Микробиота кишечника и иммунная система

Определение

Микробиота кишечника состоит из 10¹³—¹⁴ микроорганизмов (рис. 1), совокупность генов которых (микробиом)   по меньшей мере в 100 раз больше, чем наш геном. Состав микробиома  человека индивидуален и  изменяется   у   в течение жизни. На состав микрофлоры кишечника  могут  влиять диета, возраст, лекарства, болезни, стресс и образ жизни. Желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) содержит как «дружественные» бактерии, такие как грамположительные лактобациллы и бифидобактерии   (> 85% от общего количества бактерий),  так и потенциальные патогенные бактерии, сосуществующие в сложном симбиозе. Получены доказательства того, что кишечная микробиота поддерживает энергетический обмен, иммунные и трофические функции у хозяина. В этом свете  понятие «супер-организм» возникло, чтобы отразить физиологическое значение взаимовыгодного двунаправленного взаимодействия хозяин — микробы в кишечнике. Когда это равновесие нарушается возникают   вне кишечные  заболевания.

Кишечник человека — это экосистема, состоящая из большого количества комменсальных бактерий, живущих в симбиозе с хозяином. Доказано, что кишечная микробиота участвует в динамическом взаимодействии с врожденной и адаптивной иммунной системой кишечника, влияя на различные аспекты ее развития и функции. Накопленные доказательства свидетельствует о том, что микрофлора кишечника обладает защитными, метаболическими, трофическими и иммунологическими функциями и способна установить «перекрестный разговор» с иммунными компонентами   слизистой оболочки, включающим клеточные и растворимые элементы. Когда один или несколько шагов в этом прекрасном взаимодействии выходят из строя, могут возникать аутоиммунные или аутовоспалительные заболевания. Кроме того, из данных следует, что пробиотики, используемые для лечения заболеваний, вызванных дисрегуляцией иммунной системы, могут оказывать благотворное влияние на различные механизмы.

Кишечная микробиота и развитие слизистойоболочки кишечникаКишечная микрофлора имеет защитные, метаболические, трофические и иммунологические функции. На самом деле вместе с пищеварительными ферментами, муцинами, перистальтикой, эпителиальным барьером  микробиотаотносится к так называемому неиммунному компоненту иммунитета слизистой оболочки. Они может установить«перекрестный разговор» с иммунным компонентом иммунитета слизистой оболочки, включающего клеточные и гуморальные  факторы.

Комменсальная микробиота  глубоко влияет на развитие иммунной системы слизистой оболочки кишечника и имеет  решающее значение для предотвращения  вторжения патогенов, как путем прямого взаимодействие с патогенными бактериями, так  и путем стимуляции иммунной системы.

Кишечная микробиота и врожденная иммунная система

Диалог между компонентами врожденного иммунитета слизистой и эндогенными микробами — это взаимный рост, развитие, выживание и контроль воспаления в экосистеме кишечника. Типичной особенностью врожденного иммунитета является способность различить молекулярные структуры (антигены) потенциально патогенных и безвредных микроорганизмов — микробиологические модели (MAMPs)   с помощью  толл-подобных (TLR) рецепторов, которые присутствуют на макрофагах, нейтрофилах, дендритных клетках (ДК), Микробиота может регулировать  врожденную иммунную систему кишечника    путем модуляции экспрессия TLR на поверхности иммунных клеток посредством MAMP. Распознавание микробов клетками иммунитета приводит к активации внутриклеточного  механизма синтеза цитокинов (сигнальные молекулы), которые способствуют активации Т-клеток.

Таким образом, врожденный иммунитет тесно связан с адаптивным (приобретенным) иммунитетом. Контакт с бактериями и их компонентами на их поверхности инициирует врожденный иммунитет.

Другой механизм модуляции иммунной системы  микробиотой  —  её способностью регулировать образование муцинов клетками слизистой. Муцины могут напрямую ограничивать кишечную инфекцию путем присоединения к патогенам   и защитить слизистую желудка и двенадцатиперстной кишки. В то же время слизь обеспечивает среду, в которой бактериальные  метаболиты с сигнальными функциями секретируются,  концентрируется и диффундируют.

Кишечная микробиота и адаптивная иммунная система

Важная иммунная область кишечника —   собственная пластинка, где присутствует большое количество макрофагов, дендритных клеток, Т-клеток и IgA-секретирующих В-клеток. Приобретенный иммунный ответ в первую очередь формируется в Пейеровых бляшках. Здесь присутствуют регуляторные клетки, где они поддерживают толерантность к пищевым продуктам и анти-антигенам.

В собственной пластинке также  постоянно присутствуют CD4, CD8 и В-клетки, тогда как некоторые CD8лимфоциты мигрируют в кончик  ворсинки. В-клетки в  собственной пластинке активируются и становятся IgA-продуцирующими  плазматическими клетками. Секреторный IgA транспортируется через эпителиальный слой и секретируется в просвет  кишечника.