспрессии DEFA6 в клетках Панета связано с некротизирующим энтероколитом. Gastroenterol Res Pract . (2018) 2018: 7345426. дои: 10.1155/2018/7345426

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

115. Роллс М.В., Гадепалли С.К., Сильвестр К.Г., Гуд М.Разработка реестра и биорепозитория общества по некротизирующим энтероколитам. Семин Педиатр Хирург . (2018) 27:25–8. doi: 10.1053/j.sempedsurg.2017.11.005

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

116. Chaaban H, Markel TA, Canvasser J, Good M. Биобанкирование при некротическом энтероколите: потребности и стандарты. J Pediatr Surg . (2019). doi: 10.1016/j.jpedsurg.2019.05.002. [Epub перед печатью].

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

117.Чжан С., Шерман М.П., ​​Принц Л.С., Бадер Д., Вейткамп Дж.Х., Слотер Дж.К. и др. Абляция клеток Панета в присутствии Klebsiella pneumoniae вызывает повреждение, подобное некротизирующему энтероколиту (НЭК), в тонком кишечнике неполовозрелых мышей. Dis Model Mech . (2012) 5:522–32. doi: 10.1242/dmm.009001

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

118. Eckert J, Scott B, Lawrence SM, Ihnat M, Chaaban H. FLLL32, аналог куркумина, улучшает повреждение кишечника при некротическом энтероколите. Дж Воспламеняющая Реза . (2017) 10:75–81. doi: 10.2147/JIR.S131051

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

119. Уайт Дж.Р., Гонг Х., Поуп Б., Шливерт П., Макселрой С.Дж. Некротизирующий энтероколит, вызванный разрушением клеток Панета у мышей, требует наличия живых бактерий и происходит независимо от передачи сигналов TLR4. Dis Model Mech . (2017) 10:727–36. doi: 10.1242/dmm.028589

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

120.Бергер Дж. Н., Гонг Х., Гуд М., Макселрой С.Дж. Дитизон-индуцированное разрушение клеток Панета значительно снижает перфузию кишечника в тонкой кишке мышей. J Pediatr Surg . (2019) 54:2402–7. doi: 10.1016/j.jpedsurg.2019.02.021

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

122. Gritz EC, Bhandari V. Микробиом кишечника новорожденного человека: краткий обзор. Передний Педиатр . (2015) 3:17. doi: 10.3389/fped.2015.00060

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

124.Niemarkt HJ, De Meij TG, Van De Velde ME, Van Der Schee MP, Van Goudoever JB, Kramer BW, et al. Некротизирующий энтероколит: клинический обзор диагностических биомаркеров и роли кишечной микробиоты. Воспаление кишечника Dis . (2015) 21:436–44. doi: 10.1097/MIB.0000000000000184

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

126. Spees AM, Lopez CA, Kingsbury DD, Winter SE, Baumler AJ. Сопротивление колонизации: битва с жуками или Menage a Trois с хозяином? PLoS Pathog .(2013) 9:e1003730. doi: 10.1371/journal.ppat.1003730

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

128. Winter SE, Winter MG, Xavier MN, Thiennimitr P, Poon V, Keestra AM, et al. Нитраты хозяина стимулируют рост E. coli в воспаленном кишечнике. Наука . (2013) 339: 708–11. doi: 10.1126/science.1232467

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

129. Браун К.С., Гонг Х., Фрей М.Р., Поуп Б., Голден М., Мартин К. и др.Фактор некроза опухоли индуцирует зависящие от стадии развития структурные изменения в незрелой тонкой кишке. Медиаторы воспаления . (2014) 2014: 852378. дои: 10.1155/2014/852378

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

130. Fricke EM, Elgin TG, Gong H, Reese J, Gibson-Corley KN, Weiss RM, et al. Индуцированное липополисахаридами воспаление матери вызывает прямое повреждение плаценты без изменения плацентарного кровотока и вызывает вторичное повреждение кишечника плода, которое сохраняется во взрослом возрасте. Am J Reprod Immunol . (2018) 79:e12816. doi: 10.1111/aji.12816

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

131. Elgin TG, Fricke EM, Gong H, Reese J, Mills DA, Kalantera KM, et al. Воздействие материнского воспаления на плод прерывает развитие кишечника мышей и повышает восприимчивость к неонатальным повреждениям кишечника. Dis Model Mech . (2019) 12:dmm040808. doi: 10.1242/dmm.040808

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

132.Лю Ю., Чжу Л., Фатери Н.Ю., Лю Х., Пачеко С.Е., Татевиан Н. и др. Изменения кишечных Toll-подобных рецепторов и цитокинов предшествуют гистологическому повреждению в крысиной модели некротизирующего энтероколита. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol . (2009) 297:G442–50. doi: 10.1152/jpgi.00182.2009

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

133. Anand RJ, Gribar SC, Li J, Kohler JW, Branca MF, Dubowski T, et al. Гипоксия вызывает усиление фагоцитоза макрофагами в зависимости от HIF-1альфа. J Лейкок Биол . (2007) 82:1257–65. doi: 10.1189/jlb.0307195

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

134. Egan CE, Sodhi CP, Good M, Lin J, Jia H, Yamaguchi Y, et al. Приток лимфоцитов, опосредованный Toll-подобным рецептором 4, вызывает неонатальный некротизирующий энтероколит. Дж Клин Инвест . (2016) 126:495–508. дои: 10.1172/JCI83356

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

135. Mohankumar K, Namachivayam K, Song T, Jake Cha B, Slate A, Hendrickson JE, et al.Мышиная неонатальная модель некротизирующего энтероколита, вызванного анемией и переливанием эритроцитарной массы. Нац Коммуна . (2019) 10:3494. doi: 10.1038/s41467-019-11199-5

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

136. Элгин Т.Г., Керн С.Л., Макелрой С.Дж. Развитие кишечного микробиома новорожденных и его связь с некротизирующим энтероколитом. Клин Тер . (2016) 38:706–15. doi: 10.1016/j.clithera.2016.01.005

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

137.Fung CM, White JR, Brown AS, Gong H, Weitkamp JH, Frey MR, et al. Ограничение внутриутробного развития изменяет архитектуру кишечника мышей во время развития. ПЛОС ОДИН. (2016) 11:e0146542. doi: 10.1371/journal.pone.0146542

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

138. Li B, Lee C, Cadete M, Zhu H, Koike Y, Hock A, et al. Нарушение пути Wnt/бета-катенин приводит к дисфункции регенерации кишечника при некротическом энтероколите. Гибель клеток Dis .(2019) 10:743. doi: 10.1038/s41419-019-1987-1

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

15.1 Пищеварительные системы – Концепции биологии – 1-е канадское издание

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Объяснять процессы пищеварения и всасывания
• Сравните и сопоставьте различные типы пищеварительных систем
• Объясните специализированные функции органов, участвующих в переработке пищи в организме
• Опишите способы совместной работы органов для переваривания пищи и поглощения питательных веществ

Животные получают питание за счет потребления других организмов.В зависимости от рациона животных можно разделить на следующие категории: растительноядные (травоядные), мясоеды (плотоядные) и те, кто питается как растениями, так и животными (всеядные). Питательные вещества и макромолекулы, присутствующие в пище, не сразу доступны клеткам. Существует ряд процессов, которые изменяют пищу в организме животного, чтобы сделать питательные вещества и органические молекулы доступными для клеточных функций. По мере того, как у животных развивались сложные формы и функции, их пищеварительные системы также эволюционировали, чтобы приспособиться к их различным диетическим потребностям.

Травоядные, всеядные и плотоядные

Травоядные — это животные, основным источником пищи которых являются растения. Примеры травоядных, как показано на рис. 15.2, включают позвоночных, таких как олени, коалы и некоторые виды птиц, а также беспозвоночных, таких как сверчки и гусеницы. У этих животных развилась пищеварительная система, способная обрабатывать большое количество растительного материала. Травоядных можно разделить на плодоядных (поедателей фруктов), зерноядных (поедающих семена), нективоядных (поедающих нектар) и листоядных (поедающих листья).

Рисунок 15.2. Травоядные, такие как (а) олень-мул и (б) гусеница-монарх, питаются в основном растительным материалом. (кредит a: модификация работы Билла Эббесена; кредит b: модификация работы Дуга Боумена)

Плотоядные — это животные, которые поедают других животных. Слово хищник происходит от латыни и буквально означает «мясоед». Дикие кошки, такие как львы, показанные на рисунке 35.3 a , и тигры являются примерами позвоночных плотоядных, как и змеи и акулы, в то время как беспозвоночные хищники включают морских звезд, пауков и божьих коровок, показанных на рисунке 15.3 б . Облигатные плотоядные — это те, которые полностью полагаются на мясо животных для получения питательных веществ; примерами облигатных хищников являются члены семейства кошачьих, такие как львы и гепарды. Факультативные плотоядные — это те, которые помимо животной пищи едят неживотную пищу. Обратите внимание, что нет четкой линии, которая отличает факультативных хищников от всеядных; собак можно было бы считать факультативными хищниками.

Рисунок 15.3. Плотоядные, такие как (а) лев, едят в основном мясо.(b) божья коровка также является плотоядным животным, которое питается мелкими насекомыми, называемыми тлями. (кредит a: модификация работы Кевина Плака; кредит b: модификация работы Джона Салливана)

Всеядные — это животные, которые питаются как растительной, так и животной пищей. В переводе с латыни всеядное означает есть все. Люди, медведи (показаны на рис. 15.4 a ) и куры являются примерами всеядных позвоночных; к беспозвоночным всеядным относятся тараканы и раки (показаны на рис. 15.4 b ).

Рисунок 15.4. Всеядные, такие как (а) медведь и (б) раки, едят как растительную, так и животную пищу. (кредит а: модификация работы Дэйва Менке; кредит б: модификация работы Джона Салливана)

Пищеварительные системы беспозвоночных

Животные развили различные типы пищеварительных систем, помогающие переваривать различные продукты, которые они потребляют. Простейшим примером является гастроваскулярная полость , которая встречается у организмов только с одним отверстием для пищеварения.Platyhelminthes (плоские черви), Ctenophora (гребенчатые желе) и Cnidaria (кораллы, медузы и морские анемоны) используют этот тип пищеварения. Желудочно-сосудистые полости, как показано на рис. 15.5 a , обычно представляют собой слепую трубку или полость только с одним отверстием, «ртом», которое также служит «анусом». Проглоченный материал попадает в рот и проходит через полую трубчатую полость. Клетки внутри полости выделяют пищеварительные ферменты, расщепляющие пищу. Частицы пищи поглощаются клетками, выстилающими гастроваскулярную полость.

Пищеварительный канал , показанный на рис. 15.5 b , представляет собой более совершенную систему: он состоит из одной трубки с устьем на одном конце и задним проходом на другом. Дождевые черви являются примером животного с пищеварительным каналом. Когда пища проглатывается через рот, она проходит через пищевод и сохраняется в органе, называемом зобом; затем он попадает в желудок, где взбалтывается и переваривается. Из желудка пища проходит через кишечник, питательные вещества всасываются, а отходы выводятся в виде фекалий, называемых отливками, через задний проход.

Рисунок 15.5. (а) Желудочно-сосудистая полость имеет единственное отверстие, через которое проглатывается пища и выводятся отходы, как показано у этой гидры и у этой медузы медузы. (b) Пищеварительный канал имеет два отверстия: рот для проглатывания пищи и анус для удаления отходов, как показано на этой нематоде.

Пищеварительная система позвоночных

Позвоночные животные развили более сложную пищеварительную систему, чтобы приспособиться к их диетическим потребностям. У одних животных желудок однокамерный, у других желудок многокамерный.У птиц развита пищеварительная система, приспособленная к поеданию непережеванной пищи.

Однокамерный желудок: однокамерный желудок

Как следует из слова однокамерный , этот тип пищеварительной системы состоит из одной («моно») камеры желудка («желудочной»). У людей и многих животных пищеварительная система с однокамерным желудком, как показано на рис. 15.6 ab . Процесс пищеварения начинается со рта и приема пищи. Зубы играют важную роль в жевании (жевании) или физическом расщеплении пищи на более мелкие частицы.Ферменты, присутствующие в слюне, также начинают химически расщеплять пищу. Пищевод представляет собой длинную трубку, соединяющую рот с желудком. С помощью перистальтики, или волнообразных сокращений гладких мышц, мышцы пищевода проталкивают пищу по направлению к желудку. Чтобы ускорить действие ферментов в желудке, в желудке создается чрезвычайно кислая среда с рН от 1,5 до 2,5. Желудочные соки, в состав которых входят ферменты желудка, воздействуют на частицы пищи и продолжают процесс пищеварения.Дальнейшее расщепление пищи происходит в тонкой кишке, где ферменты, вырабатываемые печенью, тонкой кишкой и поджелудочной железой, продолжают процесс пищеварения. Питательные вещества всасываются в кровоток через эпителиальные клетки, выстилающие стенки тонкой кишки. Отходы попадают в толстую кишку, где вода всасывается, а более сухие отходы уплотняются в фекалии; он сохраняется до тех пор, пока не будет выведен через прямую кишку.

Рисунок 15.6.
(a) Люди и травоядные, такие как (b) кролик, имеют пищеварительную систему с однокамерным желудком.Однако у кроликов тонкая кишка и слепая кишка увеличены, чтобы дать больше времени для переваривания растительного материала. Увеличенный орган обеспечивает большую площадь поверхности для поглощения питательных веществ. Кролики переваривают пищу дважды: в первый раз пища проходит через пищеварительную систему, собирается в слепой кишке, а затем проходит в виде мягких фекалий, называемых цекотрофами. Кролик повторно проглатывает эти цекотрофы для дальнейшего их переваривания.

Птицы сталкиваются с особыми проблемами, когда речь идет о получении питательных веществ из пищи.У них нет зубов, поэтому их пищеварительная система, показанная на рис. 15.7, должна быть в состоянии переваривать непережеванную пищу. Птицы развили множество типов клювов, которые отражают огромное разнообразие их рациона, начиная от семян и насекомых и заканчивая фруктами и орехами. Поскольку большинство птиц летают, их скорость метаболизма высока, чтобы эффективно перерабатывать пищу и поддерживать низкую массу тела. Желудок птиц состоит из двух камер: преджелудка , где вырабатывается желудочный сок для переваривания пищи перед тем, как она попадет в желудок, и желудка , где пища хранится, вымачивается и механически измельчается.Непереваренный материал образует пищевые гранулы, которые иногда отрыгиваются. Большая часть химического переваривания и всасывания происходит в кишечнике, а отходы выводятся через клоаку.

Рисунок 15.7. Птичий пищевод имеет мешок, называемый зобом, в котором хранится пища. Пища попадает из зоба в первый из двух желудков, называемый преджелудком, который содержит пищеварительные соки, расщепляющие пищу. Из преджелудка пища поступает во второй желудок, называемый желудком, который перемалывает пищу.Некоторые птицы проглатывают камни или песок, которые накапливаются в желудке, чтобы облегчить процесс измельчения. У птиц нет отдельных отверстий для выделения мочи и кала. Вместо этого мочевая кислота из почек выделяется в толстую кишку и соединяется с отходами пищеварительного процесса. Эти отходы выводятся через отверстие, называемое клоакой.

Части пищеварительной системы

Пищеварительная система позвоночных предназначена для облегчения преобразования пищевых веществ в питательные компоненты, поддерживающие жизнь организмов.

Ротовая полость или рот — это точка входа пищи в пищеварительную систему, как показано на рис. 15.9. Потребляемая пища разбивается на более мелкие частицы путем жевания, жевательного действия зубов. Все млекопитающие имеют зубы и могут пережевывать пищу.

Обширный химический процесс пищеварения начинается во рту. Когда пища пережевывается, слюна, вырабатываемая слюнными железами, смешивается с едой. Слюна представляет собой водянистое вещество, образующееся во рту многих животных.Выделяют три основные железы: околоушную, поднижнечелюстную и подъязычную. Слюна содержит слизь, которая увлажняет пищу и регулирует рН пищи. Слюна также содержит иммуноглобулины и лизоцимы, обладающие антибактериальным действием и уменьшающие кариес за счет подавления роста некоторых бактерий. Слюна также содержит фермент под названием слюнная амилаза , который запускает процесс превращения крахмала в пище в дисахарид, называемый мальтозой. Другой фермент, называемый липазой , вырабатывается клетками языка.Липазы представляют собой класс ферментов, способных расщеплять триглицериды. Лингвальная липаза начинает расщепление жировых компонентов пищи. Действие жевания и смачивания, обеспечиваемое зубами и слюной, превращает пищу в массу, называемую болюсом , для проглатывания. Язык помогает при глотании — перемещении болюса изо рта в глотку. Глотка открывается двумя проходами: трахеей, которая ведет к легким, и пищеводом, который ведет к желудку. В трахее есть отверстие, называемое голосовой щелью, которое закрыто хрящевым лоскутом, называемым надгортанником.При глотании надгортанник закрывает голосовую щель, и пища проходит в пищевод, а не в трахею. Такое расположение позволяет пище не попадать в трахею.

Рисунок 15.9.
Переваривание пищи начинается в (а) полости рта. Пища пережевывается зубами и смачивается слюной, выделяемой из (б) слюнных желез. Ферменты слюны начинают переваривать крахмалы и жиры. С помощью языка полученный болюс продвигается в пищевод путем проглатывания. (кредит: модификация работы Национального института рака)

Пищевод представляет собой трубчатый орган, соединяющий ротовую полость с желудком.Пережеванная и размягченная пища после проглатывания проходит через пищевод. Гладкие мышцы пищевода совершают серию волнообразных движений, называемых перистальтикой , которые проталкивают пищу по направлению к желудку, как показано на рис. 15.10. Волна перистальтики однонаправленная — она продвигает пищу изо рта в желудок, обратное движение невозможно. Перистальтические движения пищевода — непроизвольный рефлекс; это происходит в ответ на акт глотания.

Рисунок 15.10. Пищевод переносит пищу изо рта в желудок за счет перистальтических движений.

Кольцеобразная мышца, называемая сфинктером , образует клапаны в пищеварительной системе. Гастроэзофагеальный сфинктер расположен в желудочном конце пищевода. В ответ на глотание и давление пищевого комка этот сфинктер открывается, и комок попадает в желудок. Когда нет глотательного действия, этот сфинктер закрывается и препятствует прохождению содержимого желудка вверх по пищеводу.У многих животных есть настоящий сфинктер; однако у людей нет настоящего сфинктера, но пищевод остается закрытым, когда нет глотательного действия. Кислотный рефлюкс или «изжога» возникает, когда кислые пищеварительные соки попадают в пищевод.

Большая часть пищеварения происходит в желудке, как показано на рис. 15.11. Желудок представляет собой мешковидный орган, выделяющий желудочный пищеварительный сок. рН в желудке составляет от 1,5 до 2,5. Эта очень кислая среда необходима для химического расщепления пищи и извлечения питательных веществ.Пустой желудок — довольно маленький орган; однако при наполнении пищей он может увеличиваться в 20 раз по сравнению с размером в состоянии покоя. Эта характеристика особенно полезна для животных, которым нужно есть, когда пища доступна.

Рисунок 15.11. Желудок человека имеет чрезвычайно кислую среду, в которой переваривается большая часть белка. (кредит: модификация работы Марианы Руис Вильярреал)

Какое из следующих утверждений о пищеварительной системе неверно?

1. Химус представляет собой смесь пищи и пищеварительных соков, которая вырабатывается в желудке.
2. Пища поступает в толстую кишку раньше, чем в тонкую.
3. В тонком кишечнике химус смешивается с желчью, которая эмульгирует жиры.
4. Желудок отделен от тонкой кишки сфинктером привратника.

Желудок также является основным местом переваривания белков у животных, кроме жвачных. Переваривание белков опосредовано ферментом, называемым пепсином, в камере желудка. Пепсин секретируется главными клетками желудка в неактивной форме, называемой пепсиногеном .Пепсин разрывает пептидные связи и расщепляет белки на более мелкие полипептиды; он также помогает активировать больше пепсиногена, запуская механизм положительной обратной связи, который генерирует больше пепсина. Другой тип клеток — париетальные клетки — секретируют ионы водорода и хлора, которые соединяются в просвете с образованием соляной кислоты — основного кислого компонента желудочного сока. Соляная кислота помогает преобразовать неактивный пепсиноген в пепсин. Высококислая среда также убивает многие микроорганизмы в пище и в сочетании с действием фермента пепсина приводит к гидролизу белка в пище.Химическому пищеварению способствует взбалтывание желудка. Сокращение и расслабление гладких мышц перемешивают содержимое желудка примерно каждые 20 минут. Смесь частично переваренной пищи и желудочного сока называется химус . Химус переходит из желудка в тонкую кишку. Дальнейшее переваривание белков происходит в тонкой кишке. Опорожнение желудка происходит в течение двух-шести часов после еды. Только небольшое количество химуса выбрасывается в тонкую кишку за один раз.Движение химуса из желудка в тонкую кишку регулируется пилорическим сфинктером.

При переваривании белков и некоторых жиров слизистая оболочка желудка должна быть защищена от переваривания пепсином. Есть два момента, которые следует учитывать при описании защиты слизистой оболочки желудка. Во-первых, как упоминалось ранее, фермент пепсин синтезируется в неактивной форме. Это защищает главные клетки, потому что пепсиноген не обладает такой же ферментативной функциональностью, как пепсин.Во-вторых, желудок имеет толстую слизистую оболочку, которая защищает подлежащие ткани от действия пищеварительных соков. Когда эта слизистая оболочка разрывается, в желудке могут образовываться язвы. Язвы представляют собой открытые раны внутри или на органе, вызванные бактериями (Helicobacter pylori) , когда слизистая оболочка разрывается и не восстанавливается.

Химус перемещается из желудка в тонкую кишку. тонкая кишка — это орган, в котором завершается переваривание белков, жиров и углеводов.Тонкая кишка представляет собой длинный трубкообразный орган с сильно складчатой ​​поверхностью, содержащей пальцевидные выросты, называемые ворсинками . Апикальная поверхность каждой ворсинки имеет множество микроскопических выступов, называемых микроворсинками. Эти структуры, показанные на рис. 15.12, выстланы эпителиальными клетками на просветной стороне и позволяют питательным веществам всасываться из переваренной пищи и всасываться в кровоток на другой стороне. Ворсинки и микроворсинки с их многочисленными складками увеличивают площадь поверхности кишечника и повышают эффективность всасывания питательных веществ.Поглощенные питательные вещества кровью переносятся в печеночную воротную вену, которая ведет к печени. Там печень регулирует распределение питательных веществ по остальным частям тела и выводит токсические вещества, в том числе наркотики, алкоголь и некоторые патогены.

Рисунок 15.12. Ворсинки — это складки на слизистой оболочке тонкой кишки, которые увеличивают площадь поверхности и облегчают всасывание питательных веществ.

Какое из следующих утверждений о тонкой кишке неверно?

1. Всасывающие клетки, выстилающие тонкий кишечник, имеют микроворсинки, небольшие выступы, которые увеличивают площадь поверхности и способствуют всасыванию пищи.
2. Внутренняя часть тонкой кишки имеет множество складок, называемых ворсинками.
3. Микроворсинки выстланы кровеносными и лимфатическими сосудами.
4. Внутренняя часть тонкой кишки называется просветом.

Тонкий кишечник человека имеет длину более 6 м и делится на три части: двенадцатиперстную кишку, тощую кишку и подвздошную кишку. «С-образная» фиксированная часть тонкой кишки называется двенадцатиперстной кишкой и показана на рис. 15.11. Двенадцатиперстная кишка отделена от желудка сфинктером привратника, который открывается, позволяя химу перемещаться из желудка в двенадцатиперстную кишку.В двенадцатиперстной кишке химус смешивается с соком поджелудочной железы в щелочном растворе, богатом бикарбонатом, который нейтрализует кислотность химуса и действует как буфер. Соки поджелудочной железы также содержат несколько пищеварительных ферментов. В двенадцатиперстную кишку поступают пищеварительные соки из поджелудочной железы, печени и желчного пузыря, а также из железистых клеток самой кишечной стенки. Желчь вырабатывается в печени, хранится и концентрируется в желчном пузыре. Желчь содержит соли желчных кислот, которые эмульгируют липиды, в то время как поджелудочная железа вырабатывает ферменты, катаболизирующие крахмалы, дисахариды, белки и жиры.Эти пищеварительные соки расщепляют частицы пищи в химусе на глюкозу, триглицериды и аминокислоты. Некоторое химическое переваривание пищи происходит в двенадцатиперстной кишке. Всасывание жирных кислот также происходит в двенадцатиперстной кишке.

Вторая часть тонкой кишки называется тощей кишкой , показанной на рис. 15.11. Здесь продолжается гидролиз питательных веществ, в то время как большая часть углеводов и аминокислот всасывается через слизистую оболочку кишечника. Основная часть химического пищеварения и всасывания питательных веществ происходит в тощей кишке.

Подвздошная кишка , также показанная на рис. 15.11, является последней частью тонкой кишки, и здесь желчные соли и витамины всасываются в кровоток. Непереваренная пища направляется в толстую кишку из подвздошной кишки посредством перистальтических движений мышц. Подвздошная кишка заканчивается, а толстая кишка начинается у илеоцекального клапана. Червеобразный, «червеобразный» отросток расположен у илеоцекального клапана. Аппендикс человека не выделяет ферментов и играет незначительную роль в иммунитете.

Толстая кишка , показанная на рис. 15.13, реабсорбирует воду из непереваренного пищевого материала и перерабатывает отходы. Толстая кишка человека намного меньше по длине по сравнению с тонкой кишкой, но больше по диаметру. Он состоит из трех частей: слепой кишки, толстой кишки и прямой кишки. Слепая кишка соединяет подвздошную кишку с толстой кишкой и является принимающим мешочком для отходов. Толстая кишка является домом для многих бактерий или «кишечной флоры», которые помогают в процессах пищеварения.Ободочную кишку можно разделить на четыре области: восходящую ободочную кишку, поперечную ободочную кишку, нисходящую ободочную кишку и сигмовидную кишку. Основные функции толстой кишки заключаются в извлечении воды и минеральных солей из непереваренной пищи, а также в хранении отходов. Плотоядные млекопитающие имеют более короткую толстую кишку по сравнению с травоядными млекопитающими из-за их диеты.

Прямая кишка — это конечный конец толстой кишки, как показано на рис. 15.13. Основная роль прямой кишки заключается в хранении фекалий до дефекации.Кал продвигается с помощью перистальтических движений во время элиминации. Анус представляет собой отверстие в дальнем конце пищеварительного тракта и является точкой выхода отходов. Два сфинктера между прямой кишкой и анусом контролируют выделение: внутренний сфинктер непроизвольный, а наружный сфинктер произвольный.

Описанные выше органы являются органами пищеварительного тракта, через которые проходит пища. Вспомогательные органы — это органы, которые добавляют выделения (ферменты), которые катаболизируют пищу в питательные вещества.Вспомогательные органы включают слюнные железы, печень, поджелудочную железу и желчный пузырь. Печень, поджелудочная железа и желчный пузырь регулируются гормонами в ответ на потребляемую пищу.

Печень является самым большим внутренним органом человека и играет очень важную роль в переваривании жиров и детоксикации крови. Печень вырабатывает желчь, пищеварительный сок, необходимый для расщепления жировых компонентов пищи в двенадцатиперстной кишке. Печень также перерабатывает витамины и жиры и синтезирует многие белки плазмы.

Поджелудочная железа — еще одна важная железа, выделяющая пищеварительные соки. Химус, вырабатываемый желудком, по своей природе очень кислый; сок поджелудочной железы содержит высокий уровень бикарбоната, щелочи, которая нейтрализует кислый химус. Кроме того, панкреатический сок содержит большое количество ферментов, необходимых для переваривания белков и углеводов.

Желчный пузырь — это небольшой орган, помогающий печени накапливать желчь и концентрировать желчные соли.При попадании в двенадцатиперстную кишку химуса, содержащего жирные кислоты, желчь из желчного пузыря выделяется в двенадцатиперстную кишку.

Резюме

У разных животных развились различные типы пищеварительных систем, специализированных для удовлетворения их диетических потребностей. Люди и многие другие животные имеют моногастральную пищеварительную систему с однокамерным желудком. Птицы развили пищеварительную систему, которая включает желудок, где пища измельчается на более мелкие кусочки. Это компенсирует их неспособность жевать.Жвачные животные, которые потребляют большое количество растительного материала, имеют многокамерный желудок, который переваривает грубые корма. У псевдожвачных животных процессы пищеварения такие же, как у жвачных, но у них нет желудка с четырьмя отделениями. Обработка пищи включает проглатывание (поедание), пищеварение (механическое и ферментативное расщепление больших молекул), абсорбцию (клеточное поглощение питательных веществ) и выведение (удаление непереваренных отходов в виде фекалий).

Многие органы работают вместе, чтобы переваривать пищу и усваивать питательные вещества.Рот — это место приема пищи и место, где начинается как механическое, так и химическое расщепление пищи. Слюна содержит фермент амилазу, расщепляющий углеводы. Пищевой болюс проходит через пищевод за счет перистальтических движений в желудок. Желудок имеет чрезвычайно кислую среду. Фермент под названием пепсин переваривает белок в желудке. Дальнейшее переваривание и всасывание происходит в тонком кишечнике. Толстая кишка реабсорбирует воду из непереваренной пищи и хранит отходы до их выведения.

Упражнения

1. Какое из следующих утверждений о пищеварительной системе неверно?
   1. Химус представляет собой смесь пищи и пищеварительных соков, которая вырабатывается в желудке.
   2. Пища поступает в толстую кишку раньше, чем в тонкую.
   3. В тонком кишечнике химус смешивается с желчью, которая эмульгирует жиры.
   4. Желудок отделен от тонкой кишки сфинктером привратника.
2. Какое из следующих утверждений о тонкой кишке неверно?
   1. Всасывающие клетки, выстилающие тонкий кишечник, имеют микроворсинки, небольшие выступы, которые увеличивают площадь поверхности и способствуют всасыванию пищи.
   2. Внутренняя часть тонкой кишки имеет множество складок, называемых ворсинками.
   3. Микроворсинки выстланы кровеносными и лимфатическими сосудами.
   4. Внутренняя часть тонкой кишки называется просветом.
3. Что из нижеперечисленного является псевдожвачным животным?
   1. корова
   2. свинья
   3. ворона
   4. лошадь
4. Какое из следующих утверждений неверно?
   1. Грубый корм долго переваривается.
   2. Птицы съедают большое количество пищи за один раз, чтобы летать на большие расстояния.
   3. У коров нет верхних зубов.
   4. У псевдожвачных животных грубый корм переваривается в слепой кишке.
5. Кислая природа химуса нейтрализуется ________.
   1. гидроксид калия
   2. гидроксид натрия
   3. бикарбонаты
   4. уксус
6. Пищеварительные соки из печени доставляются в ________.
   1. желудок
   2. печень
   3. двенадцатиперстная кишка
   4. двоеточие
7. Как полигастральная пищеварительная система помогает переваривать грубые корма?
8. Как птицы переваривают пищу при отсутствии зубов?
9. Какова роль вспомогательных органов в пищеварении?
10. Объясните, как ворсинки и микроворсинки способствуют абсорбции.

Ответы

1. Б
2. С
3. Д
4. Б
5. С
6. С
7. Животные с полигастральной пищеварительной системой имеют многокамерный желудок. Четыре отдела желудка называются рубцом, ретикулумом, сычугом и сычугом. Эти камеры содержат много микробов, которые расщепляют целлюлозу и ферментируют проглоченную пищу. Сычуг является «настоящим» желудком и является эквивалентом камеры желудка с однокамерным желудком, где выделяется желудочный сок.Четырехкамерная желудочная камера обеспечивает большее пространство и микробную поддержку, необходимую жвачным животным для переваривания растительного материала.
8. У птиц есть желудочная камера, называемая желудком. Здесь пища хранится, замачивается и измельчается в более мелкие частицы, часто с использованием гальки. Как только этот процесс завершен, пищеварительные соки вступают в действие в преджелудке и продолжают пищеварительный процесс.
9. Вспомогательные органы играют важную роль в производстве и доставке пищеварительных соков в кишечник во время пищеварения и всасывания.В частности, важную роль играют слюнные железы, печень, поджелудочная железа и желчный пузырь. Нарушение работы любого из этих органов может привести к болезненным состояниям.
10. Ворсинки и микроворсинки представляют собой складки на поверхности тонкой кишки. Эти складки увеличивают площадь поверхности кишечника и обеспечивают большую площадь для всасывания питательных веществ.

Пищеварительная система — Неукротимая наука

Обзор

Пищеварительная система играет важную роль в усвоении питательных веществ организмом.Он принимает пищу, которую мы едим, расщепляет ее механически и химически во рту и желудке. Затем он поглощает питательные вещества, жиры, белки и воду в кишечнике, а затем выводит отходы через прямую кишку.

Основные органы, участвующие в пищеварительной системе, включают ротовую полость, желудок, тонкую кишку, толстую кишку, печень, поджелудочную железу.

Основные этапы пищеварительной системы

Пищеварительная система предназначена для выполнения нескольких важных функций. Их можно разделить на четыре категории:

1. Проглатывание
2. Переваривание
3. Поломка
4. Выделение

Следование за едой изо рта в анус

Чтобы понять, как наша пища переваривается в пищеварительной системе, может быть очень полезно проследить за нашей едой по ее обычному пути, начиная изо рта.

Представьте на секунду, что вы голодны, и ваши глаза смотрят на вкусную домашнюю индейку, приготовленную на День благодарения. Ваш рот начинает течь. Слюнные железы во рту начинают вырабатывать слюну — соединение, которое помогает перевариванию пищи.

Когда пища попадает в рот, ваши зубы начинают механически дробить ее на все более мелкие кусочки. Слюна также начинает химически разрушать его. Вскоре ваше сознание говорит: «Давай проглотим эту еду.Ты проглатываешь его и откусываешь еще.

Пока вы думаете о следующем кусочке еды, ваша нервная система помогает протолкнуть болюс (упаковку с едой, которую вы проглотили) вниз по горлу. Небольшой лоскут кожи, называемый вашим надгортанником, следит за тем, чтобы ваша пища проходила по пищеводу. Движения гладких мышц, известные как перистальтика, помогают продвигать болюс по пищеводу. Когда она достигает желудка, сфинктер открывается и выбрасывает пищу внутрь.

В желудке клетки начинают выделять различные кислоты, которые помогают повысить кислотность до pH 2.Эта сильная кислая среда убивает большинство бактерий и начинает химически разрушать пищу. Движения гладких мышц желудка, известные как перистальтика, перемешивают и взбалтывают пищу еще больше. После того, как пища хорошо перемешана и имеет консистенцию овсянки, она готова к перемещению в тонкий кишечник. На этом этапе он известен как химус.

Чтобы попасть в тонкую кишку, химус должен пройти через пилорический сфинктер. Отсюда он попадает в двенадцатиперстную кишку, первую часть тонкой кишки.Печень смешивается с желчью, которая помогает расщеплять жиры в пище. Поджелудочная железа также выделяет пищеварительные ферменты, которые помогают пищеварению.

Большая часть питательных веществ всасывается из тонкого кишечника и попадает в кровоток через систему мелких складок, называемых ворсинками.

После прохождения пищи через тонкую кишку она попадает в толстую кишку. Толстая кишка названа по диаметру полости, а не по длине. На самом деле он намного короче тонкой кишки.Роль толстой кишки заключается в удалении лишней воды из переваренного материала до того, как он будет окончательно выведен из организма.

Итак, вот оно – краткое изложение того, что происходит с едой, которую мы едим, с момента, когда мы ее едим, до момента, когда мы ее выделяем. Хотя мы не вдавались в подробности всех шагов, мы рекомендуем вам как можно больше изучить каждый шаг процесса. Просмотрите наши ссылки ниже для более подробных объяснений всего процесса.

Словарь терминов пищеварительной системы

• • Анус : расположен в конце пищеварительной системы.Функция заднего прохода заключается в удалении фекалий и нежелательных полутвердых веществ, образующихся во время пищеварения.
  • Приложение : мешкообразная структура толстой кишки. Аппендикс располагается вблизи места соединения тонкой и толстой кишок. Его часто называют червеобразным отростком или слепым отростком. Считается, что аппендикс у человека является рудиментарной структурой (орган, утративший свою первоначальную функцию). Сегодня аппендикс, подверженный инфекции, часто удаляют при первых признаках проблемы.
  • Восходящая кишка : Толстая кишка может быть разделена на различные области. Первым отделом, который поднимает переваренный материал, является восходящая ободочная кишка. Он меньше по калибру, чем слепая кишка, с которой прилегает.
  • Желчь : желтоватая, синяя и зеленая жидкость, выделяемая печенью. Желчь иногда называют желчью, и она хранится в желчном пузыре между приемами пищи. Он секретируется в двенадцатиперстную кишку, чтобы помочь в процессе переваривания липидов посредством эмульгирования.
  • Слепая кишка : начало толстой кишки. Слепая кишка представляет собой мешок, соединяющий подвздошную кишку с восходящей ободочной кишкой.
  • Химус : название, данное частично переваренной пище, которая выходит из желудка через пилорический клапан в тонкую кишку (двенадцатиперстную кишку). Химус, также известный как химус, имеет консистенцию овсянки.
  • Нисходящая ободочная кишка : область толстой кишки, которая перемещает переваренный материал вниз через левое подреберье и поясничную область.
  • Двенадцатиперстная кишка : первый отдел тонкой кишки. Эта полая соединенная трубка имеет длину всего около 10-12 дюймов. Он соединяет желудок с тощей кишкой и именно здесь происходит большая часть химического пищеварения.
  • Надгортанник : небольшой лоскут эластичного хряща чуть ниже глотки, который помогает направлять пищу по пищеводу и направлять воздух в легкие. Без надгортанника было бы трудно
  • Пищевод : мышечная трубка, по которой пища проходит из глотки в желудок.Благодаря перистальтике пищевод способен протолкнуть пищу из глотки в желудок, даже если человек стоит на голове.
  • Желчный пузырь : небольшой орган, в котором хранится желчь, вырабатываемая в печени. Он может содержать около 50 мл желчи.
  • Подвздошная кишка : последний отдел тонкой кишки. Подвздошная кишка следует за другими отделами тонкой кишки, известными как двенадцатиперстная кишка и тощая кишка. После подвздошной кишки пищеварительный материал должен пройти через илеоцекальный клапан, чтобы попасть в слепую кишку.
  • Тощая кишка : средний отдел тонкой кишки. Ему предшествует двенадцатиперстная кишка, за ней следует подвздошная кишка.
  • Печень  : жизненно важный орган, вырабатывающий химические вещества, необходимые для пищеварения. В пищеварении он чрезвычайно важен для производства желчи, которая помогает расщеплять жиры.
  • Рот : часто считается первым этапом пищеварительного процесса. Жевательное действие рта служит для механического разрушения частиц пищи. Вырабатываемая здесь слюна помогает в химическом расщеплении пищи.
  • Поджелудочная железа  : орган, который помогает пищеварительной и эндокринной системам. Он помогает пищеварительной системе, производя панкреатический сок, содержащий пищеварительные ферменты, которые проходят через тонкую кишку. Эти соки помогают расщеплять углеводы, белки и жиры в химусе.
  • Перистальтика : радиально-симметричное сокращение мышц, распространяющееся вниз по трубке. Это происходит особенно в пищеводе и желудке. Это движение помогает желудку перемешивать и расщеплять нашу пищу.
  • Прямая кишка : последняя часть толстой кишки. Длина прямой кишки человека составляет около 12 см.
  • Слюна : вещество, вырабатываемое слюнными железами и способствующее пищеварению. Слюна человека примерно на 98% состоит из воды. Остальные 2% состоят из электролитов, слизи и антибактериальных соединений.
  • Слюнные железы : экзокринная железа, вырабатывающая, среди прочего, слюну и амилазу.
  • Сигмовидная кишка : петля толстой кишки длиной около 40 см.Это самая близкая часть толстой кишки к прямой кишке и заднему проходу.
  • Желудок : мышечный орган желудочно-кишечного тракта, помогающий взбалтывать и переваривать пищу. Желудок лежит между пищеводом и тонкой кишкой. Гладкие мышцы желудка помогают механическому расщеплению пищи посредством перистальтики.
  • Поперечная ободочная кишка : самая длинная и наиболее подвижная часть толстой кишки. Это часть толстой кишки сразу после восходящей ободочной кишки и непосредственно перед нисходящей ободочной кишкой.

Ссылки на другие ресурсы пищеварительной системы

Как вы, возможно, поняли из приведенной выше информации, пищеварительная система является сложной и запутанной частью тела. Ряд вещей может пойти не так с этой системой, и когда это происходит, болезни могут быть серьезными и значительно снижать качество жизни человека. Вы можете узнать больше об этих проблемах со здоровьем и заболеваниях пищеварительной системы на MyMed.com.

Пищеварительная система человека

В пищеварительной системе человека большие органические массы расщепляются на более мелкие частицы, которые организм может использовать в качестве топлива.Это сложный процесс. Расщепление питательных веществ требует координации нескольких ферментов, выделяемых специализированными клетками во рту, желудке, кишечнике и печени. Основные органы или структуры, которые координируют пищеварение в организме человека, включают ротовую полость, пищевод, желудок, тонкий и толстый кишечник и печень.

Рот

В организме человека рот (ротовая полость) является специализированным органом для приема пищи и дробления больших органических масс.Во рту пища меняется механически, откусывая и пережевывая. У людей есть четыре вида зубов: резцов представляют собой долотообразные зубы в передней части рта для кусания; клыки заостренные зубы для разрывания; и премоляры и моляры представляют собой уплощенные ребристые зубы для измельчения, растирания и дробления пищи.

Во рту пища смачивается слюной, липкой жидкостью, которая связывает частицы пищи в мягкую массу. Три пары слюнных желез — околоушные, подчелюстные и подъязычные — выделяют слюну в рот.Слюна содержит фермент под названием амилаза, , который расщепляет молекулы крахмала на более мелкие молекулы дисахарида мальтозы.

Во время жевания язык перемещает пищу и превращает ее в массу, называемую болюсом . Болюс проталкивается обратно в глотку (глотку) и проталкивается через отверстие в пищевод.

Пищевод

Пищевод представляет собой толстостенную мышечную трубку, расположенную позади дыхательного горла, которая проходит через шею и грудную клетку в желудок.Пищевой комок продвигается по пищеводу за счет перистальтики: ритмической серии мышечных сокращений, которые продвигают комок вперед. Сокращениям помогает сила тяжести.

Желудок

Пищевод соединяется с желудком в точке чуть ниже диафрагмы. Клапанообразное кольцо мышц, называемое сердечным сфинктером , окружает вход в желудок. Сфинктер расслабляется, когда болюс проходит через него, а затем быстро закрывается.

Желудок представляет собой расширяемый мешок, расположенный высоко в брюшной полости.Слои мышц желудка сокращаются и сбивают пищевой комок с желудочным соком, образуя густую жидкость, называемую химусом .

Желудок хранит пищу и подготавливает ее к дальнейшему перевариванию. Кроме того, желудок играет роль в переваривании белков. Желудочные железы, называемые главными клетками , секретируют пепсиноген. Пепсиноген превращается в фермент пепсин в присутствии соляной кислоты. Соляная кислота секретируется париетальными клетками слизистой оболочки желудка.Затем пепсин расщепляет большие белки на более мелкие белки, называемые пептидами . Чтобы защитить слизистую оболочку желудка от кислоты, третий тип клеток выделяет слизь, которая выстилает полость желудка. Переизбыток кислоты из-за недостаточности слизи может привести к язве.

Тонкая кишка

Супистая смесь, называемая химусом, выбрасывается из желудка через сфинктер в тонкую кишку. Тонкая кишка взрослого человека имеет длину около 23 футов и делится на три отдела: первые 10–12 дюймов образуют двенадцатиперстную кишку; следующие 10 футов образуют тощую кишку; и последние 12 футов образуют подвздошную кишку . Внутренняя поверхность тонкой кишки содержит многочисленные пальцевидные выступы, называемые ворсинками (в единственном числе ворсинки ). Каждая ворсинка имеет выступы клеток, называемые микроворсинками , для увеличения площади поверхности.

Большая часть химического пищеварения происходит в двенадцатиперстной кишке. В этой области ферменты переваривают питательные вещества в более простые формы, которые могут быть усвоены. Кишечные ферменты дополняются ферментами поджелудочной железы, большого железистого органа, расположенного рядом с желудком.Кроме того, желчь поступает в тонкую кишку из желчного пузыря, чтобы способствовать перевариванию жиров.

Ферменты, участвующие в переваривании углеводов, включают амилазу (для крахмала), мальтазу (для мальтозы), сахаразу (для сахарозы) и лактазу (для лактозы). Для жиров основным ферментом является липаза. Прежде чем липаза начнет действовать, большие шарики жира должны быть разбиты желчью на более мелкие капли. Желчь представляет собой смесь солей, пигментов и холестерина, которая вырабатывается печенью и хранится в желчном пузыре, мешковидной структуре под печенью.

Переваривание белков осуществляется несколькими ферментами, в том числе двумя ферментами поджелудочной железы: трипсином и химотрипсином. Пептиды расщепляются на более мелкие пептиды, а пептидазы восстанавливают ферменты до аминокислот. Нуклеазы также расщепляют нуклеиновые кислоты до нуклеотидов в тонком кишечнике.

Большая часть всасывания в тонкой кишке происходит в тощей кишке. Продукты пищеварения поступают в клетки ворсинок, перемещаются по клеткам и попадают в кровеносные сосуды, называемые капиллярами. Диффузия отвечает за перемещение многих питательных веществ, но облегченная диффузия отвечает за перемещение глюкозы и аминокислот. Продукты переваривания жира попадают в виде мелких капелек жира в млечные железы, являющиеся ветвями лимфатической системы.

Всасывание завершается в конечном отделе тонкой кишки, подвздошной кишке. Вещества, которые не были переварены или абсорбированы, затем попадают в толстую кишку.

Толстая кишка

Тонкая кишка соединяется с толстой кишкой в ​​нижней правой части живота.Два органа встречаются в слепом мешке, называемом слепой кишкой , и в маленьком пальцеобразном органе, называемом аппендиксом . Биологи-эволюционисты считают, что слепая кишка и аппендикс являются остатками более крупных органов, которые, возможно, функционировали у предков человека.

Толстая кишка также известна как толстая кишка . Он разделен на восходящую, поперечную и нисходящую части, каждая длиной около одного фута. Основные функции толстой кишки заключаются в поглощении воды, а также в хранении, переработке и выведении остатка после пищеварения и всасывания.Кишечный материал, остающийся после регенерации воды, известен как фекалий. Фекалии состоят из непереваренной пищи (например, целлюлозы), миллиардов в основном безвредных бактерий, желчных пигментов и других материалов. Фекалии хранятся в прямой кишке и выводятся через задний проход для завершения процесса пищеварения.

Печень

Печень выполняет важную функцию в переработке продуктов пищеварения человека. Например, клетки печени удаляют из кровотока избыток глюкозы и превращают глюкозу в полимер под названием гликоген для хранения.

Печень также участвует в метаболизме аминокислот. В процессе, называемом дезаминированием , некоторые аминокислоты превращаются в соединения, которые могут использоваться в энергетическом обмене. При этом печень удаляет аминогруппы из аминокислот и использует аминогруппы для производства мочевины. Мочевина выводится из организма с мочой (см. главу 26). Жиры перерабатываются в двухуглеродные единицы, которые могут участвовать в цикле Кребса для энергетического метаболизма. Печень также хранит витамины и минералы, образует много белков крови, синтезирует холестерин и вырабатывает желчь для переваривания жиров.

Роботизированная тонкая кишка? Исследователи делают один | CU Boulder Today

Приближается день, когда врачи-стажеры смогут совершенствовать определенные медицинские методы на роботизированной тонкой кишке и тестировать лечение на искусственных устройствах по сравнению с животными.

Доцент машиностроения Марк Рентшлер (крайний справа) с аспирантами (слева направо) Леви Пирсоном, Грегом Формозой и Кристин Калахан с увеличенной версией синтетической толстой кишки, созданной в рамках старшего дизайнерского проекта.Рентшлер — ведущий ученый в проекте CU Boulder по разработке сложной роботизированной тонкой кишки. (Фото Патрика Кэмпбелла)

Доцент машиностроения Марк Рентшлер возглавляет усилия по разработке искусственной роботизированной тонкой кишки для использования в медицинских лабораториях. Исследование поддерживается грантом в размере 1,25 миллиона долларов от Национального научного фонда.

Хотя тонкую кишку часто представляют просто как длинный виток розовой трубки внутри брюшной полости, на самом деле все гораздо сложнее.Он состоит из «гладких мышц», типа мышц, которые функционируют в организме автоматически. Подумайте о своем пищеводе — при глотании пищи множество гладких мышц расширяются и сокращаются одна за другой, чтобы продвигать пищу изо рта в желудок. Тонкий кишечник работает аналогичным образом, медленно продвигая пищу и питательные вещества через пищеварительный тракт.

«Наша цель — создать нечто, функционирующее одинаково, где у нас есть трубка из синтетических мышц, которые могут чувствовать друг друга, поэтому, когда одна мышца сокращается, соседняя с ней мышца может чувствовать это изменение и знать, что ей нужно сокращаться следующей, — говорит Рентшлер.

Идея роботизированной тонкой кишки может показаться странной, поскольку роботизированные устройства часто представляются жесткими и жесткими. Однако Рентшлер и междисциплинарная группа исследователей CU Boulder, в том числе доцент кафедры машиностроения Кристоф Кеплингер, бросают вызов этому восприятию.

Что нужно знать

• Новое устройство имеет значение для лечения болезней, улучшения медицинской подготовки.
• Мягкий, гибкий материал имеет датчики, расширяется и сжимается по требованию.
• Устройство может ускорить биомедицинские исследования, сократить количество испытаний на животных.

«Люди обычно представляют себе роботов металлическими и неуклюжими, но сейчас мы разрабатываем более мягкие материалы и растяжимые электронные схемы», — говорит Кеплингер.

Команда воспользуется новой технологией робототехники, созданной Кеплингером с использованием гибкого резиноподобного материала, покрытого датчиками. Он также может расширяться и сжиматься по требованию.

Помимо Рентшлера и Кеплингера, в исследовательскую группу входят доцент компьютерных наук Николаус Коррелл, доцент машиностроения Дж.Шон Гумберт и ряд аспирантов и студентов.

В конечном счете, Рентшлер рассматривает искусственную тонкую кишку как инструмент для ускорения медицинских исследований и оценки новых устройств и методов лечения колоноскопии и скрининга колоректального рака, а также для сокращения использования испытаний на животных.

«В настоящее время такие работы часто выполняются со свиньями, но их размеры явно не такие, как у людей, и у них есть некоторые анатомические отличия, — говорит Рентшлер. человеческая реакция может помочь продвинуться дальше испытаний на животных и быстрее добраться до пациентов.»

Это также было бы хорошим учебным пособием. В то время как многие колоноскопии выполняются гастроэнтерологами, они также проводятся общими хирургами и даже врачами первичной медико-санитарной помощи. Эта система предложит врачам новый способ отточить свои навыки перед лечением пациентов.

«Возможность разработать высококачественную симуляцию очень привлекательна, — говорит Рентшлер. «Он будет предлагать всевозможные варианты, которых в настоящее время не существует».

Метаболомический анализ временных рядов образцов просвета тонкой кишки человека, собранных in vivo

Тонкий кишечник человека остается неуловимым органом для изучения из-за сложности извлечения образцов неинвазивным способом.Образцы стула как суррогат не отражают события в верхних отделах кишечного тракта. В качестве доказательства концепции в этом исследовании исследуются образцы временных рядов, взятые из верхних отделов желудочно-кишечного тракта одного здорового человека. Образцы извлекали с помощью трубки малого диаметра, которая собирала образцы в желудке и двенадцатиперстной кишке по мере того, как трубка продвигалась к тощей кишке, а затем оставалась в тощей кишке в течение последних 8,5 часов периода тестирования. Для аннотирования 828 уникальных метаболитов с использованием точной массы со временем удерживания и/или тандемной МС-библиотеки были использованы анализы липидомики и метаболомики жидкостной хроматографии в тандемной масс-спектрометрии (ЖХ-МС/МС).Аннотированные метаболиты были сгруппированы на основе корреляции для выявления наборов биологически родственных метаболитов. Типичные кластеры включали метаболиты желчи, метаболиты пищи, продукты распада белка и эндогенные липиды. Ацилкарнитины и фосфолипиды были сгруппированы с известными компонентами желчи человека, что подтверждает их присутствие в желчи человека, в дополнение к новым соединениям желчи человека 4-гидроксигиппуровой кислоте, N -ацетилглюкозаминоаспарагину и сульфату 3-метокси-4-гидроксифенилгликоля. Наблюдалось прохождение пищевых метаболитов через тонкую кишку после еды.Ацетаминофен и продукты его метаболизма в фазе II у человека появлялись через несколько часов после первоначального лечения препаратом из-за экскреции обратно в желудочно-кишечный тракт после первоначального всасывания. Это предварительное исследование выявило новые тенденции во времени и химическом составе тощей кишки человека в стандартных условиях жизни.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуй снова? .