Bariera jelitowa – czym właściwie jest i dlaczego warto o nią dbać?

Błona śluzowa układu pokarmowego ma ogromne rozmiary wynoszące około 400 m², czyli mniej więcej powierzchnię kortu tenisowego. Fizjologicznie jest to niezbędne, ponieważ głównym zadaniem układu pokarmowego jest trawienie i wchłanianie składników pokarmowych. Najczęściej postrzeganie układu pokarmowego (szczególnie jelita) ogranicza się właśnie do tych funkcji. Obecnie jednak wiemy, że jelito człowieka jest siedliskiem wielu mikroorganizmów (mikrobiota jelitowa), a także jednym z największych skupisk komórek odpornościowych w organizmie, wchodzących w skład tkanki limfatycznej związanej z błoną śluzową jelita (GALT, ang. gut associated lymphoid tissue). Na GALT składają się wyspecjalizowane struktury: kępki Peyera, grudki chłonne, komórki rozsiane w blaszce właściwej jelita (limfocyty T i B, makrofagi, komórki dendrytyczne) oraz w nabłonkach pokrywających kosmki jelitowe (limfocyty śródnabłonkowe). Istotny element układu odpornościowego błony śluzowej jelita to także wydzielnicze przeciwciała IgA (sIgA). Zadanie sIgA polega na neutralizacji obcych cząsteczek – antygenów, a w konsekwencji zapobieganiu ich wnikania do wnętrza organizmu.

W rzeczywistości jelito jest łącznikiem pomiędzy środowiskiem zewnętrznym, a wewnętrznym ustroju. Od jego prawidłowej funkcji zależy to, co i w jakiej ilości przeniknie do krwioobiegu. Dlatego bardzo ważną rolę w utrzymaniu homeostazy immunologicznej jelita (a właściwie całego organizmu) pełni prawidłowo funkcjonująca bariera jelitowa.

Czym jest bariera jelitowa?

Bariera jelitowa jest fizjologiczną strukturą, która możemy określić jako jednostkę funkcjonalną oddzielającą światło jelita od środowiska wewnętrznego ustroju, składającą się z elementów mechanicznych (śluzu, komórek nabłonka), humoralnych (defensyn, sIgA), immunologicznych (limfocytów, komórek wrodzonej odpowiedzi odpornościowej), tkanki mięśniowej i nerwowej. Należy zaznaczyć, że u zdrowych osób bariera jelitowa nie jest całkowicie „szczelna”, tylko selektywnie przepuszczalna. Małe molekuły jak glukoza, aminokwasy oraz elektrolity mogą swobodnie przenikać przez barierę jelitową. Jednak jest ona nieprzepuszczalna dla większych cząsteczek np. białek pokarmowych, które mogłyby aktywować układ odpornościowy.

Istotną rolę w regulowaniu przepuszczalności bariery jelitowej pełni m. in. mikrobiota przewodu pokarmowego. Inne czynnik, które niekorzystnie wpływają na przepuszczalność bariery jelitowej to: alkohol, leki, przetworzona żywność, niedobory sIgA, niedobory witamin i składników mineralnych. 

Bariera jelitowa a zonulina

Istotny udział w tym procesie pełnią ścisłe połączenia pomiędzy enterocytami (TJ, ang. tight junctions), które są kompleksem białek, na które składają się m. in. okludyna i klaudyna. Ważny wkład w wyjaśnienie związku pomiędzy zaburzeniem przepuszczalności bariery jelitowej a patomechanizmem chorób, miało odkrycie białka zonuliny. Zonulina została odkryta w trakcie badań nad toksyną przecinkowca cholery, który wytwarza toksynę Zot (ang. zonula occludensi toxin). Okazało się, że Zot ma zdolność szybkiego i odwracalnego regulowania TJ, a ludzkim odpowiednikiem białka Zot jest zonulina. Późniejsze badania udokumentowały, że zwiększona ekspresja zonuliny i przepuszczalność bariery jelitowej towarzyszy celiakii i cukrzycy typu 1. Jedna z hipotez postuluje, że predyspozycja do zapadania przez osoby z celiakią na inne choroby z autoagresji może być wynikiem pojawienia się przepuszczalności bariery jelitowej. Uważa się, że zjawisko to może sprzyjać nadmiernej ekspozycji błony śluzowej jelita na białka pokarmowe i bakteryjne.

Konsekwencje zaburzeń przepuszczalności bariery jelitowej

Prawidłowo funkcjonująca bariera jelitowa i układ odpornościowy kontrolują przepływ antygenów pokarmowych i bakteryjnych oraz substancji toksycznych do przestrzeni międzykomórkowej jelita (blaszki właściwej). Jednak kiedy w przewodzie pokarmowym pojawia się np. stan zapalny wywołany zakażeniem, spożywaniem przetworzonej żywności, nadużywaniem niektórych leków (m. in. leków przeciwbólowych, antybiotyków) może to prowadzić do zwiększonej przepuszczalności bariery jelitowej lub zwanej potocznie „zespołem jelita przesiąkliwego” (ang. Leaky Gut Syndrome). W następstwie dochodzi do przeładowania błony śluzowej jelit antygenami, nasilenia stanu zapalnego, zaburzeń wchłaniania, ale również przemieszczania się molekuł do organów oddalonych od jelita np. wątroby.

Tolerancja immunologiczna jest jednym z najważniejszych zjawisk w immunologii, prowadzącym do zahamowania odpowiedzi odpornościowej na antygeny. Szczególnym przypadkiem tego zjawiska jest tolerancja pokarmowa (ang. oral tolerance). Zasadniczym składnikiem tolerancji pokarmowej są limfocyty T regulatorowe (T_reg), których zadaniem jest tłumienie niepożądanych reakcji immunologicznych. Limfocyty T_reg wytwarzają cytokiny – TGFβ oraz interleukinę 10, które regulują równowagę pomiędzy limfocytami pomocniczymi Th1/Th2, utrzymując stan zapalny w ryzach. Zaburzenie tej delikatnej równowagi np. przez zwiększoną przepuszczalność bariery jelitowej, może prowadzić do rozwinięcia się nadwrażliwości na pokarmy.

Z tego względu interesującym zjawiskiem zaobserwowanym w kontekście zaburzeń przepuszczalności bariery jelitowej jest wytwarzanie przez organizm nadmiernej ilości przeciwciał IgG przeciwko antygenom pokarmowym. Podobnie jak w celiakii, w której dochodzi do wytworzenia przeciwciał przeciwko białkom pszenicy – gliadynie, organizm może w podobnym mechanizmie reagować na inne białka pokarmowe.

Patologie związane z zaburzeniami przepuszczalności bariery jelitowej

• otyłość,
• niealkoholowe stłuszczenie wątroby,
• cukrzyca typu 1. i 2.,
• insulinooporność,
• choroba Parkinsona,
• autyzm,
• ADHD,
• zaburzenia depresyjne,
• schizofrenia,
• zespół przewlekłego zmęczenia,
• choroby z autoagresji (np. RZS, celiakia),
• nadwrażliwości pokarmowe,
• nieceliakalna nietolerancja glutenu,
• choroby zapalne jelit,
• zespół jelita nadwrażliwego.

Z uwagi na fakt związku zaburzeń przepuszczalności bariery jelitowej z wieloma patologiami, jego diagnostyka i wdrożenie odpowiednich zaleceń żywieniowych jest istotnym elementem prewencji i leczenia chorób przewlekłych.

Piśmiennictwo

1. Gołąb J., Jakubisiak M., Stokłosa T., Lasek W. Immunologia PWN 2012
2. Mason K.L. et al. Overview of gut immunology, Adv Exp Med Biol., 2008,635,1-14.
3. Bischoff S.C. i wsp. Intestinal permeability – a new target for disease prevention and therapy, BMC Gastroenterol. 2014,18,14,189.
4. Vojdani A. For the assessment of intestinal permeability, size matters. „Altern Ther Health Med.” 2013, 19(1), 12-24.
5. Chehade M. i wsp. Oral tolerance and its relation to food hypersensitivities. J Allergy Clin Immunol. 2005; 115(1): 3-12.
6. König J. i wsp. Human Intestinal Barrier Function in Health and Disease, Clin Transl Gastroenterol, 2016,20,7(10),e196.
7. Ménard S. i wsp. Multiple facets of intestinal permeability and epithelial handling of dietary antigens, Mucosal Immunol, 2010, 3(3), 247-59.
8. Karabin K. Zaburzenia przepuszczalności bariery jelitowej i antygenów pokarmowych na rozwój chorób przewlekłych. Klinka pediatryczna 2018, 26, 6107-10.
9. Vojdani A. Molecular mimicry as a mechanism for food immune reactivities and autoimmunity, Altern Ther Health Med, 2015, 21,1,34-45.
10. Severance E.G. i wsp. Autoimmune diseases, gastrointestinal disorders and the microbiome in schizophrenia: more than a gut feeling, Schizophr Res, 2016 Sep, 176(1), 23-35.
11. Alpay K. i wsp. Diet restriction in migraine, based on IgG against foods: a clinical double-blind, randomised, cross-over trial, Cephalalgia, 2010,30(7),829-37.
12. Atkinson W. i wsp. Food elimination based on IgG antibodies in irritable bowel syndrome: a randomised controlled trial. Gut,2004,53(10),1459-64.
13. Bentz S. i wsp. Clinical relevance of IgG antibodies against food antigens in Crohn’s disease: a double-blind cross-over diet intervention study, Digestion, 2010,81(4), 252-64.
14. Fasano A. All Disease Begins in the (Leaky) Gut: Role of Zonulin-Mediated Gut Permeability in the Pathogenesis of Some Chronic Inflammatory Diseases. F1000Res. 2020; 9: F1000 Faculty Rev-69.