Bariera jelitowa i nietolerancje pokarmowe
Barierę jelitową tworzą: błona śluzowa jelit, ścisłe połączenia między enterocytami,mikroflora jelitowa, wydzielnicza immunoglobulina A (sIgA), kępki Peyera, komórki M, Komórki APC, limfocyty.
Układ immunologiczny jelita GALT (gut associated lymphoid tissue) wytworzył wiele mechanizmów , które warunkują reaktywność w stosunku do patogenów i areaktywność w stosunku do mikroflory komensalnej i antygenów z pożywienia.
Rozpoznawanie antygenów bakteryjnych jest hamowane poprzez warstwę śluzu na powierzchni nabłonka jelita. Śluz ten składa się z dwóch warstw. Pierwsza zewnętrzna o luźniejszej strukturze zawiera bakterie, natomiast warstwa głębsza bardziej zbita nie zawiera mikroorganizmów. Ważny składnik śluzu to mucyna.
Innym ważnym czynnikiem są białka antybakteryjne AMP (antimicrobial peptides) takie jak cryptydyny i lektyny typu C wytwarzane w komórkach nabłonka i komórkach Panetha w kryptach jelitowych. Nie wpływają one na ilość bakterii w świetle jelita ale ograniczają ich przenikanie do (MLN) węzłów chłonnych krezkowych. Mikroflora jelitowa reguluje wytwarzanie cryptydyn i lektyn co powoduje eliminację mikroflory wrażliwej na AMP.
Przeciwciała klasy IgA (wytwarzane w limfocytach B) również ograniczają przenikanie bakterii przez warstwę śluzową.
Ścisłe połączenie to skomplikowany system połączeń między komórkami tworzącymi poszczególne warstwy nabłonka. Ważną rolę w utrzymywaniu tego połączenia pełnią białka: okludyna i klaudyna.
Błona śluzowa
Błona śluzowa jelita cienkiego na całej powierzchni ma palczaste uwypuklenia – kosmki jelitowe. Jest ich 20-40 na 1mm2 powierzchni w jelicie czczym i 20-30 na 1mm2 w jelicie krętym.
Komórki pokrywające kosmki to:
– komórki kubkowe wytwarzające śluz
– enterocyty posiadające gęsto ułożone mikrokosmki zwrócone do światła jelita – rąbek szczoteczkowy pokryty gruby glikokaliksem. W glikokaliksie są zakotwiczone liczne enzymy do trawienia i wchłaniania jego produktów.
Dookoła każdego kosmka występują trzy krypty jelitowe. Są to ślepo zakończone cewki przechodzące aż w głąb blaszki właściwej . Krypty zawierają komórki macierzyste, których komórki pochodne przechodzą na powierzchnię kosmka tworząc enterocyty i komórki kubkowe lub wypełniają dno i ściany krypt. Na powierzchni kosmków komórki dojrzewają i różnicują się, potem obumierają i złuszczają się. Dzięki temu nabłonek jelitowy podlega ciągłej regeneracji. Pełny cykl odnowy nabłonka trwa 1-5 dni.
W nabłonku pokrywającym kosmki znajdują się liczne komórki dokrewne: głównie w dwunastnicy i początkowym odcinku jelita czczego: komórki G produkujące gastrynę w małych ilościach, komórki S wytwarzające sekretynę, komórki I produkujące cholecystokininę, komórki K wytwarzające żołądkowy peptyd hamujący aktywność żołądka , komórki EC wytwarzające motylinę i serotoninę, na całej długości jelita cienkiego : komórki EGL wytwarzające enteroglukagon, komórki D produkujące somatostatynę, komórki H wytwarzające wazoaktywny peptyd jelitowy i peptyd uwalniający gastrynę głównie w jelicie czczym i krętym komórki N -wytwarzające neurotensynę. Wszystkie te komórki mają kontakt ze światłem jelita.
Aktywność enzymatyczna jelita pochodzi głównie ze złuszczonych i rozłożonych komórek nabłonka, bezpośrednio do soku jelitowego są wytwarzane jedynie: enterokinaza, fosfataza alkaliczna i sacharaza.
Błona komórkowa enterocytów ma strukturę mozaikową białkowo-lipidową. Przepuszcza wodę i rozpuszczone w niej substancje przez kanaliki (pory) , których średnica wynosi: 750pm w jelicie czczym, 340pm w jelicie krętym, 250pm w jelicie grubym. Np. jon Na+ ma średnicę 250pm.
Woda wchłaniana jest wyłącznie przez kanaliki i jest to zawsze transport bierny. Aminokwasy, glukoza z trudem przenikają przez te pory, ale wchłaniają się z łatwością i to przeciwko gradientowi stężeń , co świadczy o aktywnym charakterze transportu tych substancji. Kwasy tłuszczowe, monoglicerydy, cholesterol i witaminy rozpuszczalne w tłuszczach są transportowane przez bierną dyfuzję w warstwie lipidowej błony śluzowej. Elektrolity , które mają małe rozmiary mogą być wchłaniane z prądem wody podążając za substancjami aktywnymi wchłanianymi w sposób czynny.
Jelito cienkie jest obficie zaopatrzone w krew przez 12-20 tętnic – odgałęzień tętnicy krezkowej górnej, w warstwie podśluzowej znajduje się sieć naczyń śródściennych , z której pojedyncze tętniczki biegną do szczytu kosmków.
W czasie trawienia przepływ jelitowy krwi zwiększa się o 100-200%. W środku kosmków pęczki miocytów kurczą się ok. 6 razy na minutę dając efekt pompy ssąco- tłoczącej co usprawnia krążenie i poprawia kontakt treści jelita z powierzchnią chłonną nabłonka.
Mikroflora przewodu pokarmowego:
Mikroorganizmy zasiedlające przewód pokarmowy człowieka to prawie 1500 gatunków, z których zidentyfikowano do tej pory tylko ok. 50%.
W jamie ustnej oraz gardle występują dość licznie (ok. 700 gatunków) , ok. 108 CFU/g – najczęściej są to Streptococcus, Peptococcus, Staphylococcus, Bifidobacterium, Lactobacillus, Fusobacterium. W przełyku (ze względu na szybki przepływ treści pokarmowej) i żołądku występują jedynie przejściowo i są to raczej drobnoustroje dostarczone z pożywieniem oraz pochodzące z jamy ustnej i gardła. Nieliczne bakterie występujące w żołądku ze względu na bardzo niekorzystne gatunki (niskie pH) są to Helicobacter pylori, Streptococcus, Lactobacillus w ilościach poniżej 10 CFU/g . Dwunastnica ze względu na obecność soku trzustkowego, żółci oraz silną perystaltykę również jest słabo zasiedlona mikroflorą 101-103 CFU/g,. Jej skład jakościowy jest podobny do tego w żołądku. W jelicie czczym są to Streptococcus , Bacteroides, Lactobacillus w ilości 105 – 107 CFU/g.
W jelicie krętym panują lepsze warunki dla rozwoju mikroorganizmów, więc ich ilość jest tu rzędu 107 – 108 CFU/g, są to głównie bakterie Bacteroides, Clostridium, Eneterococcus, Lactobacillus, Bifidobacterium i inne.
Najliczniejsza jest mikroflora jelita grubego (1011 – 1012 CFU/g ) – łącznie jest ich 1,5–2kg – stanowi to 40-50% treści jelita. Tak duża ilość jest związana z obojętnym pH i wolniejszą perystaltyką. Skład jakościowy jest bardzo zróżnicowany – ok. 800 gatunków , są to głównie beztlenowe bakterie gram-dodatnie i gram-ujemne. Zdecydowanie jest to najbogatszy ekosystem w ludzkim organizmie. 30-40 % gatunków tworzy mikroflorę dominującą występującą u wszystkich ludzi, są to m. in. Bifidobacterium, Bacteroides, Escherichia, Eubacterium, Enterococcus, Lactobacillus, Clostridium. Pozostałe gatunki tworzą bardziej zróżnicowane i unikatowe zestawy.
Każdy z trzech odcinków okrężnicy jest zasiedlany przez różne mikroorganizmy ze względu na różnice w panujących tam warunkach. W części wstępującej gdzie jest wysoka wilgotność , a pH wynosi 5,5-6,0 występuje duża ilość sacharydów i ich metabolitów, zwłaszcza krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych SCFA ( octowy, propionowy, masłowy). Czas pasażu treści w tej części to 6-16 godzin. Są to bardzo dogodne warunki dla rozwoju drobnoustrojów. Najliczniejsze w tej części szczepy to Clostridium i Bacteroides.
W części zstępującej pH wynosi ok. 7, czas pasażu to ok. 36 godzin, mniejsze jest stężenie SCFA, jest ok. 100-krotnie większe stężenie produktów proteolizy niż w części wstępującej, są też obecne związki toksyczne (fenole, aminy, amoniak) oraz gazy (metan, wodór, dwutlenek węgla).
Mikroflora jelitowa
Różnice występują również w składzie mikroflory światła jelita (głównie beztlenowe) i mikroflory nabłonka (więcej tlenowców) .
Jest to mikroflora autochtoniczna , niezbędna do prawidłowego funkcjonowania ludzkiego organizmu. Pełni funkcje ochronne (Lactobacillus, Bifidobacterium, Bacteroides), immunomodulujące (E.coli, Enterococcus) odżywcze i trawienne. Drobnoustroje jelita grubego eliminują patogeny z organizmu poprzez wytwarzanie licznych substancji o antagonistycznym działaniu takich jak: nadtlenek wodoru, kwasy organiczne, bakteriocyny, diacetyl. Ograniczają możliwość kolonizacji jelita przez patogeny poprzez obniżanie pH, konkurencję o niszę , pokarm i przyleganie do śluzówki jelita (bariera jelitowa), zajmowanie i enzymatyczną modyfikację receptorów dla bakterii chorobotwórczych .
Komórki odpornościowe przewodu pokarmowego stanowią 70% ludzkiego układu immunologicznego. Mikroflora autochtoniczna swoiście z nimi współdziała. Są to jedyne drobnoustroje tolerowane przez organizm. Nie tylko nie są eliminowane przez układ odpornościowy, ale są niezbędne do jego aktywacji i prawidłowego działania.
Mikroflora ta produkuje witaminy: K oraz z grupy B oraz rozkłada resztki pokarmu, w wyniku czego powstają metabolity SCFA, które odżywiają i stymulują rozwój komórek nabłonka jelita – kolonocytów, komórek wątroby – hepatocytów oraz tkanek obwodowych.
Bardzo duże znaczenie wykazano zwłaszcza w przypadku kwasu masłowego, który odżywia komórki nabłonka jelita grubego, wpływa na ich dojrzewanie i prawidłowe różnicowanie. Jest bardzo szybko wychwytywany i metabolizowany przez kolonocyty. Najwięcej produkują go bakterie w kątnicy i okrężnicy wstępującej.
Mikroorganizmy jelitowe pozytywnie wpływają na perystaltykę, utrzymanie ciągłości błony śluzowej przewodu pokarmowego, pobudzają wydzielanie mucyn – sacharydów tworzących kleistą warstwę uszczelniającą nabłonek jelita.
Wykazują również korzystny wpływ na metabolizm glukozy, lipidów, gospodarkę elektrolitami: sodem, potasem, wapniem, magnezem i żelazem.
Ważna jest funkcja stymulacji układu immunologicznego przewodu pokarmowego poprzez ciągłe utrzymywanie w stanie gotowości do obrony przed patogennymi mikroorganizmami. Jednocześnie układ ten wykazuje specyficzną tolerancję dla mikroflory autochtonicznej.
Mikroflora działa przeciwnowotworowo poprzez wiązanie mutagenów w przewodzie pokarmowym, rozkład związków potencjalnie
Zaburzenia bariery jelitowej
Czynniki negatywnie wpływające na barierę jelitową to m. in.: podwyższone stężenia wolnych rodników tlenowych, zmniejszone stężenia antyoksydantów, infekcje wirusowe, bakteryjne, pasożytnicze, kandydozy przewodu pokarmowego, toksyny (np. metale ciężkie), nadużywanie NLP, nadużywanie alkoholu, konserwanty, barwniki spożywcze, stres nagły i przewlekły, niedożywienie.
Aktywacja układu immunologicznego
Pokarm, który staje się antygenem aktywuje układ immunologiczny , powstałe kompleksy immunologiczne mogą się przemieszczać do np. ścian naczyń krwionośnych, błon maziowych stawów i in. Uwalniane są cytokiny pro-zapalne. Powoduje to powstawanie miejscowych stanów zapalnych, niszczenie tkanek i może prowadzić do przewlekłych schorzeń.
Powstają nietolerancje pokarmowe – inaczej nadwrażliwość pokarmowa IgG-zależna.
wające na barierę jelitową to m. in.: podwyższone stężenia wolnych rodników tlenowych, zmniejszone stężenia antyoksydantów, infekcje wirusowe, bakteryjne, pasożytnicze, kandydozy przewodu pokarmowego, toksyny (np. metale ciężkie), nadużywanie NLP, nadużywanie alkoholu, konserwanty, barwniki spożywcze, stres nagły i przewlekły, niedożywienie.
Aktywacja układu immunologicznego.
Pokarm, który staje się antygenem aktywuje układ immunologiczny , powstałe kompleksy immunologiczne mogą się przemieszczać do np. ścian naczyń krwionośnych, błon maziowych stawów i in. Uwalniane są cytokiny pro-zapalne. Powoduje to powstawanie miejscowych stanów zapalnych, niszczenie tkanek i może prowadzić do przewlekłych schorzeń.
Powstają nietolerancje pokarmowe – inaczej nadwrażliwość pokarmowa IgG-zależna.
