Barrière muqueuse intestinale - Intestinal mucosal barrier

Éléments physiques, biochimiques et immunitaires de la barrière muqueuse intestinale.

La barrière muqueuse intestinale , également appelée barrière intestinale , fait référence à la propriété de la muqueuse intestinale qui assure un confinement adéquat du contenu luminal indésirable dans l'intestin tout en préservant la capacité d'absorber les nutriments . La séparation qu'il fournit entre le corps et l'intestin empêche la translocation incontrôlée du contenu luminal dans le corps proprement dit. Son rôle dans la protection des tissus muqueux et du système circulatoire contre l'exposition aux molécules pro-inflammatoires , telles que les micro - organismes , les toxines et les antigènes, est vital pour le maintien de la santé et du bien-être. Dysfonctionnement de la barrière muqueuse intestinale a été impliquée dans de nombreuses conditions de santé telles que: les allergies alimentaires , les infections microbiennes , le syndrome du côlon irritable , une maladie inflammatoire de l' intestin , la maladie cœliaque , le syndrome métabolique , une maladie du foie gras non alcoolique , le diabète , et un choc septique .

Composition

La barrière muqueuse intestinale est une entité hétérogène composée d'éléments physiques, biochimiques et immunitaires élaborés par la muqueuse intestinale. Le composant central est la couche épithéliale intestinale , qui assure la séparation physique entre la lumière et le corps. La sécrétion de diverses molécules dans la lumière renforce la fonction barrière du côté extra-épithélial, tandis qu'une variété de cellules immunitaires offrent une protection supplémentaire sous la couche épithéliale.

Éléments physiques

Couche(s) de mucus

Le mucus forme une couche (ou des couches, dans le cas du côlon ) qui sépare la majeure partie du contenu luminal de l'épithélium intestinal. Le mucus est constitué d'un gel hydraté hautement glycosylé formé de molécules de mucine sécrétées par les cellules caliciformes . Le mucus empêche les grosses particules d'entrer en contact avec la couche de cellules épithéliales tout en laissant passer les petites molécules. Le mucus facilite également le passage du contenu luminal le long des intestins, protège les cellules épithéliales des enzymes digestives et empêche le contact direct des micro-organismes avec la couche épithéliale.

L'épithélium intestinal

L' épithélium intestinal est le premier composant de la barrière muqueuse intestinale. Il s'agit de la couche de cellules épithéliales qui tapisse l'intestin. Le contrôle précis de la voie paracellulaire (une voie de translocation de molécules entre cellules) est crucial pour former une barrière efficace . Le scellement de l'espace entre les cellules adjacentes est médié par des complexes jonctionnels formés par des connexions protéiques élaborées par chaque cellule individuelle. En plus de sa fonction protectrice, l'épithélium intestinal contrôle l'absorption sélective d'ions bénéfiques, de nutriments et d'autres substances de la lumière dans le corps.

Microbiote

Les espèces microbiennes commensales qui habitent l'intestin sont considérées par certains comme faisant partie de la barrière muqueuse intestinale. Le microbiote peut influencer la fonction barrière à la fois directement, en stimulant la prolifération des cellules épithéliales et la sécrétion d' IL-8 , et indirectement en produisant des acides gras à chaîne courte , qui sont une source d'énergie importante pour les cellules épithéliales coliques.

Éléments biochimiques

Acide biliaire et gastrique

La bile produite par le foie pour aider à la digestion des lipides a des propriétés bactéricides . L' acide gastrique produit par l'estomac peut également tuer les micro-organismes. Les deux contribuent à la fonction de barrière intestinale bien qu'ils ne soient pas produits par la muqueuse intestinale.

défensines

Les cellules épithéliales sécrétoires spécialisées appelées cellules de Paneth sécrètent des quantités abondantes de α-défensines humaines dans la lumière intestinale des individus sains.

Lysozyme

Le lysozyme est une autre molécule défensive sécrétée par les cellules de Paneth dans la lumière.

Protéine 3 gamma régénérante dérivée des îlots de Langerhans (Reg3γ)

Reg3γ est une lectine antibactérienne sécrétée par les cellules de Paneth qui sert à empêcher les micro-organismes d'entrer en contact avec la couche épithéliale.

Éléments immunologiques

Peptides antimicrobiens

Les peptides antimicrobiens (AMP) , qui sont un large éventail de molécules qui tuent les bactéries et les champignons, sont sécrétés par les cellules de Paneth dans la lumière.

Immunoglobuline A sécrétoire (sIgA )

L'immunoglobuline A sécrétoire (sIgA) est produite par les plasmocytes de la lamina propria et transportée dans la lumière par les cellules épithéliales intestinales. Les SIgA bloquent les récepteurs épithéliaux spécifiques des agents pathogènes, empêchant ainsi leur fixation aux cellules épithéliales.

Immunité cellulaire

Une variété de cellules immunitaires réside dans la lamina propria qui sous-tend l'épithélium intestinal. Ceux-ci comprennent les cellules dendritiques (CD) , les macrophages , les lymphocytes intraépithéliaux (IEL), les cellules régulatrices T (T Regs) , les lymphocytes TCD4+ , les lymphocytes B et les plasmocytes . Cette population offre une protection immunitaire caractérisée par la détection et la destruction rapides des micro-organismes qui pénètrent dans l'épithélium intestinal.

Physiologie

L'intégrité de la barrière intestinale est malléable et de multiples mécanismes se sont avérés capables de moduler la perméabilité intestinale (une mesure de la fonction de la barrière intestinale). Les facteurs modulateurs comprennent les cytokines , les cellules immunitaires et les facteurs exogènes.

La mesure

La perméabilité intestinale est une mesure de la fonction de la barrière muqueuse intestinale et est définie comme "la facilité avec laquelle l'épithélium intestinal permet aux molécules de traverser par diffusion passive non médiée ". La perméabilité à cet égard est principalement liée au passage mesurable d'ions et de petites molécules inertes. Les méthodes standard de mesure comprennent la résistance électrique des tissus pour les tests in vitro et le passage de molécules inertes ingérées de poids moléculaires spécifiques dans l'urine pour les tests in vivo. Par exemple, un test in vivo utilisant le lactulose / mannitol consiste à ingérer 5 g de lactulose et 2 g de mannitol suivi d'une détermination des concentrations urinaires de lactulose et de mannitol 5 heures après l'ingestion. Le pourcentage d'excrétion de lactulose et le rapport lactulose mannitol dans l'urine sont calculés et utilisés comme mesure de la perméabilité intestinale.

Régulateurs endogènes

Cytokines

Cellules immunitaires

Régulateurs exogènes

Pathogènes

Signification clinique

Une barrière muqueuse intestinale perturbée peut permettre le passage de microbes, de produits microbiens et d'antigènes étrangers dans la muqueuse et le corps proprement dit. Cela peut entraîner l'activation du système immunitaire et la sécrétion de médiateurs inflammatoires . Certaines réponses immunitaires pourraient, à leur tour, causer des dommages cellulaires qui pourraient entraîner un dysfonctionnement supplémentaire de la barrière. Les défauts de la fonction de la barrière muqueuse intestinale avec la translocation concomitante de microbes et de leurs produits ont été liés à une variété de conditions, dont certaines sont censées nécessiter en outre une prédisposition génétique . Des troubles auto-immuns intestinaux et extra-intestinaux peuvent en résulter. On pense que le dysfonctionnement de la barrière intestinale est une condition préalable et un facteur aggravant de nombreuses affections auto-immunes et inflammatoires, notamment les allergies alimentaires , les maladies inflammatoires de l'intestin , la maladie cœliaque et le diabète .

Allergies alimentaires

Dysfonctionnement de la barrière intestinale peut être un facteur critique pour sensibilisations antigène et l' IgE / mastocytes médiée anaphylactique phase effectrice des allergies alimentaires. Le développement des allergies alimentaires dépend du contact de l'antigène avec les composants du système immunitaire muqueux. Cela conduit à une sensibilisation à l'antigène et à la production de cellules CD4+ Th2 et d'IgE spécifiques à l'antigène alimentaire . L'hypothèse est que le dysfonctionnement de la barrière intestinale permet aux antigènes alimentaires de traverser la barrière intestinale, d'entrer en contact avec le système immunitaire muqueux et de déclencher une réponse immunitaire spécifique à l'antigène.

La fonction réduite de la barrière intestinale est en corrélation avec la gravité des symptômes ressentis par les personnes souffrant d'allergies alimentaires. La provocation orale avec l'allergène impliqué entraîne une augmentation du rapport lactulose/mannitol dans l'urine (une mesure de la perméabilité intestinale).

Maladie inflammatoire de l'intestin

Un modèle émergent de pathogenèse des maladies inflammatoires de l'intestin (MICI) postule trois facteurs prérequis : 1) la dégradation de la fonction de la barrière intestinale, 2) la translocation du contenu luminal dans la lamina propria et l'exposition ultérieure aux cellules immunitaires, et 3) une réponse immunitaire inappropriée. Bien que le dysfonctionnement de la barrière intestinale soit clairement impliqué dans le développement de la maladie inflammatoire de l'intestin, on ne sait pas ce qui déclenche le cycle d'auto-entretien qui conduit à l'exacerbation de la maladie. Néanmoins, il existe un nombre croissant de preuves qui impliquent une perméabilité intestinale accrue comme facteur étiologique principal de la pathogenèse des maladies inflammatoires de l'intestin.

Maladie coeliaque

La fonction altérée de la barrière intestinale peut jouer un rôle dans le développement de la maladie cœliaque. En permettant à la gliadine , l'agent causal de la maladie cœliaque, de traverser la barrière intestinale, une activation inappropriée du système immunitaire peut se produire. Il a été démontré que les personnes atteintes de la maladie cœliaque ont une perméabilité intestinale élevée et des jonctions serrées altérées. De plus, ces perturbations persistent chez les patients qui maintiennent avec succès un régime sans gluten . Il existe également des données démontrant qu'une perméabilité intestinale accrue est présente avant l'apparition de la maladie cœliaque.

Diabète de type 1

Une combinaison de génétique, de fonction de barrière intestinale dérégulée et de réponses immunitaires inappropriées a été supposée jouer un rôle dans le diabète de type 1 . Une perméabilité intestinale élevée a été rapportée chez des patients au début de la maladie. L'augmentation de l'exposition aux antigènes qui en résulte peut déclencher une destruction auto-immune des cellules bêta du pancréas .

D'autres conditions

Des défauts de la fonction de la barrière muqueuse intestinale ont également été impliqués dans le syndrome du côlon irritable , le syndrome métabolique , la stéatose hépatique non alcoolique et le choc septique .

Stress

Le stress psychologique et physique peut induire diverses altérations de la fonction intestinale. Ceux-ci incluent des changements dans la motilité intestinale , la perméabilité intestinale , le flux ionique, l'équilibre hydrique et la sécrétion de mucus. De plus, le stress aigu et chronique dans des modèles animaux a montré que le stress peut entraîner une dégradation de la fonction de la barrière intestinale. Le stress psychologique peut influencer l'issue clinique des maladies inflammatoires de l'intestin et du syndrome du côlon irritable . Il a été démontré que le stress à long terme est positivement associé à une propension accrue à la rechute de la colite ulcéreuse .

Histoire

Cummings a adopté le terme barrière muqueuse en 2004 pour décrire la "structure complexe qui sépare le milieu interne de l'environnement luminal". Plus récemment, la barrière intestinale a été utilisée par les gastro-entérologues, les immunologistes et les microbiologistes pour mettre l'accent sur le composant de l'intestin qui protège le corps des micro-organismes et de leurs toxines.

Voir également

Les références