Jelito noworodka: fundament odpornosci

Rozwój wrodzonych barier immunologicznych

Rozwój jelitowego układu odpornościowego zaczyna się przed urodzeniem i trwa do czasu zaprzestania karmienia piersią. W okresie płodowym powstają niedojrzałe struktury układu limfatycznego, między innymi kępki Peyera i krezkowe węzły chłonne (rys. 1A). Struktury te dopiero na późniejszym etapie rozwoju stają się w pełni zdolne do funkcjonowania, dlatego w celu kompensacji braku ich działania nabłonek jelita wytwarza peptydy przeciwdrobnoustrojowe (AMP) działające jak bariera obronna reagująca na pierwsze kolonizujące bakterie (rys. 1B).¹ Śluz jest kolejną ważną strukturą barierową wytwarzaną przez komórki kubkowe i wydzielaną na powierzchni apikalnej przewodu pokarmowego. Łącznie te wrodzone bariery immunologiczne grają kluczową rolę w ograniczeniu kontaktu mikrobioty jelit z komórkami nabłonka gospodarza, zwłaszcza gdy mikrobiota osadza się w jelicie niemowlęcia.

Adaptacyjny układ odpornościowy noworodka również ma w okresie rozwoju krytyczne znaczenie

Wytwarzana jest immunoglobulina A (IgA) o różnym powinowactwie do składników mikrobioty oraz specyficznych antygenów żywnościowych spożywanych przez noworodka. Wydzielana IgA działa tak, aby wiązać te cele w świetle jelita i ograniczyć ich zdolność do przylegania do nabłonka jelita i/lub wnikania do niego (rys. 1B).² W związku z tym w okresie odstawienia od piersi mikrobiota jelit noworodka staje się coraz bardziej zróżnicowana i skoncentrowana w odpowiedzi na zmianę diety i rozwój architektury kosmków i krypt. Wymaga to dalszej ochrony bariery nabłonkowej poprzez dojrzewanie miejscowych struktur układu limfatycznego. Pobudzone komórki Panetha zaczynają wytwarzać białka obronne gospodarza (defensyny) u podstawy małych krypt jelitowych, umożliwiając innym komórkom nabłonka zaprzestanie wytwarzania AMP. Na końcu proliferacja komórek nabłonka wzrasta razem z nasilonym wydzielaniem śluzu (rys. 1C).

RYSUNEK 1: Rozwój mikrobioty jelit i jelitowego układu immunologicznego przed urodzeniem (A) oraz przed (B) i po odstawieniu od piersi (C).

Adaptacja na podstawie Brandtzaeg P, 2017³ and Ximenez C et al, 2017⁶

Znaczenie homeostazy jelit

Co najmniej 80% komórek organizmu wytwarzających Ig znajduje się w jelicie.³ Jest to największy efektor odporności humoralnej. Wyspecjalizowane komórki nabłonka pobierające antygeny (komórki M) pełnią funkcje selekcyjne: ułatwiają transport antygenów pochodzących z bakterii komensalnych, diety lub patogenów ze światła jelita do położonych głębiej komórek układu limfatycznego. Następnie antygeny te są trawione przez komórki dendrytyczne (DC) i prezentowane adaptacyjnemu układowi immunologicznemu.

Poszczególne elementy odporności jelitowej razem wspierają homeostazę za pośrednictwem dwóch strategii przeciwzapalnych (rys. 1C):

1) wykluczenia immunologicznego obcych antygenów ogranicza/zapobiega kolonizacji błony śluzowej jelit przez mikrobiotę jelit; Tę funkcję pełni sIgA;³

2) tolerancja pokarmowa ogranicza miejscowe i obwodowe reakcje immunologiczne na nieszkodliwe antygeny wchodzące w kontakt z barierą nabłonkową.⁴ Zależy to od komórek Treg pełniących funkcje regulacyjne (rys. 2).³

Jeżeli strategie te funkcjonują prawidłowo, regulacja układu immunologicznego wraz z działaniem mikrobioty komensalnej wpływającej na rozwój i trening tego systemu prowadzi do stworzenia trwałej, homeostatycznej relacji gospodarza z organizmamikomensalnymi, która ma długofalowe implikacje dla zdrowia człowieka.⁵

RYSUNEK 2: Komórki wrodzonych i adaptacyjnych systemów odpornosciowych oraz ich odpowiednie funkcje.