This translation has been prepared by StudyCrumb, an assignment assistance company helping students succeed. As a leading writing service, StudyCrumb provides expertly crafted essays to help students excel in their academic journey. Whether you need assistance with research papers, term papers, or custom essays, our team of professional essay writers for hire is here to support your educational goals.
Source: http://www.vivo.colostate.edu/hbooks/pathphys/digestion/stomach/gibarrier.html
Ο γαστρεντερικός βλεννογόνος σχηματίζει ένα φράγμα μεταξύ του σώματος και ενός αυλού περιβάλλοντος που όχι μόνο περιέχει θρεπτικά συστατικά, αλλά είναι φορτωμένο με δυνητικά εχθρικούς μικροοργανισμούς και τοξίνες. Η πρόκληση είναι να επιτραπεί η αποτελεσματική μεταφορά των θρεπτικών ουσιών σε όλο το επιθήλιο, ενώ αποκλείεται αυστηρά η διέλευση επιβλαβών μορίων και οργανισμών στο ζώο. Οι ιδιότητες αποκλεισμού του γαστρικού και εντερικού βλεννογόνου αναφέρονται ως «γαστρεντερικός φραγμός».
Είναι σαφές ότι μια σειρά από πρωτογενείς γαστρεντερικές παθήσεις οδηγούν σε διάσπαση του φραγμού του βλεννογόνου, επιτρέποντας την κλιμάκωση σε συστηματική νόσο. Είναι εξίσου σαφές ότι πολλές διεργασίες συστηματικών ασθενειών οδηγούν σε βλάβη στον γαστρεντερικό φραγμό, προσθέτοντας έτσι περαιτέρω προσβολή σε ένα ήδη διακυβευμένο σύστημα. Η κατανόηση της φύσης του φραγμού μπορεί να βοηθήσει στην πρόβλεψη τέτοιων συμβάντων και να βοηθήσει σε προφυλακτικές ή ενεργές θεραπείες.
Ο γαστρεντερικός φραγμός συχνά θεωρείται ότι έχει δύο συστατικά:
- Ο εγγενής φραγμός αποτελείται από τα επιθηλιακά κύτταρα που επενδύουν τον πεπτικό σωλήνα και τις σφιχτές συνδέσεις που τα δένουν μεταξύ τους.
- Ο εξωτερικός φραγμός αποτελείται από εκκρίσεις και άλλες επιδράσεις που δεν αποτελούν φυσικά μέρος του επιθηλίου, αλλά που επηρεάζουν τα επιθηλιακά κύτταρα και διατηρούν τη λειτουργία φραγμού τους.
Ο ενδογενής γαστρεντερικός φραγμός
Ο πεπτικός σωλήνας είναι επενδεδυμένος από φύλλα επιθηλιακών κυττάρων που σχηματίζουν την καθοριστική δομή του βλεννογόνου. Με ελάχιστες εξαιρέσεις, τα επιθηλιακά κύτταρα στο στομάχι και τα έντερα συνδέονται περιφερειακά μεταξύ τους με σφιχτές συνδέσεις, οι οποίες σφραγίζουν τους παρακυτταρικούς χώρους και έτσι δημιουργούν τον βασικό γαστρεντερικό φραγμό. Σε όλο τον πεπτικό σωλήνα, η διατήρηση ενός ανέπαφου επιθηλίου είναι επομένως κρίσιμη για την ακεραιότητα του φραγμού. Γενικά, οι τοξίνες και οι μικροοργανισμοί που είναι σε θέση να διαρρήξουν το ενιαίο στρώμα των επιθηλιακών κυττάρων έχουν ανεμπόδιστη πρόσβαση στη συστηματική κυκλοφορία.
Όπως θα μπορούσε να αναμενόταν, υπάρχει ποικιλομορφία μεταξύ διαφορετικών τύπων επιθηλιακών κυττάρων σε συγκεκριμένες λειτουργίες φραγμού. Για παράδειγμα, οι κορυφαίες πλασματικές μεμβράνες των γαστρικών βρεγματικών και των κυρίων κυττάρων έχουν άτυπα χαμηλή διαπερατότητα στα πρωτόνια, η οποία βοηθά στην πρόληψη της βλάβης λόγω της πίσω διάχυσης του οξέος στα κύτταρα. Τα επιθηλιακά κύτταρα του λεπτού εντέρου στερούνται αυτής της εξειδικευμένης ικανότητας και επομένως είναι πολύ πιο ευαίσθητα σε βλάβες που προκαλούνται από το οξύ.
Οι σφιχτές συνδέσεις που περιβάλλουν τα γαστρεντερικά επιθηλιακά κύτταρα είναι ένα κρίσιμο συστατικό του εγγενούς φραγμού. Αυτές οι δομές θεωρούνταν ως παθητικές δομές παρόμοιες με συγκολλήσεις, αλλά πρόσφατες μελέτες δείχνουν ότι είναι πολύ πιο δυναμικές από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως και η διαπερατότητά τους μπορεί να ρυθμίζεται από διάφορους παράγοντες που επηρεάζουν τα επιθηλιακά κύτταρα.
Το γαστρεντερικό επιθήλιο κατοικείται από μια ποικιλία λειτουργικά ώριμα κύτταρα που προέρχονται από τον πολλαπλασιασμό των βλαστοκυττάρων. Τα περισσότερα από τα ώριμα επιθηλιακά κύτταρα, συμπεριλαμβανομένων των βλεννογόνων κυττάρων στο στομάχι και των απορροφητικών κυττάρων στο λεπτό έντερο , παρουσιάζουν ταχείς ρυθμούς εναλλαγής και πεθαίνουν μέσα σε λίγες μόνο ημέρες μετά τον σχηματισμό τους. Η διατήρηση της ακεραιότητας του επιθηλίου απαιτεί επομένως μια ακριβή ισορροπία μεταξύ του πολλαπλασιασμού των κυττάρων και του κυτταρικού θανάτου.
Τα βλαστοκύτταρα που υποστηρίζουν τη συνεχή αναπλήρωση του γαστρεντερικού επιθηλίου βρίσκονται στη μέση των γαστρικών κοιλοτήτων και μέσα στις κρύπτες του λεπτού και του παχέος εντέρου. Η δυναμική των επιθηλιακών κυττάρων του λεπτού εντέρου έχει μελετηθεί ιδιαίτερα καλά . Αυτά τα βλαστοκύτταρα πολλαπλασιάζονται συνεχώς για να παρέχουν κύτταρα που στη συνέχεια διαφοροποιούνται σε απορροφητικά εντεροκύτταρα, κύπελλα που εκκρίνουν βλέννα, εντεροενδοκρινικά κύτταρα και κύτταρα Paneth. Εκτός από τα κύτταρα Paneth, τα οποία παραμένουν στις κρύπτες, τα άλλα κύτταρα διαφοροποιούνται στις ώριμες μορφές τους καθώς μεταναστεύουν προς τα πάνω από τις κρύπτες για να αντικαταστήσουν τα κύτταρα που εξωθούνται από τις άκρες των λαχνών. Αυτή η μετανάστευση διαρκεί περίπου 3 έως 6 ημέρες.
Ο εξωγενής γαστρεντερικός φραγμός
Βλέννη και διττανθρακικά
Ολόκληρο το γαστρεντερικό επιθήλιο είναι επικαλυμμένο με βλέννα , η οποία συντίθεται από κύτταρα που αποτελούν μέρος του επιθηλίου. Η βλέννα παίζει σημαντικό ρόλο στον μετριασμό των τάσεων διάτμησης στο επιθήλιο και συμβάλλει στη λειτουργία φραγμού με διάφορους τρόπους. Οι άφθονοι υδατάνθρακες στα μόρια της βλεννίνης συνδέονται με τα βακτήρια, γεγονός που βοηθά στην πρόληψη του αποικισμού του επιθηλίου και, προκαλώντας συσσώρευση, επιταχύνει την κάθαρση. Η διάχυση των υδρόφιλων μορίων είναι σημαντικά χαμηλότερη στη βλέννα από ότι σε υδατικό διάλυμα, γεγονός που πιστεύεται ότι επιβραδύνει τη διάχυση μιας ποικιλίας βλαβερών χημικών ουσιών, συμπεριλαμβανομένου του γαστρικού οξέος, στην επιφάνεια του επιθηλίου.
Εκτός από το ότι είναι επικαλυμμένα με ένα στρώμα βλέννας, τα επιθηλιακά κύτταρα του στομάχου και του δωδεκαδακτύλου εκκρίνουν διττανθρακικό ιόν στην κορυφή τους. Αυτό χρησιμεύει για τη διατήρηση ενός ουδέτερου pH κατά μήκος της επιθηλιακής πλασματικής μεμβράνης, παρόλο που υπάρχουν πολύ όξινες συνθήκες στον αυλό.
Ορμόνες και Κυτοκίνες
Ο φυσιολογικός πολλαπλασιασμός των γαστρικών και εντερικών επιθηλιακών κυττάρων, καθώς και ο πολλαπλασιασμός ως απόκριση σε τραυματισμό όπως το έλκος, είναι γνωστό ότι επηρεάζεται από μεγάλο αριθμό ενδοκρινών και παρακρινών παραγόντων. Πολλές από τις εντερικές ορμόνες είναι γνωστό ότι ενισχύουν τους ρυθμούς πολλαπλασιασμού. Διαφορετικές μορφές τραυματισμού του επιθηλίου μπορεί να οδηγήσουν είτε σε ενισχυμένους είτε σε κατασταλμένους ρυθμούς κυτταρικού πολλαπλασιασμού. Για παράδειγμα, έχει αποδειχθεί ότι η εκτομή ενός τμήματος του λεπτού εντέρου του σκύλου ακολουθείται από υπερπλασία επιθηλιακών κυττάρων και αυξημένο μήκος λαχνών σε ζώα που τρέφονται από το στόμα. Τα ζώα που τρέφονταν παρεντερικά απέτυχαν να παρουσιάσουν την ίδια αντισταθμιστική υπερπλασία, υποδεικνύοντας ότι, μεταξύ άλλων παραγόντων, τα τοπικά θρεπτικά συστατικά παίζουν σημαντικό ρόλο στη δυναμική των κυττάρων.
Οι προσταγλανδίνες , ιδιαίτερα η προσταγλανδίνη Ε2 και η προστακυκλίνη, είναι από καιρό γνωστό ότι έχουν «κυτταροπροστατευτικές» επιδράσεις στο γαστρεντερικό επιθήλιο. Ένας κοινός κλινικός συσχετισμός σε πολλά θηλαστικά είναι ότι η χρήση ασπιρίνης και άλλων μη στεροειδών αντιφλεγμονωδών φαρμάκων (ΜΣΑΦ) που αναστέλλουν τη σύνθεση προσταγλανδινών συνδέεται συνήθως με γαστρικές διαβρώσεις και έλκη. Οι σκύλοι είναι ιδιαίτερα ευαίσθητοι σε αυτή την παρενέργεια. Οι προσταγλανδίνες συντίθενται εντός του βλεννογόνου από το αραχιδονικό οξύ, μέσω της δράσης των κυκλοοξυγενασών. Η κυτταροπροστατευτική τους δράση φαίνεται να προκύπτει από μια πολύπλοκη ικανότητα να διεγείρει τη βλεννογόνο βλέννα και την έκκριση διττανθρακικών, να αυξάνει τη ροή του αίματος του βλεννογόνου και, ιδιαίτερα στο στομάχι, να περιορίζει την πίσω διάχυση οξέος στο επιθήλιο. Σημαντική προσπάθεια βρίσκεται σε εξέλιξη για την ανάπτυξη ΜΣΑΦ που αποτυγχάνουν να αναστείλουν τη σύνθεση προσταγλανδινών του βλεννογόνου.
Δύο πεπτίδια που έχουν λάβει την προσοχή για τον πιθανό ρόλο τους στη διατήρηση του φραγμού είναι ο επιδερμικός αυξητικός παράγοντας (EGF) και ο αυξητικός παράγοντας μετασχηματισμού-άλφα (TGF-alpha) . Ο EGF εκκρίνεται στο σάλιο και από τους δωδεκαδακτυλικούς αδένες, ενώ ο TGF-άλφα παράγεται από τα γαστρικά επιθηλιακά κύτταρα. Και τα δύο πεπτίδια συνδέονται με έναν κοινό υποδοχέα και διεγείρουν τον πολλαπλασιασμό των επιθηλιακών κυττάρων. Στο στομάχι, ενισχύουν επίσης την έκκριση βλέννας και αναστέλλουν την παραγωγή οξέος. Άλλες κυτοκίνες όπως ο αυξητικός παράγοντας ινοβλαστών και ο αυξητικός παράγοντας ηπατοκυττάρων έχει αποδειχθεί ότι ενισχύουν την επούλωση των γαστρεντερικών ελκών σε πειραματικά μοντέλα.
Οι πρωτεΐνες του τριφυλλιού είναι μια οικογένεια μικρών πεπτιδίων που εκκρίνονται άφθονα από κύπελλα στον γαστρικό και εντερικό βλεννογόνο και επικαλύπτουν την κορυφή των επιθηλιακών κυττάρων. Η χαρακτηριστική μοριακή τους δομή φαίνεται να τα καθιστά ανθεκτικά στην πρωτεολυτική καταστροφή. Ένας αριθμός μελετών έχει δείξει ότι τα τριφυλλοειδή πεπτίδια παίζουν σημαντικό ρόλο στην ακεραιότητα του βλεννογόνου, στην αποκατάσταση των βλαβών και στον περιορισμό του πολλαπλασιασμού των επιθηλιακών κυττάρων. Έχει αποδειχθεί ότι προστατεύουν το επιθήλιο από ένα ευρύ φάσμα τοξικών χημικών ουσιών και φαρμάκων. Οι πρωτεΐνες του τριφυλλιού φαίνεται επίσης να είναι ένας κεντρικός παράγοντας στη φάση αποκατάστασης της αποκατάστασης της επιθηλιακής βλάβης, όπου τα επιθηλιακά κύτταρα ισοπεδώνονται και μεταναστεύουν από την άκρη του τραύματος για να καλύψουν απογυμνωμένες περιοχές. Τα ποντίκια με στοχευμένες διαγραφές στα γονίδια του τριφυλλιού εμφάνισαν υπερβολικές αποκρίσεις σε ήπιο χημικό τραυματισμό και καθυστερημένη επούλωση του βλεννογόνου.
Ένα άλλο μόριο που παίζει καθοριστικό ρόλο στην ακεραιότητα του βλεννογόνου και τη λειτουργία φραγμού είναι το μονοξείδιο του αζώτου (ΝΟ). Παραδόξως, το ΝΟ συμβάλλει επίσης στον τραυματισμό του βλεννογόνου σε μια σειρά από πεπτικές παθήσεις. Αυτό το μόριο συντίθεται από αργινίνη μέσω της δράσης μιας από τις τρεις ισομορφές της συνθεάσης του μονοξειδίου του αζώτου (NOS). Μεγάλο μέρος της έρευνας σε αυτόν τον τομέα έχει επικεντρωθεί στην κατανόηση των επιπτώσεων της εφαρμογής δοτών NO, όπως το γλυκερυλοτρινιτρικό ή οι αναστολείς NOS. Σε πολλά μοντέλα, οι δότες ΝΟ μείωσαν σημαντικά τη σοβαρότητα της βλάβης του βλεννογόνου που προκαλείται από τοξικές χημικές ουσίες (π.χ. αιθανόλη) ή σχετίζεται με ισχαιμία και επαναιμάτωση. Ομοίως, η επούλωση των γαστρικών ελκών σε αρουραίους έχει επιταχυνθεί με την εφαρμογή δοτών ΝΟ. Μια άλλη ενδιαφέρουσα παρατήρηση είναι ότι η συγχορήγηση δοτών ΝΟ και ΜΣΑΦ έχει ως αποτέλεσμα αντιφλεγμονώδεις ιδιότητες συγκρίσιμες με τα ΜΣΑΦ μόνο, αλλά με λιγότερη βλάβη στον γαστρεντερικό βλεννογόνο. Οι αναστολείς NOS βρίσκονται υπό έρευνα για τη θεραπεία καταστάσεων στις οποίες το ΝΟ υπερπαράγεται και συμβάλλει στον τραυματισμό του βλεννογόνου.
Αντιβιοτικά πεπτίδια και αντισώματα
Ένα σημαντικό μέρος της λειτουργίας φραγμού είναι η πρόληψη της διέλευσης βακτηρίων από τον αυλό μέσω του επιθηλίου. Τα κύτταρα Paneth είναι επιθηλιακά κοκκιοκύτταρα που βρίσκονται σε κρύπτες λεπτού εντέρου πολλών θηλαστικών. Συνθέτουν και εκκρίνουν πολλά αντιμικροβιακά πεπτίδια, μεταξύ των οποίων οι ισόμορφες άλφα-ντεφενσίνες είναι γνωστές και ως κρυπτινές ("crypt defensin"). Αυτά τα πεπτίδια έχουν αντιμικροβιακή δράση έναντι πολλών πιθανών παθογόνων, συμπεριλαμβανομένων πολλών γενών βακτηρίων, ορισμένων ζυμομυκήτων και τροφοζωιτών Giardia. Ο μηχανισμός δράσης τους είναι πιθανόν παρόμοιος με τις ουδετερόφιλες άλφα-αμυνσίνες, οι οποίες διαπερατούν τις κυτταρικές μεμβράνες-στόχους.
Εκτός από τα μη ειδικά αντιμικροβιακά μόρια, η λειτουργία φραγμού υποστηρίζεται από το γαστρεντερικό ανοσοποιητικό σύστημα . Μία πτυχή αυτού του αμυντικού συστήματος είναι ότι μεγάλο μέρος του επιθηλίου λούζεται με εκκριτική ανοσοσφαιρίνη Α. Αυτή η κατηγορία αντισωμάτων εκκρίνεται από τα υποεπιθηλιακά κύτταρα πλάσματος και μετακυττάρεται κατά μήκος του επιθηλίου στον αυλό. Το Lumenal IgA παρέχει έναν αντιγονικό φραγμό δεσμεύοντας βακτήρια και άλλα αντιγόνα. Αυτή η λειτουργία φραγμού είναι ειδική για συγκεκριμένα αντιγόνα και απαιτεί προηγούμενη έκθεση για την ανάπτυξη της απόκρισης.
Διαταραχή της λειτουργίας φραγμού
Παρά τη στιβαρή και πολύπλευρη φύση του, ο γαστρεντερικός φραγμός μπορεί να παραβιαστεί. Τοπικές λοιμώξεις από βακτήρια και ιούς, έκθεση σε τοξίνες ή σωματικές προσβολές και μια ποικιλία συστηματικών ασθενειών οδηγούν στη διακοπή της. Τέτοια προβλήματα μπορεί να είναι ήπια και να επιδιορθωθούν εύκολα, ή μαζικά και θανατηφόρα.
Οι παρακάτω μικρογραφίες απεικονίζουν σοβαρή διάρρηξη του φραγμού. Στα αριστερά υπάρχει βλεννογόνος από ένα φυσιολογικό λεπτό έντερο σκύλου, με μεγάλες λάχνες που καλύπτονται από άθικτο επιθήλιο που εκτείνεται στον αυλό. Η εικόνα στα δεξιά (ίδια μεγέθυνση) δείχνει βλεννογόνο του λεπτού εντέρου από σκύλο που πέθανε από εντερίτιδα από σαλμονέλα - σημειώστε το εντελώς απογυμνωμένο επιθήλιο και την καταστροφή των λαχνών.
Ισχαιμία και τραυματισμός επαναιμάτωσης
Η βλάβη του γαστρεντερικού φραγμού λόγω ισχαιμίας και τραυματισμού επαναιμάτωσης είναι μια κοινή και σοβαρή κατάσταση. Η ισχαιμία εμφανίζεται όταν η ροή του αίματος είναι ανεπαρκής για την παροχή μιας ποσότητας οξυγόνου και θρεπτικών συστατικών που είναι απαραίτητα για τη διατήρηση της ακεραιότητας των κυττάρων. Ο τραυματισμός επαναιμάτωσης συμβαίνει όταν η ροή του αίματος αποκαθίσταται στον ισχαιμικό ιστό.
Η ισχαιμία του γαστρεντερικού είναι αποτέλεσμα δύο θεμελιωδών τύπων διαταραχών, οι οποίες και οι δύο μπορούν να θέσουν σε κίνδυνο τον επιθηλιακό φραγμό:
- Η μη αποφρακτική ισχαιμία προκύπτει από συστηματικές καταστάσεις όπως κυκλοφορικό σοκ, σήψη ή καρδιακή ανεπάρκεια.
- Η αποφρακτική ισχαιμία αναφέρεται σε καταστάσεις που διαταράσσουν άμεσα τη ροή του αίματος στο γαστρεντερικό, όπως στραγγαλισμός, βολβός ή θρομβοεμβολή.
Ο τραυματισμός επαναιμάτωσης στο γαστρεντερικό τοίχωμα, ιδιαίτερα στον βλεννογόνο, πιστεύεται ότι οφείλεται κυρίως στη δημιουργία ενεργών ειδών οξυγόνου, συμπεριλαμβανομένων του υπεροξειδίου, του υπεροξειδίου του υδρογόνου και των ριζών υδροξυλίου . Αυτά τα οξειδωτικά παράγονται εντός του βλεννογόνου και επίσης στα πολυάριθμα τοπικά λευκοκύτταρα που ενεργοποιούνται κατά την πορεία της ισχαιμίας.
Οι ελεύθερες ρίζες που προέρχονται από το οξυγόνο που δημιουργούνται κατά τη διάρκεια της επαναιμάτωσης ξεκινούν μια σειρά γεγονότων που προκαλούν βλάβη του βλεννογόνου και διάσπαση του φραγμού. Καταστρέφουν άμεσα τις κυτταρικές μεμβράνες σχηματίζοντας υπεροξείδια λιπιδίων, τα οποία επίσης οδηγούν στην παραγωγή ενός αριθμού φλεγμονωδών μεσολαβητών που προέρχονται από φωσφολιπίδια (π.χ. παράγοντας ενεργοποίησης αιμοπεταλίων και λευκοτριένια). Αυτοί οι προφλεγμονώδεις παράγοντες λειτουργούν ως χημειοελκυστικά για τα ουδετερόφιλα, τα οποία μεταναστεύουν στον βλεννογόνο, απελευθερώνουν τους δικούς τους αντιδραστικούς μεταβολίτες οξυγόνου και προκαλούν περαιτέρω βλάβη στον εγγενή επιθηλιακό φραγμό. Μια αρχικά μικρή επίδραση από την ισχαιμία ενισχύεται έτσι σε πολύ σημαντική βλάβη στη λειτουργία του φραγμού. Επιπλέον, οι φλεγμονώδεις μεσολαβητές που δημιουργούνται στο γαστρεντερικό σωλήνα μπορούν να βλάψουν απομακρυσμένους ιστούς, οδηγώντας σε συστηματική νόσο.
Οι παρατηρούμενες επιδράσεις του τραυματισμού ισχαιμίας-επαναιμάτωσης κυμαίνονται από αυξημένη αγγειακή διαπερατότητα και επακόλουθο υποεπιθηλιακό οίδημα, έως μαζική απώλεια επιθηλιακών κυττάρων και λαχνών. Ακόμη και η σχετικά ήπια βλάβη στο επιθήλιο διαταράσσει τη λειτουργία του φραγμού και μπορεί να οδηγήσει σε μετατόπιση βακτηρίων και τοξινών από τον αυλό στη συστηματική κυκλοφορία. Ένας αριθμός θεραπειών βρίσκεται υπό ανάπτυξη και δοκιμές για την πρόληψη αυτού του καταρράκτη βλάβης, συμπεριλαμβανομένης της εφαρμογής αντιοξειδωτικών όπως η υπεροξειδική δισμουτάση και η χρήση φαρμάκων όπως οι ανταγωνιστές παραγόντων ενεργοποίησης των αιμοπεταλίων για τον αποκλεισμό της επίδρασης των φλεγμονωδών μεσολαβητών.
Ουδετερόφιλα και τραυματισμός του βλεννογόνου
Διάφορες προσβολές στον εντερικό βλεννογόνο, συμπεριλαμβανομένων μολυσματικών διεργασιών, ισχαιμίας και επιβλαβών χημικών ουσιών, προάγουν τη διήθηση ουδετερόφιλων. Αυτό το κοινό καταληκτικό σημείο προκύπτει επειδή πολλοί τύποι τραυματισμών οδηγούν σε τοπική παραγωγή χημειοελκυστικών ουδετερόφιλων, όπως λευκοτριένια, ιντερλευκίνες και ενεργοποιημένα συστατικά συμπληρώματος. Σε απόκριση στα χημειοελκτικά, τα ουδετερόφιλα μεταναστεύουν έξω από τα τριχοειδή αγγεία, διεισδύουν στον υποεπιθηλιακό βλεννογόνο και συχνά μεταναστεύουν μέσω του γαστρικού ή εντερικού επιθηλίου. Κατά τη διέλευση του επιθηλίου, τα ουδετερόφιλα πρέπει να σπάσουν τα συμπλέγματα σύνδεσης μεταξύ των επιθηλιακών κυττάρων. Αυτή η «ανάρτηση» μέσω σφιχτών διασταυρώσεων προκαλεί αναγκαστικά παροδικές αυξήσεις στη διαπερατότητα. Όταν η προσβολή είναι ήσσονος σημασίας, οι συνδέσεις επανασφραγίζονται γρήγορα, αλλά η μετανάστευση μεγάλου αριθμού ουδετερόφιλων προκαλεί σημαντική βλάβη στη λειτουργία του φραγμού.
Επιπτώσεις του στρες
Το άγχος εμφανίζεται σε μυριάδες μορφές και είναι αναπόσπαστο μέρος κάθε ασθένειας και τραύματος. Η απόκριση στο στρες περιλαμβάνει ρύθμιση κυριολεκτικά δεκάδων ορμονών και κυτοκινών, καθώς και σημαντικές επιπτώσεις στη νευροδιαβίβαση. Ωστόσο, η κύρια επίδραση του στρες στη γαστρεντερική οδό είναι η μείωση της ροής του αίματος του βλεννογόνου και συνεπώς η ακεραιότητα του βλεννογονικού φραγμού. Μεταξύ άλλων, η μειωμένη ροή αίματος στο βλεννογόνο καταστέλλει την παραγωγή βλέννας και περιορίζει την ικανότητα απομάκρυνσης των πρωτονίων που διαχέονται πίσω. Κατά συνέπεια, το σημαντικό στρες σχετίζεται σχεδόν πάντα με διαβρώσεις του βλεννογόνου, ιδιαίτερα στο στομάχι. Η πλειονότητα αυτών των βλαβών είναι υποκλινικές, αλλά η γαστρεντερική αιμορραγία και η σήψη δεν είναι σπάνιες συνέπειες.
Ο διαβήτης και η παχυσαρκία είναι γνωστοί παράγοντες κινδύνου για δυσλειτουργία του φραγμού του γαστρεντερικού συστήματος και η παρατεταμένη υπεργλυκαιμία που σχετίζεται με αυτές τις διαταραχές μπορεί να είναι ο πρωταρχικός μηχανισμός για μια τέτοια διαταραχή.
Αποκατάσταση και θεραπεία μετά από τραυματισμό
Το κρίσιμο πρώτο καθήκον μετά τη διαταραχή του γαστρεντερικού επιθηλίου είναι η κάλυψη της απογυμνωμένης περιοχής και η αποκατάσταση του εγγενούς φραγμού. Αυτή η ταχεία αποκατάσταση του επιθηλίου επιτυγχάνεται με μια διαδικασία που ονομάζεται αποκατάσταση - τα επιθηλιακά κύτταρα που βρίσκονται δίπλα στο ελάττωμα ισοπεδώνονται και μεταναστεύουν πάνω από την εκτεθειμένη βασική μεμβράνη. Στο λεπτό έντερο, αυτή η διαδικασία υποβοηθάται από μια ταχεία συστολή και βράχυνση των προσβεβλημένων λαχνών, γεγονός που μειώνει την περιοχή της βασικής μεμβράνης που πρέπει να καλυφθεί.
Η αποκατάσταση παρέχει έναν γρήγορο μηχανισμό για την κάλυψη ενός ελαττώματος στο φράγμα και δεν περιλαμβάνει πολλαπλασιασμό των επιθηλιακών κυττάρων. Έχει ως αποτέλεσμα μια περιοχή που, ενώ προστατεύεται, δεν είναι φυσιολογικά λειτουργική. Η επούλωση απαιτεί τα επιθηλιακά κύτταρα στα όρια του ελαττώματος να πολλαπλασιάζονται, να διαφοροποιούνται και να μεταναστεύουν στην κατεστραμμένη περιοχή για να αποκαταστήσουν την κανονική κυτταρική αρχιτεκτονική και λειτουργία.
Η αποκατάσταση έχει αποδειχθεί ότι διεγείρεται από μια σειρά κυρίως παρακρινών ρυθμιστών. Οι τοπικές προσταγλανδίνες και οι πρωτεΐνες τριφυλλιού εμπλέκονται σαφώς σε αυτή τη διαδικασία και η καταστολή της παραγωγής τους καθυστερεί σημαντικά την αποκατάσταση. Μια άλλη ομάδα μορίων που εμπλέκονται στην αποκατάσταση είναι οι πολυαμίνες όπως η σπερμίνη, η σπερμιδίνη και η πουτρεσκίνη. Αυτά τα μόρια υπάρχουν σε πολλές δίαιτες και συντίθενται επίσης από τον γαστρεντερικό βλεννογόνο. Η εντερική χορήγηση πολυαμινών έχει αποδειχθεί σε πειραματικά μοντέλα ότι επιταχύνει την αποκατάσταση και την επούλωση βλαβών του βλεννογόνου.
Αναφορές και Κριτικές
- Allaire JM, Crowley SM, Law HT, κ.λπ. Το εντερικό επιθήλιο: Κεντρικός συντονιστής της ανοσίας του βλεννογόνου. Trends Immunol 2018, DOI: https://doi.org/10.1016/j.it.2018.04.002
- Blikslager AT, Roberts MC: Μηχανισμοί αποκατάστασης του εντερικού βλεννογόνου. J Am Vet Med Assoc 211:1437-1441, 1997.
- Dieckgraefe BK, Stenson WF, Alpers DH: Γαστρεντερική επιθηλιακή απόκριση σε τραυματισμό. Curr Opin Gastroenterol 12:109-114, 1996.
- Engle E, Guth PH, Nishizaki Y, Kaunitz JD: Barrier function of gastric mucus gel. Am J Physiol 269:G994-999, 1995.
- Filep J, Herman F, Braquet P, Mozes T: Αυξημένα επίπεδα παράγοντα ενεργοποίησης αιμοπεταλίων στο αίμα μετά από εντερική ισχαιμία στο σκύλο. Biochem Biophys Res Commun 158:353-355, 1989.
- Gayle JM, Blikslager AT, Jones SL: Ρόλος των ουδετερόφιλων στον τραυματισμό του εντερικού βλεννογόνου. J Am Vet Med Assoc 217:498-500, 2000.
- Kubes P, Hunter J, Granger ND: Εντερική δυσλειτουργία αιλουροειδών που προκαλείται από ισχαιμία/επαναιμάτωση: σημασία της στρατολόγησης κοκκιοκυττάρων. Gastroenterology 103:807-812, 1992.
- Lichtenberger LM: Οι υδροφοβικές ιδιότητες φραγμού της γαστρεντερικής βλέννας. Ann Review Physio 57:565-583, 1995.
- Mashimo H, Wu D, Podolsky DK, Fishman M: Διαταραχή άμυνας του εντερικού βλεννογόνου σε ποντίκια που δεν έχουν παράγοντα τριφυλλιού εντέρου. Science 274:262-264, 1996.
- Murphy MS: Αυξητικοί παράγοντες και γαστρεντερική οδός. Nutrition 14:771-774, 1998.
- Muscara MN, Wallace JL: Nitric oxide V. Θεραπευτικό δυναμικό δοτών και αναστολέων μονοξειδίου του αζώτου. Am J Physiol 276:G1313-1316, 1999.
- Thaiss CA, Levy M, Grosheva I, κ.λπ. Η υπεργλυκαιμία προκαλεί δυσλειτουργία του εντερικού φραγμού και κίνδυνο για εντερική λοίμωξη. Science 359:1376-82, 2018.
- Thompson JS: Η εντερική απάντηση σε κρίσιμη ασθένεια. Am J Gastroenterology 90:190-200, 1995.
- Wallace JL, Miller MJ: Το μονοξείδιο του αζώτου στην άμυνα του βλεννογόνου: λίγο πάει πολύ. Gastroenterology 119:515-520, 2000.