Взаємодія кишечника з мікрофлорою і їх взаємний вплив

Існують докази того, що мікроорганізми можуть надавати різний вплив на функції кишечника. Ймовірно, синергізм безлічі мікроорганізмів, складових мікробіоту кишечника, важливий для його нормальної роботи і відповідного контролю за патогенними мікроорганізмами.

Мікрофлора залежить не тільки від мікроорганізмів, заселяють кишечник, але і від механізмів власного захисту кишечника організму господаря. Кишечник має кілька фізіологічних бар`єрів проти бактерій: перистальтику, шлунковий сік, протеолітичніферменти, кишковий слиз, поверхневі глікокон`югати клітин і щільне примикання клітин кишкового епітелію один до одного.

Всі ці бар`єри обмежують кількість бактерій в порожнині кишечника і запобігають фіксацію і проникнення їх крізь епітелій кишечника. Кишечник також має складну систему імунного захисту господаря. Крім того, існують біохімічні фактори, роль яких полягає в обмеженні зростання мікроорганізмів, які проникли за фізіологічний бар`єр.
Маються на увазі Т- і В-лімфоцити, секреторний імуноглобулін А, дефенсин, секретуються клітинами Панета, і трилистние фактор, що секретується безпосередньо епітелієм кишечника.

У кишечнику існує система взаємодії його з мікрофлорою. Завдяки цій системі можливо розпізнавання бактерій-комменсалов, до яких імунні фактори толерантні, і патогенних мікроорганізмів, які запускають запальні та імунні реакції. У розпізнаванні мікробної середовища беруть участь три типи клітин: М-клітини, поверхневі ентероцита і дендритні клітини.

М-клітини виявляються на всьому протязі травного тракту в складі особливого епітелію в лімфоїдних фолікулах слизової оболонки або пеєрових бляшках. М-клітини можуть переносити антигени і бактерії через епітелій до субепітеліальним дендритних клітин за допомогою активного везикулярного транспорту, використовуючи клатріна-залежний ендоцитоз, пиноцитоз або фагоцитоз.

Вважається, що цей процес здійснює регуляцію комменсальной мікрофлори і забезпечує реакцію за участю антитіл класу імуноглобулінів (Ig) А. Даний механізм активує імунну відповідь, але при цьому є можливість проникнення патогенних мікроорганізмів через слизову оболонку.

Поверхневі ентероцита розпізнають бактерії за допомогою ряду рецепторів, які розпізнають молекулярні структури мікроорганізмів (Патоген-асоційовані молекулярні патерни). Ці рецептори звуться Toll-подібних рецепторів, кожний з яких розпізнає особливі структури бактерій.

наприклад, TLR2 розпізнає такі структури грампозитивнихмікроорганізмів, як пептидогликан і ліпотейхоевая кислота, TLR4 - ліпополісахариди грамнегативних мікроорганізмів, TLR5 розпізнає флажеліну - прозапальний елемент флагелл (джгутики) бактерій, a TLR9 - неметілірованную ДНК бактерій. Зв`язування з будь-яким з цих рецепторів призводить до активації NFkB. Крім того, внутрішньоклітинні рецептори NOD1 і NOD2 також розпізнають бактеріальні фрагменти, такі як ЛПС, і активують NFkB.

NFkB являє собою групу структурно пов`язаних білків, які активують транскрипцію цілого ряду генів, що беруть участь в запальному і імунному відповідях. У неактивному стані димери NFkB з`єднані в цитоплазмі з IкВ (IкВ-білками). Клітинна стимуляція може запускати механізм сигнальної трансдукції, що приводить до активації IкК, який потім фосфорилирует IкВ, що веде до руйнування всередині протеасом.

Відео: Вчені описали вплив кишкових газів на нервову систему і мозок

Вивільнений таким чином NFkB переміщається в ядро, де активує транскрипцію генів, підвищуючи синтез цитокінів (IL-6, TNF-a), хемокінів (IL-8), молекул адгезії і регуляторів апоптозу.

дендритні клітини є антигенпрезентуючими клітинами кишечника. Вони можуть розташовуватися між поверхневими ентероцитами, не пориваючи щільних контактів, і передавати живі бактерії або їх антигени в мезентеріальні лімфатичні вузли для здійснення імунної відповіді. Дендритні клітини, експрессіруя молекули ГКГС класу II, є антигени їжі або бактерій, які вступають в контакт з епітелієм кишечника і наївним Т-лімфоцитів пеєрових бляшок.

Імунна відповідь кишечника на ці бактеріальні сигнали в цілому може бути представлений двома класами CD4 + Т-клітин, що відрізняються спектром продукуються цитокінів. Т-хелпери (Th) типу 1 продукують інтерферон (IFN) у і TNF-b. Ці цитокіни необхідні для розвитку клітинного імунітету. Неадекватна відповідь з домінуванням Th1 пов`язаний з виникненням аутоімунних захворювань. Th2 продукують IL-4, IL-5, IL-10 і IL-13. Ці цитокіни асоціюються з розвитком IgE-відповіді.

неадекватна відповідь з домінуванням Th2 призводить до виникнення алергії і атопії. Активація та диференціювання CD4 + Т-лімфоцитів залежать як від виду і кількості антигену, так і від балансу цитокінів. Присутність IL-12 призводить до активації Th1-відповіді, в той час як присутність IL-4 - до Th2-відповіді.

У дорослого здорової людини відзначається точна регуляція імунних відповідей (запального і алергічного). При звичайних умовах кишкова слиз знаходиться в постійному «супрессірованном» стані завдяки підвищеним рівням TGF-b і IL-10, які продукуються регуляторними Т-клітинами і Th3.

при проникненні бактерій через слизовий бар`єр починається процес ініціації розпізнавання структур мікроорганізмів Toll-подібними рецепторами і запускається Th1-відповідь, а Th2-відповідь пригнічується, що веде до активації відповідної запальної реакції, що перешкоджає бактеріальної інвазії. Якщо потреба в імунній відповіді відсутній, Th2-клітини продукують IL-4 і IL-10, що веде до супресії Th1-клітин, які продукують IFN-y і IL-12, і баланс повертається в первісний стан. Дисрегуляція може привести до розвитку неадекватного імунної відповіді на бактерії (запального захворювання кишечника) або на харчові антигени (харчової алергії або целіакії).

Відео: Програма Bioin Відгук про Біоін