PH-метрия

Введение

Ранняя и объективная  диагностика заболеваний, в том  числе функциональных нарушений  желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), - актуальный и важный этап развития современной гастроэнтерологии.  
 
Интенсивное изучение секреторной функции желудка в клинике и в эксперименте в течение последних 100 лет позволило раскрыть многие стороны физиологии и патологии ЖКТ.  

Понять в полной мере патологические сдвиги секреторной функции желудка, оценить влияние и взаимосвязи  с функциями других органов и  систем, а также субъекта в целом, невозможно без знания его нормальной физиологии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Понятие показателя pH

pH - это водородный показатель, характеризующий концентрацию свободных ионов водорода в воде.  
Для удобства отображения был введен специальный показатель, названный рН и представляющий собой логарифм концентрации ионов водорода, взятый с обратным знаком, т.е

                                                      pH=-log[H+] 
     Если говорить проще, то величина рН определяется количественным соотношением в воде ионов Н+ и ОН-, образующихся при диссоциации воды. Если в воде пониженное содержание свободных ионов водорода (рН>7) по сравнению с ионами ОН-, то вода будет иметь щелочную реакцию, а при повышенном содержании ионов Н+ (рН<7)- кислую. В идеально чистой дистиллированной воде эти ионы будут уравновешивать друг друга. В таких случаях вода нейтральна и рН=7.  
При растворении в воде различных химических веществ этот баланс может быть нарушен, что приводит к изменению уровня рН.  

Очень часто показатель рН путают с такими параметрами, как  кислотность и щелочность воды. Важно  понимать разницу между ними. Главное  заключается в том, что рН - это  показатель интенсивности, но не количества. То есть, рН отражает степень кислотности  или щелочности среды, в то время  как определение кислотности и щелочности характеризует количественное содержание в воде веществ, способных нейтрализовывать соответственно щелочи и кислоты. В качестве аналогии можно привести пример с температурой, которая характеризует степень нагрева вещества, но не количество тепла. Например, опустив руку в воду, мы можем сказать какая вода - прохладная или теплая, но при этом не сможем определить сколько в ней тепла (т.е. условно говоря, как долго эта вода будет остывать).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

История развития внутрижелудочной pH-метрии

Джесси Фрэнсис Макклендон (21 декабря 1880— 22 ноября 1976) — американский химик и физиолог (википедия). Известен тем, что первым выполнил внутрижелудочную рН-метрию с помощью аппаратуры собственной конструкции.

Хотя научные интересы Макклендон довольно разнообразны, в истории науки он остался как основоположник измерений кислотности желудочного сока непосредственно в человеке. Как писал Е. Ю. Линар в 1968 году: «История создания и применение этого метода (то есть внутрижелудочной рН-метрии) начинается с 1915 года, когда Макклендон впервые описал определение внутрижелудочной кислотности при помощи водородного и каломельного электродов. Конструкция последнего была так хорошо продумана, что претерпела с тех пор лишь незначительные изменения» ( Линар Е. Ю. Кислотообразовательная функция желудка в норме и патологии. — Рига: Зинанте, 1968. — 438 с.).

Макклендон впервые исследовал изменение кислотности желудка здорового человека при даче ему различных пробных завтраков, а также у разных лиц после получения ими одинаковых завтраков. Он установил, что у всех исследуемых им лиц кислотность в желудке натощак нейтральная (рН = 7), а после пробного завтрака быстро повышается в течение 1,5 — 3-х часов, после чего остаётся стационарной до тех пор, пока пища не покинет желудок. Скорость возрастания кислотности была тем меньше, чем тяжелее оказывалась пища и чем больше белка она содержала.

Джесси Ф. Макклендон установил, что уровень, на который поднимается кислотность, является индивидуальной характеристикой каждого человека.

Кроме исследования кислотопродуцирующей функции желудка, Макклендон был первым, кто исследовал кислотность кишечника in vivo, для чего он делал разрез в стенке живота собаки и вводил в желудок и разные отделы кишечника собак электрод для измерения кислотности (McClendon J. F., Sheldon A., Karpman B. The hydrogen ion concentrations of the contents of the small intenstine (англ.) // J. Biol. Chem. — 1918. — Vol. 34. — № 1.0).

В СССР рН-зонд с электродами для внутрижелудочной рН-метрии создал Е.Ю. Линар в 1957 году. Он применил оригинальную конструкцию, которая включала в себя сурьмяно-каломельный датчик рН.  
 
      В 1969-1970 годах в НИИ электронной техники (г. Фрязино Московской обл.), позже переименованном в ГНПП «Исток», академиком Н.Д. Девятковым с сотрудниками впервые в мировой практике был создан промышленный образец сурьмяно-каломельного рН-зонда, позволяющего определять кислотность в двух отделах желудка, и аппаратура для регистрации рН. Полученные в 1969-1970 годах результаты обследования 189 человек свидетельствовали о большой точности измерений рН непосредственно в желудке (Ю.М. Панцырев и др., 1970).  
 
      В 1995 г. в Научно-производственном предприятии «Исток-Система» Г.А. Яковлевым созданы оригинальные модификации рН-зондов с хлорсеребряными накожными электродами сравнения с тремя, четырьмя и пятью измерительными сурьмяными электродами, эндоскопические, детские рН-зонды для различных возрастных групп. К этому времени коллективом разработчиков НПП "Исток-Система" уже были разработаны микропроцессорные и компьютерные приборы, которые позволяют фиксировать рН-граммы и проводить их обработку.  
   
     С развитием и совершенствованием технических возможностей в последнее время появились приборы, расширяющие границы исследований с использованием длительного (в основном 24 часового) рН мониторинга. Так, появились комплексированные компьютерные приборы производства НПП «Исток-Система»:

• для суточного мониторинга ЭКГ и кислотности в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) для дифференциальной диагностики загрудинных болей – «Гастроскан-ЭКГ»;
• для мониторинга одновременно рН и электрической активности пяти отделов  ЖКТ (желудка, толстой, двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишок) – «Гастроскан-ГЭМ».

В настоящее время оценка внутрижелудочной кислотности с  использованием рН-метрии является наиболее информативным и совершенным  методом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рН-метрия верхних  отделов пищеварительного тракта

Желудок представляет из себя сложную систему, содержащую как факторы агрессии, так и факторы защиты. Нарушение их взаимодействия и ведет к различным патологическим состояниям, которые можно назвать болезнями желудка. Именно в выяснении отношений между этими факторами и заключена цель внутрижелудочной pH-метрии. Ни один другой метод, из имеющихся сегодня, не в состоянии даже приблизиться к ней по степени проникновения в самые потаенные уголки физиологии и патофизиологии желудка.  
 
      Электрометрический метод измерения кислотности внутри желудка (внутрижелудочная pH-метрия), известный уже более 80 лет, благодаря созданию новых ацидогастрометров, переживает в наши дни второе рождение.

Ацидогастро́метр — медицинский прибор для исследования кислотности в пищеводе, желудке и двенадцатиперстной кишке.

Метод основан на возникновении  разности потенциалов между двумя  электродами, один из которых предназначен для сравнения, а второй – для  окисления в агрессивной среде. Чем агрессивнее среда, то есть, чем  выше активность ионов водорода, тем  меньшую величину имеет разность потенциалов. Работу рН-зонда, несущего такие электроды, можно по аналогии сравнить с работой электрической батарейки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Процесс кислотопродукции

Весь процесс кислотопродукции условно разделен на два основных периода, которые характеризуются преобладанием тех или иных механизмов регуляции этой функции. Первый период – внепищевая или базальная секреция, второй – пищевая или стимулированная желудочная секреция. Первый период течет рефлекторно под влиянием возникающих в центральной нервной системе импульсов. Импульсы эти появляются при эмоциональных воздействиях или в результате изменения обмена веществ. Спонтанно выделенный в этот период желудочный сок у здоровых людей содержит лишь незначительные количества соляной кислоты и пепсина и обладает низкой переваривающей способностью. Второй период отличается фазовостью течения. В нём выделяются три основные фазы:

• нейро-рефлекторная;
• нейро-гуморальная;
• кишечная.

 
       Нейро-рефлекторная фаза регулируется центральной нервной системой через блуждающие нервы, которые осуществляют передачу импульсации к обкладочным и главным клеткам слизистой желудка. Секретированный в эту фазу сок уже обладает переваривающей активностью, так как содержит большое количество пепсина. Передаваемая через блуждающие нервы импульсация стимулирует сократительную активность желудка, что, в свою очередь, ведет к выбросу в кровяное русло гастрина, с появлением которого начинается вторая фаза желудочной секреции.  
 
        Нейро-гуморальная фаза характеризуется максимальным выбросом гастрина и появлением значительных количеств соляной кислоты в желудочном соке. Кислота активирует пепсин, находящийся в неактивной форме, и приводит к созданию условий, обеспечивающих адекватное пищеварение. При этом часть желудочного содержимого порционно начинает поступать в кишечник и включает последнюю третью фазу желудочной секреции.  
 
        Кишечная фаза желудочной секреции начинается с попадания первого пищевого комка в тонкую кишку. В этой фазе механизмами регуляции являются рефлексы с хемо- и барорецепторов кишечника. В зависимости от химического содержания химуса меняется и интенсивность секреции желудка. Следует помнить и о так называемом ингибирующем рефлексе, который заключается в том, что после попадания в двенадцатиперстную кишку пищи наступает подавление секреции и моторики желудка, продолжающееся до того момента, пока кишка не освободится от пищи. Это продолжается 30-40 секунд, в течение которых пища находится в двенадцатиперстной кишке.  
 
      Собственно слизистая оболочка желудка несет различные функциональные нагрузки. Вся слизистая делится на 2 основные зоны: зону, продуцирующую соляную кислоту, и зону, выделяющую щелочной секрет.  
 
      Кислотопродуцирующая зона располагается на уровне анатомического тела и кардиального отдела желудка. Верхняя ее граница идет по линии пищеводно-желудочного перехода, а нижняя – приблизительно по линии, идущей от угла желудка на малой кривизне, перпендикулярно большой. В этой зоне, которую для краткости назовём телом желудка, и происходит секреция соляной кислоты, концентрацию которой и определяем при внутрижелудочной рН-метрии.  
     Известно большое количество условных единиц, с помощью которых измеряется кислотопродуцирующая функция желудка. В настоящее время используются два показателя, один из которых говорит о количестве соляной кислоты в желудочном соке в определенном объеме – миллиэквивалент/литр соляной кислоты. Другой показатель указывает на активность ионов водорода, то есть на признак, от которого собственно и зависят «кислотные свойства» любой кислоты. Этот показатель pH представляет собой десятичный логарифм активности водородных ионов, взятый с обратным знаком. 
 
     Антральный отдел желудка. Этот отдел содержит клетки, вырабатывающие гастрин, участвующий в стимуляции продукции соляной кислоты, и железы, выделяющие защитную слизь с щелочной реакцией. Основной задачей этой слизи является сохранение в неприкосновенности всего массива желудочных клеток, соприкасающихся с агрессивным желудочным содержимым. При нарушении продукции защитной слизи, ее разрушении или относительно недостаточном количестве, агрессивная желудочная среда пагубно воздействует на слизистую оболочку желудка, вызывая воспаление – гастриты, или приводя к возникновению язв в желудке.  
 
      Таким образом, желудок представляет из себя сложную систему, содержащую как факторы агрессии, так и факторы защиты. Нарушение их взаимодействия и ведет к различным патологическим состояниям, которые можно назвать болезнями желудка. Именно в выяснении отношений между этими факторами и заключена цель внутрижелудочной pH-метрии. Ни один другой метод, из имеющихся сегодня, не в состоянии даже приблизиться к ней по степени проникновения в самые потаенные уголки физиологии и патофизиологии желудка.

 

 

 

 

 

Проведение рН-метрии

 

Проведение исследования состоит из нескольких этапов.  
 
      Во-первых, надо обратить внимание на пациента. Надо быть уверенным, что пациенту можно проводить зондовое исследование. Подробнее об этом смотрите разделы "Показания к проведению рН-метрии" и  "Противопоказания к проведению рН-метрии".  
 
      Во-вторых, пациента к исследованию надо подготовить. Подробнее об этом в разделе "Подготовка пациента к исследованию".  
 
      В третьих, надо подготовить к работе соответствующий рН-зонд и регистрирующий прибор. Об этом в разделе "Аппаратура".  
 
      Далее надо установить рН-зонд пациенту (см. разделы "Пероральное введение рН-зонда" и "Трансназальное введение рН-зонда"), подключить рН-зонд к регистрирующему блоку и собственно провести само исследование.  
 
      По окончании исследования пациента освобождают от рН-зонда, который тут же отдают на соответствующую обработку, а результаты исследования обрабатывают и сохраняют в базе данных.  
 
      Сам процесс исследования сильно зависит от вида рН-метрии.  
 
      При кратковременной рН-метрии пациент находится в кресле под непосредственным наблюдением медицинского персонала, который и управляет всем процессом, включая проведение лекарственных тестов, установку соответствующих периодов исследования, выбор режимов.  
 
      При суточной рН-метрии (т.е. при рН-метрии продолжительностью до 48 часов) пациент ведёт обычный образ жизни, быть может даже и вне лечебного учреждения. При этом пациент должен вести дневник, в котором он, по согласованию с врачом, отмечает свои действия и самочувствие. Если пациент может, то он ставит соответствующие метки с помощью клавиатуры регистрирующего блока.  
 
     

 

 

 

 

Показания к проведению рН-метрии

Показаниями для проведения рН-метрии являются:

• гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь (ГЭРБ);
• язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки;
• различные формы хронического гастрита;
• болезнь Золлингера-Эллисона;
• оценка действия лекарственных средств, снижающих секрецию, их индивидуальный подбор для больного;
• состояния после резекции желудка.

Основные исследования, проводимые с помощью определения рН, условно  можно подразделить на следующие  группы: