Иммунная система кишечника
Если сравнить размеры кишечника, в данном случае имея в виду только тонкую кишку, например, с размерами кожи или легких, становится очевидным, что кишечник представляет собой важнейшую контактную поверхность с внешней средой. Площадью около 600 м2 и длиной до 6 м, кишечник является самым большим органом, взаимодействующим с внешней средой. Его площадь взаимодействия в 6 раз больше контактной площади легких (около 100 м2) и в 300 раз больше площади поверхности кожи. Неудивительно, что именно здесь находится центр иммунной системы: около 80–90 % всех иммунных реакций берут свое начало или непосредственно происходят именно здесь.
С пищей в кишечник попадает бесчисленное количество пищевых протеинов, но также несметное число бактерий, грибков и вирусов. Задача так называемой ассоциированной с кишечником иммунной системы состоит в защите организма от вторжения чужеродных субстанций и распознавании среди них «полезных» и «вредных». В слизистой оболочке кишечника находятся скопления лимфатических узлов — так называемые Пейеровы бляшки (Peuer Plaques). Эти высокоорганизованные иммунологические центры включают в себя все важнейшие иммунные клетки, а также В- и Т-лимфоциты, ответственные за весь комплекс реакций иммунного процесса — от распознавания потенциальных антигенов (субстанций, вызывающих аллергию) до их окончательного уничтожения. Определенные Т-лимфоциты берут на себя регуляторную и эффекторную (инициация биологической активности клетки) функции, предотвращая избыточную реакцию иммунной системы против, например, определенных продуктов питания. Они ответственны и за так называемую оральную толерантность. Ассоциированная с кишечником иммунная система обменивается информацией с иммунными системами других слизистых оболочек организма, вызывая соответствующие реакции.
Тонкий кишечник ответствен в том числе и за аллергию типа III. Наряду с химическим составом продуктов питания решающим фактором является и то, как пища перерабатывается в кишечнике и воспринимается организмом, причем процесс ее переваривания начинается уже в полости рта посредством пережевывания и перемалывания. В идеале пережевывание должно продолжаться до тех пор, пока пищевой комок сам не «проскользнет» в пищевод. В полости рта пища расщепляется особыми энзимами, кроме того, здесь же совершается первый иммунный ответ с участием секреторных IgA, содержащихся в слюне.
Мы не придаем должного значения этому важному этапу пищеварения. Через слизистую оболочку рта наш мозг должен получить и переработать информацию о находящейся во рту пище, с тем чтобы выдать соответствующие «распоряжения» всем органам пищеварения. Слишком короткое и торопливое пережевывание ограничивает эту важную функцию, не говоря уже о сокращении продолжительности первичного расщепления пищи во рту с помощью энзимов. «Нагнать» эту первую ступень невозможно, и пища не переваривается оптимально. В результате возникают расстройства работы пищеварительного тракта, а впоследствии и хронические заболевания.
Диетологи вычислили, что, чтобы не полнеть, необходимо есть медленно, тщательно и долго пережевывая пищу. В этом случае уже через час острота голода притупляется, появляется чувство сытости.
Сотрудники Техасского университета исследовали связь между скоростью потребления пищи и количеством калорий. Также учитывались показатели голода до и после еды и количество выпитой воды.
Если человек ел, медленно пережевывая пищу, то потреблял в среднем на 88 калорий меньше по сравнению с человеком, откусывавшим большие куски и быстро их пережевывающим. Важно, что медленный прием пищи позволял чувствовать сытость дольше и увеличить потребление жидкости.
В желудке здоровых людей рН-среда высококислотная. Это очень важно для образования пепсина (энзим) из пепсиногена (функционально неактивная форма пепсина), накапливающегося и хранящегося в слизистых оболочках желудка до начала процесса пищеварения. Пепсин расщепляет особые соединения протеинов, и этот процесс возможен только в кислой среде. Люди, страдающие гастритом (воспаление слизистой оболочки желудка) или рефлюксом (заброс содержимого желудка в пищевод), подавляют кислую среду медикаментами — так называемыми блокаторами кислотности. С их помощью хотя и достигается улучшение состояния, но они препятствуют активизации пепсина и, как следствие, расщеплению белков. Результатом является неполноценное переваривание и распад протеинов, вследствие чего остаются так называемые антигенные структуры, которые могут приводить к различным аллергическим реакциям.
Наряду с перевариванием, т.?е. расщеплением, пищи в тонком кишечнике происходят процессы «сортирования» и усвоения питательных веществ. Тонкий кишечник является центром всех иммунных процессов, связанных с получением веществ извне, причем не только пищевых продуктов, но и других компонентов, в том числе и вредных.
Тонкий кишечник имеет площадь поверхности от 400 до 900 м2 и длину 4–5 м. Можно утверждать, что он является крупнейшей контактной и обменной поверхностью между нашим организмом и окружающей средой. Она в 6 раз больше, чем легкие, и в 300 раз больше, чем кожа. Учитывая то, что в кишечнике обитает в 10 раз больше бактерий, чем имеется клеток в человеческом организме, и эти бактерии чрезвычайно активны, становится понятным, почему кишечник является местом обитания рекордного количества иммунологически активных клеток и организмов. Сконцентрированные в Пейеровых бляшках, здесь находятся около миллиарда лимфоцитов и важнейших клеток, ответственных за распознавание, выявление, маркировку и уничтожение антигенов и агрессивных микроорганизмов.
Для беспрепятственного функционирования этого процесса необходимо очень четкое взаимодействие всех структур, принимающих в нем участие, и прежде всего согласованной функции кишечных барьеров, которая включает в себя несколько компонентов.
Во-первых, внутри кишечник заселен специфической флорой, состоящей примерно из 600 различных видов микробов и предохраняющей его от заселения чужеродных, болезнетворных бактерий. Наша флора в прямом смысле оккупирует все ниши эпителия кишечника, не позволяя «чужакам» прикрепиться к нему, и съедает все, чем они могли бы поживиться. Кроме того, посредством обмена веществ они выделяют различные бактериальные вещества, бактериоцины, подавляющие рост пришельцев, и одновременно регулируют рН. В процессе обмена веществ создаются различные жирные кислоты, которые также являются питательной средой для клеток кишечника.
Если вышеописанные процессы приводят к дисбалансу, который иначе называется «дисбиоз» (нарушение соотношения населяющих кишечник бактерий), то это ведет к заселению кишечника чужими бактериями, которые могут изменить состояние биологической среды настолько, что обеспечение питанием клеток кишечника на отдельных его участках становится невозможным и они теряют способность выполнять свои функции. В результате эти участки оказываются благоприятным местом для проникновения патогенных бактерий.
Оптимальный состав кишечной флоры является чрезвычайно важным для нашего здоровья. Активность процесса обмена веществ на клеточном уровне по сравнению со сложным комплексом всего организма очень высока. И поэтому нетрудно вообразить, к каким проблемам и нарушениям здоровья может привести дисбаланс кишечных бактерий.
Другой из составных частей барьерной системы кишечника является секреторный иммуноглобулин IgA, или сокращенно sIgA. Эта специальная форма IgA может находиться только в тонкой кишке. IgA синтезируется с помощью особых лимфоцитов, так называемых плазмоклеток, в стенке кишечника. С помощью особого транспортного механизма sIgA проникают сквозь энтероциты (специальные всасывающие клетки) внутрь кишки и занимают здесь оборону против нежелательных пришельцев — аллергенов и аутоантигенов, чтобы воспрепятствовать их проникновению в организм.
?Обычно антитела образуются, когда «пришельцы» уже проникли в организм. Ответ организма на это вторжение называется первичным иммунитетом. Вторичный иммунитет развивается при повторном проникновении того же антигена. Иммунный ответ в этом случае стремительнее и мощнее.
В случае sIgA этот механизм несколько отличается от вышеописанного. Здоровая кишечная флора содержит бактерии, которые сами не вызывают заболеваний, но обладают характерными чертами болезнетворных бактерий. Таким образом, иммунная система вынуждена регулярно «тренироваться», поддерживая выработку sIgA. Поэтому в случае вторжения патогенных бактерий она уже готова к борьбе с ними, когда они поступают с питанием или водой. Эта первая иммунологическая защита очень важна.
Однако существуют люди, организм которых не синтезирует sIgA вообще или синтезирует, но в недостаточном количестве. Они зачастую подвержены нарушениям функций кишечника, кишечным инфекциям, микозам (грибковым поражениям) и аллергиям.
Третьим компонентом защитной системы являются сами клетки кишечника, образующие физический барьер. У этих клеток — энтероцитов — есть одна особенность: они представляют собой единый клеточный слой, поверхность которого состоит из слизистых клеточных структур, связанных между собой при помощи плотных соединений — электрически заряженных белков, т.?е. стенка кишки имеет толщину в один клеточный слой, что делает ее очень чувствительной и ранимой. Отдельные клетки расположены очень близко друг к другу и связаны между собой. Эти так называемые плотные соединения («Тight junctions») являются своего рода герметизаторами, обеспечивающими непроницаемость кишечника. Все, что поглощается здоровым организмом, должно проходить через эти клетки. С этой целью они снабжены всеми необходимыми энзимами и механизмами перемещения для сахаров, протеинов, жиров и минералов. С другой стороны, они препятствуют потере полезных для организма веществ в кишечнике. Тесно связанные между собой энтероциты ведут избирательное перемещение питательных веществ и, кроме того, выполняют барьерную функцию, защищая организм от вторжения бактерий и токсинов, предотвращая попадание в кровеносное русло непереваренных макромолекул.
При повреждении или даже разрушении этих плотных контактов межклеточные расстояния увеличиваются и дают возможность непереваренным белкам и жирам, а также фрагментам кишечной микрофлоры и продуктам их жизнедеятельности легко попадать в кровоток и лимфоток. На такой обильный приток бактерий, токсинов, непереваренных макромолекул иммунная система реагирует усиленной выработкой антител, что может привести к гипериммунным состояниям и аллергии. В этих случаях говорят о синдроме повышенной кишечной проницаемости («leaky gut syndrome»), или синдроме дырявого кишечника (СДК).
В скоплениях лимфоидных узлов кишечника — Пейеровых бляшках — расположены эпителиальные М-клетки. В то время как нормальные энтероциты удерживают только микромолекулы, М-клетки обладают способностью захватывать крупные молекулы из просвета кишечника, «демонстрировать» их иммунной системе и «передавать» их лимфоцитам и макрофагам. Тем самым они выполняют важную задачу, захватывая и «помечая» потенциально опасные молекулы, которые могут распознаваться организмом как толерантные и безвредные. Этот механизм объясняет высокую степень оральной толерантности по отношению к крупным молекулам, особенно пищевым.
Далее процесс продолжается и подключенные к процессу клетки Пейеровых бляшек перенимают макромолекулы (сахар, аминокислоты, жирные кислоты, витамины, минералы и другие вторичные питательные вещества) и пропускают их, так что они попадают в кровь для дальнейшего использования.
Эта часть иммунной системы получила название GALT (gut associated lymphatic tissue) — «лимфоидная ткань, связанная с кишечником», и состоит в тесном контакте с MALT (Mucosa associated lymphatic tissue) — «лимфоидная ткань, связанная со слизистыми». Эти общие структуры, обеспечивая защиту слизистых оболочек различных органов, обмениваются информацией, что позволяет дальше передать повышение чувствительности тканей. Таким образом, чувствительность, имеющая свое начало в кишечнике, может распространять свое действие и на слизистые оболочки других органов.
При нарушении целостности этого барьера кишечника или в случае синдрома повышенной кишечной проницаемости макромолекулы потенциальных антигенов могут «проскальзывать» через стенки кишечника мимо энтероцитов, для которых они чересчур велики. В здоровом кишечнике их должны захватывать и помечать М-клетки, но при наличии дырок в кишечнике макромолекулы могут проходить через эти «лазейки», цепляясь за энтероциты, и проникать беспрепятственно в лежащие глубже иммунные клетки. При этом вышеописанная оральная толерантность больше не действует, так как появившиеся без разрешения молекулы определяются иммунной системой как «чужие» и уничтожаются.
Таким образом, тонкая кишка представляет собой центральный переключатель для всех иммунологических процессов, которые возникают как реакции на поступающие в организм продукты. Здесь находятся все важные клетки, которые необходимы и ответственны за определение, выявление, маркировку и разрушение антигенов и других чужаков. Пациенты, обладающие несколькими видами реакций, например, на продукты питания, показывают почти всегда высокую кишечную проницаемость. Правильное формирование разнообразной кишечной флоры очень важно для нашего здоровья.
