stringtranslate.com

Кишечная проницаемость

Кишечная проницаемость — это термин, описывающий контроль материала, проходящего изнутри желудочно-кишечного тракта через клетки, выстилающие стенку кишечника , в остальную часть тела. Кишечник обычно демонстрирует некоторую проницаемость, которая позволяет питательным веществам проходить через кишечник, а также поддерживает барьерную функцию, чтобы не допустить выхода потенциально вредных веществ (таких как антигены ) из кишечника и более широкой миграции в организм. [1] В здоровом кишечнике человека мелкие частицы (< 4 Å в радиусе) могут мигрировать через плотные соединения пор клаудина , [2] а частицы до 10–15 Å (3,5 кДа ) могут проходить через путь поглощения парацеллюлярного пространства. [3] Существуют некоторые доказательства того, что аномально повышенная кишечная проницаемость может играть роль в некоторых хронических заболеваниях и воспалительных состояниях. [4] Наиболее хорошо изученным состоянием с наблюдаемой повышенной кишечной проницаемостью является целиакия . [5]

Физиология

Схема путей избирательной проницаемости эпителиальных клеток (красные стрелки). Трансцеллюлярный (через клетки) и парацеллюлярный (между клетками) пути контролируют прохождение веществ между просветом кишечника и кровью.

Барьер, образованный кишечным эпителием, отделяет внешнюю среду (содержимое просвета кишечника ) от организма [6] и является самой обширной и важной слизистой поверхностью организма. [7] Однако кишечный муцин также может быть барьером для антимикробных пептидов хозяина, таким образом, играя двунаправленный барьер для взаимодействия хозяина и микробов. [8] Кишечный эпителий состоит из одного слоя клеток и выполняет две важные функции. Во-первых, он действует как барьер, предотвращая проникновение вредных веществ, таких как чужеродные антигены , токсины и микроорганизмы . [6] [9] Во-вторых, он действует как селективный фильтр, который облегчает усвоение пищевых питательных веществ , электролитов , воды и различных других полезных веществ из просвета кишечника. [6] Избирательная проницаемость опосредуется двумя основными путями: [6]

Модуляция

Одним из способов модуляции кишечной проницаемости является воздействие на рецепторы CXCR3 в клетках кишечного эпителия , которые реагируют на зонулин . [4]

Глиадин (гликопротеин, присутствующий в пшенице) активирует зонулиновую сигнализацию у всех людей, которые едят глютен , независимо от генетической экспрессии аутоиммунитета . Это приводит к повышению проницаемости кишечника для макромолекул. [4] [12] [5] Бактериальные инфекции, такие как холера , некоторые кишечные вирусы, паразиты и стресс, могут модулировать структуру и функцию плотных соединений кишечника, и эти эффекты могут способствовать развитию хронических кишечных расстройств. [4] [13] [12] Так называемые адсорбционные модификаторы, исследованные на возможность увеличения абсорбции кишечных лекарств, могут повышать проницаемость кишечника. [14]

Клиническое значение

У большинства людей не наблюдаются неблагоприятные симптомы, однако открытие межклеточных плотных контактов (повышенная проницаемость кишечника) может стать пусковым механизмом для заболеваний, которые могут поражать любой орган или ткань в зависимости от генетической предрасположенности. [4] [5] [15]

Повышенная проницаемость кишечника является фактором ряда заболеваний, таких как болезнь Крона , целиакия , [16] диабет 1 типа , [17] диабет 2 типа , [16] ревматоидный артрит , спондилоартропатии , [18] воспалительные заболевания кишечника , [4] [19] шизофрения , [20] [21] некоторые виды рака , [4] ожирение , [22] жировая дистрофия печени , [23] атопия и аллергические заболевания, [17] и другие. 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 изученной моделью является целиакия, при которой повышенная проницаемость кишечника появляется вторично по отношению к аномальной иммунной реакции, вызванной глютеном, и позволяет фрагментам белка глиадина проникать через эпителий кишечника, вызывая иммунный ответ на уровне кишечной подслизистой основы, что приводит к различным желудочно-кишечным или вне-желудочно-кишечным симптомам. [25] [26] Другие экологические триггеры могут способствовать изменению проницаемости при целиакии, включая кишечные инфекции и дефицит железа. [25] После установления это повышение проницаемости может самоподдерживать воспалительные иммунные реакции и увековечивать порочный круг. [25] Исключение глютена из рациона приводит к нормализации проницаемости кишечника, и аутоиммунный процесс отключается. [27]

Направления исследований

В нормальной физиологии глутамин играет ключевую роль в передаче сигналов в энтероцитах , которые являются частью кишечного барьера, но не ясно, полезно ли добавление в рацион глутамина в условиях, когда наблюдается повышенная проницаемость кишечника. [28]

Было обнаружено, что пребиотики и некоторые пробиотики , такие как штамм E. coli Nissle 1917, снижают повышенную проницаемость кишечника. [12] Lactobacillus rhamnosus , [29] Lactobacillus reuteri , [29] и Faecalibacterium prausnitzii [30] также значительно снижают повышенную проницаемость кишечника.

Ацетат ларазотида (ранее известный как AT-1001) — антагонист рецептора зонулина, который был исследован в клинических испытаниях. Похоже, что это лекарственный кандидат для использования в сочетании с безглютеновой диетой у людей с целиакией с целью снижения проницаемости кишечника, вызванной глютеном, и его прохождения через эпителий, и, следовательно, смягчения возникающего каскада иммунных реакций. [26] [31]

Генетическое нарушение аргиназы-2 у мышей замедляет начало старения и увеличивает продолжительность жизни. [32] [33] Для снижения влияния NO на проницаемость кишечника были разработаны ингибиторы аргиназы. [33]

Синдром повышенной проницаемости кишечника

« Синдром повышенной проницаемости кишечника » — это гипотетическое, непризнанное медициной состояние. [19] Его популяризировали некоторые диетологи и специалисты по альтернативной медицине , которые утверждают, что восстановление нормального функционирования стенки кишечника может вылечить многие системные заболевания. Однако надежных доказательств в поддержку этого утверждения не было опубликовано. Также не было опубликовано никаких надежных доказательств того, что методы лечения, предлагаемые для так называемого «синдрома повышенной проницаемости кишечника», включая пищевые добавки, пробиотики , [12] растительные средства (или диеты с низким содержанием FODMAP ; диеты с низким содержанием сахара, противогрибковые или безглютеновые диеты), оказывают какой-либо положительный эффект при большинстве состояний, в которых они, как утверждается, помогают. [19]

Стресс, вызванный физическими упражнениями

Стресс, вызванный физическими упражнениями, может снизить барьерную функцию кишечника. [34] [35] [36] У людей уровень физической активности модулирует желудочно-кишечную микробиоту , повышенная интенсивность и объем упражнений могут привести к дисбактериозу кишечника , а добавки могут поддерживать биоразнообразие кишечной микробиоты , особенно при интенсивных упражнениях. [37] У мышей упражнения снижали богатство микробного сообщества, но увеличивали распределение бактериальных сообществ. [38]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ M. Campieri; C. Fiocchi; SB Hanauer (31 марта 2002 г.). Воспалительное заболевание кишечника: клинический подход к патофизиологии, диагностике и лечению. Springer. стр. 7. ISBN 978-0-7923-8772-5.
  2. ^ Thoma YM, Anderson JM, Turner JR (2012). «Плотные соединения и кишечный барьер». В Johnson LR, et al. (ред.). Физиология желудочно-кишечного тракта. Том 1. Academic Press. стр. 1043–. ISBN 978-0-12-382027-3.
  3. ^ Fasano, A. (февраль 2012 г.). «Проницаемый кишечник и аутоиммунные заболевания». Клинические обзоры по аллергии и иммунологии (обзор). 42 (1): 71–78. doi :10.1007/s12016-011-8291-x. PMID  22109896. S2CID  4088994.
  4. ^ abcdefgh Fasano A (январь 2011 г.). «Зонулин и его регуляция барьерной функции кишечника: биологическая дверь к воспалению, аутоиммунитету и раку». Physiological Reviews (обзор). 91 (1): 151–75. CiteSeerX 10.1.1.653.3967 . doi :10.1152/physrev.00003.2008. PMID  21248165. 
  5. ^ abc Leonard MM, Sapone A, Catassi C, Fasano A (2017). «Целиакия и нецелиакальная чувствительность к глютену: обзор». JAMA (обзор). 318 (7): 647–656. doi :10.1001/jama.2017.9730. PMID  28810029. S2CID  205094729. Предыдущие исследования показали, что глиадин может вызывать немедленное и временное увеличение проницаемости кишечника. Этот проникающий эффект является вторичным по отношению к связыванию специфических неперевариваемых фрагментов глиадина с рецептором хемокина CXCR3 с последующим высвобождением зонулина, модулятора межклеточных плотных контактов. Этот процесс происходит у всех людей, которые употребляют глютен. Для большинства эти события не приводят к аномальным последствиям. Однако эти же события могут привести к воспалительному процессу у генетически предрасположенных лиц, когда система иммунологического надзора ошибочно распознает глютен как патоген.
  6. ^ abcdef Groschwitz KR, Hogan SP (июль 2009 г.). «Функция кишечного барьера: молекулярная регуляция и патогенез заболеваний». Журнал аллергии и клинической иммунологии . 124 (1): 3–20, тест 21–2. doi :10.1016/j.jaci.2009.05.038. PMC 4266989. PMID  19560575 . 
  7. ^ Rao JN, Wang JY (2010-01-01). «Архитектура и развитие кишечника». Регуляция роста слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта . Сан-Рафаэль, Калифорния: Morgan & Claypool Life Sciences. Идентификатор книжной полки NBK54098 . Получено 15 марта 2024 г. – через Национальную медицинскую библиотеку.
  8. ^ Hartmann P, Chen P, Wang HJ, Wang L, McCole DF, Brandl K и др. (Июль 2013 г.). «Дефицит кишечного муцина-2 улучшает течение экспериментальной алкогольной болезни печени у мышей». Гепатология . 58 (1): 108–19. doi :10.1002/hep.26321. PMC 3695050 . PMID  23408358. 
  9. ^ Хан Н, Асиф АР (2015-01-01). "Транскрипционные регуляторы клаудинов в плотных эпителиальных контактах". Медиаторы воспаления . 2015 : 219843. doi : 10.1155/2015/219843 . PMC 4407569. PMID  25948882 . 
  10. ^ Kobayashi N, Takahashi D, Takano S, Kimura S, Hase K (2019). «Роли пейеровых бляшек и микроскладчатых клеток в иммунной системе кишечника: значение для аутоиммунных заболеваний». Frontiers in Immunology . 10 : 2345. doi : 10.3389/fimmu.2019.02345 . PMC 6794464. PMID  31649668. Статья № 2345. 
  11. ^ Näslund E, Hellström PM (сентябрь 2007 г.). «Сигнализация аппетита: от кишечных пептидов и энтеральных нервов к мозгу». Physiology & Behavior . 92 (1–2): 256–62. doi :10.1016/j.physbeh.2007.05.017. PMID  17582445. S2CID  230872.
  12. ^ abcd Rapin JR, Wiernsperger N (2010). «Возможные связи между кишечной проницаемостью и обработкой пищевых продуктов: потенциальная терапевтическая ниша для глутамина». Clinics (Обзор). 65 (6): 635–43. doi :10.1590/S1807-59322010000600012. PMC 2898551 . PMID  20613941. 
  13. ^ O'Hara JR, Buret AG (май 2008 г.). «Механизмы нарушения плотных соединений кишечника во время инфекции». Frontiers in Bioscience . 13 (13): 7008–21. doi : 10.2741/3206 . PMID  18508712.
  14. ^ Dahlgren D, Roos C, Lundqvist A, Tannergren C, Langguth P, Sjöblom M и др. (декабрь 2017 г.). «Доклиническое влияние модифицирующих абсорбцию вспомогательных веществ на кишечный транспорт модельных соединений у крыс и маркер мукозального барьера 51 Cr-EDTA». Молекулярная фармацевтика . 14 (12): 4243–4251. doi :10.1021/acs.molpharmaceut.7b00353. PMID  28737406.
  15. ^ Suzuki T (февраль 2013 г.). «Регуляция проницаемости кишечного эпителия плотными контактами». Cellular and Molecular Life Sciences . 70 (4): 631–59. doi :10.1007/s00018-012-1070-x. PMC 11113843 . PMID  22782113. S2CID  16512214. 
  16. ^ ab Bischoff SC, Barbara G, Buurman W, Ockhuizen T, Schulzke JD, Serino M, Tilg H, Watson A, Wells JM (18 ноября 2014 г.). «Кишечная проницаемость — новая цель профилактики и терапии заболеваний». BMC Gastroenterology (обзор). 14 : 189. doi : 10.1186/s12876-014-0189-7 . PMC 4253991 . PMID  25407511. 
  17. ^ ab Viggiano D, Ianiro G, Vanella G, Bibbò S, Bruno G, Simeone G и др. (2015). «Кишечный барьер в здоровье и болезни: фокус на детстве» (PDF) . European Review for Medical and Pharmacological Sciences . 19 (6): 1077–85. PMID  25855935.
  18. ^ Yeoh N, Burton JP, Suppiah P, Reid G, Stebbings S (март 2013 г.). «Роль микробиома при ревматических заболеваниях». Current Rheumatology Reports (обзор). 15 (3): 314. doi :10.1007/s11926-012-0314-y. PMID  23378145. S2CID  25721240.
  19. ^ abcd "Синдром повышенной проницаемости кишечника". NHS Choices . 26 февраля 2015 г. Архивировано из оригинала 2018-02-11 . Получено 15 августа 2016 г.
  20. ^ Yarandi SS, Peterson DA, Treisman GJ, Moran TH, Pasricha PJ (2016). «Модулирующие эффекты кишечной микробиоты на центральную нервную систему: как кишечник может играть роль в нейропсихиатрическом здоровье и заболеваниях». Журнал нейрогастроэнтерологии и моторики (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 
  21. ^ Severance EG, Yolken RH, Eaton WW (2016). «Аутоиммунные заболевания, желудочно-кишечные расстройства и микробиом при шизофрении: больше, чем просто чувство желудка». Schizophrenia Research (обзор). 176 (1): 23–35. doi :10.1016/j.schres.2014.06.027. PMC 4294997 . PMID  25034760. 
  22. ^ Teixeira TF, Collado MC, Ferreira CL, Bressan J, Peluzio Mdo C (сентябрь 2012 г.). «Потенциальные механизмы возникающей связи между ожирением и повышенной проницаемостью кишечника». Nutrition Research (обзор). 32 (9): 637–47. doi :10.1016/j.nutres.2012.07.003. PMID  23084636.
  23. ^ Фести Д., Шумерини Р., Эусеби Л.Х., Мараско Г., Таддия М., Колеккья А. (ноябрь 2014 г.). «Кишечная микробиота и метаболический синдром». Всемирный журнал гастроэнтерологии (обзор). 20 (43): 16079–16094. дои : 10.3748/wjg.v20.i43.16079 . ПМЦ 4239493 . ПМИД  25473159. 
  24. ^ Кифер Д., Али-Акбарян Л. (2004). «Краткий обзор на основе фактических данных двух желудочно-кишечных заболеваний: синдромов раздраженного кишечника и повышенной проницаемости кишечника». Альтернативные методы лечения в здравоохранении и медицине . 10 (3): 22–30, тест 31, 92. PMID  15154150.
  25. ^ abc Heyman M, Abed J, Lebreton C, Cerf-Bensussan N (сентябрь 2012 г.). «Проницаемость кишечника при целиакии: понимание механизмов и их связь с патогенезом». Gut (обзор). 61 (9): 1355–64. doi :10.1136/gutjnl-2011-300327. PMID  21890812. S2CID  42581980. Изменения парацеллюлярной и трансцеллюлярной проницаемости кишечника кажутся вторичными по отношению к аномальной иммунной реакции, вызванной глютеном. Было высказано предположение, что глиадин увеличивает проницаемость соединений для малых молекул посредством высвобождения прегаптоглобина-2. Экологические триггеры CD, отличные от глиадина, также могут способствовать изменениям проницаемости. Кишечная инфекция и дефицит железа могут стимулировать экспрессию трансферринового рецептора (TfR) CD71 в энтероцитах. ... После того, как изменения в проницаемости кишечника, в частности, ретротранспорт пептидов IgA-глиадина, произойдут, они могут самоподдерживать воспалительные иммунные реакции и замыкать порочный круг.
  26. ^ ab Khaleghi S, Ju JM, Lamba A, Murray JA (январь 2016 г.). «Потенциальная полезность регулирования плотных контактов при целиакии: фокус на ларазотид ацетат». Therapeutic Advances in Gastroenterology (Обзор. Поддержка исследований, NIH, заочное отделение). 9 (1): 37–49. doi :10.1177/1756283X15616576. PMC 4699279 . PMID  26770266. 
  27. ^ Fasano A (октябрь 2012 г.). «Кишечная проницаемость и ее регуляция зонулином: диагностические и терапевтические аспекты». Клиническая гастроэнтерология и гепатология (обзор). 10 (10): 1096–100. doi :10.1016/j.cgh.2012.08.012. PMC 3458511 . PMID  22902773. 
  28. ^ Akobeng AK, Elawad M, Gordon M (февраль 2016 г.). "Глутамин для индукции ремиссии при болезни Крона" ( PDF) . База данных систематических обзоров Cochrane . 2016 (2): CD007348. doi :10.1002/14651858.CD007348.pub2. PMC 10405219. PMID  26853855. 
  29. ^ ab Lopetuso LR, Scaldaferri F, Bruno G, Petito V, Franceschi F, Gasbarrini A (2015). «Терапевтическое управление проницаемостью кишечного барьера: новая роль протекторов слизистого барьера». European Review for Medical and Pharmacological Sciences . 19 (6): 1068–1076. PMID  25855934.
  30. ^ Ганесан К, Чунг СК, Ванамала Дж, Сюй Б (2018). «Причинно-следственная связь между изменениями микробиоты кишечника, вызванными диетой, и диабетом: новая стратегия трансплантации Faecalibacterium prausnitzii для профилактики диабета». Международный журнал молекулярных наук . 19 (12): E3720. doi : 10.3390/ijms19123720 . PMC 6320976. PMID  30467295 . 
  31. ^ Креспо Перес Л. и др. (январь 2012 г.). «Недиетические терапевтические клинические испытания при целиакии». Европейский журнал внутренней медицины (обзор). 23 (1): 9–14. doi :10.1016/j.ejim.2011.08.030. PMID  22153524.
  32. ^ Xiong Y, Yepuri G, Montani JP, Ming XF, Yang Z ( 2017). «Дефицит аргиназы II увеличивает продолжительность жизни у мышей». Front Physiol . 8 : 682. doi : 10.3389/fphys.2017.00682 . PMC 5596098. PMID  28943853.  В данной статье используется текст, доступный по лицензии CC BY 4.0.
  33. ^ ab Brandt A, Baumann A, Hernández-Arriaga A, Jung F, Nier A, Staltner R, Rajcic D, Schmeer C, Witte OW, Wessner B, Franzke B, Wagner KH, Camarinha-Silva A, Bergheim I (декабрь 2022 г.). «Нарушения кишечного аргинина и метаболизма NO вызывают связанную со старением дисфункцию кишечного барьера и „воспаление“». Redox Biol . 58 : 102528. doi : 10.1016/j.redox.2022.102528. PMC 9649383. PMID  36356464 . 
  34. ^ Кларк, Эллисон; Мах, Нурия (5 января 2016 г.). «Стрессовое поведение, вызванное физическими упражнениями, ось кишечник-микробиота-мозг и диета: систематический обзор для спортсменов». Журнал Международного общества спортивного питания . 13 (1): 346–349. doi : 10.1186/s12970-016-0155-6 . PMC 5121944. PMID  5121944 . Значок открытого доступа
  35. ^ Keirns, Bryant H.; Koemel, Nicholas A.; Sciarrillo, Christina M.; Anderson, Kendall L.; Emerson, Sam R. (1 октября 2020 г.). «Упражнения и кишечная проницаемость: еще одна форма гормезиса, вызванного упражнениями?». American Journal of Physiology. Физиология желудочно-кишечного тракта и печени . 319 (4): G512–G518. doi :10.1152/ajpgi.00232.2020. PMID  32845171. S2CID  221328089.
  36. ^ Ван Вейк, Ким; Ленартс, Катье; Ван Бийнен, Аннемари А.; Боонен, Бас; Ван Лун, Люк Дж.К.; Деджонг, Корнелис ХК; Буурман, Вим А. (декабрь 2012 г.). «Усугубление вызванного физической нагрузкой повреждения кишечника ибупрофеном у спортсменов». Медицина и наука в спорте и физических упражнениях . 44 (12): 2257–2262. doi : 10.1249/mss.0b013e318265dd3d . PMID  22776871. S2CID  9982820.
  37. ^ Дзевецка, Ханна; Буттар, Харпал С.; Касперская, Анна; Остапюк-Карольчук, Иоанна; Домагальска, Малгожата; Чихонь, Юстина; Скарпаньска-Штайнборн, Анна (7 июля 2022 г.). «Физическая активность вызвала изменения микробиоты кишечника у людей: систематический обзор». BMC Спортивная наука, медицина и реабилитация . 14 (1): 122. дои : 10.1186/s13102-022-00513-2 . ПМЦ 9264679 . ПМИД  35799284. Значок открытого доступа
  38. ^ Ян, Цюй; Чжай, Вэньхуэй; Ян, Чэнхао; Ли, Цзихао; Мао, Лунфэй; Чжао, Минъи; У, Сюшань (12 октября 2021 г.). «Взаимосвязь между физической активностью, кишечной флорой и сердечно-сосудистыми заболеваниями». Сердечно-сосудистая терапия . 2021 : 1–10. дои : 10.1155/2021/3364418 . ПМЦ 8526197 . ПМИД  34729078. Значок открытого доступа