Disfunción de la barrera intestinal y formación TJ

El tracto gastrointestinal, o tracto gastrointestinal, es un sistema de órganos esenciales que se encuentra en los humanos y otros animales, que funciona cuando consumimos alimentos o agua para comenzar el proceso digestivo para extraer y absorber energía y nutrientes para finalmente expulsar el resto desperdicio en las heces a través de las deposiciones. La absorción de energía y nutrientes a lo largo del tracto gastrointestinal proporciona la nutrición adecuada para que otras estructuras funcionen en consecuencia; sin embargo, esta función también puede verse alterada debido a enfermedad gastrointestinal o enfermedad gastrointestinal.

¿Cómo puede la disfunción de la barrera intestinal provocar enfermedades gastrointestinales?

El epitelio intestinal es una sola capa de células que funciona como una de las barreras más grandes y más esenciales contra el entorno externo. La función de barrera intestinal es necesaria, no solo para la absorción de energía y nutrientes, sino también para mantener una defensa efectiva contra toxinas intraluminales, antígenos y flora entérica. Los cambios químicos dentro del cuerpo y otras funciones pueden conducir a la disfunción de la barrera intestinal y aumentar la permeabilidad intestinal, lo que puede conducir a una variedad de problemas y generalmente es un signo de enfermedad gastrointestinal o enfermedad gastrointestinal.

Mediada por citocinas

Los efectos de las evaluaciones mediadas por citoquinas probadas en estudios in vitro e in vivo en animales demostraron que la permeabilidad intestinal, es decir, el estado o la calidad de un material o membrana que permite el paso de líquidos o gases a través de él, también puede regularse por múltiples variables, que incluyen componentes exógenos, relacionados o que se desarrollan a partir de factores externos y apoptosis epitelial, o muerte celular programada, que involucra citoquinas y células inmunitarias, como se muestra en la Figura 1. La disfunción de la barrera intestinal inducida por el sistema inmunitario se ha considerado un factor importante en la predisposición a la obesidad y la exacerbación de muchas enfermedades inflamatorias y autoinmunes, como la enfermedad inflamatoria intestinal o EII, alergias alimentarias, enfermedades autoinmunes y diabetes. Por ejemplo, el interferón-γ (IFNγ) y el factor de necrosis tumoral-α (TNFα), que se cree que son mediadores clave de las enfermedades inflamatorias intestinales, como la EII, que desencadenan la función de barrera epitelial intestinal. La evolución de las monocapas de células epiteliales intestinales (Caco2 y T84) con IFNγ y TNFα apoyó la reorganización de varias proteínas TJ: ZO-1, JAM-A, ocludina, claudinas-1 y -4 mientras disminuía la función de barrera epitelial. El mecanismo de acción de las citoquinas parece estar controlado principalmente a través de la fosforilación de la cadena ligera de miosina (MLC) mediada por la quinasa de cadena ligera de miosina (MLCK), que aumenta la función interrumpida de las uniones estrechas intestinales. En apoyo de esto, se demostró que la inhibición de la fosforilación de MLC inducida por TNFα e IFNβ restaura la función y la estructura de la barrera. Alternativamente, TNFα e IFNγ pueden interrumpir TJ y promover la permeabilidad intestinal a través de la desregulación de la expresión de claudina y ocludina.

Los datos clínicos y experimentales basados ​​en evidencia apoyan el papel de las citoquinas Th2 en la regulación de la función de barrera intestinal, como se ve en la Figura 1. En un estudio de investigación, la estimulación de las células epiteliales colónicas (T84 y HT-29 / B6) con IL-4 o -13 desencadenó un aumento en la permeabilidad intestinal. Muy claramente, los cambios en la función de la barrera intestinal se asociaron con el comienzo de la apoptosis epitelial y la expresión de TJ claudin-2 que forma los poros. Los datos in vitro sugieren que las consecuencias de IL-4 y -13 en la función de barrera están reguladas principalmente por fosfoinositida 3-quinasas. El bloqueo de la fosfoinositida 3-quinasa, aunque no obstaculiza la activación de STAT-6, en realidad bloqueó la disfunción de la barrera intestinal inducida por IL-4 / IL-13, según estudios de investigación. Sin embargo, otros estudios en la prueba de ratones STAT-6 descubrieron un propósito para STAT-6, indicando en su lugar la disfunción de la barrera epitelial intestinal mediada por IL-4 y -13. No obstante, los cambios inducidos por IL-4 e IL-13 en la permeabilidad intestinal, el consumo de azúcar y la secreción biliar fueron menores en los ratones deficientes en STAT-6 en comparación con los ratones WT.

También se ha demostrado que la citocina antiinflamatoria IL-10 regula la función de barrera intestinal. La estimulación de secciones ileales de ratas Sprague-Dawley con IL-10 demostró una absorción intestinal electroneutral mejorada de sodio y cloruro e inhibió la secreción estimulada de cloruro. Además, el tratamiento de monocapas de células epiteliales T84 con IL-10 interrumpió la permeabilidad epitelial inducida por IFNγ. Estos resultados del estudio de investigación sugirieron que la IL-10 desempeña un papel protector en la función de barrera intestinal. Independientemente, los ratones deficientes en IL-10 todavía mostraron una mayor permeabilidad del intestino delgado. Particularmente en ratones IL-10, estos desarrollaron inflamación intestinal crónica, que es un síntoma común que se manifiesta en individuos con enfermedad de Crohn, incluidos síntomas de pérdida de peso, hiperplasia de la mucosa y enterocolitis crónica. Los datos del estudio de investigación demostraron que el aumento de la permeabilidad intestinal, es decir, el estado de una membrana que permite el paso de líquidos o gases, puede predisponer a los ratones IL-10 a enfermedades gastrointestinales. De acuerdo con esta teoría, se había detectado una mayor permeabilidad en ratones IL-10 antes del inicio de la enfermedad GI.

Un estudio de investigación mecanicista, con el objetivo de descubrir el mecanismo de la función de la barrera intestinal, delineó la permeabilidad intestinal mediada por IL-10 y planteó la hipótesis de la influencia de la vía de la zonulina y el TNFα en relación con la disfunción de la barrera intestinal. Sorprendentemente, sin embargo, la inhibición del receptor de zonulina en ratones IL-10 condujo a una disminución de la permeabilidad intestinal, disminuyó la secreción colónica de TNFα in vivo e interrumpió el desarrollo espontáneo de la colitis. Estos hallazgos respaldan aún más el papel de la zonulina, junto con su función potencial en la mejora de la permeabilidad intestinal durante el desarrollo de enfermedades gastrointestinales. También se ha considerado que la vía de zonulina a receptor de zonulina regula la formación de uniones estrechas a través de la reorganización de actina dependiente de PKC. Si la función de barrera intestinal disminuida en ratones IL-10 se debe principalmente a un problema importante en la vía de la zonulina al receptor de zonulina o, más bien, a un resultado de una mayor expresión de citoquinas, como IFNγ y TNFα, aún queda por delinear adecuadamente en más adelante. Estudios de investigación in vitro e in vivo.

Células inmunes

células T

Se ha demostrado que la activación de células T CD3+ inducida por anti-CD4 en ratones aumenta la permeabilidad intestinal transcelular y paracelular, además de promover la liberación de citoquinas proinflamatorias, como IFNα y TNFα, como se ve en la Figura 1. A modo de Por ejemplo, la inyección de TNFα en ratones provocó una ruptura en su función de barrera intestinal, lo que exacerbó posteriormente los síntomas de diarrea y afectó químicamente la inhibición del intercambio de Na+/H+ dependiente de PKCα. Las células T, o linfocitos T, un tipo de linfocito que juega un papel central en la inmunidad mediada por células, regulan la permeabilidad transcelular a través de la regulación a la baja de Na+/K+-ATPasa, y la interrupción de la absorción de Na+, el cotransporte de Na+-glucosa como así como la secreción clínica y experimental de Clâˆ'. De hecho, la desregulación de la ruta de permeabilidad paracelular está mediada por la interrupción de la unión estrecha dependiente de MLCK, o TJ.

Los linfocitos intraepiteliales intestinales positivos para gamma/delta (iIELγδ+), que pueden estar estrechamente conectados con el lado basolateral de las células epiteliales intestinales, también han estado involucrados en el mantenimiento de la función de barrera intestinal. En respuesta a la infección parasitaria entérica, los ratones deficientes en células T iIELγδ+ demostraron tener una localización anormal de claudina-3, ocludina y ZO-1, disminución de la fosforilación de ocludina y formación anormal de uniones estrechas epiteliales. Además, las alteraciones en la función de barrera intestinal podrían estar particularmente asociadas a un subconjunto de linfocitos iIELγκ+, que pueden identificarse como células T que expresan receptores de células T codificados por Vγ7+. Sin embargo, la reconstitución de ratones deficientes en células T iIELγ+ con Vγ7+ iIEL restauró la función de barrera epitelial.

Células mástiles

Los mastocitos, también conocidos como mastocitos o labrocitos, son un tipo de glóbulo blanco que existe en la mayoría de las secciones del tracto gastrointestinal o tracto GI. Cuando se estimulan, liberan una fuerte colección de mediadores inflamatorios, como histamina, 5-hidroxitriptamina o 5-HT, proteasas neutras (triptasas, quimasas y carboxipeptidasa A), prostaglandinas, leucotrienos, factores activadores de plaquetas y varias citoquinas, incluido TNFα. , IL-3, -4, -5, -6 y GM-CSF. Proporcionando casos de alergia alimentaria o infestación por helmintos (Nippostrongylus brasiliensis o Trichinalla spiralis), los investigadores han demostrado la participación de los mastocitos durante la función de barrera intestinal, como se ve en la Figura 1. El conflicto intraluminal de ratas sensibilizadas con albúmina de huevo desencadenó un crecimiento de 15 veces en la absorción de EDTA marcado con 51Cr en comparación con ratas tratadas con proteína no relacionada. La disminución de la función de barrera inducida por antígeno se ha relacionado con la desgranulación de los mastocitos, un proceso celular que libera citotóxicos antimicrobianos u otras moléculas de vesículas secretoras llamadas gránulos, que se encuentran dentro de algunas células, así como un aumento en la corriente de cortocircuito, una medida del transporte neto de iones. La importancia de los mastocitos ha sido demostrada por la falta de cambios en la función de barrera intestinal en ratones deficientes en mastocitos sensibilizados y desafiados con albúmina de huevo, que fue restaurada por reconstitución de la médula ósea. Además, se ha demostrado que muchos mediadores de mastocitos modulan el transporte de iones epiteliales intestinales. El pretratamiento de ratas sensibilizadas con albúmina de huevo con antagonistas de los receptores de histamina-H1 o 5-HT2 redujo significativamente las alteraciones de la corriente de cortocircuito inducidas por antígenos orales.

Las evaluaciones clínicas y experimentales que utilizan modelos de infestación parasitaria han identificado un papel para las proteasas derivadas de mastocitos en la función de barrera intestinal. La infestación murina con todo el nematodo entérico, T. spiralis, desencadenó mastocitosis intestinal, degradación de ocludina y aumento de la permeabilidad intestinal. Se demostró que las alteraciones en la función de barrera funcionan como dependientes de los mastocitos como la deficiencia de mastocitos con una disfunción neutralizante de la barrera epitelial intestinal abolida por anticuerpos anti-c-kit. Además, los ratones deficientes en la proteasa de los mastocitos murinos 1, mMCP-1, eran resistentes a la disfunción de la barrera epitelial intestinal inducida por la infestación por T. spiralis. La regulación de mastocitos / MCP-1 de la permeabilidad intestinal a través del trastorno de T. Spiralis también se relacionó con la degradación de ocludina.

Eosinófilos

El aumento de eosinófilos y proteínas granulares de eosinófilos, incluidas las principales proteínas básicas, la peroxidasa de eosinófilos y la proteína catiónica eosinofílica se han relacionado regularmente con la enfermedad inflamatoria intestinal o EII y la función de barrera alterada. El cocultivo in vitro de células epiteliales intestinales T84 junto con eosinófilos o proteínas básicas principales derivadas de eosinófilos disminuyó la TER y la permeabilidad mejorada. La función de barrera intestinal alterada también se relacionó con la regulación a la baja de ocludina.

En conclusión, la disfunción de la barrera intestinal y su función adecuada se ha conectado a las citocinas y las células inmunes. La permeabilidad intestinal, que es el estado o la calidad de un material o membrana que permite el paso de líquidos o gases, puede alterarse debido a deficiencias o función y disfunción interrumpidas. 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

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