Jelita jako główny narząd układu odpornościowego

bariera_jelitowa

Układ odpornościowy człowieka to szalenie zaawansowana, skuteczna i precyzyjna machina wojenna. Jest to jednocześnie armia, dowództwo, wywiad i siły specjalne w jednym. Jego elementy znajdują się właściwie w całym organizmie; niejeden narząd bierze pośredni lub bezpośredni udział w jego tworzeniu wpływając na jego funkcjonowanie. Układ odpornościowy (inaczej immunologiczny) zapewnia nam odporność i ochronę przed szkodliwym działaniem środowiska zarówno zewnętrznego, jak i wewnętrznego. Wyróżniamy dwa główne typy odporności:

Odporność naturalna (nieswoista) – głównie zapalenie – niekiedy to jedyna możliwość odpierania patogenów, przy okazji jednak dość destrukcyjna i energochłonna dla organizmu. Można ją przyrównać do wojny na otwartym polu. Atakuje z pełną konsekwencją, ostatecznie eliminując wroga, nie licząc się przy okazji za bardzo ze stratami własnymi. Jelita w tym aspekcie służą za wsparcie zaopatrzeniowe, dostarczające substratów (głównie aminokwasów) do produkcji odpowiednich białek, stanowiących broń przed patogenami.

Odporność nabyta (swoista) z drugiej strony działa jak wyspecjalizowany oddział. Jest bardzo skuteczna i działa bezstratnie dla organizmu, bardzo szybko likwidując zagrażanie. Często jednak przygotowania planu (czyli zbieranie informacji o patogenie – tzw. immunizacja) trwają długo i konieczna jest aktywacja zapalenia. Immunizacja zajmuje ok 5-7 dni, w tym czasie odbywa się swego rodzaju rekrutacja odpowiednich jednostek układu odpornościowego. Częsty kontakt z danym patogenem skraca czas immunizacji (do 2-3 dni) ze względu na obecność komórek pamięci.

O błonie śluzowej słów kilka

Błona śluzowa przewodu pokarmowego człowieka stanowi dużą powierzchnię narażoną na ciągły kon­takt z toksynami, w tym bakteryjnymi, pochodzącymi ze środowiska zewnętrznego. W układzie pokarmowym ulokowana jest tzw. tkanka GALT.

Stanowi ona część MALT, czyli tkanki limfatycznej związanej z błonami śluzowymi (GALT to tkanka limfatyczna związana z układem pokarmowym, przede wszystkim z jelitami). Na GALT składają się różne struktury, z czego szczególnie interesujące są tzw. grudki chłonne, ulokowane w jelicie, głównie w kępkach Peyera (najwięcej znajduje się ich w końcowym odcinku jelita cienkiego – jelicie krętym). Stanowią one świetną bazę antygenów i pomagają przeprowadzić swego rodzaju „casting”. W praktyce działa to tak:

– do grudki chłonnej dociera jakaś obca materia – np. cząsteczka pokarmowa, komórka, bakteria;

– tzw. komórka dendrytyczna wsłuchuje się w “występ” owej materii i za pomocą wyspecjalizowanych receptorów określa, czy to materia pożyteczna czy szkodliwa;

–   do “przesłuchiwanego” kierowany jest limfocyt T naiwny (inaczej dziewiczy – niewyspecjalizowany), który w zależności od wyniku “głosowania”, przekształca się w limfocyt Th (czyli pomocniczy), tępiący intruza, lub limfocyt Treg (czyli regulatorowy), wyłączający produkcję prozapalnych cytokin (czyli odprowadza naszego uczestnika do dalszego etapu zabawy).

Uważano niegdyś, iż GALT działa głównie miejscowo, w obrębie jelit – obecnie wiadomo jednak, że jej działanie jest właściwie ogólnoustrojowe i trudno sobie wyobrazić odporny organizm bez odpornych i sprawnych jelit. Około 70% naszej odporności pochodzi właśnie z nich!

Bariera jelitowa – dlaczego jej szczelność jest taka ważna?

Już sama nazwa dość jasno precyzuje, czym owa struktura właściwie jest. I w istocie – jak prawdziwa tarcza broni ona naszego organizmu przed szkodliwym działaniem środowiska zewnętrznego, z którym mamy kontakt za pośrednictwem układu pokarmowego.

Wspomniana wcześniej GALT jest jednym z głównych systemów defensywnych bariery jelitowej – oczywiście nie jedynym, bo wymienić tutaj należy jeszcze co najmniej 3 poniższe „warstwy”:

Warstwa śluzu

Znajdują się w niej przeciwbakteryjne peptydy, przeciwciała (z waleczną sIgA na czele) i mikroorganizmy. Jest to wręcz naszpikowany bronią mur, który przy okazji utrzymuje komórki nabłonka jelit w dobrej kondycji. Dba m. in. o ich nawodnienie i niezakłóconą regenerację.

Przy braku dostępności pożywienia dla mikrobów (np.brak w diecie błonnika) wykorzystują one śluz jako pokarm, doprowadzając do jego uszczuplenia. Mimo, iż zwłaszcza wewnętrzna śluzu jest dość gruba, nie jest to szczególnie pożądane zjawisko.

Mikrobiota jelitowa

Działanie ochronne naszej mikrobioty jelitowej jest dwukierunkowe:

Po pierwsze, bakterie komensalne pałają niechęcią wobec patogenów – rywalizują o miejsce, pokarm, wytwarzają własne metabolity zwalczające drobnoustroje. Robią co mogą, żeby wykurzyć intruzów – i chwała im za to!

Po drugie – ze względu na podobieństwo antygenowe stanowią swego rodzaju stymulant dla układu odpornościowego do produkcji przeciwciał. Nasz układ odpornościowy może sobie na nich spokojnie „potrenować”.

Ścisłe połączenia (tzw. TJ – tight junctions)

Komórki nabłonka jelita przylegają do siebie ciasno – dzięki temu błona komórkowa jest selektywnie przepuszczalna (czyli wpuszcza tylko to, co chce). Ścisłości połączeń między enterocytami (czyli komórkami jelita cienkiego) bronią, jak to zwykle w organizmie, pewne białka. Tutaj szczególne znaczenie ma zonulina (ale też kladyny czy okludyny), regulująca poziom szczelności międzykomórkowej.

Jej wysoki poziom w kale świadczy o niskiej szczelności a ten koreluje z wieloma zaburzeniami metabolicznymi i chorobami.

Warto również jasno zaznaczyć, że na szczelność bariery mają wpływ także inne organy, jak żołądek, wątroba czy trzustka. Więcej o tym napiszę w przyszłości.

LPS

 

Kiedy bariera się popsuje…

Jeśli elementy bariery jelitowej zaczynają szwankować, dochodzi do przenikania niepożądanych gości do organizmu. Wyobraź sobie ustawiony w kolejce do kina tłum, z którego każdy przed wejściem powinien zostać skontrolowany (czy posiada bilet rzecz jasna).

Tłum oczywiście nie ustawił się grzecznie w kolejce, a zdaje się raczej hołdować zasadzie “wbijania na rympał”. Z kolei zamiast stojącego naprzeciw tłumowi muru ochroniarzy, jest tylko kilku pojedynczych, wystraszonych jegomościów. Tłum mało elegancko zaczyna przeciskać się przez barierę ochronną.

Niektórzy z “włamywaczy” to znani hultaje i namierza ich grupa ochroniarzy stojących na drugiej linii – to reprezentacja naszej odporności nabytej, która neutralizuje intruzów za pomocą przeciwciał.

Ale co w sytuacji, jeśli zaczyna przenikać coraz to więcej nowych, niezidentyfikowanych włamywaczy (lub ilość tych znanych jest zbyt duża i brakuje zapasu immunoglobulin)? Ochrona wznosi alarm i stara się wyłapać wszystkich (z marnym skutkiem, należy dodać), robiąc przy tym dziki bałagan.

Analogicznie w naszym organizmie w podobnej sytuacji pojawia się zapalenie, dokonujące zniszczeń również w zdrowych tkankach (no bo goniąc intruza nie raz dokonamy nieumyślnej dewastacji).

Dochodzi wówczas do uszkodzenia funkcjonowania całej tkanki nabłonkowej, a przez nadmierną aktywację układu immunologicznego może ostatecznie dojść do powstania alergii, nadwrażliwości czy nawet autoimmunizacji (czyli ataku na nasze, zdrowe tkanki). Jest to co prawda hipoteza, aczkolwiek wysoce prawdopodobna.

 

Szczególnym rodzajem szkodnika przenikającego przez nieszczelną barierę jelitową jest lipopolisacharyd (LPS). Stanowi on element błony komórkowej pewnych bakterii (gram-ujemnych), który w wyniku ich śmierci lub lizy (czyli uszkodzenia błony komórkowej prowadzącej do wycieku zawartości) przedostaje się do krwiobiegu. Niestety, LPS jest silną endotoksyną, powodującą tzw. endotoksemię metaboliczną.

LPS nasila stany zapalne oraz zmienia wiele procesów zachodzących w organizmie. Wpływa to na różne receptory, transmitery, prowadząc do ich nadmiernej aktywacji lub inhibicji. Podkreśla się, że może to być jeden z czynników etiologicznych otyłości. Więcej na ten temat pisałem tutaj.

W kwestii samej teorii to z grubsza wszystko, co warto wiedzieć. Czym jest jednak teoria, której nie da się wykorzystać w praktyce? Czy możemy zrobić coś, aby realnie poprawić funkcjonowanie naszego filtra, jakim jest bariera jelitowa? Owszem, możemy :). Ale to temat na osobny wpis!

Ciąg dalszy tutaj!

BIBLIOGRAFIA:
1. Węgrzyn i wsp., Budowa bariery jelitowej, Pomeranian J Life Sci 2017;63(3):6-9
2. Fuke i wsp., Regulation of Gut Microbiota and Metabolic Endotoxemia with Dietary Factors, Nutrients 2019 Sep 23;11(10):2277
3. Wu i Wu, The role of gut microbiota in immune homeostasis and autoimmunity, Gut Microbes, 2012;3(1):4-14
4. Cyman i wsp., Cell-mediated innate and adaptive immune mechanisms in the pathogenesis of inflammatory bowel disease. Forum Medycyny Rodzinnej 2016, vol 10, no 3, 238–247
5. Marlicz i Łoniewski, NSAIDs and PPI induced enteropathy — important and neglected clinical problem, Gastroenterologia Kliniczna, 2014, 6(1), 24–33

 

Rekomendowane artykuły

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *