La barrera de la mucosa intestinal , también conocida como barrera intestinal , se refiere a la propiedad de la mucosa intestinal que asegura una contención adecuada de contenidos luminales indeseables dentro del intestino preservando al mismo tiempo la capacidad de absorber nutrientes . La separación que proporciona entre el cuerpo y el intestino impide la translocación incontrolada del contenido luminal al interior del 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 implicado en numerosas condiciones de salud tales como: alergias alimentarias , infecciones microbianas , síndrome del intestino irritable , enfermedad inflamatoria intestinal , enfermedad celíaca , síndrome metabólico , enfermedad del hígado graso no alcohólico , diabetes y shock séptico . [3] [4] [5]
La barrera mucosa intestinal es una entidad heterogénea compuesta de elementos físicos, bioquímicos e inmunes elaborados por la mucosa intestinal. El componente central es la capa epitelial intestinal , que proporciona separación física entre la luz y el cuerpo. La secreción de varias moléculas en la luz refuerza la función de barrera en el lado extraepitelial, mientras que una variedad de células inmunes brindan protección adicional debajo de la capa epitelial. [3] [5] [6]
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 células caliciformes . El moco evita que las partículas grandes entren en contacto con la capa de células epiteliales y al mismo tiempo permite el paso de 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 previene el contacto directo de los microorganismos con la capa epitelial. [1] [5] [6] [7]
El epitelio intestinal es el componente más importante de la barrera mucosa intestinal. Consiste en la capa de células epiteliales que recubren el intestino. Para formar una barrera eficaz es crucial el control preciso de la vía paracelular (una ruta para la translocación de moléculas entre células). El sellado del espacio entre células adyacentes está mediado por complejos de unión formados por conexiones proteicas 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 la luz del cuerpo hacia el cuerpo. [3]
Algunos consideran que las especies microbianas comensales que habitan el intestino forman 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 importante fuente de energía para las células epiteliales del colon (colonocitos). [3]
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.
Las células epiteliales secretoras especializadas llamadas células de Paneth secretan cantidades abundantes de α-defensinas humanas en la luz intestinal de individuos sanos. [9]
La lisozima es otra molécula defensiva secretada por las células de Paneth hacia la luz. [10]
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]
Las células de Paneth secretan péptidos antimicrobianos (AMP) , que son una amplia gama de moléculas que matan bacterias y hongos, en la luz. [6] [7]
La inmunoglobulina A secretora (sIgA) es producida por las células plasmáticas de la lámina propia y transportada a la luz por las células epiteliales intestinales. [7] SIgA bloquea los receptores epiteliales específicos de los patógenos, evitando así su unión a las células epiteliales.
Una variedad de células inmunes residen en la lámina propia que subyace al epitelio intestinal. Estos incluyen células dendríticas (DC) , macrófagos , linfocitos intraepiteliales (IEL), células T reguladoras (T Regs) , linfocitos TCD4+ , linfocitos B y células plasmáticas . [6] Esta población proporciona protección inmune que se caracteriza por la rápida detección y destrucción de microorganismos que penetran en el epitelio intestinal. [7]
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 inmunitarias y factores exógenos. [4]
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 el paso de las moléculas mediante difusión pasiva no mediada ". [11] La permeabilidad a este respecto está relacionada principalmente con el paso mensurable de iones y pequeñas moléculas inertes. Los métodos estándar de medición incluyen la resistencia eléctrica del tejido 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 utilizando lactulosa / manitol consisten en la ingestión de 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 utilizan como medida de la permeabilidad intestinal. [14]
Una barrera mucosa intestinal alterada puede permitir el paso de microbios, productos microbianos y antígenos extraños a la mucosa y al cuerpo propiamente dicho. Esto puede resultar en 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 de la mucosa intestinal con la consiguiente translocación 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 producirse trastornos autoinmunes tanto intestinales como extraintestinales. [15] Se cree que la disfunción de la barrera intestinal es una condición previa y un factor que exacerba numerosas afecciones autoinmunes e inflamatorias, incluidas alergias alimentarias , enfermedades inflamatorias intestinales , enfermedad celíaca y diabetes . [4]
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 alergias alimentarias depende del antígeno que entra en contacto con componentes del sistema inmunológico de las mucosas. Esto conduce a la sensibilización al antígeno y a la producción de IgE y células CD4+ Th2 específicas del antígeno 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 inmunológico de la mucosa y desencadenen una respuesta inmune específica del antígeno. [4]
La función reducida de la barrera intestinal se correlaciona con la gravedad de los síntomas que experimentan las personas alérgicas a los alimentos. La provocación oral con el alérgeno implicado produce un aumento de la proporción lactulosa/manitol en la orina (una medida de la permeabilidad intestinal). [4]
Un modelo emergente de patogénesis de la enfermedad inflamatoria intestinal (EII) postula tres factores previos: 1) degradación de la función de la barrera intestinal, 2) translocación del contenido luminal hacia la lámina propia y exposición posterior a las 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 que se perpetúa a sí mismo y conduce a la exacerbación de la enfermedad. Sin embargo, existe un creciente cuerpo de evidencia que implica el aumento de la permeabilidad intestinal como un factor etiológico primario de la patogénesis de la enfermedad inflamatoria intestinal. [4]
La función alterada 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, se puede producir una activación inadecuada del sistema inmunológico. Se ha demostrado que quienes padecen la 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 existe una mayor permeabilidad intestinal antes de la aparición de la enfermedad celíaca. [4]
Se ha planteado la hipótesis de que una combinación de genética, función desregulada de la barrera intestinal y respuestas inmunitarias inadecuadas desempeña un papel en la diabetes tipo 1 . Se ha informado que se ha observado una permeabilidad intestinal elevada en pacientes al inicio de la enfermedad. El aumento resultante en la exposición a los antígenos puede desencadenar la destrucción autoinmune de las células beta del páncreas . [4]
Los defectos en la función de la 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 shock séptico . [3] [13]
El estrés psicológico y físico puede inducir diversas alteraciones en la función intestinal. Estos incluyen cambios en la motilidad intestinal , la permeabilidad intestinal , el flujo iónico, el equilibrio de líquidos y la secreción de moco. Además, el estrés agudo y crónico en modelos animales ha demostrado que el estrés puede provocar la degradación de la función de la 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 se asocia positivamente con una mayor propensión a la recaída de la colitis ulcerosa . [4]
Cummings adoptó el término barrera mucosa en 2004 para describir la "estructura compleja que separa el medio interno del entorno 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]