La barrera de la mucosa intestinal , también conocida como barrera intestinal , se refiere a la propiedad de la mucosa intestinal que asegura la contención adecuada de los contenidos luminales indeseables dentro del intestino al tiempo que conserva la capacidad de absorber nutrientes . La separación que proporciona entre el cuerpo y el intestino evita la translocación incontrolada del contenido luminal en el cuerpo propiamente dicho. Su papel en la protección de los tejidos de las mucosas y el sistema circulatorio de la exposición a moléculas proinflamatorias , como microorganismos , toxinas y antígenos.es vital para el mantenimiento de la salud y el bienestar. [1] [2] [3] La disfunción de la barrera mucosa intestinal se ha relacionado con numerosas afecciones de salud como: alergias alimentarias , infecciones microbianas , síndrome del intestino irritable , enfermedad inflamatoria intestinal , enfermedad celíaca , síndrome metabólico , enfermedad del hígado graso no alcohólico , diabetes y shock séptico . [3] [4] [5]
Composición
La barrera de la mucosa intestinal es una entidad heterogénea compuesta por elementos físicos, bioquímicos e inmunes elaborados por la mucosa intestinal. El componente central es la capa epitelial intestinal , que proporciona una separación física entre la luz y el cuerpo. La secreción de varias moléculas en la luz refuerza la función de barrera en el lado extraepitelial, mientras que una variedad de células inmunes brindan protección adicional debajo de la capa epitelial. [3] [5] [6]
Elementos fisicos
Capa (s) de moco
El moco forma una capa (o capas, en el caso del colon ) que separa la mayor parte del contenido luminal del epitelio intestinal. El moco consiste en un gel hidratado altamente glicosilado formado por moléculas de mucina que son secretadas por células caliciformes . El moco evita que las partículas grandes entren en contacto con la capa de células epiteliales mientras permite el paso de las moléculas pequeñas. El moco también facilita el paso del contenido luminal a lo largo de los intestinos, protege las células epiteliales de las enzimas digestivas y evita el contacto directo de los microorganismos con la capa epitelial. [1] [5] [6] [7]
El epitelio intestinal
El epitelio intestinal es el componente principal de la barrera de la mucosa intestinal. Consiste en la capa de células epiteliales que recubren el intestino. Es crucial para formar una barrera eficaz el control preciso de la vía paracelular (una ruta para la translocación de moléculas entre células). El sellado del espacio entre células adyacentes está mediado por complejos de unión formados por conexiones de proteínas elaboradas por cada célula individual. [1] Además de su función protectora, el epitelio intestinal controla la absorción selectiva de iones beneficiosos, nutrientes y otras sustancias del lumen al cuerpo. [3]
Microbiota
Las especies microbianas comensales que habitan en el intestino son considerados por algunos como parte de la barrera de la mucosa intestinal. La microbiota puede influir en la función de barrera tanto directamente, estimulando la proliferación de células epiteliales y la secreción de IL-8 , como indirectamente produciendo ácidos grasos de cadena corta , que son una importante fuente de energía para las células epiteliales del colon. [3]
Elementos bioquímicos
Ácido biliar y gástrico
La bilis producida por el hígado para ayudar en la digestión de lípidos tiene propiedades bactericidas . [7] El ácido gástrico producido por el estómago también puede matar microorganismos. [8] Ambos contribuyen a la función de barrera intestinal, aunque no son producidos por la mucosa intestinal.
Defensinas
Las células epiteliales secretoras especializadas llamadas células de Paneth secretan cantidades abundantes de α-defensinas humanas en la luz intestinal de individuos sanos. [9]
Lisozima
La lisozima es otra molécula defensiva secretada por las células de Paneth en la luz. [10]
Regeneración de la proteína gamma 3 derivada de los islotes (Reg3γ)
Reg3γ es una lectina antibacteriana secretada por las células de Paneth que sirve para evitar que los microorganismos entren en contacto con la capa epitelial. [3] [10]
Elementos inmunológicos
Péptidos antimicrobianos
Los péptidos antimicrobianos (AMP) , que son un conjunto diverso de moléculas que matan bacterias y hongos, son secretados por las células de Paneth hacia la luz. [6] [7]
Inmunoglobulina A secretora (sIgA)
La inmunoglobulina A secretora (sIgA) es producida por células plasmáticas en la lámina propia y transportada a la luz por las células epiteliales intestinales. [7] SIgA bloquea los receptores epiteliales específicos de los patógenos, evitando así su unión a las células epiteliales.
Inmunidad celular
Una variedad de células inmunes residen en la lámina propia que subyace al epitelio intestinal. Estos incluyen células dendríticas (DC) , macrófagos , linfocitos intraepiteliales (IEL), células T reguladoras (T Regs) , linfocitos TCD4 + , linfocitos B y células plasmáticas . [6] Esta población proporciona una protección inmunológica que se caracteriza por la rápida detección y muerte de los microorganismos que penetran en el epitelio intestinal. [7]
Fisiología
La integridad de la barrera intestinal es maleable y se ha demostrado que múltiples mecanismos pueden modular la permeabilidad intestinal (una medida de la función de la barrera intestinal). [4] Los factores moduladores incluyen citocinas , células inmunes y factores exógenos. [4]
Medición
La permeabilidad intestinal es una medida de la función de barrera de la mucosa intestinal y se define como "la facilidad con la que el epitelio intestinal permite que las moléculas pasen por difusión pasiva no mediada ". [11] La permeabilidad a este respecto está relacionada principalmente con el paso medible de iones y pequeñas moléculas inertes. Los métodos estándar de medición incluyen la resistencia eléctrica de los tejidos para las pruebas in vitro y el paso de moléculas inertes ingeridas de pesos moleculares específicos a la orina para las pruebas in vivo. [12] [13] Por ejemplo, las pruebas in vivo con lactulosa / manitol consisten en ingerir 5 g de lactulosa y 2 g de manitol seguido de la determinación de las concentraciones urinarias de lactulosa y manitol 5 horas después de la ingestión. El porcentaje de excreción de lactulosa y la proporción de lactulosa-manitol en la orina se calculan y se utilizan como medida de la permeabilidad intestinal. [14]
Reguladores endógenos
Citoquinas
- Interferón-gamma (IFNγ) [4]
- Factor de necrosis tumoral alfa (TNFα) [4]
- Citocinas efectoras de células auxiliares Th2 interleucina 4 (IL4) e interleucina 13 (IL-13) [4]
- Interleucina 10 de citocinas antiinflamatorias (IL-10) [4]
- Zonulina [4]
Células inmunes
- Linfocitos intraepiteliales intestinales positivos para gamma / delta (iIELγδ +) [4]
- Mastocitos [4]
- Eosinófilos [4]
Reguladores exógenos
- Alcohol [4]
- Los fármacos antiinflamatorios no esteroideos (AINE) [4] pueden provocar un aumento de la secreción de ácido gástrico , una disminución de la secreción de bicarbonato , una disminución de la secreción de moco y una disminución de los efectos tróficos sobre la mucosa epitelial al inhibir la COX-1 , la COX-2 y las prostaglandinas .
- Tacrolimus [4]
Patógenos
- Escherichia coli enteropatógena (EPEC) [4]
- Vibrio cholerae [4]
- Clostridium perfringens [4]
- Candida albicans [5]
Significación clínica
Una barrera mucosa intestinal rota puede permitir el paso de microbios, productos microbianos y antígenos extraños a la mucosa y al cuerpo propiamente dicho. Esto puede resultar en la activación del sistema inmunológico y la secreción de mediadores inflamatorios . Ciertas respuestas inmunitarias podrían, a su vez, causar daño celular que podría resultar en una mayor disfunción de la barrera. [7] Los defectos en la función de barrera de la mucosa intestinal con la translocación acompañante de microbios y sus productos se han relacionado con una variedad de condiciones, [3] algunas de las cuales se cree que además requieren una predisposición genética . [15] Pueden producirse trastornos autoinmunitarios tanto intestinales como extra intestinales. [15] Se cree que la disfunción de la barrera intestinal es una condición previa y un factor agravante de numerosas enfermedades autoinmunes e inflamatorias, incluidas las alergias alimentarias , las enfermedades inflamatorias del intestino , la enfermedad celíaca y la diabetes . [4]
Alergias a los alimentos
La disfunción de la barrera intestinal puede ser un factor crítico para las sensibilizaciones antigénicas y la fase efectora anafiláctica mediada por IgE / mastocitos de las alergias alimentarias. El desarrollo de alergias alimentarias depende de que el antígeno entre en contacto con componentes del sistema inmunológico de las mucosas. Esto conduce a la sensibilización al antígeno y a la producción de IgE y células CD4 + Th2 específicas del antígeno de la dieta . La hipótesis es que la disfunción de la barrera intestinal permite que los antígenos de la dieta atraviesen la barrera intestinal, entren en contacto con el sistema inmunológico de las mucosas y desencadenen una respuesta inmunitaria específica de antígeno. [4]
La función de barrera intestinal reducida se correlaciona con la gravedad de los síntomas experimentados por las personas alérgicas a los alimentos. La provocación oral con el alérgeno implicado produce un aumento de la proporción de lactulosa / manitol en la orina (una medida de la permeabilidad intestinal). [4]
Enfermedad inflamatoria intestinal
Un modelo emergente de patogénesis de la enfermedad inflamatoria intestinal (EII) postula tres factores prerrequisitos: 1) degradación de la función de barrera intestinal, 2) translocación del contenido luminal a la lámina propia y posterior exposición a células inmunitarias, y 3) una respuesta inmunitaria inapropiada. Aunque la disfunción de la barrera intestinal está claramente implicada en el desarrollo de la enfermedad inflamatoria intestinal, no está claro qué inicia el ciclo de autoperpetuación que conduce a la exacerbación de la enfermedad. Sin embargo, existe un creciente cuerpo de evidencia que implica un aumento de la permeabilidad intestinal como un factor etiológico principal de la patogénesis de la enfermedad inflamatoria intestinal. [4]
Enfermedad celíaca
La función alterada de la barrera intestinal puede desempeñar un papel en el desarrollo de la enfermedad celíaca. Al permitir que la gliadina , el agente causante de la enfermedad celíaca, cruce la barrera intestinal, puede ocurrir una activación inapropiada del sistema inmunológico. Se ha demostrado que las personas que padecen la enfermedad celíaca tienen una elevada permeabilidad intestinal y uniones estrechas alteradas. Además, estas alteraciones persisten en pacientes que mantienen con éxito una dieta sin gluten . También existen datos que demuestran que existe un aumento de la permeabilidad intestinal antes de la aparición de la enfermedad celíaca. [4]
Diabetes tipo 1
Se ha planteado la hipótesis de que una combinación de genética, función de barrera intestinal desregulada y respuestas inmunitarias inapropiadas desempeña un papel en la diabetes tipo 1 . Se ha observado una elevada permeabilidad intestinal en pacientes al inicio de la enfermedad. El aumento resultante en la exposición a los antígenos puede desencadenar la destrucción autoinmune de las células beta en el páncreas . [4]
Otras condiciones
Los defectos en la función de la barrera de la mucosa intestinal también se han relacionado con el síndrome del intestino irritable , el síndrome metabólico , la enfermedad del hígado graso no alcohólico y el shock séptico . [3] [13]
Estrés
El estrés psicológico y físico puede inducir una variedad de alteraciones en la función intestinal. Estos incluyen cambios en la motilidad intestinal , la permeabilidad intestinal , el flujo de iones, el equilibrio de líquidos y la secreción de moco. Además, el estrés agudo y crónico en modelos animales ha demostrado que el estrés puede provocar la degradación de la función de barrera intestinal. [4] El estrés psicológico puede influir en el resultado clínico de la enfermedad inflamatoria intestinal y el síndrome del intestino irritable . Se ha demostrado que el estrés a largo plazo se asocia positivamente con una mayor propensión a la recaída de la colitis ulcerosa . [4]
Historia
Cummings adoptó el término barrera mucosa en 2004 para describir la "estructura compleja que separa el medio interno del ambiente luminal". [16] Más recientemente, gastroenterólogos, inmunólogos y microbiólogos han utilizado la barrera intestinal para enfatizar el componente del intestino que protege al cuerpo de los microorganismos y sus toxinas. [6]
Ver también
- Péptidos antimicrobianos
- Inmunoglobulina A
- Epitelio intestinal
- Permeabilidad intestinal
- Tracto gastrointestinal humano
- Barrera mucosa gástrica
- Fisiología gastrointestinal
- Intestino (anatomía)
- Tejido linfoide asociado a mucosas
- Mucina
Referencias
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