Кишечная проницаемость
Проницаемость кишечника - это термин, описывающий контроль материала, проходящего внутри желудочно -кишечного тракта через клетки, выстилающие стенку кишечника , в остальную часть тела. Кишечный кишечник обычно демонстрирует некоторую проницаемость, которая позволяет питательным веществам проходить через кишечник, а также сохраняет барьерную функцию, чтобы сохранить потенциально вредные вещества (такие как антигены ) покинуть кишечник и более широко мигрировать в организм. [ 1 ] В здоровом кишечнике человека мелкие частицы (<4 Å в радиусе) могут мигрировать через плотное соединение клаудин , путей пор [ 2 ] и частицы до 10–15 Å (3,5 кДа ) могут пройти через пути поглощения парацеллюлярного пространства. [ 3 ] Есть некоторые доказательства, аномально повышенная проницаемость кишечника, могут играть роль при некоторых хронических заболеваниях и воспалительных состояниях. [ 4 ] Наиболее хорошо изученным состоянием с наблюдаемой повышенной проницаемостью кишечника является целиакия . [ 5 ]
Физиология
[ редактировать ]
Барьер, образованный кишечным эпителием, отделяет внешнюю среду (содержимое просвета кишечника ) от тела [ 6 ] и является самой обширной и важной поверхностью слизистой оболочки организма. [ 7 ] Тем не менее, кишечный муцин также может быть барьерами для антимикробных пептидов хозяина, таким образом, играет двунаправленный барьер для взаимодействия-хозяина. [ 8 ] Эпителий кишечника состоит из одного слоя клеток и выполняет две важные функции. Во -первых, он действует как барьер, предотвращая проникновение вредных веществ, таких как иностранные антигены , токсины и микроорганизмы . [ 6 ] [ 9 ] Во -вторых, он действует как селективный фильтр, который облегчает поглощение питательных веществ , электролитов , воды, воды и различных других полезных веществ из просвета кишечника. [ 6 ] Селективная проницаемость опосредуется двумя основными маршрутами: [ 6 ]
- Трансепителиальная или трансеклеточная проницаемость . Это состоит из конкретного транспорта растворенных веществ в эпителиальных клетках. Он преимущественно регулируется активностью специализированных транспортеров, которые транспортируют специфические электролиты, аминокислоты, сахара, короткоцепочечные жирные кислоты и другие молекулы в клетку или вне. [ 6 ] Специализированные клетки в кишечном эпителии, называемые микрофолдными клетками (М -клеток), будут обрабатывать бактерии и их антигены в просвете кишечника, которые связываются с апикальными рецепторами на М -клетках и впоследствии охватывают и подвергаются трансцитозу по базолатеральной мембране М -клеток. M -клетки связаны с субэпителиальными пятнами пейера , которые состоят из агрегатов иммунных клеток, которые могут распознавать и реагировать на трансцитозированные антигены. Как правило, это способствует кишечному гомеостазу, но некоторые бактериальные патогены, такие как сальмонеллы тифимурий , могут вызывать эпителиальные клетки кишечника для трансформации в М -клетки, что может быть механизмом, который помогает бактериальной инвазии организма. [ 10 ]
- Парацеллюлярная проницаемость . Это зависит от транспорта через пространства, которые существуют между эпителиальными клетками. Он регулируется клеточными соединениями, которые локализованы в ламинальных мембранах клеток. [ 6 ] Это основной путь пассивного потока воды и растворенных веществ через кишечный эпителий. Регулирование зависит от межклеточных плотных соединений, которые оказывают наибольшее влияние на параклеточный транспорт. [ 11 ] Нарушение узкого барьера может стать триггером для развития кишечных заболеваний.
Модуляция
[ редактировать ]Одним из способов модулируемой проницаемости кишечника является рецепторы CXCR3 в клетках в эпителии кишечника , которые реагируют на зонулин . [ 4 ]
Глиадин (гликопротеин, присутствующий в пшенице) активирует передачу сигналов зонулина у всех людей, которые едят глютен , независимо от генетической экспрессии аутоиммунитета . Это приводит к увеличению проницаемости кишечника для макромолекул. [ 4 ] [ 12 ] [ 5 ] Бактериальные инфекции, такие как холера , выбора кишечных вирусов, паразитов и стресса, могут модулировать структуру и функцию кишечника плотного соединения, и эти эффекты могут способствовать развитию хронических кишечных расстройств. [ 4 ] [ 13 ] [ 12 ] Так называемые вспомогательные вспышки, исследованные на предмет возможности увеличения поглощения кишечного препарата, могут увеличить проницаемость кишечника. [ 14 ]
Клиническое значение
[ редактировать ]Большинство людей не испытывают неблагоприятных симптомов, но открытие межклеточных плотных соединений (повышенная проницаемость кишечника) может действовать как триггер для заболеваний, которые могут влиять на любой орган или ткань в зависимости от генетической предрасположенности. [ 4 ] [ 5 ] [ 15 ]
Повышенная проницаемость кишечника является фактором при нескольких заболеваниях, таких как болезнь Крона , целиакия, болезнь , [ 16 ] диабет 1 типа , [ 17 ] диабет 2 типа , [ 16 ] ревматоидный артрит , спондилоартропатии , [ 18 ] воспалительная болезнь кишечника , [ 4 ] [ 19 ] шизофрения , [ 20 ] [ 21 ] определенные виды рака , [ 4 ] ожирение , [ 22 ] жирная печень , [ 23 ] атопия и аллергические заболевания, [ 17 ] среди других. В большинстве случаев повышенная проницаемость развивается до заболевания, [ 4 ] Но причинно -следственная связь между повышенной проницаемостью кишечника при большинстве этих заболеваний не ясна. [ 19 ] [ 24 ]
Хорошо изученная модель - это целиакия , при которой повышенная проницаемость кишечника представляется вторичной по отношению к аномальной иммунной реакции, вызванной глютеном , и позволяет фрагментам белка глиадина преодолеть кишечный эпителий, вызвав иммунный ответ на уровне кишечного подметоза, который приводит к разнообразному желудочно -кишечному хлопу. или вне-гастротинговые симптомы. [ 25 ] [ 26 ] Другие триггеры окружающей среды могут способствовать изменению проницаемости при целиакии, включая кишечные инфекции и дефицит железа. [ 25 ] После установки это увеличение проницаемости может самостоятельно устоять в воспалительных иммунных реакциях и увековечить порочный цикл. [ 25 ] Устранение глютена из диеты приводит к нормализации проницаемости кишечника, и аутоиммунный процесс отключается. [ 27 ]
Направления исследований
[ редактировать ]В нормальной физиологии глютамин играет ключевую роль в передаче сигналов в энтероцитах , которые являются частью кишечного барьера, но неясно, полезно ли добавление диеты глютамином в условиях, когда наблюдается повышенная проницаемость кишечника. [ 28 ]
пребиотики и некоторые пробиотики, такие как E. coli 1917, снижают повышенную проницаемость кишечника. штамм Было обнаружено, что [ 12 ] Lactobacillus rhamnosus , [ 29 ] Lactobacillus reuteri , [ 29 ] и faecalibacterium prausnitzii [ 30 ] Также было показано, что значительно снижает повышенную проницаемость кишечника.
Ацетат ларазотида (ранее известный как AT-1001) является антагонистом рецептора зонулина, который был расследован в клинических испытаниях. Похоже, что он является кандидатом на лекарство для использования в сочетании с безглютеновой диетой у людей с целиакией, с целью снижения проницаемости кишечника, вызванной глютеном и его прохождением через эпителий и, следовательно, смягчение полученного каскада иммунных реакций Полем [ 26 ] [ 31 ]
Генетическое нарушение аргиназы-2 у мышей ослабляет начало старения и продлевает продолжительность жизни. [ 32 ] [ 33 ] Были разработаны ингибиторы аргиназы для снижения влияния NO на проницаемость кишечника. [ 33 ]
Протекающий синдром кишечника
[ редактировать ]« Синдром протекающей кишки » - это гипотетическое, нераспознанное медицинское заболевание. [ 19 ] популяризировали его Некоторые диетологи и практики альтернативной медицины , которые утверждают, что восстановление нормального функционирования стенки кишечника может вылечить многие системные состояния здоровья. Тем не менее, надежные данные источника в поддержку этого требования не были опубликованы. Также не было опубликовано каких-либо надежных доказательств того, что лечение, продвигаемые для так называемого «синдрома протекающей кишки», включая пищевые добавки, пробиотики , [ 12 ] Травяные лекарственные средства (или с низким содержанием FODMAP диета ; диеты с низким содержанием сахара, противогрибковой или безглютеновой . диеты )-оказывают любой положительный эффект для большинства условий, которые, как утверждают, помогают [ 19 ]
Стресс, вызванный физическими упражнениями
[ редактировать ]Упражнение, вызванное напряжением, может уменьшить функцию кишечника. [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] У людей уровень физической активности модулирует желудочно -кишечную микробиоту, повышенная интенсивность и объем физических упражнений могут привести к дисбиозе кишечника, а добавки могут сохранить кишечную микробиоту в биоразнообразии, особенно с интенсивными физическими упражнениями. [ 37 ] У мышей физические упражнения уменьшили богатство микробного сообщества, но увеличивали распределение бактериальных сообществ. [ 38 ]
Смотрите также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ М. Кэмпиери; C. fiocchi; С.Б. Ханауэр (31 марта 2002 г.). Воспалительное заболевание кишечника: клинический случай к патофизиологии, диагностике и лечению . Спрингер. п. 7. ISBN 978-0-7923-8772-5 .
- ^ Тома Ю.М., Андерсон Дж. М., Тернер младший (2012). Johnson LR, et al. (ред.). Плотные соединения и кишечный барьер . Тол. 1. Академическая пресса. С. 1043–. ISBN 978-0-12-382027-3 .
{{cite book}}
:|work=
игнорируется ( помощь ) - ^ Фасано А. (февраль 2012 г.). «Протекающая кишка и аутоиммунные заболевания». Клинические обзоры в области аллергии и иммунологии (обзор). 42 (1): 71–78. doi : 10.1007/s12016-011-8291-x . PMID 22109896 . S2CID 4088994 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон глин час Фасано А (январь 2011 г.). «Зонулин и его регуляция кишечной барьерной функции: биологическая дверь воспаления, аутоиммунитета и рака». Физиологические обзоры (обзор). 91 (1): 151–75. Citeseerx 10.1.1.653.3967 . doi : 10.1152/physrev.00003.2008 . PMID 21248165 .
- ^ Jump up to: а беременный в Леонард М.М., Сапоне А, Катасси С., Фасано А (2017). «Челиагская болезнь и нецелиация чувствительность к глютенам: обзор». Джама (обзор). 318 (7): 647–656. doi : 10.1001/Jama.2017.9730 . PMID 28810029 . S2CID 205094729 .
Предыдущие исследования показали, что глиадин может вызвать немедленное и временное увеличение проницаемости кишечника. Этот проникающий эффект является вторичным по отношению к связыванию специфических невырочных фрагментов глиадина с рецептором хемокина CXCR3 с последующим высвобождением зонулина, модулятора межклеточных плотных соединений. Этот процесс происходит у всех людей, которые принимают глютен. Для большинства эти события не приводят к ненормальным последствиям. Однако эти же события могут привести к воспалительному процессу у генетически предрасположенных людей, когда система иммунологического наблюдения ошибочно распознает глютен как патоген.
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон Groschwitz KR, Hogan SP (июль 2009 г.). «Функция кишечника: молекулярная регуляция и патогенез заболевания» . Журнал аллергии и клинической иммунологии . 124 (1): 3–20, викторина 21–2. doi : 10.1016/j.jaci.2009.05.038 . PMC 4266989 . PMID 19560575 .
- ^ Рао Дж.Н., Ван Дж.Ю. (2010-01-01). «Кишечная архитектура и развитие» . Регуляция роста слизистой оболочки желудочно -кишечного тракта . Сан -Рафаэль, Калифорния: Морган и Клейпул наук о жизни. Книжная полка ID NBK54098 . Получено 15 марта 2024 года - через Национальную медицину.
- ^ Hartmann P, Chen P, Wang HJ, Wang L, McCole DF, Brandl K, et al. (Июль 2013). «Дефицит кишечного муцина-2 улучшает экспериментальное алкогольное заболевание печени у мышей» . Гепатология . 58 (1): 108–19. doi : 10.1002/hep.26321 . PMC 3695050 . PMID 23408358 .
- ^ Хан Н., Асиф А.Р. (2015-01-01). «Транскрипционные регуляторы клаудинов в эпителиальных плотных соединениях» . Посредники воспаления . 2015 : 219843. DOI : 10.1155/2015/219843 . PMC 4407569 . PMID 25948882 .
- ^ Кобаяши Н., Такахаши Д., Такано С., Кимура С., Хасе К. (2019). «Роли пятен Пейера и микрофолд -ячейки в иммунной системе кишечника: отношение к аутоиммунным заболеваниям» . Границы в иммунологии . 10 : 2345. DOI : 10.3389/fimmu.2019.02345 . PMC 6794464 . PMID 31649668 . Искусство. № 2345.
- ^ Näslund E, Hellström Pm (сентябрь 2007 г.). «Передача сигналов аппетита: от кишечных пептидов и кишечных нервов до мозга». Физиология и поведение . 92 (1–2): 256–62. doi : 10.1016/j.physbeh.2007.05.017 . PMID 17582445 . S2CID 230872 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Рапин -младший, Wiernsperger N (2010). «Возможные связи между проницаемостью кишечника и обработкой пищевых продуктов: потенциальная терапевтическая ниша для глютамина» . Клиники (обзор). 65 (6): 635–43. doi : 10.1590/s1807-59322010000600012 . PMC 2898551 . PMID 20613941 .
- ^ О'Хара -младший, Бурет А.Г. (май 2008 г.). «Механизмы жесткого разрыва в кишечнике во время инфекции» . Границы в биологии . 13 (13): 7008–21. doi : 10.2741/3206 . PMID 18508712 .
- ^ Dahlgren D, Roos C, Lundqvist A, Tannergren C, Langguth P, Sjöblom M, et al. (Декабрь 2017). "Доклиническое влияние на вспышки, модифицирующие поглощение на транспортировку кишечника крысы модельных соединений и маркера слизистой оболочки. 51 CR-EDTA ». Молекулярная фармацевтика . 14 (12): 4243–4251. DOI : 10.1021/acs.molpharmaceut.7b00353 . PMID 28737406 .
- ^ Suzuki T (февраль 2013 г.). «Регуляция кишечной эпителиальной проницаемости с помощью плотных соединений» . Клеточные и молекулярные науки о жизни . 70 (4): 631–59. doi : 10.1007/s00018-012-1070-x . PMC 11113843 . PMID 22782113 . S2CID 16512214 .
- ^ Jump up to: а беременный Bischoff SC, Barbara G, Buurman W, Ockhuizen T, Schulzke JD, Serino M, Tilg H, Watson A, Wells JM (18 ноября 2014 г.). «Проницаемость кишечника-новая мишень для профилактики заболеваний и терапии» . BMC Гастроэнтерология (обзор). 14 : 189. doi : 10.1186/s12876-014-0189-7 . PMC 4253991 . PMID 25407511 .
- ^ Jump up to: а беременный Viggiano D, Ianiro G, Vanella G, Bibbò S, Bruno G, Simeone G, et al. (2015). «Килочный барьер в здоровье и болезнях: сосредоточиться на детстве» (PDF) . Европейский обзор медицинских и фармакологических наук . 19 (6): 1077–85. PMID 25855935 .
- ^ Yeoh N, Burton JP, Suppiah P, Reid G, Stebbings S (Mar 2013). «Роль микробиома при ревматических заболеваниях». Текущие отчеты по ревматологии (обзор). 15 (3): 314. DOI : 10.1007/S11926-012-0314-y . PMID 23378145 . S2CID 25721240 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый «Синдром протекающей кишки» . Выбор NHS . 26 февраля 2015 года. Архивировано с оригинала 2018-02-11 . Получено 15 августа 2016 года .
- ^ Яранди С.С., Петерсон Д.А., Трейсман Г.Дж., Моран Т. Т., Пасрича П.Дж. (2016). «Модулирующее влияние кишечной микробиоты на центральную нервную систему: как кишечник может играть роль в психоневрологическом здоровье и заболеваниях» . Журнал нейрогастроэнтерологии и подвижности (обзор). 22 (2): 201–12. doi : 10.5056/jnm15146 . PMC 4819858 . PMID 27032544 .
У пациентов с шизофренией наблюдается повышенная проницаемость кишечника и изменение функции кишечника
- ^ Северанс, EG, Yolken RH, Eaton WW (2016). «Аутоиммунные заболевания, желудочно -кишечные расстройства и микробиом при шизофрении: больше, чем чувство кишечника» . Исследование шизофрении (обзор). 176 (1): 23–35. doi : 10.1016/j.schres.2014.06.027 . PMC 4294997 . PMID 25034760 .
- ^ Teixeira TF, Collado MC, Ferreira CL, Bressan J, Peluzio Mdo C (сентябрь 2012 г.). «Потенциальные механизмы для возникающей связи между ожирением и повышенной проницаемостью кишечника» . Исследование питания (обзор). 32 (9): 637–47. doi : 10.1016/j.nutres.2012.07.003 . PMID 23084636 .
- ^ Festi D, Schiumerini R, Eusebi LH, Marasco G, Taddia M, Colecchia A (ноябрь 2014 г.). «Микробиота кишечника и метаболический синдром» . Всемирный журнал гастроэнтерологии (обзор). 20 (43): 16079–16094. Doi : 10.3748/wjg.v20.i43.16079 . PMC 4239493 . PMID 25473159 .
- ^ Кифер Д., Али-Акбарян Л. (2004). «Краткий основанный на фактических данных обзор двух желудочно-кишечных заболеваний: синдрома раздраженного кишечника и протекания кишечника». Альтернативная терапия в области здравоохранения и медицины . 10 (3): 22–30, Quiz 31, 92. PMID 15154150 .
- ^ Jump up to: а беременный в Хейман М., Абед Дж., Лебретон С., Серф-Бенсенсан Н (сентябрь 2012 г.). «Проницаемость кишечника при целиакии: понимание механизмов и отношение к патогенезу». Киту (обзор). 61 (9): 1355–64. doi : 10.1136/gutjnl-2011-300327 . PMID 21890812 . S2CID 42581980 .
Изменения в кишечной параклеточной и трансцеллюлярной проницаемости кажутся вторичными по сравнению с аномальной иммунной реакцией, индуцированной глютеном. Предполагалось, что глиадин увеличивает проницаемость соединения до малых молекул посредством высвобождения прехаптоглобина-2. Экологические триггеры CD, кроме глиадина, также могут способствовать изменениям проницаемости. Инфекция кишечника и дефицит железа могут стимулировать экспрессию CD71 рецептора трансферрина (TFR) в энтероцитах. ... После установки изменения в проницаемости кишечника, в частности, ретро-транспорт пептидов IgA-Gliadin, могут самостоятельно устойчивать с воспалительными иммунными реакциями и увековечить порочный круг.
- ^ Jump up to: а беременный Khaleghi S, Ju JM, Lamba A, Murray JA (январь 2016 г.). «Потенциальная полезность регуляции жесткого соединения при целиакии: сосредоточиться на ацетате ларазотида» . Терапевтические достижения в области гастроэнтерологии (Обзор. 9 (1): 37–49. doi : 10.1177/1756283x15616576 . PMC 4699279 . PMID 26770266 .
- ^ FASANO A (октябрь 2012 г.). «Проницаемость кишечника и ее регуляция с помощью зонулина: диагностические и терапевтические последствия» . Клиническая гастроэнтерология и гепатология (обзор). 10 (10): 1096–100. doi : 10.1016/j.cgh.2012.08.012 . PMC 3458511 . PMID 22902773 .
- ^ Akobeng AK, Elawad M, Gordon M (февраль 2016 г.). «Глютамин для индукции ремиссии при болезни Крона» (PDF) . Кокрановская база данных систематических обзоров . 2016 (2): CD007348. doi : 10.1002/14651858.cd007348.pub2 . PMC 10405219 . PMID 26853855 .
- ^ Jump up to: а беременный Lopetuso LR, Scaldaferri F, Bruno G, Petito V, Franceschi F, Gasbarrini A (2015). «Терапевтическое управление утечкой кишечного барьера: появляющаяся роль для защитников слизистой оболочки» . Европейский обзор медицинских и фармакологических наук . 19 (6): 1068–1076. PMID 25855934 .
- ^ Ganesan K, Chung SK, Vanamala J, Xu B (2018). «Причинная связь между изменениями кишечной микробиоты и диабетом, вызванной диетой: новая стратегия трансплантации faecalibacterium prausnitzii в предотвращении диабета» . Международный журнал молекулярных наук . 19 (12): E3720. doi : 10.3390/ijms19123720 . PMC 6320976 . PMID 30467295 .
- ^ CRESPO Pérez L, et al. (Январь 2012). «Неспособные терапевтические клинические испытания при целиакии». Европейский журнал внутренней медицины (обзор). 23 (1): 9–14. doi : 10.1016/j.ejim.2011.08.030 . PMID 22153524 .
- ^ Xiong Y, Yepuri G, Montani JP, Ming XF, Yang Z (2017). «Дефицит Arginase-II продлевает продолжительность жизни у мышей» . Передний физиол . 8 : 682. DOI : 10.3389/fphys.2017.00682 . PMC 5596098 . PMID 28943853 .
Эта статья включает в себя текст, доступный по лицензии CC по 4,0 .
- ^ Jump up to: а беременный Брандт А., Бауманн А., Эрнандес-Ариага А., Юнг Ф., Ниер А., Сталтнер Р., Раджчич Д., Шмеер С., Витте Оу, Весснер Б., Францке Б., Вагнер К.Х., Камаринха-Сильва А., Бергейм I (декабрь 2022). «Нарушения кишечного аргинина и отсутствие метаболизма вызывают дисфункцию кишечного барьера, связанного с старением, и« воспаление » » . Окинок биол . 58 : 102528. DOI : 10.1016/j.redox.2022.102528 . PMC 9649383 . PMID 36356464 .
- ^ Кларк, Эллисон; Маха, Нурия (5 января 2016 г.). «Поведение стресса, вызванное физическими упражнениями, ось и диета с кишечником-микробиота-мозгом: систематический обзор для спортсменов» . Журнал Международного общества спортивного питания . 13 (1): 346–349. doi : 10.1186/s12970-016-0155-6 . PMC 5121944 . PMID 5121944 .
- ^ Кейрнс, Брайант Х.; Koemel, Nicholas A.; Sciarrillo, Christina M.; Андерсон, Кендалл Л.; Эмерсон, Сэм Р. (1 октября 2020 г.). «Упражнения и кишечная проницаемость: другая форма гормезиса, вызванного физическими упражнениями?» Полем Американский журнал физиологии. Желудочно -кишечная физиология и печени . 319 (4): G512 - G518. doi : 10.1152/ajpgi.00232.2020 . PMID 32845171 . S2CID 221328089 .
- ^ Ван Вийк, Ким; Ленертс, Каатье; Ван Биджнен, Аннемари А.; Буонен, Бас; Ван Луон, Люк Дж.С.; Dejong, Cornelis HC; Буурман, Вим А. (декабрь 2012 г.). «Углушение индуцированной физической нагрузкой травмы кишечника ибупрофеном у спортсменов» . Медицина и наука в спорте и упражнениях . 44 (12): 2257–2262. Doi : 10.1249/mss.0b013e318265d3d . PMID 22776871 . S2CID 9982820 .
- ^ Nomiewiecka, Hanna; Buttar, Harpal S.; Касперская, Анна; Ostapiuk -Karolczuk, Джоанна; Domagalska, Małgorzata; Cichoń, Justyna; Скарпанька-Стежнборн, Анна (7 июля 2022 года). «Физическая активность индуцировала изменения кишечной микробиоты у людей: систематический обзор» . BMC Sports Science, медицина и реабилитация . 14 (1): 122. DOI : 10.1186/S13102-022-00513-2 . PMC 9264679 . PMID 35799284 .
- ^ ; , Qiuyu Ян Терапия .