Możliwości zastosowania składników diety w dietoprofilaktyce i dietoterapii IBD u psów

Wpływ zróżnicowania mikrobioty przewodu pokarmowego na hamowanie procesu zapalnego

Bakterie, eukariota oraz drożdże zasiedlające różne przestrzenie w organizmie określa się często ogólnie jako mikrobiota, natomiast suma ich genów, które są przez nie kodowane, jest określana jako mikrobiom. Choć znaczną część mikrobioty można znaleźć w jamie ustnej, pochwie oraz na skórze, to układ pokarmowy jest siedliskiem dla jej przeważającej części. Jednocześnie w ścianie przewodu pokarmowego występuje szereg mechanizmów blokujących dostęp mikroorganizmów bytujących w świetle jelit do głębszych warstw ściany przewodu pokarmowego i w konsekwencji do krwioobiegu. Nie oznacza to jednak istnienia ścisłej zależności między mikrobiotą a organizmem.

Komórki układu immunologicznego w jelicie są rozproszone w obrębie nabłonka jelita i są to tzw. limfocyty śródnabłonkowe lub blaszki właściwej śluzówki. Tworzą one zorganizowane struktury, jakimi są samodzielne grudki chłonne, kępki Peyera oraz węzły chłonne krezkowe. Układ immunologiczny jelita jest aktywowany przez antygeny jelitowe, przetransportowane ze światła jelita za pomocą komórek M obecnych w kępkach Peyera albo poprzez nabłonek jelita. Komórki dendrytyczne oraz makrofagi jelitowe pobierają antygen i transportują go do węzłów chłonnych, w których dochodzi do indukcji odpowiedzi immunologicznej. Zaktywowane limfocyty opuszczają węzły chłonne, a następnie poprzez naczynia krwionośne dzięki ekspresji integryn zasiedlają błony śluzowe układu pokarmowego.

Istnieje wiele mechanizmów efektywnie ograniczających dostawanie się bakterii patogennych do krążenia ogólnego. Są to:

• warstwa śluzu znajdująca się na powierzchni nabłonka jelita, wytwarzana przez komórki kubkowe rozproszone w jego obrębie,
• białka antybakteryjne wytwarzane przez komórki nabłonka jelita oraz komórki Panetha znajdujące się w kryptach jelitowych,
• przeciwciała klasy IgA opsonizujące bakterie oraz utrzymanie integralności bariery nabłonkowej dzięki obecności m.in. zonuliny i klaudyn, które wchodzą w skład połączeń ścisłych.

Mimo że układ immunologiczny przewodu pokarmowego jest zaprogramowany na preferencyjne indukowanie stanu tolerancji immunologicznej, to w razie zagrożenia jest on szybko mobilizowany do obrony. Główną rolę w zapoczątkowaniu odpowiedzi immunologicznej pełnią komórki prezentujące antygen, czyli makrofagi oraz komórki dendrytyczne. Mechanizmy, za pośrednictwem których flora jelitowa kształtuje odpowiedź immunologiczną w jelicie oraz na obwodzie, nie są do końca poznane. Wydaje się, że tylko określone grupy mikroorganizmów różniące się właściwościami immunomodulacyjnymi oraz proporcje między nimi uczestniczą w sterowaniu odpowiedzią immunologiczną.. Za udziałem flory jelitowej w powstawaniu chorób zapalnych jelit przemawia wiele czynników. Jednym z nich jest fakt, że zmiany zapalne są zlokalizowane w końcowym odcinku jelita cienkiego i obejmują też okrężnicę. Są to miejsca zawierające najwięcej bakterii jelitowych. Kolejnym argumentem jest zaobserwowanie mniejszego nasilenia zapalenia, a nawet jego ustąpienie w odcinku jelita, który został chirurgicznie wyłączony, i nawrót tych zmian po jego ponownej ekspozycji na zawartość jelitową.

Rola drobnoustrojów w patogenezie nieswoistych chorób zapalnych jelit jest rozpatrywana w dwóch aspektach:

1. Jako inwazyjnych, specyficznych patogenów, które powodują zmiany zapalne.
2. Jako źródło antygenów, które wzbudzają nieprawidłową reakcję odpornościową prowadzącą do uszkodzenia tkanki poprzez uwolnienie mediatorów zapalnych.

W przypadku wystąpienia takich chorób jak IBD obserwuje się zwiększoną liczbę bakterii w świetle jelit. Tworzą one dosyć grubą warstwę i indukują stan zapalny wskutek przylegania i inwazji do komórek nabłonka. Dotyczy to także drożdży Candida albicans, które stymulują syntezę przeciwciał przeciwko gatunkowi jednokomórkowego grzyba Saccharomyces cerevisiae. Jest to dowód na to, że także grzyby są źródłem antygenów powodujących nieprawidłowe reakcje immunologiczne. Wśród bakterii, których zaobserwowano zwiększoną liczbę, zwłaszcza w końcowym odcinku jelita krętego, dominującym gatunkiem jest Escherichia coli (adherent/invasive E. coli).

Szczepy te kolonizują błonę śluzową jelita chorych i wykazują zdolność inwazji do makrofagów i enterocytów blaszki podstawnej tej błony oraz indukują w niej odpowiedź immunologiczną razem z uwalnianiem TNF-α (czynnik martwicy nowotworu). Zdolność przylegania do enterocytów jest głównym czynnikiem wirulencji drobnoustrojów, która wiąże się z zakażeniem przewodu pokarmowego. Na skutek zwiększonej produkcji siarkowodoru przez szczepy, które redukują siarczany, następuje upośledzenie utylizacji krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych. Prawdopodobnie ma to kluczowe znaczenie w rozwoju nieswoistych zapaleń jelit, czego potwierdzeniem jest fakt, że w kale chorych zwierząt, w porównaniu do zdrowych, stwierdza się wyższe stężenie siarkowodoru.