Функции кишечного эпителиального барьера
Поверхность желудочно-кишечного тракта, начиная от желудка, заканчивая прямой кишкой, выстлана однослойным эпителием. Именно эпителиальная поверхность кишечника отвечает за всасывание питательных веществ, витаминов и минеральных солей. Вместе с этим еще одна его задача – это обеспечение линии защиты, поскольку эпителиальный слой постоянно атакуется разнообразным кишечным содержимым (это может быть кишечная микробиота, пищевые белки или патогены, например). Так что такой, казалось бы, простой по строению однослойный эпителий и представляет собой эпителиальный барьер.
Немного о том, как он устроен.
Эпителиальный слой находится в динамическом равновесии, которое обеспечивается делением стволовых клеток крипт и отмиранием клеток на поверхности ворсин. Во время дифференцировки стволовых клеток в криптах формируются плотные контакты, образующие пространство между клетками. Такой физический барьер определяет степень проницаемости кишечника. В норме он проницаем лишь для мелких молекул (менее 500 дальтон) и не проницаем для антигенных белков и бактерий.
Важную роль выполняют дифференцированные клетки ворсинок и покрывающий их слой слизи, этот барьер предотвращает проникновение, например, непереваренных белков пищи и комменсальных бактерий во внутреннюю среду организма.
Большая часть белков пищи переваривается до мелких пептидов и аминокислот, которые перед поглощением доставляются транспортными механизмами в клетки эпителия кишечника. Другая же часть интактных белков подвергается эндоцитозу, который доставляет их к лизосомам эпителиальных клеток (энтероцитов), в результате чего они утрачивают свои антигенные свойства.
Если же организм постигла бактериальная инфекция, метаболическое или воспалительное нарушение, то происходит избыточное отмирание или повреждение эпителиальных клеток, а значит повредится структура плотных контактов. Метаболический стресс усиливает апоптоз эпителиальных клеток и вызывает некроз, что приводит к повреждению слизистой оболочки и повышению проницаемости для бактерий.
Таким образом, транспорту частиц и белковых молекул через слой клеток препятствует эндосомальная деградация и лизосомальная деградация в энтероцитах.