Войти
Физические, биохимические и иммунные элементы барьера слизистой оболочки кишечника. Барьер слизистой оболочки кишечника, также называемое кишечным барьером, относится к свойству слизистой оболочки кишечника, которое обеспечивает адекватное удержание нежелательного просветного содержимого внутри кишечника, сохраняя при этом способность поглощают питательные вещества. Разделение, которое он обеспечивает между телом и кишечником, предотвращает неконтролируемое перемещение содержимого просвета в собственно тело. Его роль в защите тканей слизистой оболочки и системы кровообращения от воздействия провоспалительных молекул, таких как микроорганизмы, токсины и антигены жизненно важны для поддержания здоровья и благополучия. Дисфункция кишечного барьера слизистой оболочки связана с множеством заболеваний, таких как: пищевая аллергия, микробные инфекции, синдром раздраженного кишечника, воспалительное заболевание кишечника, целиакия, метаболический синдром, неалкогольная жировая болезнь печени, диабет и септический шок.
Барьер слизистой оболочки кишечника гетерогенный объект, состоящий из физических, биохимических и иммунных элементов, вырабатываемых слизистой оболочкой кишечника. Центральным компонентом является слой кишечного эпителия, который обеспечивает физическое разделение между просветом и телом. Секреция различных молекул в просвет усиливает барьерную функцию на внеэпителиальной стороне, в то время как различные иммунные клетки обеспечивают дополнительную защиту ниже эпителиального слоя.
Слизь образует слой (или слои, в случае толстой кишки ), который отделяет большую часть просветного содержимого от кишечного эпителия. Слизь состоит из сильно гликозилированного гидратированного геля, образованного молекулами муцина, которые секретируются бокаловидными клетками. Слизь предотвращает контакт крупных частиц со слоем эпителиальных клеток, позволяя при этом проходить небольшим молекулам. Слизь также способствует прохождению содержимого просвета по длине кишечника, защищает эпителиальные клетки от пищеварительных ферментов и предотвращает прямой контакт микроорганизмов с эпителиальным слоем.
кишечный эпителий является основным компонентом барьера слизистой оболочки кишечника. Он состоит из слоя эпителиальных клеток, выстилающих кишечник. Решающим фактором для формирования эффективного барьера является точный контроль параклеточного пути (пути перемещения молекул между клетками). Уплотнение пространства между соседними клетками опосредуется соединительными комплексами, образованными белковыми связями, вырабатываемыми каждой отдельной клеткой. В дополнение к своей защитной функции эпителий кишечника контролирует избирательное поглощение полезных ионов, питательных веществ и других веществ из просвета в организм.
виды комменсальных микробов, обитающие в кишечнике, некоторые считают, что они являются частью барьера слизистой оболочки кишечника. Микробиота может влиять на барьерную функцию как напрямую, стимулируя пролиферацию эпителиальных клеток и секрецию IL-8, так и косвенно, продуцируя короткоцепочечные жирные кислоты, которые являются важным источником энергии для эпителиальных клеток толстой кишки.
Желчь, вырабатываемая печенью для помощи в переваривании липидов обладает бактерицидными свойствами. желудочная кислота, вырабатываемая желудком, также может убивать микроорганизмы. Оба они вносят свой вклад в барьерную функцию кишечника, хотя не вырабатываются слизистой оболочкой кишечника.
Специализированные секреторные эпителиальные клетки, называемые клетками Панета, секретируют большое количество человеческих α-дефенсинов в просвет кишечника здоровых людей.
Лизоцим - еще одна защитная молекула, секретируемая клетками Панета в просвет.
Reg3γ является антибактериальным лектин, секретируемый клетками Панета, который служит для предотвращения контакта микроорганизмов с эпителиальным слоем.
Антимикробные пептиды (AMP), которые представляют собой разнообразные молекулы, которые убивают бактерии и грибки, секретируются клетками Панета в просвет.
Вырабатывается секреторный иммуноглобулин A (sIgA) плазматическими клетками в собственной пластинке и транспортируются в просвет эпителиальными клетками кишечника. SIgA блокирует эпителиально-специфические рецепторы патогенов, тем самым предотвращая их прикрепление к эпителиальным клеткам.
В собственной пластинке, которая лежит в основе кишечного эпителия, находится множество иммунных клеток. К ним относятся дендритные клетки (DC), макрофаги, интраэпителиальные лимфоциты (IEL), Т-регуляторные клетки (T Regs), TCD4 + лимфоциты, B-лимфоциты и плазматические клетки. Эта популяция обеспечивает иммунную защиту, которая характеризуется быстрым обнаружением и уничтожением микроорганизмов, которые проникают в эпителий кишечника.
Целостность кишечного барьера податлива, и было показано, что несколько механизмов способны к модулирование кишечной проницаемости (показатель барьерной функции кишечника). Модулирующие факторы включают цитокины, иммунные клетки и экзогенные факторы.
кишечная проницаемость является измерением барьерной функции слизистой оболочки кишечника и определяется как «способность, с которой кишечный эпителий позволяет молекулам проходить через неопосредованную пассивную диффузию ». Проницаемость в этом отношении в основном связана с измеряемым прохождением ионов и небольших инертных молекул. Стандартные методы измерения включают электрическое сопротивление ткани для тестирования in vitro и прохождение проглоченных инертных молекул с определенным молекулярным весом в мочу для тестирования in vivo. Например, тестирование in vivo с использованием лактулозы / маннита состоит из приема внутрь 5 г лактулозы и 2 г маннита с последующим определением концентрации лактулозы и маннита в моче через 5 часов после приема внутрь. Выделение лактулозы в процентах и соотношение лактулозы и маннита в моче рассчитываются и используются в качестве меры кишечной проницаемости.
Цитокины
Иммунные клетки
Экзогенные регуляторы
Нарушенный барьер слизистой оболочки кишечника может способствовать проникновению микробов, микробных продуктов и чужеродных антигенов в слизистую оболочку и собственно организм. Это может привести к активации иммунной системы и секреции медиаторов воспаления. Определенные иммунные реакции могут, в свою очередь, вызывать повреждение клеток, что может привести к дальнейшей дисфункции барьера. Нарушения барьерной функции слизистой оболочки кишечника с сопутствующей транслокацией микробов и их продуктов были связаны с множеством состояний, некоторые из которых, как считается, дополнительно требуют генетической предрасположенности. Могут возникнуть как кишечные, так и экстракишечные аутоиммунные расстройства. Считается, что дисфункция кишечного барьера является предпосылкой и усугубляющим фактором многочисленных аутоиммунных и воспалительных состояний, включая пищевую аллергию, воспалительные заболевания кишечника, целиакию и диабет.
Дисфункция кишечного барьера может быть критическим фактором антигенной сенсибилизации и опосредованной IgE / тучными клетками анафилактическая эффекторная фаза пищевой аллергии. Развитие пищевой аллергии зависит от контакта антигена с компонентами иммунной системы слизистой оболочки. Это приводит к сенсибилизации к антигену и выработке пищевых антиген-специфичных CD4 + клеток Th2 и IgE. Гипотеза заключается в том, что дисфункция кишечного барьера позволяет диетическим антигенам преодолевать кишечный барьер, вступать в контакт с иммунной системой слизистой оболочки и запускать антиген-специфический иммунный ответ.
Снижение функции кишечного барьера коррелирует с тяжестью симптомов испытывают люди, страдающие пищевой аллергией. Пероральное введение предполагаемого аллергена приводит к увеличению соотношения лактулоза / маннит в моче (показатель кишечной проницаемости).
Новая модель воспалительного заболевания кишечника (ВЗК) патогенез постулирует три предварительных фактора: 1) деградация барьерной функции кишечника, 2) транслокация содержимого просвета в собственную пластинку с последующим воздействием иммунных клеток и 3) несоответствующий иммунный ответ. Хотя дисфункция кишечного барьера явно вовлечена в развитие воспалительного заболевания кишечника, неясно, что запускает самовоспроизводящийся цикл, который приводит к обострению заболевания. Тем не менее, появляется все больше доказательств того, что повышенная кишечная проницаемость является основным этиологическим фактором патогенеза воспалительного заболевания кишечника.
Возможно нарушение барьерной функции кишечника. играют роль в развитии целиакии. Если позволить глиадину, возбудителю глютеновой болезни, пересечь кишечный барьер, может произойти несоответствующая активация иммунной системы. У людей, страдающих глютеновой болезнью, наблюдается повышенная кишечная проницаемость и измененные узкие соединения. Более того, эти нарушения сохраняются у пациентов, успешно соблюдающих безглютеновую диету. Также существуют данные, демонстрирующие, что повышенная кишечная проницаемость присутствует до начала глютеновой болезни.
Было выдвинуто предположение, что сочетание генетики, дисрегуляции барьерной функции кишечника и несоответствующих иммунных ответов способствует играют роль в диабете 1 типа. Сообщалось о повышенной кишечной проницаемости у пациентов в начале заболевания. Возникающее в результате увеличение воздействия антигенов может вызвать аутоиммунное разрушение бета-клеток в поджелудочной железе.
Нарушения барьерной функции слизистой оболочки кишечника также были причастны к синдрому раздраженного кишечника, метаболическому синдрому, неалкогольной жировой болезни печени и септическому шоку.
Психологическое и физический стресс может вызывать различные изменения функции кишечника. К ним относятся изменения моторики кишечника, проницаемости кишечника, потока ионов, баланса жидкости и секреции слизи. Кроме того, острый и хронический стресс в моделях на животных показал, что стресс может вызывать ухудшение барьерной функции кишечника. Психологический стресс может влиять на клинический исход воспалительного заболевания кишечника и синдрома раздраженного кишечника. Было показано, что длительный стресс положительно связан с повышенной склонностью к рецидивам язвенного колита.
Каммингс принял термин «слизистый барьер» в 2004 году для описания «сложной структуры, которая разделяет внутренняя среда из люминальной среды ". Совсем недавно гастроэнтерологи, иммунологи и микробиологи использовали кишечный барьер, чтобы подчеркнуть компонент кишечника, который защищает организм от микроорганизмов и их токсинов.
