Propustnost střev - Intestinal permeability

Propustnost střev je termín popisující řízení materiálu procházejícího zevnitř gastrointestinální trakt skrz buňky obložení střevní zeď, do zbytku těla. Střevo normálně vykazuje určitou propustnost, která umožňuje průchod živin střevem, a zároveň udržuje bariérovou funkci pro udržení potenciálně škodlivých látek (např. antigeny ) z opuštění střeva a větší migrace do těla.[1] Ve zdravém lidském střevě mohou malé částice (poloměr <4 Å) migrovat těsné spojení claudin cesty pórů,[2] a částice do 10–15 Å (3.5 kDa ) může procházet cestou absorpce paracelulárního prostoru.[3]

Fyziologie

Schéma cest selektivní permeability epiteliálních buněk (červené šipky). Transcelulární (přes buňky) a paracelulární (mezi buňkami) cesty řídí průchod látek mezi lumen střeva a krví.

Bariéra tvořená intestinální epitel odděluje vnější prostředí (obsah střeva lumen ) z těla[4] a je nejrozsáhlejší a nejdůležitější slizniční povrch těla.[5] Střevní epitel se skládá z jedné vrstvy buněk a plní dvě zásadní funkce. Zaprvé působí jako bariéra, která brání vstupu škodlivých látek, jako jsou cizí látky antigeny, toxiny a mikroorganismy.[4][6] Zadruhé působí jako selektivní filtr, který usnadňuje příjem stravy živiny, elektrolyty, voda a různé další prospěšné látky z lumen střeva.[4] Selektivní propustnost je zprostředkována dvěma hlavními cestami:[4]

  • Transepiteliální nebo transcelulární propustnost. Skládá se ze specifické přepravy rozpuštěné látky přes epitelové buňky. Je převážně regulován aktivitami specializovaných transportérů, které translokují specifické elektrolyty, aminokyseliny, cukry, mastné kyseliny s krátkým řetězcem a další molekuly do nebo z buňky.[4]
  • Paracelulární propustnost. Závisí to na transportu mezerami, které existují mezi epiteliálními buňkami. Je regulován buněčnými spoji, které jsou lokalizovány v laminálních membránách buněk.[4] Toto je hlavní cesta pasivního toku vody a rozpuštěných látek přes střevní epitel. Regulace závisí na mezibuněčných těsných spojích, které mají největší vliv na paracelulární transport.[7] Narušení těsné spojovací bariéry může být spouštěčem rozvoje střevních onemocnění.

Modulace

Jedním ze způsobů, jak je modulována střevní propustnost, je cesta CXCR3 receptory v buňkách v intestinální epitel, kteří reagují na zonulin.[8]

Gliadin (glykoprotein přítomný v pšenici) se aktivuje zonulin signalizace u všech lidí, kteří jedí lepek, bez ohledu na genetické vyjádření autoimunita. To vede ke zvýšené střevní propustnosti pro makromolekuly.[8][9][10] Bakteriální patogeny, jako jsou cholera, vyberte enterické viry a parazity modulují strukturu a funkci těsného spojení střeva a tyto účinky mohou přispívat k rozvoji chronických střevních poruch.[8][11] Takzvané excipienty modifikující absorpci, zkoumané pro možnost zvýšení absorpce léčiva ve střevě, mohou zvýšit propustnost střev.[12] Zdá se, že stres a infekce také způsobují poruchy střevní propustnosti.[9]

Klinický význam

Většina lidí nemá žádné nepříznivé příznaky, ale otevření mezibuněčných těsných spojů (zvýšená střevní propustnost) může působit jako spouštěč nemocí, které mohou ovlivnit jakýkoli orgán nebo tkáň v závislosti na genetické predispozici.[8][10][13]

Zvýšená střevní propustnost je faktorem u několika nemocí, jako je např Crohnova nemoc, celiakie,[14] cukrovka 1. typu,[15] cukrovka typu 2,[14] revmatoidní artritida, spondyloartropatie,[16] zánětlivé onemocnění střev,[8][17] syndrom dráždivého tračníku,[9] schizofrenie,[18][19] určité typy rakovina,[8] obezita,[20] tučná játra,[21] atopie a alergický nemoci,[15] mezi ostatními. Ve většině případů se zvýšená propustnost vyvíjí před onemocněním,[8] ale vztah příčiny a následku mezi zvýšenou střevní propustností u většiny těchto onemocnění není jasný.[17][22]

Vztah s autismus byla vyslovena hypotéza, ale údaje podporující tuto teorii jsou omezené a rozporuplné, protože u lidí s autismem byla dokumentována jak zvýšená intestinální propustnost, tak normální propustnost. Je důležité si uvědomit, že téměř ve všech studiích se používají kohorty dětí, u nichž se již autismus vyvinul, a to až po dosažení věku (není stanoveno, zda by mohla být příčinou, která se později v dětství vyřeší, zvýšená propustnost). Studie na myších tuto hypotézu podporují.[23]

Dobře prostudovaný model je celiakie, ve kterém se zvýšená střevní propustnost objevuje sekundárně po abnormální imunitní reakci vyvolané lepek a umožňuje fragmentům gliadinového proteinu dostat se přes intestinální epitel, což vyvolává imunitní odpověď na úrovni intestinální submukózy, která vede k různým gastrointestinálním nebo extra-gastrointestinálním symptomům.[24][25] Jiné spouštěče prostředí mohou přispívat ke změně propustnosti u celiakie, včetně střevních infekcí a nedostatku železa.[24] Jakmile bude toto zvýšení propustnosti vytvořeno, může samo udržovat zánětlivé imunitní reakce a udržovat začarovaný kruh.[24] Vyloučení lepku ze stravy vede k normalizaci střevní propustnosti a autoimunitní proces se vypne.[26]

Pokyny k výzkumu

V normální fyziologii glutamin hraje při signalizaci klíčovou roli enterocyty které jsou součástí střevní bariéry, ale není jasné, zda doplnění stravy s glutaminem je užitečné v podmínkách, kde je zvýšená střevní propustnost.[27]

Prebiotika a jisté probiotika jako Escherichia coli Nissle 1917 Bylo zjištěno, že snižují zvýšenou střevní propustnost.[9] Lactobacillus rhamnosus,[28] Lactobacillus reuteri,[28] a Faecalibacterium prausnitzii[29] Bylo také prokázáno, že významně snižují zvýšenou střevní propustnost.

Larazotid-acetát (dříve známý jako AT-1001) je antagonista receptoru zonulinu, který byl zkoumán v klinických studiích. Zdá se, že jde o kandidáta na drogu pro použití ve spojení s a bezlepková strava u lidí s celiakií s cílem snížit střevní propustnost způsobenou lepkem a jeho průchodem epitelem, a tím zmírnit výslednou kaskádu imunitních reakcí.[25][30]

Syndrom děravého střeva

Hlavní článek: Syndrom děravého střeva

Volal navrhovaný zdravotní stav syndrom děravého střeva byl popularizován některými zdravotníky, hlavně z alternativní medicína a odborníci na výživu, s tvrzením, že obnovení normálního fungování systému střevní zeď může vyléčit mnoho systémových zdravotních stavů. Existuje jen málo důkazů na podporu tohoto tvrzení nebo tvrzení, že údajná léčba „syndromu děravého střeva“ - výživové doplňky, probiotika,[9] bylinné přípravky, lepek -bezplatné jídlo nebo málo FODMAP, nízký obsah cukru nebo antifungální dieta - mají příznivý účinek na většinu stavů, o nichž se tvrdí, že pomáhají.[17]

Viz také

Reference

  1. ^ M. Campieri; C. Fiocchi; S.B. Hanauer (31. března 2002). Zánětlivá onemocnění střev: Klinický přístup k patofyziologii, diagnostice a léčbě. Springer. p. 7. ISBN  978-0-7923-8772-5.
  2. ^ Thoma YM, Anderson JM, Turner JR (2012). Johnson LR a kol. (eds.). Těsná spojení a střevní bariéra. Fyziologie gastrointestinálního traktu. 1. Akademický tisk. str. 1043–. ISBN  978-0-12-382027-3.
  3. ^ Fasano, A. (Únor 2012). "Děravé střevo a autoimunitní nemoci". Klinické recenze v alergii a imunologii (Posouzení). 42 (1): 71–78. doi:10.1007 / s12016-011-8291-x. PMID  22109896.
  4. ^ A b C d E F Groschwitz, Katherine R .; Hogan, Simon P. (01.07.2009). "Funkce střevní bariéry: molekulární regulace a patogeneze onemocnění". Journal of Allergy and Clinical Immunology. 124 (1): 3–22. doi:10.1016 / j.jaci.2009.05.038. PMC  4266989. PMID  19560575.
  5. ^ Rao, Jaladanki N .; Wang, Jian-Ying (01.01.2010). "Střevní architektura a vývoj". Morgan & Claypool Life Sciences. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  6. ^ Khan, Niamat; Asif, Abdul R. (01.01.2015). „Regulátory transkripce klaudinů v těsných spojích epitelu“. Zprostředkovatelé zánětu. 2015: 219843. doi:10.1155/2015/219843. PMC  4407569. PMID  25948882.
  7. ^ Näslund, Erik; Hellström, Per M. (10. 9. 2007). "Signalizace chuti k jídlu: od střevních peptidů a enterických nervů po mozek". Fyziologie a chování. 92 (1–2): 256–262. doi:10.1016 / j.physbeh.2007.05.017. PMID  17582445.
  8. ^ A b C d E F G Fasano A (leden 2011). „Zonulin a jeho regulace funkce střevní bariéry: biologické dveře zánětu, autoimunity a rakoviny“. Fyziologické recenze (Posouzení). 91 (1): 151–75. CiteSeerX  10.1.1.653.3967. doi:10.1152 / physrev.00003.2008. PMID  21248165.
  9. ^ A b C d E Rapin JR, Wiernsperger N (2010). „Možné vazby mezi střevní propustností a zpracováním potravin: potenciální terapeutická mezera pro glutamin“. Kliniky (Posouzení). 65 (6): 635–43. doi:10.1590 / S1807-59322010000600012. PMC  2898551. PMID  20613941.
  10. ^ A b Leonard MM, Sapone A, Catassi C, Fasano A (2017). "Celiakie a neceliakální citlivost na lepek: recenze". JAMA (Posouzení). 318 (7): 647–656. doi:10.1001 / jama.2017.9730. PMID  28810029. Předchozí studie ukázaly, že gliadin může způsobit okamžité a přechodné zvýšení propustnosti střev. Tento prostupující účinek je sekundární vůči vazbě specifických nestravitelných fragmentů gliadinu na chemokinový receptor CXCR3 s následným uvolňováním zonulinu, modulátoru mezibuněčných těsných spojů. Tento proces probíhá u všech jedinců, kteří požívají lepek. U většiny tyto události nevedou k neobvyklým důsledkům. Stejné události však mohou vést k zánětlivému procesu u geneticky náchylných jedinců, když systém imunologického dozoru omylem rozpozná lepek jako patogen.
  11. ^ O'Hara, JR; Buret, AG (2008). "Mechanismy intestinálního těsného spojení během infekce". Frontiers in Bioscience. 13 (13): 7008–21. doi:10.2741/3206. PMID  18508712.
  12. ^ Dahlgren, David; Roos, Carl; Lundqvist, Anders; Tannergren, Christer; Langguth, Peter; Sjöblom, Markus; Sjögren, Erik; Lennernäs, Hans (4. prosince 2017). „Preklinický účinek pomocných látek modifikujících absorpci na střevní transport modelových sloučenin potkanem a markerem bariéry sliznice 51 Cr-EDTA“. Molekulární farmaceutika. 14 (12): 4243–4251. doi:10.1021 / acs.molpharmaceut.7b00353.
  13. ^ Suzuki, Takuya (01.02.2013). "Regulace propustnosti střevního epitelu těsnými spoji". Buněčné a molekulární biologické vědy. 70 (4): 631–659. doi:10.1007 / s00018-012-1070-x. PMID  22782113.
  14. ^ A b Bischoff SC, Barbara G, Buurman W, Ockhuizen T, Schulzke JD, Serino M, Tilg H, Watson A, Wells JM (18. listopadu 2014). „Střevní propustnost - nový cíl prevence a léčby nemocí“. BMC gastroenterologie (Posouzení). 14: 189. doi:10.1186 / s12876-014-0189-7. PMC  4253991. PMID  25407511.
  15. ^ A b Viggiano D, Ianiro G, Vanella G, Bibbò S, Bruno G, Simeone G a kol. (2015). „Střevní bariéra ve zdraví a nemoci: zaměření na dětství“ (PDF). Evropská recenze pro lékařské a farmakologické vědy. 19 (6): 1077–85. PMID  25855935.
  16. ^ Yeoh N, Burton JP, Suppiah P, Reid G, Stebbings S (březen 2013). "Úloha mikrobiomu při revmatických onemocněních". Aktuální revmatologické zprávy (Posouzení). 15 (3): 314. doi:10.1007 / s11926-012-0314-r. PMID  23378145.
  17. ^ A b C "Syndrom děravého střeva". Volby NHS. 26. února 2015. Citováno 15. srpna 2016.
  18. ^ Yarandi SS, Peterson DA, Treisman GJ, Moran TH, Pasricha PJ (2016). „Modulační účinky střevní mikroflóry na centrální nervový systém: Jak by střeva mohla hrát roli v neuropsychiatrickém zdraví a nemocech“. Journal of Neurogastroenterology and Motility (Posouzení). 22 (2): 201–12. doi:10,5056 / jnm15146. PMC  4819858. PMID  27032544. U pacientů se schizofrenií dochází ke zvýšené střevní propustnosti a ke změně střevních funkcí
  19. ^ Severance EG, Yolken RH, Eaton WW (2016). „Autoimunitní onemocnění, gastrointestinální poruchy a mikrobiom u schizofrenie: víc než jen pocit střev“. Výzkum schizofrenie (Posouzení). 176 (1): 23–35. doi:10.1016 / j.schres.2014.06.027. PMC  4294997. PMID  25034760.
  20. ^ Teixeira TF, Collado MC, Ferreira CL, Bressan J, Peluzio Mdo C (září 2012). "Možné mechanismy pro vznikající souvislost mezi obezitou a zvýšenou střevní propustností". Výzkum výživy (Posouzení). 32 (9): 637–47. doi:10.1016 / j.nutres.2012.07.003. PMID  23084636.
  21. ^ Festi D, Schiumerini R, Eusebi LH, Marasco G, Taddia M, Colecchia A (listopad 2014). "Střevní mikrobiota a metabolický syndrom". World Journal of Gastroenterology (Posouzení). 20 (43): 16079–16094. doi:10,3748 / wjg.v20.i43.16079. PMC  4239493. PMID  25473159.
  22. ^ Kiefer, D; Ali-Akbarian, L (2004). „Stručný přehled založený na důkazech dvou gastrointestinálních onemocnění: syndromy dráždivého tračníku a děravého střeva“. Alternativní terapie ve zdravotnictví a medicíně. 10 (3): 22–30, kvíz 31, 92. PMID  15154150.
  23. ^ Rao M, MD Gershon (září 2016). „Střevo a dále: střevní nervový systém při neurologických poruchách“. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology (Posouzení). 13 (9): 517–28. doi:10.1038 / nrgastro.2016.107. PMC  5005185. PMID  27435372.
  24. ^ A b C Heyman M a kol. (Září 2012). „Střevní propustnost u celiakie: pohled na mechanismy a význam pro patogenezi“. Střevo (Posouzení). 61 (9): 1355–64. doi:10.1136 / gutjnl-2011-300327. PMID  21890812. Změny střevní paracelulární a transcelulární permeability se objevují sekundárně po abnormální imunitní reakci vyvolané lepkem. Gliadin byl navržen ke zvýšení propustnosti spojení pro malé molekuly uvolněním prehaptoglobinu-2. Spouštěče okolního prostředí u CD jiné než gliadin mohou také podporovat změny v propustnosti. Infekce střev a nedostatek železa mohou stimulovat expresi receptoru transferinu (TfR) CD71 v enterocytech. ... Jakmile budou stanoveny, změny ve střevní permeabilitě, zejména retro-transport IgA-gliadinových peptidů, mohou samy udržovat zánětlivé imunitní reakce a udržovat začarovaný kruh.
  25. ^ A b Khaleghi, Shahryar; Ju, Josephine M .; Lamba, Abhinav; Murray, Joseph A. (leden 2016). „Potenciální užitečnost regulace těsného spojení u celiakie: zaměření na larazotidacetát“. Terapeutické pokroky v gastroenterologii (Recenze. Podpora výzkumu, N.I.H., Extramural). 9 (1): 37–49. doi:10.1177 / 1756283X15616576. PMC  4699279. PMID  26770266.
  26. ^ Fasano A (2012). „Střevní propustnost a její regulace zonulinem: diagnostické a terapeutické důsledky“. Klinická gastroenterologie a hepatologie (Posouzení). 10 (10): 1096–100. doi:10.1016 / j.cgh.2012.08.012. PMC  3458511. PMID  22902773.
  27. ^ Akobeng, AK; Elawad, M; Gordon, M (8. února 2016). "Glutamin pro indukci remise u Crohnovy choroby" (PDF). Cochrane Database of Systematic Reviews. 2: CD007348. doi:10.1002 / 14651858.CD007348.pub2. PMID  26853855.
  28. ^ A b Lopetuso LR, Scaldaferri F, Bruno G, Petito V, Franceschi F, Gasbarrini A (2015). „Terapeutické řešení prosakování střevní bariéry: objevující se role protektorů slizniční bariéry“. Evropská recenze pro lékařské a farmakologické vědy. 19 (6): 1068–1076. PMID  25855934.
  29. ^ Ganesan K, Chung SK, Vanamala J, Xu B (2018). „Příčinný vztah mezi dietou vyvolanými změnami střevní mikrobioty a diabetem: nová strategie k transplantaci Faecalibacterium prausnitzii při prevenci cukrovky“. International Journal of Molecular Sciences. 19 (12): E3720. doi:10,3390 / ijms19123720. PMC  6320976. PMID  30467295.
  30. ^ Crespo Pérez L, et al. (Leden 2012). "Non-dietní terapeutické klinické studie u celiakie". European Journal of Internal Medicine (Posouzení). 23 (1): 9–14. doi:10.1016 / j.ejim.2011.08.030. PMID  22153524.