Jump to content

Слизистый барьер кишечника

Физические, биохимические и иммунные элементы барьера слизистой оболочки кишечника.

Барьер слизистой оболочки кишечника , также называемый кишечным барьером , относится к свойству слизистой оболочки кишечника , которое обеспечивает адекватное сдерживание нежелательного содержимого просвета кишечника, сохраняя при этом способность поглощать питательные вещества . Разделение, которое он обеспечивает между телом и кишечником, предотвращает неконтролируемую транслокацию содержимого просвета в сам организм. Его роль в защите тканей слизистых оболочек и системы кровообращения от воздействия провоспалительных молекул , таких как микроорганизмы , токсины и антигены , жизненно важна для поддержания здоровья и благополучия. [1] [2] [3] Нарушение барьерной функции слизистой оболочки кишечника связано с многочисленными состояниями здоровья, такими как: пищевая аллергия , микробные инфекции , синдром раздраженного кишечника , воспалительные заболевания кишечника , целиакия , метаболический синдром , неалкогольная жировая болезнь печени , диабет и септический шок . [3] [4] [5]

Барьер слизистой оболочки кишечника представляет собой гетерогенную структуру, состоящую из физических, биохимических и иммунных элементов, вырабатываемых слизистой оболочкой кишечника. Центральным компонентом является эпителиальный слой кишечника , обеспечивающий физическое разделение просвета и тела. Секреция различных молекул в просвет усиливает барьерную функцию на внеэпителиальной стороне, в то время как различные иммунные клетки обеспечивают дополнительную защиту под эпителиальным слоем. [3] [5] [6]

Физические элементы

[ редактировать ]

Слой(ы) слизи

[ редактировать ]

Слизь образует слой (или слои, в случае толстой кишки ), который отделяет основную часть содержимого просвета кишечника от эпителия кишечника. Слизь состоит из высокогликозилированного гидратированного геля, образованного молекулами муцина , секретируемыми бокаловидными клетками . Слизь предотвращает контакт крупных частиц со слоем эпителиальных клеток, позволяя при этом проходить небольшим молекулам. Слизь также облегчает прохождение просветного содержимого по длине кишечника, защищает эпителиальные клетки от пищеварительных ферментов , предотвращает прямой контакт микроорганизмов с эпителиальным слоем. [1] [5] [6] [7]

Эпителий кишечника

[ редактировать ]

является Кишечный эпителий основным компонентом барьера слизистой оболочки кишечника. Он состоит из слоя эпителиальных клеток, выстилающих кишечник. Решающее значение для формирования эффективного барьера имеет точный контроль парацеллюлярного пути (пути перемещения молекул между клетками). Запечатывание пространства между соседними клетками осуществляется соединительными комплексами, образованными белковыми связями, вырабатываемыми каждой отдельной клеткой. [1] Помимо своей защитной функции, эпителий кишечника контролирует избирательное поступление полезных ионов, питательных и других веществ из просвета в организм. [3]

Микробиота

[ редактировать ]

Некоторые считают, что виды комменсальных микробов , населяющие кишечник, являются частью барьера слизистой оболочки кишечника. Микробиота кишечника может влиять на барьерную функцию как напрямую, стимулируя пролиферацию эпителиальных клеток и секрецию IL-8 , так и косвенно, производя короткоцепочечные жирные кислоты , которые являются важным источником энергии для эпителиальных клеток толстой кишки (колоноцитов). [3]

Биохимические элементы

[ редактировать ]

Желчь и желудочная кислота

[ редактировать ]

Желчь , вырабатываемая печенью для переваривания липидов, обладает бактерицидными свойствами. [7] Желудочная кислота, вырабатываемая желудком, также может убивать микроорганизмы. [8] Оба способствуют барьерной функции кишечника, хотя они не производятся слизистой оболочкой кишечника.

Дефенсины

[ редактировать ]

Специализированные секреторные эпителиальные клетки, называемые клетками Панета, секретируют обильные количества альфа-дефенсинов человека в просвет кишечника здоровых людей. [9]

Лизоцим — еще одна защитная молекула, секретируемая клетками Панета в просвет. [10]

Регенерирующий белок 3 гамма, полученный из островков (Reg3γ)

[ редактировать ]

Reg3γ представляет собой антибактериальный лектин, секретируемый клетками Панета, который служит для предотвращения контакта микроорганизмов с эпителиальным слоем. [3] [10]

Иммунологические элементы

[ редактировать ]

Антимикробные пептиды

[ редактировать ]

Антимикробные пептиды (АМП) , представляющие собой разнообразный набор молекул, убивающих бактерии и грибки, секретируются клетками Панета в просвет. [6] [7]

Секреторный иммуноглобулин А (sIgA)

[ редактировать ]

Секреторный иммуноглобулин А (sIgA) вырабатывается плазматическими клетками собственной пластинки и транспортируется в просвет эпителиальными клетками кишечника. [7] SIgA блокирует эпителиально-специфические рецепторы патогенов, тем самым предотвращая их прикрепление к эпителиальным клеткам.

Клеточный иммунитет

[ редактировать ]

Разнообразные иммунные клетки находятся в собственной пластинке слизистой оболочки , которая лежит в основе кишечного эпителия. К ним относятся дендритные клетки (ДК) , макрофаги , интраэпителиальные лимфоциты (ИЭЛ), Т-регуляторные клетки (Т-рег) , TCD4+ лимфоциты , В-лимфоциты и плазматические клетки . [6] Эта популяция обеспечивает иммунную защиту, которая характеризуется быстрым обнаружением и уничтожением микроорганизмов, проникающих в эпителий кишечника. [7]

Физиология

[ редактировать ]

Целостность кишечного барьера податлива, и было показано, что множество механизмов способны модулировать кишечную проницаемость (показатель барьерной функции кишечника). [4] Модулирующие факторы включают цитокины , иммунные клетки и экзогенные факторы. [4]

Измерение

[ редактировать ]

Кишечная проницаемость является показателем барьерной функции слизистой оболочки кишечника и определяется как «способность, с которой кишечный эпителий позволяет молекулам проходить через него посредством неопосредованной пассивной диффузии ». [11] В этом отношении проницаемость в основном связана с измеримым прохождением ионов и небольших инертных молекул. Стандартные методы измерения включают электрическое сопротивление тканей для испытаний in vitro и попадание проглоченных инертных молекул определенной молекулярной массы в мочу для испытаний in vivo. [12] [13] Например, тестирование in vivo с использованием лактулозы / маннитола состоит из приема 5 г лактулозы и 2 г маннита с последующим определением концентраций лактулозы и маннита в моче через 5 часов после приема. Процент экскреции лактулозы и соотношение лактулозы и маннита в моче рассчитывают и используют в качестве меры кишечной проницаемости. [14]

Эндогенные регуляторы

[ редактировать ]

Цитокины

[ редактировать ]

Иммунные клетки

[ редактировать ]

Экзогенные регуляторы

[ редактировать ]

Патогены

[ редактировать ]

Клиническое значение

[ редактировать ]

Нарушение барьера слизистой оболочки кишечника может привести к проникновению микробов, микробных продуктов и чужеродных антигенов в слизистую оболочку и сам организм. Это может привести к активации иммунной системы и секреции медиаторов воспаления . Определенные иммунные реакции могут, в свою очередь, вызвать повреждение клеток, что может привести к дальнейшей барьерной дисфункции. [7] Нарушения барьерной функции слизистой оболочки кишечника с сопутствующей транслокацией микробов и их продуктов связаны с различными состояниями. [3] Считается, что некоторые из них дополнительно требуют генетической предрасположенности . [15] Результатом могут быть как кишечные, так и внекишечные аутоиммунные расстройства. [15] Считается, что дисфункция кишечного барьера является предпосылкой и усугубляющим фактором многих аутоиммунных и воспалительных состояний, включая пищевую аллергию , воспалительные заболевания кишечника , целиакию и диабет . [4]

Пищевая аллергия

[ редактировать ]

Дисфункция кишечного барьера может быть критическим фактором антигенной сенсибилизации и IgE / тучно- опосредованной анафилактической эффекторной фазы пищевой аллергии. Развитие пищевой аллергии зависит от контакта антигена с компонентами иммунной системы слизистой оболочки. Это приводит к антигенной сенсибилизации и выработке пищевых антиген-специфичных CD4+ Th2-клеток и продукции IgE. Гипотеза заключается в том, что дисфункция кишечного барьера позволяет пищевым антигенам преодолевать кишечный барьер, вступать в контакт с иммунной системой слизистой оболочки и вызывать антиген-специфический иммунный ответ. [4]

Снижение барьерной функции кишечника коррелирует с тяжестью симптомов у людей, страдающих пищевой аллергией. Пероральное введение предполагаемого аллергена приводит к увеличению соотношения лактулоза/маннитол в моче (показатель кишечной проницаемости). [4]

Воспалительное заболевание кишечника

[ редактировать ]

Новая модель патогенеза воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК) постулирует наличие трех необходимых факторов: 1) деградация барьерной функции кишечника, 2) транслокация содержимого просвета кишечника в собственную пластинку и последующее воздействие иммунных клеток и 3) неадекватный иммунный ответ. Хотя дисфункция кишечного барьера явно вовлечена в развитие воспалительного заболевания кишечника, неясно, что инициирует самовоспроизводящийся цикл, который приводит к обострению заболевания. Тем не менее, появляется все больше доказательств того, что повышенная кишечная проницаемость является основным этиологическим фактором патогенеза воспалительных заболеваний кишечника. [4]

Целиакия

[ редактировать ]

Изменение барьерной функции кишечника может играть роль в развитии целиакии. Позволяя глиадину , возбудителю целиакии, проникать через кишечный барьер, может произойти неадекватная активация иммунной системы. Было показано, что у больных целиакией наблюдается повышенная проницаемость кишечника и изменение плотных соединений. Более того, эти нарушения сохраняются у пациентов, которые успешно соблюдают безглютеновую диету . Также существуют данные, демонстрирующие, что повышенная кишечная проницаемость присутствует до начала целиакии. [4]

диабет 1 типа

[ редактировать ]

Было высказано предположение, что сочетание генетики, нарушения регуляции барьерной функции кишечника и неадекватных иммунных реакций играет роль в развитии диабета 1 типа . Сообщалось, что повышенная кишечная проницаемость наблюдалась у пациентов в начале заболевания. В результате увеличение воздействия антигенов может вызвать аутоиммунное разрушение бета-клеток поджелудочной железы . [4]

Другие условия

[ редактировать ]

Нарушения барьерной функции слизистой оболочки кишечника также связаны с синдромом раздраженного кишечника , метаболическим синдромом , неалкогольной жировой болезнью печени и септическим шоком . [3] [13]

Психологический и физический стресс может вызвать различные изменения в функции кишечника. К ним относятся изменения перистальтики кишечника , кишечной проницаемости , потока ионов, баланса жидкости и секреции слизи. Кроме того, острый и хронический стресс на животных моделях показал, что стресс может вызвать деградацию барьерной функции кишечника. [4] 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 . [4]

Каммингс принял термин «слизистый барьер» в 2004 году для описания «сложной структуры, которая отделяет внутреннюю среду от среды просвета». [16] Совсем недавно гастроэнтерологи, иммунологи и микробиологи стали использовать термин «кишечный барьер», чтобы подчеркнуть тот компонент кишечника, который защищает организм от микроорганизмов и их токсинов. [6]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б с Тернер, младший (ноябрь 2009 г.). «Барьерная функция слизистой оболочки кишечника в норме и при заболеваниях». Нат Рев Иммунол . 9 (11): 799–809. дои : 10.1038/nri2653 . ПМИД   19855405 . S2CID   205490916 .
  2. ^ Ли, Сон Хи (01 января 2015 г.). «Регуляция кишечной проницаемости с помощью плотного соединения: влияние на воспалительные заболевания кишечника» . Кишечные исследования . 13 (1): 11–18. дои : 10.5217/ir.2015.13.1.11 . ISSN   1598-9100 . ПМК   4316216 . ПМИД   25691839 .
  3. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час Санчес де Медина, Фермин; Ромеро-Кальво, Изабель; Маскарак, Кристина; Мартинес-Августин, Ольга (01 декабря 2014 г.). «Кишечное воспаление и барьерная функция слизистой оболочки» . Воспалительные заболевания кишечника . 20 (12): 2394–2404. doi : 10.1097/MIB.0000000000000204 . ISSN   1536-4844 . ПМИД   25222662 . S2CID   11434730 .
  4. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в v В х и Грошвиц, Кэтрин Р.; Хоган, Саймон П. (1 июля 2009 г.). «Барьерная функция кишечника: молекулярная регуляция и патогенез заболеваний» . Журнал аллергии и клинической иммунологии . 124 (1): 3–22. дои : 10.1016/j.jaci.2009.05.038 . ISSN   0091-6749 . ПМК   4266989 . ПМИД   19560575 .
  5. ^ Перейти обратно: а б с д Ян, Лей; Ян, Чуньхуэй; Тан, Цзяньго (25 августа 2013 г.). «Нарушение барьера слизистой оболочки кишечника при инфекциях Candida albicans» . Микробиологические исследования . 168 (7): 389–395. дои : 10.1016/j.micres.2013.02.008 . ISSN   1618-0623 . ПМИД   23545353 .
  6. ^ Перейти обратно: а б с д и Де Сантис, Стефания; Кавальканти, Элизабетта; Мастронарди, Мауро; Хирилло, Эмилио; Кьеппа, Марчелло (07 декабря 2015 г.). «Ключи питания для модуляции кишечного барьера» . Границы в иммунологии . 6 :612.дои : 10.3389 /fimmu.2015.00612 . ISSN   1664-3224 . ПМК   4670985 . ПМИД   26697008 .
  7. ^ Перейти обратно: а б с д и ж Маркес, М; Фернандес Гутьеррес, Дель Аламо С; Хирон-Гонсалес, JA (2016). «Дисфункция кишечного эпителиального барьера у пациентов, коинфицированных вирусом иммунодефицита человека и вирусом гепатита С: влияние на врожденный и приобретенный иммунитет» . Мир Дж. Гастроэнтерол . 22 (4): 1433–48. дои : 10.3748/wjg.v22.i4.1433 . ПМК   4721978 . ПМИД   26819512 .
  8. ^ Шуберт, М.Л. (ноябрь 2014 г.). «Желудочный секрет». Курр Опин Гастроэнтерол . 30 (6): 578–82. дои : 10.1097/MOG.0000000000000125 . ПМИД   25211241 . S2CID   8267813 .
  9. ^ Ягер, С; Штанге, Э.Ф.; Векамп, Дж. (январь 2013 г.). «Воспалительное заболевание кишечника: нарушение барьерной болезни». Архивная хирургия Лангенбекса . 398 (1): 1–12. дои : 10.1007/s00423-012-1030-9 . ПМИД   23160753 . S2CID   23568811 .
  10. ^ Перейти обратно: а б Уэллетт, AJ (июль 2011 г.). «Альфа-дефенсины клеток Панета в энтеральном врожденном иммунитете» . Cell Mol Life Sci . 68 (13): 2215–29. дои : 10.1007/s00018-011-0714-6 . ПМЦ   4073591 . ПМИД   21560070 .
  11. ^ Трэвис, С.; Мензис, И. (1 мая 1992 г.). «Кишечная проницаемость: функциональная оценка и значение». Клиническая наука . 82 (5): 471–488. дои : 10.1042/cs0820471 . ISSN   0143-5221 . ПМИД   1317756 . S2CID   26314837 .
  12. ^ Менар, С.; Серф-Бенсуссан, Н.; Хейман, М. (01 мая 2010 г.). «Множественные аспекты кишечной проницаемости и эпителиальной обработки пищевых антигенов» . Иммунология слизистой оболочки . 3 (3): 247–259. дои : 10.1038/ми.2010.5 . ISSN   1935-3456 . ПМИД   20404811 .
  13. ^ Перейти обратно: а б Бишофф, Стефан С.; Барбара, Джованни; Буурман, Вим; Окхейзен, Тео; Шульцке, Йорг-Дитер; Серино, Маттео; Тилг, Герберт; Уотсон, Аластер; Уэллс, Джерри М. (1 января 2014 г.). «Кишечная проницаемость — новая мишень для профилактики и терапии заболеваний» . БМК Гастроэнтерология . 14 : 189. дои : 10.1186/s12876-014-0189-7 . ISSN   1471-230X . ПМЦ   4253991 . ПМИД   25407511 .
  14. ^ Джонстон, Южная Дакота; Смай, М.; Уотсон, Р.Г.; Макмиллан, ЮАР; Тримбл, скорая помощь; Любовь, АХ (1 июля 2000 г.). «Тест на кишечную проницаемость с лактулозой и маннитом: полезный скрининговый тест на целиакию у взрослых». Анналы клинической биохимии . 37 (4): 512–519. дои : 10.1177/000456320003700413 . ISSN   0004-5632 . ПМИД   10902869 . S2CID   24741927 .
  15. ^ Перейти обратно: а б Фазано, Алессио; Ши-Донохью, Терез (1 сентября 2005 г.). «Механизмы заболеваний: роль барьерной функции кишечника в патогенезе аутоиммунных заболеваний желудочно-кишечного тракта». Природная клиническая практика Гастроэнтерология и гепатология . 2 (9): 416–422. дои : 10.1038/ncpgasthep0259 . ISSN   1743-4378 . ПМИД   16265432 . S2CID   7259212 .
  16. ^ Каммингс, Джон Х.; Антуан, Жан-Мишель; Азпирос, Фернандо; Бурде-Сикар, Рафаэль; Брандцаег, Пер; Колдер, Филип К.; Гибсон, Гленн Р.; Гуарнер, Франциско; Исолаури, Эрика (1 июня 2004 г.). «PASSCLAIM — здоровье кишечника и иммунитет». Европейский журнал питания . 43 (Приложение 2): II118–II173. дои : 10.1007/s00394-004-1205-4 . ISSN   1436-6207 . ПМИД   15221356 . S2CID   2467749 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: c9c95755d09d76d0bc85d2edc25e48fc__1699327740
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/c9/fc/c9c95755d09d76d0bc85d2edc25e48fc.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Intestinal mucosal barrier - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)