Кишечник млекопитающего должен защищать от различных инфекционных агентов. Нейроны, клетки, которые обычно не считаются первыми ответчиками во время инфекции, теперь помогают барьерной функции кишечника и останавливают распространение бактерий в других местах.
Распознавание и нейтрализация вредных бактерий в кишечнике, как правило, считается организовано эпителиальными и иммунными клетками. На кафедре иммунологии Гарвардской медицинской школы Бостона сообщают, что подмножество нейронов кишечника также имеют неожиданную решающую роль в кишечном ответе на инфекцию.
Кишечник открыт к еде, антигенам (молекулам которые могут спровоцировать иммунный ответ, если они буду опознаны как «не свои"), микробам, которые являются нормальной частью флоры кишечника и являются безвредными (условно-патогенные) и вредным микробам (патогенам). Таким образом, клетки кишечника имеют трудную задачу различать друга от врага.
Совместные взаимодействия между эпителиальными клетками и иммунными клетками являются ключом к тому, чтобы управлять этим сложным уравновешивающим актом, координируя терпимость к пищевым антигенам и условно-патогенным микробам, но инициируя защитные иммунные реакции против патогенов. Нервные клетки в кишечнике (образующие кишечную нервную систему) могут чувствовать молекулы микробов, и эти нейроны взаимодействуют с эпителиальными клетками и иммунными клетками для того чтобы начать защитные реакции против микробов.
Кишечная нервная система человека включает в себя сложную сеть из примерно 108 нейронов, которые необходимы для регулирования многих функций кишечника, включая кровообращение и движение содержимого кишечника. Кроме того, некоторое множество этих нервных клеток тесно взаимодействуют с компонентами иммунной системы кишечника и модулируют их. Один из таких типов нейронов называется ноцицептором.
Ноцицепторы вызывают ощущение боли или дискомфорта в ответ на потенциально вредные раздражители, такие как сильный жар и холод, реактивные химикаты или механическое повреждение. Они также непосредственно обнаруживают патогенные микроорганизмы и молекулы, образующиеся в результате воздействия патогенных микроорганизмов, которые могут вызывать ощущение боли во время инфекции. Вопрос о том, способствуют ли ноцицепторы непосредственно бактериальному вторжению в ткани хозяина, является предметом домыслов.
Сальмонелла - это патогенная бактерия, которая является частой причиной болезней, передающихся через пищу. Она может вызывать различные заболевания, начиная от воспалительной диареи (гастроэнтерит) и заканчивая опасными для жизни осложнениями в ситуациях, когда инфекция распространяется за пределы кишечника на другие участки организма. Когда сальмонелла достигает кишечника, одним из основных мест инвазии тканей являются куполообразные фолликулы, называемые пейеровые бляшки.
Как ключевые сенсоры кишечника которые помогают иммунной защите, эти фолликулы используют иммунные клетки и специализированные эпителиальные клетки вызванные M-клетками для того чтобы контролировать и отвечать к патогенам и условно-патогенным микробам. M-клетки могут принять вверх антигены от просвета кишечника и перенести их к лежащим ниже иммунным клеткам, которые после этого или инициируют защитную иммунную реакцию к антигену или терпят присутствие антигена.
Нейроны в кишечнике млекопитающего помогают защититься от бактериальной инфекции.
Ученые так же сообщают, что тип нейрона кишечника, называемый ноцицептором, который выражает белки TRPV1 и NaV1.8, может предотвратить инфекцию бактериями сальмонеллы у мышей. Сальмонелла может вторгнуться в кишечную ткань, оставив просвет кишечника, чтобы попасть в М-клетки - специализированные эпителиальные клетки в области, называемой бляшки Пейера. Эти микробы затем могут распространиться в другом месте. Сегментированные нитевидные бактерии (SFB), которые обычно присутствуют в кишечнике и могут связываться с М-клетками или другими эпителиальными клетками кишечника, могут способствовать ограничению инфекции сальмонеллы.
Авторы сообщают, что эти ноцицепторы организуют защитный ответ на инфекцию сальмонеллы, отличительными признаками которой являются уменьшение количества М-клеток и увеличение колонизации SFB кишечника. Эти изменения были связаны со снижением инфекции сальмонеллы и уменьшением распространения бактерий за пределы кишечника. Ученые сообщают, что секреция ноцицепторов нейропептида CGRP регулирует количество М-клеток, а также уровень SFB.
Хотя бляшки Пейера важны для мониторинга содержимого кишечника, некоторые патогенные агенты, включая сальмонеллу, норовирус (распространенная вирусная причина гастроэнтерита) и прионы (инфекционные, болезнетворные белки), используют М-клетки в качестве мест проникновения в ткани. Примечательно, что хотя бляшки Пейера соседствуют с нейронами, в том числе с ноцицепторами, функциональные последствия этой близости не были до конца поняты ранее.
Продолжение в следующей статье…