Как иммунная система кишечника питает и защищает
Кишечник млекопитающих позволяет питательным веществам проходить к остальному телу, не позволяя большинству вредных бактерий делать то же самое. Новое исследование на мышах теперь показывает, как это возможно, предполагая последствия для разработки и доставки лекарств.
Млекопитающие, включая человека, имеют два кишечника - тонкий и большой - как часть их пищеварительной системы. Эти кишечники вместе составляют нижний отдел желудочно-кишечного тракта и играют решающую роль в пищеварении и выведении.
В нижних отделах желудочно-кишечного тракта частично переваренная пища из желудка расщепляется на составляющие ее питательные вещества, которые затем попадают в кровоток через стенку кишечника, так что они могут достигать различных органов и частей тела.
Однако в то же время стенка кишечника препятствует прохождению большинства вредных агентов и заражению крови. Но как это происходит? Это вопрос, на который исследователи из Университета Рокфеллера в Нью-Йорке, штат Нью-Йорк, попытались ответить, проведя предварительное исследование на мышах.
Исследование - результаты которого публикуются в журнале Природа - выявляет существенное различие в структуре и организации кишечной иммунной системы, что делает определенные части кишечника более склонными к возникновению иммунного ответа против патогенов (вредных агентов), чем другие части.
«На первый взгляд, кишечник кажется однородным», - объясняет автор исследования Даниэль Муцида.
«Но мы обнаружили сложную функциональную систему, скрывающуюся под поверхностью, организованную по сегментам, чтобы позволить различным функциям иммунной системы в разных местах».
Даниэль Муцида
Новые открытия и клинические последствия
Чтобы лучше понять, как кишечник «фильтрует» вредные бактерии и удерживает их от них, исследователи изучили лимфатические узлы, выводящие из кишечника кишечник. Эти структуры помогают создать иммунный ответ против патогенов, гарантируя, что они не пройдут через стенку кишечника.
Исследователи сделали два важных вывода: во-первых, разные лимфатические узлы кишечника имеют разный клеточный состав, и, во-вторых, он зависит от того, где в нижних отделах желудочно-кишечного тракта они расположены.
Чтобы узнать, как разные лимфатические узлы реагируют на патогены, исследователи представили: Сальмонелла энтерика в кишки мышей. При этом они увидели, что некоторые лимфатические узлы с большей вероятностью вызывают иммунный ответ против бактерии, чем другие.
В частности, лимфатические узлы в толстой кишке (толстой кишке) реагировали против Сальмонелла, чтобы убедиться, что он не заразил остальную систему.
Напротив, лимфатические узлы в тонкой кишке играют большую роль в поглощении питательных веществ и их доставке в кровоток.
Исследователи объясняют, что такое разделение имеет смысл: после того, как тонкий кишечник поглотил питательные вещества, лимфатические узлы в толстом кишечнике могут нацеливаться и устранять любые патогены.
Муцида и его коллеги также отмечают, что знание того, какая часть кишечника способна вызывать самый сильный иммунный ответ, может помочь исследователям разработать лучшие терапевтические стратегии для желудочно-кишечных заболеваний.
Кроме того, текущие открытия могут проложить путь к повышению эффективности пероральных вакцин, которые до сих пор не могли вызывать достаточно сильные иммунные ответы.
После рассмотрения результатов настоящего исследования его авторы считают, что оральные вакцины могут быть неэффективными, поскольку их активные ингредиенты взаимодействуют с элементами иммунной системы в тонком кишечнике, которые не могут вызвать устойчивый иммунный ответ.
«Теоретически нацеливание на дальний конец кишечника может быть более эффективным для индукции необходимого иммунного ответа», - отмечает Муцида, добавляя, что «[в] если мы задействуем правильный участок кишечника, мы можем увидеть, что некоторые вакцины работают так, что ранее потерпели неудачу ».
