зонулин что это такое

* Ознакомиться подробнее с условиями можно здесь — Лечение в кредит или рассрочку.

Что такое «синдром дырявого кишечника»?

«Дырявый кишечник» – это термин, который означает, что из кишечника в кровоток попадают крупные молекулы. Это происходит, когда «непроницаемые перегородки», необходимые, чтобы закрывать пространства между клетками, раскрываются. Эти отверстия позволяют питательным веществам бесконтрольно всасываться, в отличие от всасывания через кишечную стенку. Часто ученые называют процесс проникновения жидкостей сквозь такие отверстия «внеклеточным транспортом».

Zonula occludens – плотные контакты – соединяют расположенные рядом клетки эпителия кишечника. Они закрывают межклеточное пространство и не допускают пассажа веществ по слизистой. Так регулируется транспорт сахаров, аминокислот, Ig, жирных кислот, антигенов кандиды, иммуногенных компонентов рациона, бактериальных липополисахаридов. Когда барьерная функция кишечника нарушена, говорят о синдроме «дырявого кишечника», от англ. leaky gut.
Есть еще одна система регуляции питательных веществ, проходящих по другому пути. Вместо прохождения через клетки такие вещества обходят их и попадают в межклеточные просветы, обычно закрытые непроницаемыми перегородками. Питательные вещества, идущие этим маршрутом, могут быть пептидами либо небелковыми молекулами.

Почему важно пройти обследование?

Присутствие зонулина, аналогичное дефициту кальция, способствует открытию межклеточных просветов. Повышенный уровень этого белка обнаруживается при целиакии одновременно в просвете кишечника и сыворотке крови. Наблюдения за людьми с кожными реакциями на глютен показали, что патологический процесс, проходивший до уплощения ворсинок, сопровождала высокая проницаемость кишечника на фоне повышенного содержания зонулина. Кроме того, установлено, что нарушения, которые вызывает зонулин, могут также возникать просто при наличии глиадина. Для множества аутоиммунных болезней характерен высокий уровень зонулина и увеличенная проницаемость кишечника, в том числе:
• диабет I типа;
• глютеновая болезнь;
• ревматоидный артрит;
• рассеянный склероз;
• воспаления кишечника.

Высокая проницаемость не всегда имеет выраженную симптоматику именно в кишечнике. Она может проявляться сердечной недостаточностью, кожными заболеваниями (псориаз, экзема), аутоиммунной патологией, сказывающейся на работе щитовидной железы или суставов, депрессией, аутическими расстройствами, психическими заболеваниями и др.

По тому, какова концентрация зонулина в кале, можно оценить степень проницаемости кишечника. К повышению уровня зонулина могут приводить:

• пищевая непереносимость;
• целиакия;
• аутоиммунные заболевания;
• сахарный диабет;
• аллергические дерматозы;
• нарушение флоры кишечника.

Подготовка к исследованию

За 72 часа до сбора кала нужно исключить слабительные, ректальные свечи, масла. По согласованию с врачом нужно отменить лекарства, которые окрашивают кал (сернокислый барий, висмут, железо) и влияют на перистальтику кишечника («Пилокарпин», белладонна и др.).

Для чего и кому нужно такое исследование?

• Чтобы выявить синдром «дырявого кишечника»;
• При симптомах кишечной диспепсии – запорах, поносах, боли в животе, вздутии живота;
• При аллергических дерматозах;
• В рамках диагностики целиакии;
• Для выявления воспаления в кишечнике;
• Детям и подросткам с отсутствием симптомов на фоне сахарного диабета I типа, аутоиммунного тиреоидита, синдрома Дауна, синдрома Турнера и Вильямса, аутоиммунных патологий печени, селективного дефицита иммуноглобулина А;
• Родственникам пациентов с целиакией;
• Людям с аллергической энтеропатией;
• При пищевой непереносимости или аллергии;
• Больным целиакией на безглютеновой диете (в данном случае это еще один маркер для контроля эффективности противовоспалительного лечения).

Источник

Зонулин что это такое

В современном мире отмечается неуклонный рост числа аллергических заболеваний (АЗ) [1]. У детей раннего возраста наиболее частым проявлением АЗ является пищевая сенсибилизация, при этом наиболее распространенным аллергеном у данной возрастной группы рассматривается белок коровьего молока. Клиническая картина аллергии к БКМ (АБКМ) весьма многообразна и сложна. Ее различные клинические проявления, характеризующиеся при этом широким спектром изменений и различной тяжестью, описаны в многочисленных исследованиях и рекомендательных документах, подтверждающих участие в патологическом процессе различных органов и систем [1]. Гастроинтестинальные проявления АБКМ считаются наиболее труднодиагностируемыми и характеризуются многообразием клинических проявлений со стороны желудочно-кишечного тракта, частым развитием нутритивной недостаточности, отсутствием эффективных методов диагностики [2].

Одним из патогенетических механизмов формирования АБКМ являются нарушение состоятельности кишечного барьера и повышение его проницаемости [3, 4]. Исследования последних лет показывают, что, помимо гомеостаза воды и соли, а также переваривания и поглощения питательных веществ, другой ключевой функцией кишечника служит регулирование переноса антигенов окружающей среды через барьер слизистой оболочки кишечника. Плотные кишечные соединения (TJ) ответственны за параклеточный перенос макромолекул, и, следовательно, они способствуют поддержанию баланса между толерантностью и иммунным ответом на пищевые антигены [5]. Хотя в настоящее время хорошо описана ультраструктура TJ, относительно мало известно об их патофизиологической регуляции, приводящей к локальному и/или системному аллергическому воспалению.

Зонулин, предшественник гаптоглобина – единственный известный на настоящий момент белок, участвующий в физиологической регуляции как эпителиальных, так и эндотелиальных барьерных функций путем модуляции межклеточных TJ-контактов [6]. Его открытие позволило лучше понять сложные механизмы, которые регулируют парацеллюлярный транспорт, а также роль кишечной проницаемости и состоятельности кишечного барьера в поддержании гомеостаза. Зонулин может использоваться в качестве биомаркера нарушенной барьерной функции кишечника при аллергических заболеваниях и в будущем способен стать потенциальной терапевтической мишенью для лечения этих состояний [7].

Цель исследования: изучить содержание зонулина в образцах мочи и кала у детей с аллергией к коровьему молоку и уточнить его диагностическое значение.

Материалы и методы исследования

В данное исследование были включены 65 детей раннего возраста (от 3 месяцев до 3 лет) с аллергией к коровьему молоку (I группа), контрольную группу сформировали 20 сопоставимых по полу и возрасту здоровых детей без признаков аллергических заболеваний в анамнезе (II группа). Родители всех пациентов дали письменное согласие на участие в исследовании. Исследование было проведено с учетом требований Хельсинской декларации Всемирной ассоциации «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека» с поправками 2000 г. и «Правилами клинической практики в Российской Федерации», утвержденными Приказом Министерства РФ от 19.06.2003 № 266.

Зонулин в моче и кале изучали с использованием метода ELISA (энзим-связанного иммуносорбентного анализа) с помощью реактивов фирмы Immunоdiagnostik (Германия) вместе с многочисленными копрологическими исследованиями.

Статистический анализ был осуществлен с помощью программного пакета «Statistica 13». Были использованы стандартные методики описательной статистики, рассчитан непараметрический тест Манна–Уитни для сравнения количественных показателей, проведен корреляционный анализ с расчетом коэффициента корреляции Спирмена для определения связи и значимости различий между признаками. Чувствительность (Se), а также специфичность (Spe) данных методов исследования были оценены с помощью ROC-анализа.

Результаты исследования и их обсуждение. При изучении анамнестических данных в 95% случаев установлена взаимосвязь между началом заболевания и введением в рацион питания детей белка коровьего молока.

После проведения анализа клинических проявлений заболевания установлено, что у всех детей I группы отмечалось нарушение характера стула в 100% случаев, рвота и срыгивания – у 23% и 91% детей соответственно, явления метеоризма и флатуленции – у 95,4% и 91% детей соответственно. После проведения многократных копрологических исследований были выявлены следующие копрологические нарушения: йодофильная флора у 89,23%, перевариваемая клетчатка у 60%, амилорея у 92,3%, креаторея у 46,15%, смешанная стеаторея и стеаторея II типа у 53,85% и 46,15% пациентов соответственно. При проведении последующих этапов исследования для объективизации клинической картины гастроинтестинальных проявлений применяли шкалу The Cow’s Milk-related Symptom Score (CoMiSS). При анализе клинических проявлений у 18 детей (27,69%) по шкале CoMiSS была получена оценка, соответствующая легким проявлениям (4,1+0,8 балла); у 30 (46,15%) детей отмечались гастроинтестинальные симптомы средней степени тяжести, что соответствовало 11,2+0,5 балла; тяжелые желудочно-кишечные проявления были зафиксированы у 17 (26,15%) детей, их оценка по шкале CoMiSS составила 15,1+1,2 балла.

Для оценки состоятельности кишечного барьера и определения целостности TJ-контактов кишечника мы изучили содержание зонулина в кале у здоровых детей и детей с АБКМ. В результате проведенного исследования было установлено статистически значимое увеличение показателей зонулина в анализах кала у детей с пищевой аллергией. Так, у детей I группы (рис. 1) его уровень был более чем в 2 раза выше показателей контрольной группы и составил 1,79±0,16 нг/мл и 0,75±0,01 нг/мл соответственно, р

Источник

Плотные контакты, проницаемость кишечного барьера и микробиом

Плотные контакты, проницаемость кишечного барьера и микробиом

Влияние бактериальных инфекций, пробиотиков и зонулина на целостность кишечного барьера

Резюме

1. Введение

2. Кишечный барьер

Его структура подвержена динамическим изменениям и определяется физическими, химическими и биологическими компонентами, такими как слизь, клетки (эпителиальные, секреторные и иммунные) и бактериальная микрофлора [7]. Все компоненты кишечного барьера, а также его взаимодействие с бактериями и зонулином показаны на рисунке 1.

Рисунок 1. Модель кишечного барьера и схема его взаимодействия с патогенными бактериями, антибиотиками, пробиотиками и зонулином. Структура кишечного барьера (рассмотрено в разделе 2). Антибиотики и патогенные бактерии (см. Раздел 3). Зонулин и его взаимодействие с барьером и влияние на его секреторную функцию (см. Раздел 4).

Эпителий

Транспорт через кишечный барьер

Слизь (муцины)

Микробиота

Есть несколько других примеров случаев, которые демонстрируют разнообразное влияние бактерий и их метаболитов на целостность кишечного барьера. Это особенно верно в случае определенных видов пробиотиков, включая, помимо прочего, Lactobacillus rhamnosus [57–59], Streptococcus thermophilus [60], Lactobacillus reuteri [61] и Bifidobacterium infantis. Более того, Bacterioides thetaiotaomicron стимулирует экспрессию небольшого богатого пролином белка 2A ( SPRR2A ), который отвечает за стабилизацию десмосом в эпителиальных ворсинках [62]. Различные штаммы кишечной палочки по-разному влияют на барьер. А именно, пробиотический штамм E. coli Nissle 1917 стимулирует продукцию TJ-белка ZO-2 [45,62], тогда как штамм E. coli C25 увеличивает проницаемость [63].

Значительные изменения соотношения комменсалов и патогенных штаммов или рост новых бактериальных групп нарушают гомеостаз кишечника и могут способствовать патогенезу или прогрессированию многих заболеваний человека, включая ВЗК, аутоиммунные заболевания и метаболические нарушения [63]. Вышеупомянутые примеры демонстрируют, как состав микрофлоры значительно модулирует экспрессию белков плотных контактов, состояние слизи и выработку воспалительных цитокинов.

3. Кишечные инфекции и антибиотикотерапия.

Дисбиоз микробиома может вызвать высвобождение зонулина, что приводит к тому, что содержимое просвета кишечника проникает через эпителиальный барьер, высвобождая провоспалительные цитокины. Присутствие цитокинов вызывает массовый приток остатков пищи и микробных антигенов, что приводит к активации Т-клеток и вызывает устойчивое состояние повышенной проницаемости [73]. В результате взаимодействия микроорганизмов со стенкой кишечника может возникнуть нарушение целостности мембран и обильная водянистая или даже кровянистая диарея. Это происходит из-за ряда факторов вирулентности, которые размножаются бесконтрольно размножающимися микроорганизмами, или из-за действия токсинов, которые они вырабатывают. Нарушение целостности стенки кишечника, помимо отрицательного воздействия токсичных продуктов жизнедеятельности или непереваренной пищи, попадающей в кровоток, несет в себе риск дальнейшего патогенного вторжения в организм, что приводит к серьезным системным инфекциям. Инфекции с этиологией инвазивных и токсин-продуцирующих штаммов Escherichia coli, а также пролиферация токсин-продуцирующих представителей Clostridia, по-видимому, являются весьма отличительными в отношении нарушений целостности кишечной стенки.

Основным рецептором вируса SARS-CoV-2 является ангиотензинпревращающий фермент 2 ( ACE2 ), который также играет важную роль в регулировании транспорта аминокислот в кишечнике, экспрессии антимикробных пептидов и в предотвращении дисбиоза кишечника [104]. ACE2 может также влиять на кишечный барьер, изменяя приток кальция [105]. Также предполагалось, что вирус SARS-CoV-2 сам по себе может увеличивать кишечную проницаемость, повреждая эпителиальный барьер и энтероциты [106].

Когортные исследования 100 пациентов с подтвержденной инфекцией SARS-CoV-2 изучали состав микробиома в кале с концентрацией воспалительных маркеров в плазме. Результаты показали, что состав кишечного микробиома существенно изменился. Вирусная инфекция стала заметной благодаря удалению бактерий с иммуномодулирующим потенциалом, таких как Faecalibacterium prausnitzii, Eubacterium rectale и некоторых видов Bifidobacterium. Эти изменения преобладали в течение месяца после начала инфекции. Корреляция этих изменений была представлена вместе с увеличением концентрации воспалительных маркеров, таких как С-реактивный белок, лактатдегидрогеназа, аспартатаминотрансфераза и гамма-глутамилтрансфераза [110]. Поэтому некоторые авторы считают, что пробиотическая терапия, трансплантация кишечной флоры или пробиотическая фитотерапия могут поддерживать терапию COVID-19 и предотвращать вторичные бактериальные инфекции [100, 104, 111].

4. Зонулин

Примечание: Список заболеваний, в которых замешан зонулин можно просмотреть самостоятельно в таблице 1 из статьи под названием: «Зонулин, регулятор функций эпителиального и эндотелиального барьеров, и его участие в хронических воспалительных заболеваниях».

Стратегии изменения барьерной функции кишечника посредством отрицательной регуляции зонулина предполагают потенциальное терапевтическое применение для лечения целиакии. Ингибитор зонулина ларазотида ацетат дает положительные результаты при лечении целиакии, но все еще требует обширных исследований в большой клинической группе [118]. В дополнение к традиционным методам лечения некоторые пищевые соединения, включая молозиво крупного рогатого скота [119], яблочный пектин [120] и витамины A и D [121], модулируют эпителиальный барьер, снижая уровни зонулина в сыворотке.

Зонулин и бактериальные инфекции

Дисфункция кишечного барьера является решающим фактором патогенеза и прогрессирования сепсиса. В экспериментальной модели Yoseph et al. продемонстрировали, что экспрессия белков плотных контактов изменяется во время сепсиса [130]. Напротив, Klaus et al. обнаружили, что уровни зонулина в сыворотке крови были повышены у пациентов с сепсисом [131]. Было высказано предположение, что зонулин может быть ключевым фактором послеоперационного сепсиса. Исследование Liu et al. показали, что использование пробиотической терапии в послеоперационном периоде снижает риск сепсиса и коррелирует со снижением уровней зонулина в сыворотке крови. Лечение пробиотиками также способствует сохранению барьера печени, защищая его от метастазов у ​​пациентов, перенесших операцию по поводу рака толстой кишки [132]. Эти данные предполагают, что повышенный уровень зонулина, высвобождаемого из энтероцитов, приводит к миграции бактерий через эпителий, что может спровоцировать прогрессирование сепсиса. С другой стороны, однако, исследования El Asmar и Fasano постулируют, что секреция воды в просвет кишечника из-за вызванного зонулином открытия плотных соединений является независимым механизмом защиты хозяина. Принцип, лежащий в основе этого явления, заключается в том, что оно приводит к вымыванию микроорганизмов из кишечника в соответствии с градиентом гидростатического давления [92,113,133].

Зонулин и пробиотики

Воспаление, ожирение и микрофлора кишечника у пациентов с колоректальным раком позволяют оценить взаимосвязь между этими аспектами. Было показано, что состояние ожирения, присутствующее у этих пациентов, связано с изменениями в составе и функциональных возможностях кишечной микробиоты. Она характеризуется более условно-патогенными микроорганизмами (такими как Prevotella, Fusobacterium nucleatum, Enterobacteriaceae и Escherichia coli). Соответственно, мы обнаружили, что уровни зонулина в плазме были значительно выше у пациентов с ожирением по сравнению с контрольными группами пациентов с раком кишечника без ожирения, а также со здоровыми пациентами. Повышенные уровни зонулина были связаны с обилием Prevotella в кишечной микробиоте пациентов с ожирением [140]. Prevotella содержит ферменты, важные для разложения муцина, которые могут нарушать барьер слизистой оболочки толстой кишки и нарушать барьерную функцию кишечника [141]. Хотя состав микробиоты кишечника и связанные с ней метаболические функции коррелировали с уровнями зонулина и кальпротектина, исследование не смогло определить четкую причину этого явления или его соответствующие последствия для здоровья [140].

Нарушение целостности кишечного барьера было исследовано с точки зрения того, как оно может предрасполагать к метаболическим нарушениям во время беременности. Были зарегистрированы изменения уровней зонулина в сыворотке как маркера кишечной проницаемости, а также активности LPS во время беременности. Другие взаимозависимости, подвергшиеся исследованию, включали влияние приема пробиотиков (Bifidobacterium animalis ssp. Lactis 420 и Lactobacillus rhamnosus HN001) и / или добавок длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот (LC-PUFA) на снижение уровней зонулина в сыворотке и активность LPS. У беременных с ожирением по мере прогрессирования беременности была продемонстрирована корреляция между увеличением кишечной проницаемости, что также отражалось на активности LPS. В то же время не было показано, что добавление пробиотиков и / или LC-PUFA существенно влияет на уровни зонулина в сыворотке или активность LPS [142].

Исследования эффектов приема Bifidobacterium animalis ssp. lactis 420 без и с присутствием клетчатки показали, что уровни зонулина в крови, по-видимому, последовательно снижались на протяжении всего исследования в этих группах по сравнению с группами, принимавшими плацебо или только клетчатку. Кроме того, наблюдалось уменьшение жира в брюшной полости и hsCRP [144]. Напротив, у пациентов с мигренью после приема пробиотиков не наблюдалось существенного влияния на уровень зонулина [145]. Двухнедельный прием синбиотических добавок не изменял проницаемость кишечника у здоровых людей [146]. Вариабельность результатов также может быть обусловлена продолжительностью исследования и состоянием здоровья исследуемой группы.

5. Выводы

Плотные соединения (TJs) между энтероцитами, состоящие из белковых комплексов, играют важную роль в контроле проницаемости кишечной стенки. Правильно функционирующие TJs и иммунная система контролируют поток пищи, а также бактериальные антигены и токсические вещества в межклеточное пространство кишечника (lamina propria). В то же время правильный качественный и количественный состав микробиоты желудочно-кишечного тракта играет важную роль в поддержании этого баланса. Дисбиоз, вызванный употреблением обработанных пищевых продуктов, злоупотреблением некоторыми лекарствами (включая антибиотики, ингибиторы протонной помпы, нестероидные противовоспалительные препараты) или недостатком питательных веществ, может привести к воспалению, что приводит к повышенной проницаемости кишечного барьера. Это приводит к перегрузке слизистой оболочки кишечника антигенами, усилению воспаления, нарушению всасывания и перемещению молекул к другим отдаленным органам, таким как печень.

Открытие белка зонулина, который является человеческим эквивалентом токсина Zot, продуцируемого холерным вибрионом, внесло важный вклад в выяснение связи между нарушением проницаемости кишечного барьера и патомеханизмом заболевания. Многочисленные исследования указывают на изменения секреции зонулина, вызванные присутствием микроорганизмов. Было замечено, что сдвиг в балансе состава кишечной микробиоты в сторону условно-патогенных микроорганизмов приводит к увеличению уровней зонулина в сыворотке. Исследования влияния пробиотических микроорганизмов на уровни зонулина дали неоднозначные результаты, но похоже, что одновременный прием Bifidobacterium sp. в сочетании с пребиотиком в некоторых случаях может иметь положительный эффект на снижение уровней зонулина.

Роль зонулина в поддержании герметичности кишечного барьера неоднократно демонстрировалась в исследованиях. Он определяет селективность кишечного барьера, который участвует в контроле молекул, которые проникают в кровоток или задерживаются на поверхности кишечника. Повышенные уровни зонулина указывают на признаки разрушения этого барьера, а также на потерю контроля над прохождением частиц из просвета кишечника в кровоток. Оценка уровней зонулина в сыворотке, по-видимому, является хорошим маркером для оценки кишечной проницаемости. Многочисленные публикации также демонстрируют влияние присутствия патогенных микроорганизмов и / или дисбиоза на нарушения проницаемости кишечной стенки. Тем не менее, взаимосвязь между микробными взаимодействиями и уровнями зонулина требует дальнейших исследований для определения точной взаимосвязи между этими двумя факторами.

Дополнительная информация (в конце страницы):

Тематическая информация:

Литература

Кишечный барьер, кишечная проницаемость, неспецифическое воспаление и их роль в формировании функциональных заболеваний желудочно-кишечного тракта

Цель обзора. Представить причины нарушения проницаемости слизисто-эпителиального барьера и рассмотреть их как патогенетический фактор развития функциональных заболеваний желудочно-кишечного тракта (ЖКТ).

Заключение: нарушение барьерной функции слизисто-эпителиального слоя ЖКТ может рассматриваться как один из патогенетических факторов развития ФД и СРК.

Функциональные заболевания желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) развиваются вследствие взаимодействия между биологическими (нарушение кишечной проницаемости, изменение состава микробиоты), психологическими (эмоциональные нарушения) и социальными (психотравмирующие ситуации в детстве, дефицит социальной поддержки) факторами [1].

К наиболее часто встречающимся функциональным заболеваниям ЖКТ относятся синдром раздраженного кишечника (СРК) и функциональная диспепсия (ФД) [2]. Распространенность СРК в популяции колеблется от 10 до 25 % [3]. В России распространенность заболевания составляет 19 % [4]. Распространенность ФД, согласно данным литературы, колеблется от 11 до 29,2 % [5]. При этом у большинства пациентов (27–82,6 %) отмечается сочетание СРК и ФД [6, 7].

СРК определяется как функциональное заболевание ЖКТ, основным проявлением которого служит рецидивирующая боль в животе, возникающая по меньшей мере 1 раз в неделю, которая характеризуется следующими признаками (двумя или более): связана с дефекацией, сочетается с изменением ее частоты и/или формы кала. В зависимости от формы стула по Бристольской шкале стула [8] выделяют три основных варианта заболевания: с преобладанием диареи (СРК-Д), с преобладанием запоров (СРК-З) и смешанный (СРК-М). Четвертый вариант СРК — неклассифицируемый, диагностируемый в том случае, если жалобы пациента соответствуют критериям СРК, однако недостаточно данных для того, чтобы диагностировать один из перечисленных выше трех вариантов заболевания [9]. СРК значительно ухудшает качество жизни пациентов, кроме того, заболевание возлагает как на больных, так и на систему здравоохранения существенное материальное бремя [10].

ФД, согласно Римским критериям IV, определяется как комплекс следующих симптомов: боль и чувство жжения в эпигастральной области, ощущение переполнения в эпигастрии после еды и раннего насыщения, причиняющие беспокойство пациенту [11]. Как и у пациентов, страдающих СРК, качество жизни больных с ФД существенно снижено, а затраты на обследование и лечение пациентов весьма существенны [12].

В настоящее время как этиология, так и патофизиология функциональных заболеваний ЖКТ изучены недостаточно. В качестве одного из предполагаемых звеньев патогенеза рассматривается нарушение строения и функции слизисто-эпителиального барьера ЖКТ, причиной которых служит полиморфизм генов, ответственных за синтез его различных компонентов, перенесенные острые кишечные инфекции, антибиотикотерапия, изменения в составе микробиоты, психоэмоциональный стресс и особенности рациона [13–17]. Нарушение проницаемости опосредованно приводит к развитию неспецифического воспаления в кишечной стенке, в результате которого развиваются висцеральная гиперчувствительность и нарушение моторики кишечника [18], обусловливающие, в свою очередь, развитие симптомов СРК и ФД.

Лучшее понимание роли нарушенной проницаемости и неспецифического воспаления необходимо для совершенствования методов лечения и поддержания ремиссии функциональных заболеваний, в связи с чем необходимость дальнейшего изучения данных факторов актуальна.

Слизисто-эпителиальный барьер и проницаемость желудочно-кишечного тракта

Слизисто-эпителиальный барьер представляет собой функциональную единицу, отделяющую просвет кишки от внутренней среды организма. Его основная функция — регуляция проницаемости, которая является измеряемой способностью данного барьера [19]. За барьерную функцию отвечают формирующие его компоненты, образующие несколько послойных уровней: микробиота, слой слизи, эпителиальные клетки с межэпителиальными контактами, клетки иммунной системы и кровеносные сосуды [7].

Часть перечисленных выше компонентов, например слой слизи и комплекс, состоящий из эпителиальных клеток, скрепленных тремя видами контактов,— образуют физический барьер, механически препятствующий адгезии патогенных бактерий. Другая часть — антимикробные пептиды, цитокины, секреторный иммуноглобулин IgA, медиаторы воспаления — представляет собой химический барьер.

В результате проведенных исследований были получены данные о повышении проницаемости слизисто-эпителиального барьера у пациентов с функциональными заболеваниями ЖКТ [24–28]. Однако остается не до конца ясным, за счет каких компонентов нарушается проницаемость и служит ли этот процесс причиной развития симптомов или является вторичным изменением при данном заболевании.

В данной публикации рассматривается состояние двух компонентов слизисто-эпителиального барьера: слизистого и эпителиального.

Преэпителиальный слой

Преэпителиальный барьер представлен слоем слизи — гелем, образованным гликозилированными белками, которые экскретируются бокаловидными клетками, расположенными на каемчатых ворсинках эпителиоцитов [29]. Слой слизи покрывает слизистую оболочку на всем протяжении ЖКТ, толщина слоя слизи зависит от его локализации — от минимальной толщины в желудке до максимальной в толстой кишке. Например, согласно данным C. Atuma et al., толщина слоя слизи в теле желудка у грызунов составляет в среднем 189 мкм, в подвздошной — 480 мкм, и в толстой кишке — до 830 мкм [30].

Структура слоя слизи также различается в зависимости от отделов ЖКТ — в желудке и толстой кишке он представлен плотно прикрепленным к поверхности эпителиоцитов внутренним и более рыхлым внешним слоем, в то время как в тонкой кишке определяется только один плотный слой [31]. В толстой кишке на долю рыхлого внешнего слоя приходится более 80 % толщины [30].

Во всех отделах ЖКТ в слое слизи находятся как связанные с мембранами муцины — MUC1, MUC3, MUC4, MUC12, MUC13 и MUC17, так и гелеобразующие муцины — MUC2, MUC5AC, MUC5B и MUC6. Экспрессия муцинов отличается на протяжении ЖКТ. В составе желудочной слизи в наибольшем количестве представлен муцин MUC5AC [32], в то время как основным компонентом слизи в тонкой и толстой кишке является муцин MUC2. MUC5AC служит диффузионным барьером для соляной кислоты и пепсина [33], MUC2 обеспечивает транспорт питательных веществ и содержит сайты прикрепления для компонентов бактериальных клеток [34]. Причина разной экспрессии определенных видов муцинов в настоящий момент неизвестна. Преобладание MUC2 в составе кишечной слизи позволяет предположить, что выработка данного мукопротеина, содержащего большое количество участков связывания для комменсальных и патогенных бактерий, обусловлена его защитными свойствами, направленными на снижение адгезии бактерий к кишечному эпителию, и косвенно сопряжена с увеличением количества бактериальных клеток в толстой кишке [35, 36].

Слизь играет ключевую роль в удержании кишечных микробов на расстоянии от поверхности эпителиальных клеток, тем самым выполняя свою барьерную функцию. Обладая слабой тропностью к поверхности эпителия, она постоянно продвигается с перистальтическими волнами в дистальном направлении, по ходу смешиваясь с секретом клеток Панета, содержащими антибактериальные пептиды, в том числе бета-дефензин, лизоцим, гликопротеины. Вместе со слизью они образуют плотный слой, препятствующий проникновению бактериальных агентов [29]. Экскретируемая бокаловидными клетками слизь постоянно обновляется и под действием эндогенных протеаз в желудке и толстой кишке из плотно прикрепленного внутреннего слоя превращается в менее плотный наружный слой.

В норме внутренний слой кишечной слизи непроницаем или минимально проницаем для бактерий. Увеличение проницаемости данного слоя способствуют более легкому перемещению бактерий к эпителиальным клеткам. Подобные нарушения были выявлены при органических заболеваниях ЖКТ [34–40], но ранее не оценивались у больных с функциональными заболеваниями. Тем не менее возможно, что нарушение состава и строения клеточной слизи, приводящее к повышению ее проницаемости, способствует достижению компонентами бактериальных клеток эпителиального слоя, это может служить одной из причин развития неспецифического воспаления [33].

Эпителиальный слой

Под слизистым слоем находится сплошной слой клеток, представленных пятью различными видами: энтероцитами, бокаловидными клетками, энтероэндокринными клетками, клетками Панета и недифференцированными эпителиоцитами [41]. Вместе они образуют непрерывный монослой, отделяющий просвет кишки от собственной пластинки слизистой оболочки. Поскольку в норме клеточные мембраны непроницаемы для патогенов, их прохождение через эпителиальный барьер существенно ограничено. Транспорт молекул регулируется специфическим апикальным соединительным комплексом, который состоит из плотных контактов (tight junctions), адгезионных контактов и десмосом [42].

Плотные контакты образованы более чем 40 видами различных белков. Данные белки подразделяются на два вида: трансмембранные белки, к которым относятся клаудины, окклюдин, молекулы соединительной адгезии (JAMs) и трицеллюлин; и белки периферических мембран (zonula occludens 1 и 2) [43, 44]. Плотные контакты представляют собой белковые комплексы, которые соединяют соседние эпителиальные клетки и играют ключевую роль в регуляции параклеточной проницаемости, придавая селективность потоку ионов, малых молекул и растворенных веществ между клетками [45]. Разные виды белков имеют избирательную селективность к определенным молекулам — так, CLDN-2 и CLDN-10b являются селективными для катионов, а CLDN-7, CLDN-10a, CLDN-13, CLDN-15, CLDN-16 и CLDN-17 — селективными для анионов [46]. Кроме того, CLDN-2 и CLDN-15 ответственны за транспорт воды [47]. В свою очередь, трицеллюлин обеспечивает транспорт макромолекул, а белок окклюдин регулирует целостность плотных контактов [48]. Белки плотных контактов могут повреждаться бактериальными и вирусными патогенами, в результате их воздействия происходит увеличение проницаемости эпителия и облегчение бактериальной транслокации [49].

Адгезионные контакты через внеклеточные области обеспечивают адгезию между соседними клетками и через внутриклеточные участки моделируют связи с цитоскелетом, обеспечивая комплексу плотное соединение. Адгезионные контакты представлены двумя основными семействами белков: катенинами (в большей степени Е-кадгерин) и нектинами.

Третий слой эпителиального уровня защиты состоит из десмосом — белков трех семейств, образующими межклеточные соединения, которые также механически связывают клетки между собой и стабилизируют архитектуру ткани [50]. Основной функцией как адгезионных контактов, так и десмосом является поддержание структурной целостности барьера.

У пациентов, страдающих функциональными заболеваниями ЖКТ, наиболее изучены изменения экспрессии белков плотных контактов. Так, у пациентов с ФД отмечается увеличение экспрессии клаудина-1 в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки [51], в то же время отмечается снижение экспрессии белков ZO-1 и окклюдина, а также белков адгезионных контактов Е-кадгерина и β-катенина, и десмоглина-2 — белка, образующего слой десмосом [52]. Клаудин-1, расположенный в наиболее поверхностном слое контактов, обладает барьерообразующими свойствами, и его повышение, сопровождающееся снижением уровня белков, участвующих в механическом формировании барьера, может являться компенсаторной реакцией на нарушение формирования каркаса на нижележащих уровнях [47].

У пациентов с СРК-Д было зафиксировано повышение экспрессии клаудина-2, обеспечивающего парацеллюлярный транспорт малых молекул и воды [53] в подвздошной кишке [45], сопряженное с повышением кишечной проницаемости, что было зафиксировано как уменьшение транс-эпителиального сопротивления [54].

Снижение экспрессии белков, составляющих эпителиальный уровень защиты, является значимым компонентом механизма, лежащего в основе дефектов эпителиальных соединений. Равновесие в экспрессии белков, формирующих соединительные структуры между эпителиоцитами, способствует правильной сборке и функционированию контактов, в то время как несбалансированная экспрессия приводит к нарушению функции соединения [55]. Нарушение функционирования межклеточных соединений, как и изменения описанного выше слоя слизи, приводит к повышению мигра- ции патогенных молекул из просвета в собственную пластинку, что в конечном счете вызывает развитие неспецифического воспаления.

Одним из доказательств данной теории может служить тот факт, что у пациентов в результате перенесенного острого гастроэнтерита с вероятностью до 32 % развивается СРК, преимущественно с преобладанием диареи [14], причем риск развития заболевания после перенесенного бактериального гастроэнтерита выше, чем после вирусного [56].

Многие бактериальные штаммы выступают в качестве регуляторов проницаемости ЖКТ, и изменение их содержания может приводить к нарушению функции слизисто-эпителиального барьера [57]. Регуляция проницаемости обусловлена главным образом способностью бактериальных клеток к продукции КЦЖК, синтезу антимикробных пептидов и регуляции иммунного ответа [58].

Согласно результатам целого ряда исследований [59–61], определяется взаимосвязь между увеличением содержания патогенных и условно-патогенных бактерий в просвете кишки с активностью воспаления в слизистой оболочке. Например, инвазия Shigella spp. сопровождается увеличением количества тучных клеток в биоптатах и активацией интерлейкинов, а наличие в составе микробиоты патогенных штаммов Salmonella приводит к увеличению экспрессии Тh2-лимфоцитов в кишке, участвующих в иммунном ответе [62].

В целом состав кишечной микробиоты у пациентов, страдающих СРК, характеризуется уменьшением содержания бактериальных клеток, относящихся к типу Bacteroidetes, а также других типов бактерий, продуцирующих КЦЖК, которые обеспечивают адекватную проницаемость слизисто-эпителиального барьера за счет увеличения экспрессии белков плотных контактов и регуляции продукции Т-лимфоцитов и цитокинов [63]. Также при СРК определяется уменьшение количества бактерий рода Lactobacillus типа Firmicutes, продуцирующих бактериоцины, и представителей рода Bifidobacterium, относящихся к типу Actinobacteria, которые синтезируют органические кислоты, обладающие бактерицидным действием [64–67]. В то же время у пациентов с СРК определяется увеличение количества условно-патогенных и патогенных бактерий, в том числе представителей семейства Enterobacteriaceae типа Proteobacteria, к которым относится E. coli, метаболиты которых способствуют повышению проницаемости эпителиального барьера [68, 69].

Неспецифическое воспаление

Хотя у пациентов, страдающих СРК и ФД, не обнаруживаются видимые изменения слизистой оболочки при проведении эндоскопического исследования, гистологическое исследование биоптатов доказывает наличие признаков неспецифического воспаления — лимфоцитарную и эозинофильную инфильтрацию, увеличение содержания тучных клеток в слизистой оболочке [18].

Наличие неспецифического воспаления у пациентов, страдающих функциональными заболеваниями, доказано экспериментальным путем. Так, у пациентов с ФД определяется увеличение количества эозинофилов [70–72], тучных клеток [52, 73] и лимфоцитов [74] в биоптатах слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки. Аналогичные данные об увеличении количества тучных клеток в слизистой оболочке кишки были получены у пациентов с СРК. Например, в исследовании G. Barbara et al. отмечалось достоверное увеличение площади слизистой оболочки, занимаемой тучными клетками, по сравнению с группой контроля, при этом большая часть тучных клеток находилась в стадии дегрануляции. Также было установлено, что увеличение количества клеток в ободочной кишке коррелировало с тяжестью симптомов функционального расстройства [75].

Неспецифическое воспаление при функциональных заболеваниях ЖКТ, вызываемое нарушениями кишечного барьера и ассоциированное c повышением количества тучных клеток, изменяет структуру и функции периферической нервной системы [76]. Активированные тучные клетки высвобождают медиаторы воспаления, что приводит к повышению уровня провоспалительных цитокинов, которые оказывают влияние на висцеральные чувствительные нервные окончания. Пролонгированное во времени влияние цитокинов приводит к активации рецепторов в миоэнтеральных сплетениях и подавлению опиоидных и антиноцицептивных каннабиноиндых рецепторов слизистой оболочки ЖКТ [77]. Следствием активации служит увеличение интенсивности болевого сигнала нейрональных путей, следующих в дорсальные рога спинного мозга через задние корешки и передающихся в структуры головного мозга — переднюю поясную кору, соматосенсорную и префронтальную кору [78–80]. Формирование центральной сенситизации обусловливает [81–83] нарушение моторики, что проявляется симптомами СРК и ФД [84–87].

Представленные данные показывают, что нарушенная барьерная функция слизисто-эпителиального слоя ЖКТ вследствие уменьшения экспрессии белков плотных контактов и адгезионных молекул, ассоциированное с ней нарушение состава кишечной микробиоты приводит к формированию воспалительных изменений в кишечной стенке, центральной и периферической гиперчувствительности, нарушению моторики ЖКТ и возникновению симптомов ФД и СРК.

Выводы

Измененная функция слизисто-эпителиального барьера ЖКТ служит основой для формирования наиболее часто встречающихся функциональных заболеваний ЖКТ — ФД и СРК. Наиболее частой причиной формирования нарушения проницаемости у данной категории больных служит генетическая предрасположенность и изменение состава микробиоты. Представляется патогенетически обоснованным включение в схему лечения таких пациентов препаратов, восстанавливающих нарушенную функцию слизисто-эпителиального барьера, а также препаратов, нормализующих микробный состав кишки.

Литература

Будьте здоровы!

ССЫЛКИ К РАЗДЕЛУ О ПРЕПАРАТАХ ПРОБИОТИКАХ

Источник