Disfunción de barrera intestinal causada por patógenos

La flora intestinal, la microbiota intestinal o la microbiota gastrointestinal, es la comunidad compleja de microorganismos que viven en el tracto gastrointestinal, o tracto GI, de humanos y otros animales, incluso en insectos. La composición de la microbiota intestinal es única para cada individuo, al igual que nuestras huellas dactilares. La microbiota gastrointestinal del cuerpo humano puede constar de hasta decenas de billones de bacterias, donde incluso puede haber más de 3 millones de genomas diferentes de microbiota intestinal dentro de un solo cuerpo.

¿Cuál es la función esencial de la microbiota intestinal?

La flora intestinal es tan esencial para la digestión como cada órgano importante del sistema digestivo, ya que puede ayudar al cuerpo a digerir ciertos alimentos que el estómago y el intestino delgado no han podido digerir, ayuda a mantener la integridad de la mucosa intestinal, ayuda con la producción de algunas vitaminas, y juega un papel fundamental en el sistema inmune al agregar un efecto protector a lo largo del tracto gastrointestinal. Una microbiota intestinal sana y equilibrada es clave para garantizar una función digestiva adecuada, sin embargo, un desequilibrio de las bacterias intestinales puede afectar la función del sistema digestivo.

Disfunción de barrera intestinal que causa patógenos

El intestino es el hogar, tanto permanente como temporalmente, de una variedad extremadamente compleja de flora intestinal o microbiota intestinal, lo que también significa que puede convertirse en una fuente abundante de organismos, toxinas y antígenos potencialmente patógenos. Las interacciones que involucran patógenos entéricos y el epitelio intestinal, una capa de células que forma la superficie luminal o el revestimiento del intestino delgado y grueso del tracto gastrointestinal, o tracto gastrointestinal, a menudo pueden conducir a cambios en la barrera intestinal, así como que en el transporte de líquidos y electrolitos, y también podría comenzar una respuesta inflamatoria en el tracto gastrointestinal. Los patógenos entéricos pueden afectar la función de barrera intestinal directamente, uniéndose a las moléculas de la superficie celular y causando cambios en la unión apretada, o TJ, expresión de la proteína. Alternativamente, los patógenos generan toxinas y proteasas, que pueden promover el daño celular y la apoptosis, o la muerte celular programada, alterar el transporte de iones epiteliales, incluidos los TJ y el citoesqueleto. Aquí, brindaremos ejemplos y breves descripciones de numerosos mecanismos por los cuales los patógenos pueden afectar la función de barrera.

Vibrio cólera

Vibrio cólera, o V cólera, es un patógeno entérico principal que altera la función de barrera intestinal al interrumpir la función normal de los TJ, al desregular el transporte intestinal de iones y fluidos y también al causar inflamación en el tracto gastrointestinal. Una importante toxina producida por V cólera es la citotoxina, hemaglutinina proteasa (HA / P), una metaloproteasa de unión a zinc que destruye las proteínas de unión unidas y reduce la función de barrera. Los estudios de cepas atenuadas por toxinas mutantes de Vibrio cholera han identificado HA / P como la principal toxina responsable de las alteraciones de TJ y disminución de TER en células cultivadas MDCK y T84. Los estudios de investigación in vitro revelaron que HA / P rompe el dominio extracelular de la ocludina. Esto interrumpe las interacciones intracelulares de ocludina-ZO-1 y desestabiliza el complejo TJ y las estructuras del citoesqueleto, dando como resultado una permeabilidad paracelular mejorada.

Otra toxina desarrollada por el cólera V es la toxina zonula occludens, abreviada como Zot, una enterotoxina que aumenta de manera reversible la permeabilidad del epitelio intestinal, altera el citoesqueleto de actina y provoca la fragmentación de ZO-1 y ocludina. La toxina Zonula occludens se une al receptor de zonulina en el lado apical de las células epiteliales intestinales y activa la fosfolipasa C, que conduce a la polimerización dependiente de PKCα del citoesqueleto de actina. Se cree que la polimerización de actina promueve la reorganización del citoesqueleto y la desestabilización de los complejos TJ. De acuerdo con esta hipótesis, el pretratamiento de las monocapas epiteliales intestinales con inhibidores de PKCα evitó las fluctuaciones inducidas por Zot en la permeabilidad y la polimerización de actina. Se ha identificado un homólogo humano para Zot, la zonulina, y se ha encontrado que se une al mismo receptor para regular la permeabilidad intestinal. También se considera que la zonulina equilibra la función de la unión estrecha, o TJ, y su desregulación ha estado involucrada en el desarrollo de muchas enfermedades inflamatorias relacionadas con la disfunción de la barrera intestinal, como la enfermedad inflamatoria intestinal o EII, diabetes tipo I y enfermedades autoinmunes.

E. Coli enteropatógena (EPEC)

La E. coli enteropatógena, o EPEC, es una bacteria causante de diarrea que afecta las proteínas TJ al adherirse directamente a la superficie de las células epiteliales. Forman lesiones que se unen y borran, caracterizadas por la destrucción localizada de las microvellosidades epiteliales adyacentes y la creación de una estructura tipo pedestal en la acumulación de proteínas citoesqueléticas, como la actina, debajo del sitio de unión. EPEC utiliza un sistema de secreción de tipo III tipo jeringa para desencadenar cambios de TJ en la secreción de iones epiteliales intestinales. La infección de monocapas T84 intestinales con EPEC aumentó la permeabilidad epitelial y se ha asociado con la desestabilización y disociación de ZO-1, ocludina y claudin-1 complejo de unión estrecha de la membrana lateral. Los mecanismos moleculares relacionados con los cambios de TJ mediados por EPEC aún se desconocen; sin embargo, los estudios de investigación que utilizan agentes farmacológicos que inhiben MLCK, creen que la participación de la vía MLCK podría estar implicada en el procedimiento.

Clostridium Perfringens

Aunque se ha demostrado que varios genomas diferentes de la microbiota intestinal afectan a los TJ, la enterotoxina de Clostridium perfringens, o CPE, que es una causa común de intoxicación alimentaria, interactúa directamente con los TJ y los utiliza como receptores. CPE se une al asa extracelular de claudinas-3 y -4 en la superficie celular de los enterocitos, formando pequeños complejos proteicos en la membrana plasmática. Estos complejos promueven la oligomerización y la formación de membranas plasmáticas más grandes, que pueden estar conectadas a una mayor permeabilidad de la membrana plasmática. Clostridium perfringens también interactúa con la ocludina para promover su eliminación de la estrecha unión y la redistribución en el citoplasma. La redistribución de claudins y occludin desestabiliza el complejo TJ, alterando la permeabilidad paracelular intestinal. A modo de ejemplo, la vulnerabilidad de monocapas MDCK a CPE causó una disminución reversible en TER y aumento en la permeabilidad. Finalmente, se cree que los complejos grandes que contienen CPE y TJ se introducen en la membrana plasmática para formar un poro funcional, que causa la afluencia de Ca2 + que desencadena la muerte de las células epiteliales del huésped por apoptosis u oncosis.

En conclusión, la flora intestinal, la microbiota intestinal o la microbiota gastrointestinal son tan esenciales para la digestión como los otros órganos importantes del sistema digestivo. La variación compleja de la microbiota intestinal es fundamental para asegurar una función digestiva adecuada, sin embargo, algunos genomas de la microbiota intestinal pueden causar cambios en los complejos TJ, afectando la función de barrera intestinal y alterando la permeabilidad intestinal. Comprender qué tipos de bacterias pueden provocar enfermedades gastrointestinales puede ayudar a los pacientes y a los médicos a desarrollar un plan de tratamiento adecuado. Información referenciada por el Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI) y la Universidad Nacional de Ciencias de la Salud. El alcance de nuestra información se limita a las lesiones y afecciones quiroprácticas y espinales. Para discutir el tema, no dude en preguntar al Dr. Jimenez o contáctenos en 915-850-0900 .

Por el Dr. Alex Jimenez

Temas Adicionales: Bienestar

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