В 1915 году Мс. Cledon впервые описал определение внутрижелудочной кислотности при помощи водородного и каломельного электродов. Конструкция последнего была настолько совершенна, что с тех пор претерпела незначительные изменения. Автор установил, что натощак рН желудочного содержимого равняется 7 и что кислотность после пробного завтрака быстро повышается до 1,5 и остается таковой, пока пища не покинет желудок. Важным являлось его мнение о том, что уровень подъема кислотности и надо считать индивидуальной характеристикой желудочных желез каждого человека.
Дальнейшее изучение внутрижелудочного рН связано с именами Flexner et al. (1947), Eyerly et Breuchaus (1949), которые начали определять внутрижелудочную кислотность стеклянным и каломельным электродами. Этот метод применялся авторами для изучения эффекта, вызванного приемом пищи и лекарств в норме и у животных с экспериментально вызванным повышением кислотности.
Подробное описание определения внутрижелудочного рН стеклянным электродом дал Hofstetter (1947). Он обнаружил расхождения между рН внутри желудка и в аспирированном соке.
В 1949 и 1950 г.г. Kreitner et al. разработали метод определения рН внутри желудка при помощи сурьмяного и каломельного электродов. Проведя наблюдения над здоровыми пациентами и больными язвенной болезнью, авторы привели шкалу соответствия единиц свободной соляной кислоты водородному показателю того же содержимого.
Описанию конструкции сурьмяного электрода для измерения внутрижелудочного рН посвящены работы Pantlitschko et Schmid (1949, 1950), которые также привели аналогичную таблицу соотношения свободной соляной кислоты и рН. Breucher et. Jierlich (1954) измерили внутрижелудочный рН у 100 больных язвенной болезнью и указали на значительные преимущества данного метода перед титрационным, особенно при подборе антацидных препаратов.
Таким образом, вопрос об определении внутрижелудочного рН имеет большую давность. Однако по ряду причин внедрение этого метода в практику сдерживалось, в частности из-за отсутствия соответствующих зондов, электродов и регистрирующей аппаратуры (Rovelstad, 1956; Е.Ю. Линар, 1968).
Наиболее распространенным электродом в то время был стеклянный. Он был изготовлен в небольших размерах, на его показатели не влияли соли и протеины. Точность его измерения колебалась в пределах 0,05-0,001 единицы рН.
При многих положительных качествах стеклянного электрода (точность, стабильность, чувствительность, легкость изготовления) он не лишен недостатков. Главным из них являются хрупкость и большое входное сопротивление, достигающее 107-1010 ом и более. Последнее обстоятельство требует дополнительного применения сложных усилителей постоянного тока.
Принцип другого метода измерения рН-радиотелеметрического исследования состоит в том, что с помощью радиоприемного устройства регистрируются сигналы миниатюрного радиопередатчика (эндорадиозонда), находящегося в пищеварительном тракте и реагирующего на определенные физические или химические явления. В основу датчика рН положены сурьмяный и хлорсеребряный электроды.
Разработка миниатюрных радиопередатчиков началась в 1956-57 гг. почти одновременно, независимо друг от друга, группами исследователей различных стран (Farrar et al. - США; Ardenne - ГДР; Mackay - Швеция; Noller - ФРГ; Wolf - Англия).
В СССР работы по созданию радиотелеметрических систем с радиокапсулами впервые были начаты в 1960 году под руководством Е.Б. Бабского и A.M. Сорина. Это весьма перспективное достижение современной медицинской электроники. Однако, сложность аппаратуры, ненадежность и недолговечность радиокапсул, трудности обнаружения уровня ее расположения в различные периоды времени и невозможность одномоментного исследования различных зон желудка не позволили данному методу широко внедриться в клиническую практику.
Недостатки стеклянного электрода и несовершенство метода радиотелеметрии побудили исследователей искать другие пути.
Внимание вновь привлек сурьмяный электрод. Общие качества этого электрода известны давно. Диапазон измерения среды: рН от 1 до 9; точность измерения 0,03-0,07 единицы рН (Е.Н. Виноградова, 1956; Н.А. Измайлова, 1959; Kreitner, Pantlitschko, 1949).
В качестве электрода сравнения для определения внутрижелудочного рН использовали каломельный электрод, который мог располагаться как внутри желудка, так и вне него. Точность измерения в зависимости от этого практически не страдала (Pantlitschko, 1952).
В Советском Союзе первая попытка измерения внутрижелудочного рН была сделана Е.Ю. Линаром в 1957 году, он применил с этой целью зонд оригинальной конструкции, который включал в себя сурьмяно-каломельный электрод. Клинические испытания автора и ряда исследователей (Е.А. Жук и Б.Я. Рудзит, 1970; П.И. Коржакова, 1971; Ю.Я. Лея, 1971) подтвердили эффективность метода.
В 1969-70 г.г. в научно-исследовательском институте электронной техники "Исток", в настоящее время ГНПП "Исток" под руководством академика Н.Д. Девяткова. С.А. Новоселец с сотрудниками впервые в мировой практике создали новый промышленный образец рН-зонда, позволяющего определить кислотность в двух отделах желудка. Конструкция рН-зонда защищена авторским свидетельством N 296346. Была создана также вторичная аппаратура для регистрации рН. Эта модель зонда была испытана в нашей клинике в 1969-70 г.г. и рекомендована к серийному производству Комитетом по новой технике Минздрава СССР.
Полученные в эти годы в нашей клинике данные обследования 189 человек (231 исследование) свидетельствовали о большой точности результатов измерения рН непосредственно в желудке. Поскольку в большинстве наблюдений внутрижелудочная рН-метрия сочеталась с аспирационно-титрационным методом, удалось проследить полный параллелизм показателей рН в динамике при том и другом методах.
Определение кислотности (рН) непосредственно у стенки желудка в его кислотопродуцирующей зоне позволили точнее выявить способность желудочных желез менять концентрацию водородных ионов в ответ на введение раздражителей. Одновременная регистрация рН и в антральном отделе давала возможность определить его ощелачивающую способность.
Новые клинические задачи по диагностике функционального состояния желудка и двенадцатиперстной кишки решались сотрудниками ГНПП "Исток" и клиники госпитальной хирургии № 2 2-го Московского медицинского института совместно в разработке первичной и вторичной аппаратуры. Оригинальные модификации рН-зондов - трех-, четырех- и пятиэлектродных, интраоперационных, эндоскопических, детских вариантов для различных возрастных групп (патент №2005409) были разработаны и внедрены в клиническую практику главным конструктором С.А. Новоселец. Была разработана вторичная аппаратура, "ВТОП-3", которая позволила фиксировать показания рН с трехэлектродных зондов и записывать значения рН на самопишущем приборе типа Н-320-3 или Н-320-5.
Одновременно с изучением интрагастрального рН важная роль отводилась измерению рН содержимого в двенадцатиперстной кишке (В.И. Есенин, 1970; С.А. Чернякевич, 1973; Baugh et al. 1955; Maxwell et al., 1968 и др.). С этой целью применили 3-х электродный зонд, позволивший измерять рН в теле, антральном отделе желудка, а также в двенадцатиперстной кишке.
С 1974 года в нашей клинике стал применяться комплексный метод исследования функционального состояния желудка и двенадцатиперстной кишки, предусматривающий одновременное измерение давления и рН в различных отделах гастродуоденальной зоны. С.А. Новоселец был также изготовлен комбинированный зонд, включающий 4 рН-датчика и 4 полиэтиленовых катетера. Метод, известный в литературе и ранее (В.И. Есенин, 1971; Rhodes et al., 1966) в нашей клинике получил название иономанометрии.
Методики исследования функции пищевода и нижнего пищеводного сфинктера были основаны на различных способах манометрии (Б.В. Петровский, А.Л. Гребенев, Code и другие). Для диагностики гастроэзофагеального рефлюкса применяли внутрипищеводную рН-метрию (Turtle, Grossmann, 1958; Meredith et al., 1966; Kantrowith et al, 1969; B.X. Василенко с сотр.,1971 и др.).
В нашей клинике впервые с 1969 года разрабатывался сочетанный метод многоканальной манометрии и рН-метрии для диагностики нарушений функционального состояния пищевода, нижнего пищеводного сфинктера, гастроэзофагеального рефлюкса. Первый опыт был обобщен в методических рекомендациях Ю.М. Панцырева и сотр. "Иономанометрическое исследование пищеводно-желудочного перехода"(1976).
В начале 80-х годов совместно разработан и прошел клинические испытания новый прибор - ацидогастрометр интраоперационный (АГМИ-01).В дальнейшем прибор нашел широкое применение в клинической практике.
Новые технические возможности позволили создать в ГНПП "Исток" и ГНПП "Исток-Системе" новый класс приборов с встроенными микропроцессорами - "Гастротест" и компьютерную систему "Гастроскан-5".
В последние десятилетия получил распространение метод непрерывного мониторирования рН (Olden et al., 1986; Johnson et al., 1987; Masclee et al., 1990 и др.) в пищеводе и желудке. Наибольшее распространение для длительного мониторирования рН в пищеводе и желудке в мире получила система и аппаратура, разработанная фирмой Synectics Medical (Швеция). Данная система в современном варианте состоит из регистрирующего устройства (Дигитраппера Мк III), рН-зондов (сурьмяных монокристаллических с хлорсеребряным референтным электродом), программы для обработки полученных данных и интерфейса.
В настоящее время прошел клинические испытания в Федеральном гастроэнтерологическом центре и клинике госпитальной хирургии РГМУ отечественный прибор суточного мониторирования рН - "Гастроскан-24", разработанный в ГНПП "Исток-Система". Комплекс из рН-зондов и вторичной аппаратуры, снабженный соответствующей программой, успешно применяется для непрерывной и длительной регистрации внутриполостного рН во многих клиниках нашей страны.
4. Секреторные тесты на продукцию соляной кислоты. Терминология
Для определения состояния кислотопродуцирующей функции желудка пользуются, как правило, двумя показателями:
· исходное состояние секреции (внепищевой период) или базальная секреция;
· ответная реакция на применение дозированного раздражителя (стимулированная секреция).
Указанная необходимость диктуется пониманием физиологических механизмов регуляции желудочной секреции. Секреторные тесты, применяемые в клинике, физиологически достаточно обоснованы и обеспечивают требуемые элементы стандартизации.
В качестве стимулятора, обеспечивающего максимальный секреторный ответ, широко применяется гистамин (Key, 1953). Оптимальной дозой гистамина для стимуляции секреторной деятельности желудка Key считал 0,04 мг/кг веса больного (максимальный гистаминовый тест). Исследования многих авторов показали, что имеется отчетливая корреляция между структурой слизистой оболочки желудка и количеством секретируемой соляной кислоты (Card, Marks, 1960; Baron, 1963).
При проведении максимальной гистаминовой пробы для устранения побочных действий препарата часто вводятся антигистаминовые препараты. С целью уменьшения побочных явлений Lambling предложил уменьшить дозировку гистамина до 0,01 мг на кг веса больного. Однако этот тест не получил широкого применения в клинической практике.
Вместо гистамина распространение в качестве стимулятора желудочной секреции получил пентагастрин (гастриноподобный пентапептид, полученный синтетическим путем). Пентагастриновый тест оказался эффективным для максимальной стимуляции секреции в дозе 6 мкг/кг и лишенным побочных эффектов, присущих гистамину. По данным нашей клиники, показатели пентагастринового теста не отличались значительно от гистаминового. Таким образом, определение максимальной продукции соляной кислоты является основным тестом, характеризующим функциональную активность, морфологическое состояние и численность секретирующих желез желудка.
При исследовании рН непосредственно в полости желудка большое значение имеет щелочной тест, предложенный Noller в 1964 году, который оценивается по щелочному времени (срок возвращения рН к исходному уровню после введения в желудок раствора соды).
По современным представлениям, в регуляции желудочной секреции разделить ее фазы, нервные и гуморальные влияния чрезвычайно трудно. Последние тесно взаимодействуют между собой на различных уровнях. В связи с этим применение инсулиновой пробы в качестве теста определения вагусной секреции и теста определения полноты ваготомии в хирургических клиниках практически не применяется.
Для оценки эффективности операции на желудке в сочетании с ваготомией применяется атропиновый тест, обоснованный теоретически.
Таким образом, обследование больного в зависимости от стоящих перед клиницистом задач схематично выглядит следующим образом:
· базальный рН+ щелочной тест;
· усиленный гистаминовый тест + щелочной тест;
· проба на полноту ваготомии (атропиновый тест).
Поскольку в клинической практике методом изучения желудочной секреции остается титрационный, разработаны специальные таблицы соответствия единиц рН уровню кислотности в мэкв/л и ммоль/л (В.Т. Ивашкин, Л. А. Кожемякина, 1974).
5. Характеристика кислотообразующей функции желудка
При использовании рН-метрии исследователь получает обширную и точную цифровую или графическую информацию о кислотообразующей и нейтрализующей функциях желудка, затем эта информация превращается в словесное заключение.