Кишечный эпителий– это строго регулируемая система, что находится в равновесии между прилегающей иммунной системой слизистой кишечника, микробиотой кишечника и пищевыми ( и прочими) антигенами, что ежедневно поступают в кишечник извне.
Слизистая кишечника на всем протяжении– это герметичная структура, где клеточки плотно прилегают друг к другу и предотвращают неконтролируемый контакт содержимого кишечного просвета (еда + микробиота) с иммунной системой слизистой оболочки. Эта герметичность регулируемая и избирательная, потому что даже в норме существует обмен молекулами/транспорт молекул из просвета в подслизистый слой и обратно.
Виды транспорта через кишечный барьер
Есть несколько видов транспорта:
- через эпителиальную клетку и регулируемые каналы с участием переносчиков, либо
- через пассивную диффузию сквозь плотные соединения (то есть между клетками).
- Пассивная диффузия через плотные соединения имеет свои особенности. Плотные соединения состоят из белковых комплексов (клаудины, окклюдин, ZO-1 и др.), которые образуют селективные "поры" размером около 4-8 A°. Они пропускают только маленькие молекулы меньше 8 А°, как правило катионы (то есть заряженные молекулы).
- Если же герметичность эпителия нарушена и плотные соединения уже не такие плотные, начинается "подтекание" между клетками. Уже молекулы до 100А° проходят между клетками, и от заряда проход уже не зависит.
Такое подтекание естественно не остается незамеченным, тк бОльшее множество молекул может проникать в подслизистый слой и контактировать с иммунной системой в качестве антигенов и бактерий собственной микробиоты и их токсинов, стимулируя ее на " пустом месте", а это влечет за собой выделение провоспалительных молекул, повреждение эпителия, нарушение регуляции и в целом его работы, что еще больше повреждает эпителиоциты и плотные соединения, и еще больше способствует повышению проницаемости. Образуется порочный круг.
Нарушение кишечной проницаемости лежит в основе множества болезней, в частности целиакии у генетически-предрасположенных людей. Согласно исследованиям, нарушения в проницаемости появляются за 20 месяцев до клинических признаков целиакии. То есть задолго до. Потому конечно ученые хотят измерить проницаемость и в рамках исследований по изучению болезней и в рамках диагностики и в рамках оценки лечения.
Есть для этого несколько способов, но ни один не является клинически валидированным, чтобы мы могли всем поголовно измерять проницаемость и полагаться на полученные циферки.
Зондовые молекулы и их выделение с мочой:
- Испытуемые принимают зондовые молекулы, которые затем проходят через кишечный барьер в непереваренном виде по парацеллюлярному пути, попадают в системный кровоток и в конечном итоге выделяются с мочой. Выделенные зонды в моче измеряются с помощью жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией.
- Обычно используются сукроза, маннитол (или 13C-маннитол), рамноза, лактулоза и сукралоза - сахариды с массой <500 Да и молекулярными диаметрами 3-11 A°.
- Различные сахара измеряют проницаемость в разных частях желудочно-кишечного тракта (например, сукроза - для желудочной и дуоденальной проницаемости, сукралоза - для толстокишечной проницаемости)
- Лактулоза обладает слабительным эффектом. Ускоренный транзит может исказить результаты - меньше времени для всасывания.
- Несахаридные зондовые молекулы включают полиэтиленгликоль 400 (диаметр 7,4-12,8 A°) и радиоактивный хром, связанный с этилендиаминтетрауксусной кислотой (диаметр 9,6 A°). Увы, они совершенно не валидированы в клинике и их нормы у людей неизвестны.
Зондовые молекулы проходят только по парацеллюлярному пути (между клетками), не всасываются трансцеллюлярно и не метаболизируются, поэтому их количество в моче прямо отражает степень "протекания" плотных соединений.
Измерение основано на соотношениях:
- L/M ratio (лактулоза/маннитол): в норме мало лактулозы проходит, при патологии - много. Если барьер нарушен, соотношение крупных к мелким молекулам увеличивается. Маннитол тут как контрольная молекула, он диаметром 7 А°, его пассаж не затруднен ни в норме ни при патологии. А вот лактулоза 9 A°, что больше максимально допустимого размера для прохождения через плотные соединения, потому при нарушении оных --лактулоза устремляется внутрь и соотношение увеличивается.
зонды, меченные флуоресцентным красителем
Такие зонды включают флуоресцеин изотиоцианат, связанный с декстраном 4000 (FITC-декстран, диаметр 30 A°), и Люцифер желтый - флуоресцентный маркер (диаметр 11 A°). Как вы видите, их размер много больше максимально допустимых в норме 8 A°.
- Зонды измеряются в сыворотке крови, а не в моче
- FITC-декстран (30 A°) значительно крупнее обычных сахарных зондов - он может проходить только через серьезные нарушения барьера
- Люцифер желтый (11 A°) немного крупнее лактулозы, но измеряется в крови
Этот подход дает более прямую оценку системного проникновения крупных молекул через поврежденный барьер, в отличие от мочевых тестов, которые могут быть подвержены влиянию почечной функции и метаболизма.
Уровень эндотоксина в крови
Это бактериальные липополисахариды (ЛПС) диаметром 95,7-131,7 A°, которые могут проходить через кишечный барьер при его нарушении. Липополисахарид-связывающий белок (ЛСБ), который связывается с ЛПС, является мерой эндотоксемии, косвенно отражая повышенную кишечную проницаемость.
Если в крови повышен ЛСБ, значит бактериальные эндотоксины проникли из кишечника в кровь, что возможно только при значительном нарушении кишечного барьера. Это более грубый, но простой способ оценки проницаемости по сравнению с тонкими сахарными тестами.
Уровень зонулина в крови
Нашумевшая молекула, с которой ошибаются даже в ревью в солидных журналах, называя его структурным белком потных соединений, а он на самом деле просто сигнальная молекула в отношениях с плотными соединениями, но не структура оных.
Зонулин является белком острой фазы воспаления, который при высвобождении нарушает целостность плотных соединений. Чем его больше в крови, тем сильнее увеличена проницаемость, как предполагается. Показатель тоже косвенный. Мы думает, что раз зонулина много, значит плотные соединения нарушены.
Может измеряться коммерчески с помощью ИФА. НО есть большое ограничение этих тестов: они фактически измеряют не истинный зонулин (пре-гаптоглобин 2), а пропердин, что снижает их специфичность и чувствительность. Пропердин не имеет отношения к плотным соединениям, и эти тесты просто по ошибке, из за перекрестных реакций, детектируют его. В итоге у нас было опубликовано множество исследований проницаемости на "зонулине" , тогда как в реальности это был пропердин.
На сегодня нам нужны новые валидные тесты на зонулин и новые качественные исследования.
Ну и валидация проницаемости по нозологиям… пока мы на старте.
комментарии в телеграме: @immunobee1
