СЛИЗИСТЫЙ БАРЬЕР И МИКРОБИОМ
Слизистый барьер и здоРОВЫЙ МИКРОбИОМ защищают кишечник и дыхательные пути от инвазии микроорганизмов
ЗОНА ПОРАЖЕНИЯ И СЛИЗИСТЫИ БАРЬЕР . Мукозальный эпителий, выстилающий кишечник и верхние дыхательные пути, выполняет несколько функций. Эпителиальные клетки кишечника, называемые энтероцитами, важны как для секреции, так и для абсорбции.В верхних дыхательных путях они известныкк ресничные эпителиальные клетки и специализируются на удалении частиц и патогенов, чтобы предотвратить их попадание в легкие. В обоих случаях эпителиальные клетки имеют несколько адаптационных приспособлений к своей роли «первых реагирующих» на микроорганизмы на поверхности слизистой оболочки (рисунок 2):
-
ш_ эпителиальные клетки связаны между собой плотными контактами, образуя физический барьер против инвазии микроорганизмов.
-
и бокаловидные клетки слизистой оболочки секретируют слизь и муцины, образующие защитный слой покрывающий поверхность слизистой оболочки.
-
и энтероциты и ресничные эпителиальные клетки секретируют антимикробные пептиды в слизистый Слой.
-
ш плазмоциты в собственной пластинке слизистой оболочки, лежащей под эпителием, секретируют димерный иммуноглобулин А (IgA), который транспортируется к поверхности слизистой оболочки и высвобождается в слизистый слойв виде секреторного IgA.
-
и внутренний СЛИЗИСТЫЙ слой, содержащий антимикробные пептиды и секреторный IgA, образует «зону поражения», стратегии проникновения в которую выработали лишь немногие патогены или комменсалы.
Собственная пластинка слизистой оболочки также содержит другие иммунные клетки, включая макрофаги, регуляторные Т-клетки и дендритные клетки.
- Зона поражения, эпителий и собственная пластинка слизистой оболочки вместе образуют сильный барьер против инвазии, известный как слизистый барьер.
— МИКРОБИОМ
Микробиом является важным компонентом оси «микробиом-кишечник-иммунная система-мозг», системы обмена информацией внутри организма, которая важна для поддержания здоровья животного. |
Понимание сложности микробной экосистемы кишечника (микробиома), которая эволюционировала, чтобы помочь оулучшить барьерную и иммунную функцию, имеет большое значение (см. главу 7). Изменение микробиома, известное как дисбиоз, может нанести серьезный вред. Микробный дисбаланс может снизить защиту от проникновения патогенов путем деплеции зоны поражения: слизистый слой истончается, а количество секреторного IgA и антимикробных пептидов резко снижается. Это ослабляет барьер и позволяет патогенам взаимодействовать со слизистой оболочкой, что приводит к повышенному риску заболевания. Снижение потребления пищи и воды может способствовать развитию дисбиоза и послеотъемной диареи. При = дисбиозе популяции бактерий, продуцирующих молочную кислоту (Lactobacillus), уменьшаются, что повышает PH кишечника, а поскольку низкий рН кишечника является бактерицидным,патогенам. Одним изэто механизмовповышает действиявосприимчивостьнутрицевтиковк (т.е. пребиотиков, пробиотиков, эфирных масел) является минимизация дисбиоза за счет увеличения количества симбиотическихколичества оппортунистическихмикробов и таким патогенов.образом снижения
] ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ. ЧТО, ГДЕ, КОГДА: ИММУННАЯ _ СИСТЕМА КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА
Просвет Комменсалы АМП Секреторный IgA
—_ | ~ mgAa fo: „ Ка ый В Наружный
- > FS
и | | emao #& eo!»= aть ре= “|Зее> 5„-__4 epeeSean
Бокаловидная ped 0° % ° №. „2 поражения
клетка ЛЯ y .* Внутренний
| | |2 ee О 7 CM3UCTbIN
1 Г | 1 1 i “e 06 ee т и = cnon
ee @eeeeé -.@ оф @
Энтероцит
А.
\ = al %. 2 р’ :
и wy ad я ?
\i7 м . @
|3 a ae -клетка (GA) й аx .
MG = ® Thi барьер
: © e = a Слизистый
крофа дк 7 $Ay Th17 a
|4 м i «3, W-10,
/ gt Й NW © ToP-B
7
Ss Ра и’ =
a a > йи -
:8 Е= ь я Соб
ae e т Treg e пластинка слизистойственная
В-клетка (IgA) р оболочки
pe
i
Периферические лимфоидные органы Тимус
(1) Слизь образует барьер, ограничивающий контакт между микробиотой и тканью хозяина и предотвращающий микробную транслокацию. (2) Эпителиальные клетки продуцируют антимикробные пептиды (АМП), которые также играют важную роль в ограничении воздействия комменсальной микробиоты. (3) Транслоцирующие комменсалы быстро уничтожаются резидентными макрофагами тканей. (4) Комменсалы или их антигены также могут быть захвачены дендритными клетками (ДК); они движутся к брыжеечному лимфоузлу из собственной пластинки слизистой оболочки, но не проникают дальше. Они презентируют комменсальные антигены, которые праймируют специфические регуляторные Т-клетки (Treg), Т-хелперные клетки (Th17) и!ВА-продуцирующие В-клетки. Активированные комменсалспецифические лимфоциты проникают в собственную пластинку слизистой оболочки и пейеровы бляшки. В пейеровых бляшках Ттед-клетки могут стимулировать переключение класса иммуноглобулинов и генерацию IgA против комменсалов. Эпителиальный барьер, внутренний слизистый слой, IGA, дендритные клетки и Т-клетки составляют слизистый барьер, который ограничивает прохождение и воздействие комменсалов на кишечник.
РИСУНОК 2. Слизистый барьер. По материалам Belkaid and Hand,' с разрешения.
МЕХАНИЗМЫ ВРОЖДЕННОЙ ЗАЩИТЫ Фагоцитоз постедством нейттофилов и макрофагов вместе с антимикРобным BPOXACHHEIMMдействием разнообразныхиммунными механизмаминеклеточных факторов являются важными
р ; р . Одной из важных функций клеток врожденной иммунной системы является фагоцитоз патогенов. Фагоцитарные клетки поражают, поглощают и переваривают инвазирующие бактерии; они играют важную роль в борьбе с вирусными и грибковыми инфекциями, а также в киллинге раковых клеток. Фагоцитарные клетки бывают двух основных типов (рисунок 4): = Гранулярные лейкоциты,А среди которых фагоцитами и мононуклеарные фагоциты, к которым относятся являются нейтрофилы нейтрофилы и эозинофилы. циркулирующие моноциты крови и тканевые макрофаги.
Врожденная иммунная система позволяет животному практически немедленно реагировать Ha инфекционный агент и сдерживает инфекцию до тех пор, пока адаптивная иммунная система не активируется для продукции патогенспецифических антител и клеточно-опосредованных иммунных ответов (рисунок 3). Компоненты врожденной системы также помогают активировать адаптивный иммунныйС ответ.
. 1 и мононуклеарные фагоциты, к которым относятся являются нейтрофилы нейтрофилы и эозинофилы. Механизмы врожденной защиты не требуют циркулирующие моноциты крови и тканевые предшеству-ющего воздействия антигена и не макрофаги. внобладают «памятью».
АДАПТИВНЫЙ
ВРОЖДЕННЫЙ- Т-клетки:
i илы НК-клетки Антитела
W-18,-6,0HO-a = MOHY
ё ИЛ-12
:
Е
5
5о
Ё
i т т T | ы т | т | т 1 |
0 1 2 3 4 5 6 г. 8 9 10 11 12
Дни после инфицирования
|
РИСУНОК 3. Время ответа хозяина на инфицирование: мобилизация врожденного и адаптивного ответов. ТПР — толл-подобный рецептор; ФНО-а — фактор некроза опухоли альфа; ИЛ-1В — интерлейкин-1 бета, ИЛ-6 — интерлейкин-6; ИЛ-12 — интерлейкин-12; ИФН-о/В — интерферон альфа и бета; НК — натуральная a клетка-киллер; ИФН-у — интерферон гамма. Любезно предоставлено О. Topham, Университет Рочестера, США.
