Jaka jest rola jelita cienkiego w trawieniu i wchłanianiu?
Do głównych czynności jelita cienkiego należy kontynuacja trawienia rozpoczętego w jamie ustnej i żołądku. Mięśnie w nim mieszają wstępnie nadtrawione jedzenie z sokiem trzustkowym i żółcią, dalej trawiąc miazgę pokarmową. Skurcze w ścianach jelita cienkiego przesuwają jedzenie dalej.
Ta długa podróż daje naszemu ciału wystarczająco dużo czasu na wchłonięcie białek, tłuszczy i węglowodanów przez śluzówkę jelita cienkiego do krwiobiegu. Po dostaniu się do krwiobiegu są one przenoszone do wątroby w celu przetworzenia, a następnie rozprowadzane do wszystkich komórek ciała.
Wszystko, co nie zostanie wchłonięte przez jelito cienkie, kończy w jelicie grubym – m.in. woda i składniki mineralne, takie jak np. sód, są absorbowane dopiero na tym etapie, a resztki pokarmowe zostają wydalone w postaci kału. Gdy jedzenie porusza się zbyt wolno przez przewód pokarmowy, okrężnica absorbuje zbyt dużo wody. To skutkuje twardymi, suchymi stolcami, które są trudne do wydalenia.
Jaka jest rola błony śluzowej w ochronie organizmu?
Śmiało można powiedzieć, że nasze trzewia pełnią funkcję bariery, regulując transport substancji do krwi i chłonki. Pomagają im w tym umiejscowione w nabłonku jelit struktury układu immunologicznego oraz mikrobiom, które chronią organizm przed obcymi antygenami, makrocząsteczkami oraz toksynami.
Jest to możliwe dzięki ściśle określonej budowie ściany jelit, która składa się z 4 błon:
- śluzowej,
- podśluzowej,
- mięśniowej
- surowiczej.
Najważniejszą funkcję w procesach trawiennych oraz ochronnych pełni błona śluzowa, która wytwarza 2 charakterystyczne struktury, tj. kosmki i krypty jelitowe (gruczoły Lieberkühna)1.
Wśród komórek tworzących nabłonek wyróżnić można enterocyty (komórki absorpcyjne), komórki kubkowe, komórki endokrynne oraz limfocyty śródnabłonkowe.
Wolna powierzchnia enterocytów wytwarza mikrokosmki. W ich błonie znajdują się własne enzymy trawienne, a na powierzchni zakotwiczone są w glikokaliksie enzymy trzustkowe.
Enterocyty wytwarzają ponadto naturalne antybiotyki (defensyny) oraz chemokiny. Komórki kubkowe produkują śluz, a komórki endokrynne odpowiedzialne są za produkcję oraz wydzielanie hormonów regulujących procesy trawienia i wchłaniania, np. cholecystokininy, sekretyny, motyliny, oraz biologicznie czynnych amin, np. serotoniny.
Pomiędzy komórkami nabłonka znajdują się rozproszone limfocyty śródnabłonkowe, stanowiące część układu odpornościowego. W efekcie dzięki obecności fałdów okrężnych, kosmków i mikrokosmków powierzchnia wchłaniania oraz trawienia wynosi łącznie ok. 400 m22.
Błona śluzowa jelit pełni funkcję naturalnej bariery ochronnej organizmu przed patogenami i ich antygenami, pozwalając jednocześnie komórkom na regulację procesów wchłaniania. Do takich mechanizmów należą m.in. połączenia ścisłe (tight junction, TJ). Uszczelniają one przestrzeń między sąsiadującymi komórkami nabłonkowymi błony śluzowej; utworzone są przez kompleks białek przezbłonowych, takich jak klaudyny, okludyny oraz białka JAMs (junctional adhesion molecules)3.
W błonie śluzowej oraz podśluzowej jelit obecna jest tkanka limfatyczna (gut associated lymphoid tissue, GALT). Ponad 75% komórek limfatycznych całego układu odpornościowego jest jej częścią. Znajdziemy tam komórki prezentujące antygen, limfocyty śródnabłonkowe, T oraz B i w mniejszej liczbie makrofagi, komórki tuczne i granulocyty. Dość powiedzieć, że ok. 80% wszystkich immunoglobulin jest wytwarzanych w jelicie. Przeciwciała IgA zapobiegają przywieraniu do nabłonka różnych patogenów, neutralizują wirusy i toksyny bakteryjne oraz mają działanie przeciwzapalne4.
Wpływ mikrobiomu na zdrowie jelit
Mikrobiom przede wszystkim jest odpowiedzialny za wzmocnienie bariery jelitowej przez stabilizację TJ, utrzymanie szczelności błony śluzowej i bariery jelitowej (zwiększenie produkcji mucyn).
Bakterie jelitowe stymulują również syntezę IgA oraz rozwój układu immunologicznego. Ponadto współzawodniczą o składniki pokarmowe i produkują czynniki zdolne do zahamowania wzrostu innych organizmów lub nawet do ich zabicia. Mają też znaczenie metaboliczne, bowiem biorą udział w syntezie witamin (K oraz kwas foliowy, B12 i biotyna).
Mikrobiom uczestniczy także w metabolizmie kancerogenów pokarmowych oraz we wchłanianiu jonów. Wreszcie pełni funkcję troficzną – fermentuje niestrawione węglowodany, co dostarcza krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych stymulujących proliferację oraz różnicowanie komórek nabłonkowych5.
Jak widać budowa ściany jelita cienkiego, obecność kosmków i mikrokosmków, występowanie TJ oraz nasz własny mikrobiom kontrolują procesy wchłaniania, trawienia, motoryki, a także są w istotny sposób odpowiedzialne za prawidłowe funkcjonowanie układu immunologicznego, co ma znaczenie w utrzymaniu organizmu w stanie homeostazy i zdrowia.
Co wpływa na nieszczelność jelit?
Zonulina jest białkiem uznawanym za fizjologiczny marker integralności ścisłych połączeń (TJ) między komórkami nabłonka jelita cienkiego, czyli enterocytami6. Bierze udział w tworzeniu tych połączeń, regulacji transportu płynów, makromolekuł i leukocytów pomiędzy jelitami i krwią oraz odpowiedzi immunologicznej.
Zwiększenie ekspresji i aktywności zonuliny zaobserwowano pod wpływem niektórych bakterii i gliadyny, składnika glutenu obecnego w zbożach. W tym miejscu warto wspomnieć, że gliadyna może stymulować limfocyty T i komórki NK (natural killers), przyczyniając się do aktywacji układu odpornościowego i rozwoju stanu zapalnego7.
Wysoki poziom zonuliny prowadzi do rozluźnienia TJ, przez co może przyczyniać się do zaburzonego funkcjonowania bariery jelitowej – i jej rozszczelnienia (tzw. zespół cieknącego jelita; ang. leaky gut syndrome), co z kolei skutkuje przenikaniem do krwi zbyt dużych i zdolnych do wywoływania odpowiedzi immunologicznej cząsteczek białek pokarmowych, toksyn, antygenów bakteryjnych itp. Prowadzi to do nadmiernej aktywności układu odpornościowego, stanu zapalnego oraz zaburzenia procesów trawienia i wchłaniania.
To jednak nie wszystko. Na przepuszczalność jelit wpływ ma również skład naszego mikrobiomu. Jeżeli przeważą w nim szkodliwe bakterie, mogą one doprowadzić do uszkodzenia bariery jelitowej, łącząc się ze strukturami powierzchniowymi enterocytów, a następnie wykorzystując uszkodzenie kompleksu TJ, przemieszczać się do struktur położnych głębiej8. Kontakt patogenów z błoną śluzową jest również miejscem aktywacji układu odpornościowego.
Czytaj również: Skład mikrobiomu jest kluczowy dla zdrowia. Oto kilka wskazówek, jak uleczyć jelita
Nieprawidłowy poziom zonuliny, rozszczelnienie ścian jelita i rozregulowaną odpowiedź immunologiczną uczeni wiążą z występowaniem przewlekłych chorób autoimmunologicznych, jak cukrzyca typu I, celiakia, toczeń układowy, stwardnienie rozsiane, hashimoto czy RZS, zespołem jelita drażliwego (IBS) oraz schorzeniami, metabolicznymi, zapalnymi i nowotworowymi.
Dysfunkcje bariery jelitowej wpływają również na niedokrwistość i astmę alergiczną. Jak się okazuje, poziom zonuliny w surowicy wzrasta wraz ze wzrostem ciężkości astmy.
Celiakia
Najlepiej poznanym schorzeniem, którego patogeneza jest związana z zespołem nieszczelnego jelita, jest choroba trzewna. Kontakt białek glutenu z błoną śluzową jelit u osób predysponowanych genetycznie powoduje autoimmunizację prowadzącą do uszkodzenia błony śluzowej jelit, zaburzeń trawienia oraz wchłaniania11.
W celiakii obecna w glutenie gliadyna łączy się z receptorem CXCR3 obecnym na enterocytach, co powoduje aktywację szlaku zonuliny, która rozluźniając TJ, zwiększa przepuszczalność jelit12.
Dodatkowo aktywacja układu odpornościowego z udziałem interleukiny-8 podtrzymuje stan zapalny, a zwiększona przepuszczalność jelit pozwala na transport do krążenia antygenów, bakterii oraz toksyn. Zaburzenia trawienia w czasie trwania choroby wzmagają transport do krążenia niestrawionych składników, które mogą nasilać procesy autoimmunizacji13.
Cukrzyca typu 1
Badania przeprowadzone na modelach zwierzęcych wykazały zaburzenia w obrębie układu pokarmowego dotyczące zwiększonej przepuszczalności, stanu zapalnego oraz zaburzeń mikroflory jelitowej. Zmiany te poprzedzały rozwój cukrzycy o kilka tygodni11.
U ludzi wykazano tę samą kolejność zmian. 42% chorych miało nieprawidłowy, podwyższony poziom zonuliny w surowicy, który korelował ze wzrostem przepuszczalności jelit in vivo.
Uczeni zauważyli, że podwyższone stężenie zonuliny w surowicy u osób genetycznie predysponowanych, jeszcze bez objawów, poprzedza rozwój cukrzycy typu 1 średnio o 3,5 roku14.
Stwardnienie rozsiane (SM)
Przyczyny tego schorzenia układu nerwowego powodujące demielinizację i neurodegenerację wciąż pozostają nieodgadnione. Badania epidemiologiczne wskazują ponadto na obecność czynnika środowiskowego, ponieważ zachorowalność, pomimo predyspozycji genetycznej, zmienia się w zależności od lokalnego ryzyka zachorowania15.
Czytaj również: Zespół jelita drażliwego - co jeść? Jaka dieta?
Zesztywniające zapalenie stawów kręgosłupa
Literatura przedmiotu dostarcza mocnych dowodów na to, że nieszczelność jelit poprzedza rozwój tej choroby (spondylitis ankylopoetica, SA), może być zatem związana z jej etiologią17.
Chińczycy wykazali w surowicy chorych na SA 3-krotnie zwiększoną ekspresję haptoglobiny (prekursorem jest zonulina), która może aktywować szlak zonuliny, a w konsekwencji zniszczenie TJ18. Zesztywniające zapalenie stawów kręgosłupa w zaawansowanej postaci powoduje ograniczenie ruchomości oraz niepełnosprawność.
Anemia
Choroba Crohna oraz wrzodziejące zapalenie jelita grubego określane są wspólnie jako nieswoiste choroby zapalne jelit (NChZJ). Oba schorzenia charakteryzuje przewlekły stan zapalny jelit oraz ich zwiększona przepuszczalność19.
Niedokrwistość jest tak częstym pozajelitowym objawem NChZJ (dotyczy 30% pacjentów), że bywa uznawana za nieuniknioną towarzyszkę choroby, która nie wymaga leczenia20. Tymczasem dowiedziono, że jest ona niezależną przyczyną obniżenia jakości życia i zdolności do pracy21.
Do najczęstszych przyczyn anemii należą niedobór żelaza, stwierdzany u 49-74% chorych i przewlekłe zapalenie, które dotyczy połowy z nich22.
W chorobie Leśniowskiego-Crohna przyczyną niedokrwistości u ponad 15% pacjentów jest niedobór witaminy B12. Zależna od nasilenia objawów NChZJ suplementacja pozwala wyrównać deficyty obu składników odżywczych23.
Sposoby na uszczelnienie bariery jelitowej
Odbudowa prawidłowego mikrobiomu oraz bariery jelitowej mogą ochronić nas przed rozwojem różnych stanów chorobowych lub ułatwić ich leczenie.
Najprostszym sposobem jest eliminacja czynników sprzyjających rozszczelnieniu TJ. Przede wszystkim unikaj glutenu i alkoholu. Jeżeli to możliwe, zredukuj stosowanie środków przeciwbólowych, a po każdej antybiotykoterapii skrupulatnie przyjmuj bakterie probiotyczne.
W uszczelnianiu jelit – poprzez modulację połączeń ścisłych i regulowanie stanu śluzówki – wykazano skuteczność takich szczepów probiotycznych jak. Lactobacillus plantarum 299v, Lactobacillus casei GG, Escherichia coli Nissle 1917, Lactobacillus rhamnosus GG, Lactobacillus casei DN-114001, Streptococcus thermophilus ATCC19258, Bifidobacterium infantis.
Pamiętaj, że do ich rozwoju konieczne są prebiotyki. Nie tylko stymulują wzrost korzystnych drobnoustrojów, ale również są przekształcane w krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA), które stanowią źródło energii dla komórek ściany jelita, przez co modulują funkcjonowanie bariery jelitowej.
Czytaj również: Nasze zdrowie zaczyna się w jelitach. Dlaczego mikrobiota jest tak ważna dla kobiet?
- Sawicki W, Malejczyk J. Histologia. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2012
- Konturek SJ. Fizjologia człowieka. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Wrocław 2007
- Postepy Hig Med Dosw (online). 2009; 63, 653-67; Am J Pathol. 2008; 173(5), 1243-52
- Alergia Astma Immunologia. 2010; 15(4): 197-202; Życie Weterynaryjne. 2009; 84(2): 115-22
- EMBO Rep. 2006;7(7), 688-93
- Lancet. 2000; 358:1518-19; J Cell Sci. 2000; 113: 4435-40
- Gastroenterology. 2008; 135(1): 194-204.e3
- Infect Immun. 2008; 76(8): 3360-73
- J Neurogastroenterol Motil. 2015;21(1): 33-50
- J Clin Biochem Nutr. 2011; 48(2): 107-11
- Clinic Rev Allerg Immunol. 2012; 42(1): 71–78.
- Scand J Gastroenterol. 2006; 41: 408-19
- Ann N Y Acad Sci. 2009; 1165: 195-205
- Diabetes. 2006; 55(5): 1443-9
- Eur J Hum Genet. 2009; 17(6): 840-3
- Dig Dis Sci. 1996; 41(12): 2493-8
- Rheumatology (Oxford). 2002; 41(12): 1375-9; Int J Infl am. 2013; 10.1155/2013/501653
- Clin Exp Rheumatol. 2010; 28(2): 201-7
- Tissue Barriers. 2013; 1(5): 10.4161/
- tisb.27321
- Am. J. Med. 2004; 116: 44-9; Am. J. Gastroenterol. 2008; 103: 1299-307; Am. J. Gastroenterol. 2011; 106: 110-9
- Inflamm. Bowel Dis. 2006; 12: 123-30
- Gastroenterology 2011; 140 (supl. 1): S434; Am. J. Gastroenterol. 2009; 104: 1460-7; Haematologica 2010; 95: 199-205
- Gastroenterologia Kliniczna 2013, tom 5, nr 2-3, 68-73