Barrera mucosa intestinal
Elementos físicos, bioquímicos e inmunes de la barrera mucosa intestinal.

La barrera mucosa intestinal , también conocida como barrera intestinal , se refiere a la propiedad de la mucosa intestinal que asegura la contención adecuada de contenidos luminales indeseables dentro del intestino mientras se preserva la capacidad de absorber nutrientes . La separación que proporciona entre el cuerpo y el intestino evita la translocación incontrolada de contenidos luminales al cuerpo propiamente dicho. Su papel en la protección de los tejidos mucosos 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 condiciones 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 choque séptico . [3] [4] [5]

Composición

La barrera mucosa intestinal es una entidad heterogénea compuesta por elementos físicos, bioquímicos e inmunológicos elaborados por la mucosa intestinal. El componente central es la capa epitelial intestinal , que proporciona separación física entre el lumen y el cuerpo. La secreción de varias moléculas en el lumen refuerza la función de barrera en el lado extraepitelial, mientras que una variedad de células inmunes proporcionan protección adicional debajo de la capa epitelial. [3] [5] [6]

Elementos físicos

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 las células caliciformes . El moco evita que las partículas grandes entren en contacto con la capa de células epiteliales mientras que 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 más importante de la barrera mucosa intestinal. Está formado por la capa de células epiteliales que recubre el intestino. Para formar una barrera eficaz es fundamental controlar con precisión la vía paracelular (una ruta de translocación de moléculas entre células). El sellado del espacio entre células adyacentes está mediado por complejos de unión formados por conexiones proteínicas 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 desde el lumen hacia el cuerpo. [3]

Microbiota

Las especies microbianas comensales que habitan el intestino son consideradas por algunos como parte de la barrera mucosa intestinal. La microbiota intestinal puede influir en la función de barrera tanto directamente, al estimular la proliferación de células epiteliales y la secreción de IL-8 , como indirectamente al producir ácidos grasos de cadena corta , que son una fuente de energía importante para las células epiteliales del colon (colonocitos). [3]

Elementos bioquímicos

Bilis y ácido gástrico

La bilis producida por el hígado para ayudar en la digestión de los 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 el lumen intestinal de individuos sanos. [9]

Lisozima

La lisozima es otra molécula defensiva secretada por las células de Paneth en el lumen. [10]

Proteína derivada de islotes regenerantes 3 gamma (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 una variedad diversa de moléculas que matan bacterias y hongos, son secretados por las células de Paneth en el lumen. [6] [7]

Inmunoglobulina A secretora (sIgA)

La inmunoglobulina A secretora (sIgA) es producida por las células plasmáticas en la lámina propia y transportada hacia el lumen por las células epiteliales intestinales. [7] La ​​SIgA bloquea los receptores epiteliales específicos de los patógenos, impidiendo así su adhesión a las células epiteliales.

Inmunidad celular

En la lámina propia que se encuentra debajo del epitelio intestinal residen diversas células inmunitarias , entre ellas las células dendríticas (CD) , los macrófagos , los linfocitos intraepiteliales (LIE), las células T reguladoras (T Reg) , los linfocitos TCD4+ , los linfocitos B y las células plasmáticas . [6] Esta población proporciona protección inmunitaria que se caracteriza por la rápida detección y eliminación de microorganismos que penetran en el epitelio intestinal. [7]

Fisiología

La integridad de la barrera intestinal es maleable y se ha demostrado que múltiples mecanismos son capaces de 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 a través de ella mediante difusión pasiva no mediada ". [11] La permeabilidad en este sentido está relacionada principalmente con el paso medible de iones y pequeñas moléculas inertes. Los métodos estándar para la medición incluyen la resistencia eléctrica tisular para pruebas in vitro y el paso de moléculas inertes ingeridas de pesos moleculares específicos a la orina para 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 una medida de la permeabilidad intestinal. [14]

Reguladores endógenos

Citocinas

Células inmunes

Reguladores exógenos

Patógenos

Importancia clínica

Una barrera mucosa intestinal alterada puede permitir el paso de microbios, productos microbianos y antígenos extraños a la mucosa y al cuerpo en sí. Esto puede provocar la activación del sistema inmunológico y la secreción de mediadores inflamatorios . Ciertas respuestas inmunes podrían, a su vez, causar daño celular que podría resultar en una mayor disfunción de la barrera. [7] Los defectos en la función de la barrera mucosa intestinal con la translocación acompañante de microbios y sus productos se han relacionado con una variedad de afecciones, [3] algunas de las cuales se cree que requieren además una predisposición genética . [15] Pueden resultar trastornos autoinmunes tanto intestinales como extraintestinales. [15] Se cree que la disfunción de la barrera intestinal es una condición previa y un factor exacerbante de numerosas afecciones autoinmunes e inflamatorias, incluidas las alergias alimentarias , las enfermedades inflamatorias del intestino , la enfermedad celíaca y la diabetes . [4]

Alergias alimentarias

La disfunción de la barrera intestinal puede ser un factor crítico para las sensibilizaciones a antígenos y la fase efectora anafiláctica mediada por IgE / mastocitos de las alergias alimentarias. El desarrollo de las alergias alimentarias depende de que el antígeno entre en contacto con componentes del sistema inmunitario de las mucosas. Esto conduce a la sensibilización a antígenos y a la producción de células Th2 CD4+ e IgE específicas de antígenos de la dieta. La hipótesis es que la disfunción de la barrera intestinal permite que los antígenos de la dieta crucen la barrera intestinal, entren en contacto con el sistema inmunitario de las mucosas y desencadenen una respuesta inmunitaria específica de antígenos. [4]

La reducción de la función de la barrera intestinal se correlaciona con la gravedad de los síntomas que experimentan las personas alérgicas a los alimentos. La exposición oral al 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 inmunes, y 3) una respuesta inmune 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 autoperpetuante que conduce a la exacerbación de la enfermedad. Sin embargo, hay un creciente cuerpo de evidencia que implica al aumento de la permeabilidad intestinal como un factor etiológico primario de la patogénesis de la enfermedad inflamatoria intestinal. [4]

Enfermedad celíaca

La alteración de la función 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, atraviese la barrera intestinal, puede producirse una activación inapropiada del sistema inmunitario. Se ha demostrado que los pacientes con enfermedad celíaca tienen una permeabilidad intestinal elevada y uniones estrechas alteradas. Además, estas alteraciones persisten en pacientes que mantienen con éxito una dieta sin gluten . También existen datos que demuestran que la permeabilidad intestinal aumentada está presente antes de la aparición de la enfermedad celíaca. [4]

Diabetes tipo 1

Se ha planteado la hipótesis de que una combinación de genética, una función desregulada de la barrera intestinal y respuestas inmunitarias inadecuadas desempeñan un papel en la diabetes tipo 1. Se ha observado una permeabilidad intestinal elevada en pacientes al inicio de la enfermedad. El aumento resultante en la exposición a antígenos puede desencadenar la destrucción autoinmune de las células beta en el páncreas . [4]

Otras condiciones

Los defectos en la función de 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 choque séptico . [3] [13]

Estrés

El estrés psicológico y físico puede inducir una variedad de alteraciones en la función intestinal. Estas 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 causar 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 está asociado 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, la barrera intestinal ha sido utilizada por gastroenterólogos, inmunólogos y microbiólogos para enfatizar el componente del intestino que protege al cuerpo de los microorganismos y sus toxinas. [6]

Véase también

Referencias

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