– между клетками кишечного эпителия – это основной путь пассивного потока воды и растворенных веществ через кишечный эпителий. Регуляция зависит от межклеточных плотных соединений и транспорта через межклеточные пространства.
Плотные соединения – это соединительные комплексы, функция которых заключается в предотвращении утечки и герметизации барьера. Плотные соединения связывают цитоскелеты соседних клеток, также выполняя опорную функцию.
Энтероциты – абсорбирующие клетки, составляющие основную массу клеток эпителия кишечника и до 90 % клеток ворсинок и кишечных крипт. Функция энтероцитов не ограничивается всасыванием питательных веществ: они также участвуют в контакте с микробиотой и в регуляции популяций микроорганизмов. Эпителиальная выстилка кишечной стенки непрерывна. Слизистый слой кишечного эпителия ограничивает его от контакта с кишечными бактериями и продуктами их метаболизма в просвете кишечника. Основным компонентом слизи в тонком и толстом кишечнике является муцин, который вырабатывается бокаловидными клетками. Помимо этого, слизистый слой содержит различные активные молекулы, в частности иммуноглобулины А, ферменты и белки, включая лактоферрин.
Нормальная флора в структуре слизистого слоя способствует поддержанию барьерной функции кишечного эпителия. Во-первых, она предотвращает колонизацию слизистой оболочки патогенными микроорганизмами, создавая конкурентную среду. Во-вторых, бактерии кишечной микрофлоры участвуют в регуляции переваривания и абсорбции питательных веществ, служащих источником энергии для эпителиальных клеток. Короткоцепочечные жирные кислоты, синтезируемые кишечными бактериями, служат основным источником энергии для клеток слизистой оболочки толстого кишечника (например, масляная кислота или бутират).
Таким образом, эпителиальные клетки кишечника, слизистый слой и кишечная микробиота составляют физиологический барьер, препятствующий проникновению внешних факторов из содержимого кишечника во внутреннюю среду организма.
Среди неблагоприятных факторов, влияющих на кишечную проницаемость, обычно выделяют синдром избыточного бактериального роста, паразитозы, гипоацидность, хроническое воспаление, избыток кортизола и гистамина, большое количество непереваренной пищи в кишечнике и ее токсичных метаболитов, таких как скатол, индол (метаболиты триптофана в присутствии клостридий), эндотоксины и поллютанты.
На рисунке 5 показаны бактерии, которые проникают через кишечный барьер по межклеточному пути. Таким образом, через ЖКТ могут проникать не только токсичные метаболиты патогенов, но и сами микроорганизмы, что способствует развитию воспаления в локальных органах иммунной системы – брыжеечных лимфатических узлах. На этом уровне происходит обработка микроорганизмов и антигенов лимфоидной тканью. Макрофаги, нейтрофилы, эозинофилы и тучные клетки являются важными регуляторами иммунного ответа и уровня воспаления.
В условиях синдрома повышенной проницаемости кишечника активизируются локальные и общие воспалительные процессы, а также нарастает нагрузка на печень и интоксикация неестественными метаболитами. Это способствует развитию заболеваний, например, болезни Крона, неспецифического язвенного колита, синдрома раздраженного кишечника, а также провоцирует нарушения на оси кишечник – мозг, что негативно сказывается на работе нервной ткани в различных формах. Например, это может выглядеть как расстройство аутистического спектра, депрессия или нейродегенеративный процесс.
Единство нейроиммуноэндокринной регуляции
Пищеварительная система не функционирует сама по себе, она работает в содружестве с другими системами.
Иммунные органы – это брыжеечные лимфоузлы и пейеровы бляшки на слизистой оболочке кишечника.
Эндокринные органы в кишечнике, или так называемая APUD—система, – это энтерохромаффинные клетки. Они активно взаимодействуют с микробиотой, вырабатывают большой пул биологически активных гормоноподобных веществ, среди которых выделяют гастрин, вазоинтестинальный пептид, гистамин, мотилин, соматостатин, секретин, холецистокинин, грелин и другие.
Кишечная, или энтеральная, нервная система – это часть вегетативной нервной системы, которая работает в тесной коммуникации с вагусом (блуждающим нервом). Гормональная регуляция не существует отдельно от нервной, поскольку нервные волокна посылают команду на синтез и выброс любых субстанций, а потом получают соответствующий сигнал от органов и систем в виде ответных реакций. На протяжении всего пищеварительного тракта между слоями кишечной стенки имеются сплетения нервных волокон: ауэрбахово, мейсснерово и подсерозное сплетения. Совместно с вагусом они контролируют буквально каждое движение и выделение любых биоактивных молекул клетками ЖКТ и APUD—системы, таким образом косвенно и прямо сообщаясь с микробиотой.