Immunologiczna rola błony śluzowej jelit

Immunologiczna rola błony śluzowej jelit

 

 

Ludzki układ pokarmowy jest narażony na różne wyniszczające dolegliwości, takie jak nieswoiste zapalenie jelit, które pojawiają się w wyniku zaburzonej reakcji immunologicznej. Układ pokarmowy jest najczęściej obszarem pierwszego kontaktu organizmu z drobnoustrojami. Każdemu kawałkowi pokarmu towarzyszy dawka drobnoustrojów, które wkrótce na swojej drodze napotkają na błonę śluzową, najbardziej wewnętrzną warstwę układu pokarmowego [jelit].

Większość z tych drobnoustrojów zostaje zniszczona przez wysoce kwaśne środowisko żołądka. Ale części z nich udaje się przedostać do jelit. Powierzchnia jelit pokryta jest warstwą wypustek  zwanych kosmkami jelitowymi, których główną funkcją jest wchłanianie składników odżywczych. Co więcej, te struktury wraz z tkanką leżącą u ich podstawy są obszarem występowania największej liczby komórek układu odpornościowego organizmu.

Na obszarze błony śluzowej rozproszone są struktury przypominające kopuły, zwane kępkami Peyera. Zawierają one wiele grudek limfatycznych, co czyni je kluczowymi obszarami w procesie odpowiedzi immunologicznej na patogeny, a także w procesie wytwarzania tolerancji na nieszkodliwe mikroorganizmy oraz pokarm.

 

Kosmki bogate są w sieci naczyń krwionośnych, które transportują składniki odżywcze do pozostałych obszarów organizmu. Limfocyty z kępek Peyera wraz z kosmkami uchodzą do węzłów chłonnych krezkowych. Kosmki zawierają także sieć luźno połączonych tkanek, zwaną blaszką właściwą, a u podstawy każdego kosmka znajdują się gruczoły jelitowe, które zawierają komórki macierzyste mające na celu uzupełnianie braków w tkance nabłonka. Tkanka nabłonkowa wraz z pokrywającą ją błoną śluzową tworzą bardzo ważną barierę chroniącą przed inwazją drobnoustrojów.

W macierzy komórkowej kępek Peyera znajduje się  mieszanina komórek odpowiedzialnych za procesy odpowiedzi immunologicznej, w tym limfocyty T  i limfocyty B, makrofagi oraz komórki dendrytyczne. Kluczową funkcją kępek Peyera jest  próbkowanie i selekcjonowanie antygenów. W tym przypadku są to głównie bakterie i kawałki pokarmu. Aby wspomóc ten proces, kępka Peyera posiada znacznie cieńszą warstwę błony śluzowej, a także zawiera wyspecjalizowane komórki fagocytujące, zwane komórkami M,  które transportują substancje przez barierę nabłonkową – proces ten nosi nazwę transcytozy.

Komórki dendrytyczne natomiast są w stanie porozciągać dendryty pomiędzy komórkami nabłonka, by pobrać próbki i rozłożyć antygeny,  a następnie przedstawić je limfocytom. Próbkowanie antygenów w taki sposób skutkuje zazwyczaj procesem tzw. aktywacji tolerogenicznej, w trakcie której system immunologiczny inicjuje odpowiedź przeciwzapalną. Wraz z ładunkiem antygenów komórki dendrytyczne dostarczane są do obszaru kępki Peyera zajmowanego przez limfocyty T. Po napotkaniu określonego limfocytu T, komórki dendrytyczne przekształcają ją w komórkę immunomodulacyjną, zwaną limfocytem Treg (regulatorowe). Defekty w funkcjonowaniu tych komórek mają związek  z zapaleniem jelit zarówno u zwierząt, jak i ludzi.

Te limfocyty T regulatorowe zostają przetransportowane do blaszki właściwej kosmków poprzez układ limfatyczny. Następnie w kosmkach limfocyty T regulatorowe produkują substancję zwaną IL-10 (interleukina 10), której zadaniem jest hamowanie komórek odpowiedzialnych  za procesy immunologiczne w blaszce właściwej  oraz na powierzchni tkanki nabłonkowej. IL-10 jest zatem kluczowa w utrzymywanie równowagi immunologicznej oraz hamowaniu niepotrzebnych stanów zapalnych. Jednakże wszelkie załamanie tej homeostazy immunologicznej powoduje pojawienie się stanów chorobowych w jelitach. Kiedy stan taki trwa przez dłuższy czas oraz ma charakter niekontrolowany, może doprowadzić do nieswoistego zapalenia jelit.

Chemiczne, mechaniczne lub patogeniczne uszkodzenie błony, przy obecności pewnych podatności genetycznych, mogą wspólnie przyczynić się do pojawienia się zapalenia. Tkanka nabłonkowa, po wystawieniu na działanie bakterii zostaje aktywowana, co prowadzi do napływu bakterii do jej wnętrza.

Zaalarmowane molekuły uwolnione przez nabłonek aktywują komórki odpowiedzi immunologicznej, a pobliskie limfocyty T regulatorowe ograniczają wydzielanie  IL-10, by umożliwić przebieg reakcji immunologicznej. Komórki dendrytyczne również zostają w tym środowisku aktywowane i zaczynają uwalniać kluczowe molekuły prozapalne, takie jak IL-6 (interleukina 6), IL-12 (interleukina 12) oraz IL-23 (interleukina 23).

Limfocyty T efektorowe również pojawiają się na miejscu zdarzenia i mają za zadanie koordynować eskalację odpowiedzi immunologicznej poprzez wydzielanie własnych  molekuł prozapalnych: TNF-alfa, interferonu gamma oraz IL-17 (interleukina 17). Gdy tylko limfocyty T efektorowe dotrą na miejsce, “drapieżny” fagocyt, zwany neutrofilem (granulocyt obojętnochłonny), wkracza do akcji. Neutrofile pełnią istotną rolę w procesie eliminacji bakterii. Jedną z broni w arsenale neutrofila jest forma  dramatycznej autodestrukcji, zwana NETozą. Proces ten pozostawia po sobie kawałki DNA nasycone enzymami znajdującymi się wcześniej we wnętrzu neutrofila. Choć ten proces może skutecznie eliminować bakterie oraz uzupełniać braki w ścianach nabłonka, niestety może powodować również zniszczenia w pobliskich tkankach.

Po niedługim czasie szala zwycięstwa przechyla się  na stronę obrońców i atak bakterii zostaje odparty. Pozostałe neutrofile giną w procesie apoptozy, czyli w niezapalnym procesie samozniszczenia komórkowego, którego skutki usuwają następnie makrofagi. Ciągłość nabłonka zostaje przywrócona dzięki nowym komórkom z gruczołów jelitowych. W końcowym etapie tego procesu limfocyty Treg są ponownie wytwarzane, aby uspokoić proces reakcji immunologicznej. Skupianie się na komórkach immunologicznych jelit jest obecnie drogą do opracowania efektywnej terapii nieswoistych zapaleń jelit.

 

Immunologiczna rola błony śluzowej jelit

 

Zobacz na: Dieta przeciwzapalna, flora jelitowa – mikrobiom – dr Art Ayers
Cudowny MIKROBIOM.
Odporność niemowląt. Część I – ciąża, epigenetyka i mikrobiom
Dieta w Zespole Psychologiczno – Jelitowym (GAPS) – dr Natasha Campbell-McBride

 

 

Mikrobiom człowieka i to co z nim robimy

 

Zastanawialiście się kiedyś, co to znaczy “być człowiekiem”? Otóż okazuje się, że tylko niewielki procent tego, z czego Ty i ja jesteśmy zbudowani jest w istocie unikalnie ludzkie.

Te pozaludzkie fragmenty są nam niezbędne, by przeżyć. Niestety postępujemy w okrutny sposób wobec tej ukrytej większości, co powoduje szkody dla naszego zdrowia na sposoby, które dopiero odkrywamy.

 

prof. David Relman: „Mówi się, że jesteśmy w 10 częściach drobnoustrojami, a w jednej części ludźmi. A to tylko w przypadku, gdy za jednostkę przyjmujemy komórkę drobnoustrojową. Jeśli bralibyśmy pod uwagę unikalność genetyczną, wtedy różnica liczona byłaby w wielkościach rzędu setek, jesteśmy w 1% ludźmi w kontekście unikalności genetycznej.”

Tak więc twoje i moje życie uzależnione jest w dużej mierze od bakterii. Potrzebujemy siebie nawzajem, by być zdrowymi. Ta część naszego organizmu ma teraz nazwę.

prof. David Relman: „Mikrobiom człowieka to zestaw społeczności drobnoustrojowych, które współewoluowały z nami, a my z nimi, oraz stały się częścią krajobrazu ludzkiego organizmu. Stanowią one rozszerzenia naszego “ja”. Zapewniają nam niezliczoną ilość funkcji, których my sami nie jesteśmy sami w stanie sobie zapewnić. Rodzimy się ułomni jeśli chodzi o zdolność do trawienia pewnych pokarmów. Dla przykładu, złożone polisacharydy pochodzenia roślinnego, nasz organizm nie radzi sobie z ich trawieniem. Drobnoustroje w naszym organizmie oferują nam pomoc w tej kwestii, a także pomagają nam uporać się z wieloma różnorakimi  interakcjami ze środowiskiem zewnętrznym.”

Jedną z rzeczy, którą zapewnia mikrobiom człowiekowi to zapewnianie nam wewnętrznej tarczy, rozpostartej przez “przyjazne” drobnoustroje, która chroni nas przed inwazją “okropnych” mikroorganizmów. Te “dobre” drobnoustroje mają za zadanie wypychać te “złe” drobnoustroje.

prof. David Relman: „To zjawisko nosi nazwę konkurencyjnego wypierania  (zasada Gausego), zwane także oporem przeciwko kolonizacji.

Obrazowo można to przedstawić następująco, nasze drobnoustroje bronią przyczółków uniemożliwiając innym drobnoustrojom dostanie się do nas i znalezienie sobie miejsca do życia.”

Gdzie znajdują się te drobnoustroje? Choć większość z nich znajduje się w naszych jelitach, w gruncie rzeczy mogą one znajdować się w tych miejscach naszego organizmu, które wystawione są na kontakt z otoczeniem.

prof. David Relman: „Występują w naszej jamie ustnej, przy czym ich populacja  w jamie ustnej to “zaledwie” 10 milionów drobnoustrojów/gram. Mówię “zaledwie”, gdyż w przypadku jelita grubego mówimy tu o liczbach sto tysięcy razy większych na każdy gram.”

Drobnoustroje w naszych jelitach na przykład, pomagają naszym organizmom rozprowadzać cenne składniki odżywcze oraz pomagają utrzymywać cholesterol na odpowiednim poziomie. Tak więc my potrzebujemy ich, a one nas. Niestety robimy straszne rzeczy naszym mikrobiomom. Na przykład atakując je antybiotykami.

prof. David Relman: „Tak, niestety. Niestety dla nas i dla nich. Wszystko to, co mogę powiedzieć ci o niezliczonych negatywnych skutkach stosowania antybiotyków musi być ważone przeciwko oczywistym benefitom wynikającym z ich stosowania. Ale… wydaje mi się, że zbyt długo żyliśmy w przekonaniu, że antybiotykami nie da się wyrządzić wielu szkód, więc jeśli masz wątpliwości – stosuj je. To oczywiście nie jest dobre stanowisko, które powinno się przyjmować. Prosimy ochotników, by brali antybiotyki,  choć w rzeczywistości ich nie potrzebują. Przeprowadzamy takie krótkoterminowe eksperymenty, obserwujemy ochotników przed i po stosowaniu tych antybiotyków i po pół roku po raz drugi wystawiamy  ich na działanie antybiotyków. Wnioski są takie – być może nie jest to żadne zaskoczenie – znaczenie więcej gatunków flory jelitowej ludzkiego organizmu odczuwa poważne konsekwencje tych działań. Są wręcz dziesiątkowane i to w większej ilości, niż się spodziewaliśmy.”

U ludzi zdrowych, którzy sporadycznie mają do  czynienia z serią antybiotyków, mikrobiom regeneruje się dosyć dobrze. Nie jest to prawdą niestety w przypadku osób, które są chore i osłabione. Efektem ubocznym stosowania antybiotyków jest to, że osoby  takie mogą zarazić się bakterią zwaną clostridium difficile, która jest przyczyną setek tysięcy zgonów na całym świecie.

prof. David Relman: „Tak, zgadza się, clostridium difficile jest przyczyną ogromnej liczby zgonów, ale też nawet większej liczby chorób, które są wprawdzie uleczalne, ale nasz organizm płaci za to określoną cenę.”

Jednym z rozwiązań problemu dewastacji naszego  mikrobiomu, są – jak niektórzy sugerują – probiotyki. Substancje, które przywracają “przyjazne” bakterie.

prof. David Relman: „W kwestii dowodów na działanie probiotyków, jeszcze jest za wcześnie na ich interpretację. Ale mogę powiedzieć, że są sugestywne. Dostrzegam potencjalne korzyści.”

Jak już wspomniałem, te “przyjazne” drobnoustroje tworzące mikrobiom, pełnią znacznie więcej funkcji, niż tylko obrona przed niebezpiecznymi infekcjami. Regulują poziom cholesterolu oraz odtruwają nasz organizm. Pytanie brzmi: jeśli poprzez nadużywanie antybiotyków działamy na szkodę naszego organizmu, czy pośrednio przyczyniamy się także  do zawałów serca i zachorowań na raka?

prof. David Relman: „Krótka odpowiedź – nie wiemy. Ponieważ nikt nie zbadał tego konkretnego związku. Zwyczajnie nie mamy takiej wiedzy.”

W przeszłości postrzegaliśmy bakterie jako wrogów i ekscytowaliśmy się tym, jak skutecznie możemy walczyć z bakteriami chorobotwórczymi stosując antybiotyki, ale teraz jest czas na to, aby zmienić nasz sposób myślenia. Pamiętajcie, sprawa dotyczy 99% tego, czym jesteśmy.

Mikrobiom człowieka i to co z nim robimy