Слизь в желудке причины: причины и лечение, как избавиться

Содержание

причины и лечение, как избавиться

Если у человека в большом количестве скапливается слизь в желудке, то это не является нормальным состоянием, так как это провоцирует развитие болезней органа и его неправильную работу. Каковы причины того, что слизь вырабатывается в желудке в огромных объемах, как избавиться от этой патологии, и какими народными средствами удастся эффективно справиться с недугом?

Что это значит?

Слизь в органах желудочно-кишечного тракта накапливается из-за того, что в нем нарушена выработка желудочного сока, это становится следствием того, что еда недостаточно качественно переваривается, она начинает бродить, в результате чего образуются муцины или, другими словами, вязкая слизь. Если недуг вовремя не начать лечить, то в таком случае слизистая желудка будет полностью услана этим слизистым эпителием. Это негативно сказывается на работе пищеварительной системы, так как питательные вещества хуже усваиваются, у больного появляется лишний вес, ухудшается самочувствие.

Вернуться к оглавлению

Как образуется?

Чаще всего слизь образуется в желудке из-за неправильного питания.

Чаще всего лишняя слизь образуется в желудке из-за неправильного питания, когда человек ест всухомятку, часто употребляет в пищу фастфуд, острые и жирные блюда. При этом игнорируя первые симптомы, которые указывают на проблемы в работе системы пищеварения. Фактором, который вызывает избыточное продуцирование слизи, является злоупотребление алкогольными напитками, пивом, газировкой. Курение сигарет способствует раздражению слизистой желудка, что мешает его нормальной работе по перевариванию пищи.

Вернуться к оглавлению

К чему приводит избыток слизи в желудке?

Переизбыток слизи приводит к тому, что на слизистой органа начинают образовываться ранки, которые называются пептическими язвами. Эти язвы довольно серьезно поражают эпителий желудка, и если лечение проводится не вовремя, их объем увеличивается. Однако, муцин может поражать не только слизистую желудка, он также скапливается в горле. Если слизь выходит в горло, то это свидетельствует о том, что в организме больного прогрессирует такое заболевание, как гастрит, холецистит, панкреатит, язва желудка. Поэтому при возникновении первых симптомов заболевания, следует немедленно обратиться к врачу-гастроэнтерологу, который определит правильную схему лечения.

Вернуться к оглавлению

Лечение болезни

Чтобы избавиться от этого заболевания, к его лечению необходимо подходить комплексно, пользуясь народными средствами лечения, медикаментозной терапией, которую после диагностических мероприятий назначит больному доктор. Только благодаря комплексному подходу, придерживанию правил здорового питания, можно навсегда устранить недуг.

Вернуться к оглавлению

При помощи лекарств

Чтобы эффективно вылечить заболевание, важно выявить первопричину того, почему происходят обильные выделения слизи, так как первопричина этого кроется в протекающем в организме заболевании.

Чаще всего причина — гастрит, язва желудка, панкреатит, холецистит. Когда у больного поверхностный гастрит, то слизь становится белая. Чтобы это определить, необходимо сделать эндоскопию желудка. Благодаря этому удастся определить локализацию очага поражения. Если у человека поверхностная форма гастрита, то в таком случае его беспокоит чувство изжоги каждый раз после еды, тошнота.

Если у больного атрофическая форма гастрита, то в таком случае эпителий органа сильно поражен глубокими язвами, в результате чего человек ощущает острое чувство боли, у него отсутствует аппетит, возникают приступы рвоты и спазмы желудка. Если не лечить атрофический гастрит, то это спровоцирует еще большее продуцирование слизи, также может развиться язвенная болезнь желудка. Медикаментозная терапия заключается в приеме:

  • антибиотиков;
  • антацидных препаратов;
  • лекарств, которые устраняют болевые симптомы.

Чтобы восстановить поврежденную слизистую и наладить процесс продуцирования соляной кислоты, назначают такие антацидные препараты, как «Альмагель», «Фосфалюгель», «Маалокс». Однако, стоит помнить о том, что при заболеваниях внутренних органов строго запрещается самостоятельно принимать какие-либо препараты. Схему их приема и длительность терапии необходимо в обязательном порядке согласовать с лечащим врачом.

Антибактериальная терапия проводится в том случае, если анализы показали наличие в организме пациента патогенной микробной палочки Хеликобактер Пилори, которая разъедает стенки желудка, провоцирует образование язв и ран. При этом врачом-гастроэнтерологом определяется наиболее эффективный и уместный антибиотик, согласовывается схема приема препаратов и длительность терапии.

Вернуться к оглавлению

Как избавиться в домашних условиях?

Если доктор дал разрешение, то можно бороться с недугом и в домашних условиях народными средствами. При этом не стоит прекращать медикаментозную терапию, следовать строго советам врача, соблюдая правила приема назначенных лекарств, лечебную диету и прочие рекомендации, которые направлены на скорое избавление от избыточного продуцирования слизи.

Вернуться к оглавлению

Промывание желудка

Если выделяемая слизь беспокоит человека, советуется делать ежедневные утренние промывания желудка специальным соляным раствором, который просто приготовить. Для этого понадобится 1 литр кипяченой охлажденной воды, в инее добавить 1 столовую ложку соли. Все тщательно перемешать и выпить натощак, а потом вызвать рвоту. Такое средство поможет убрать со стенок желудка много лишней слизи. В первые дни вода будет иметь мутный вид, это значит, что в желудке скопилось очень много слизи. Однако через 4−5 дней жидкость посветлеет и это будет свидетельством того, что данный метод работает. Однако стоит иметь в виду, что если у человека высокое давление, проблемы с сердцем и почками, данный способ противопоказан.

Вернуться к оглавлению

Употребление настоев

Настой из ромашки со зверобоем применяются в качестве терапии при повышенном образовании слизи в желудке.

Настои являются народными средствами, которые применяются в качестве терапии при повышенном образовании слизи в желудке. Такое питье размягчает скопившуюся на стенках желудка слизь, способствует ее быстрому выведению из организма.

Полезным свойством обладает настой из цветков ромашки аптечной со зверобоем. Для его приготовления нужно взять сухих соцветий обоих видов трав, соединить их в равных пропорциях и залить горячей кипяченой водой. Дать настояться 20 минут, затем принимать настой каждый раз натощак. Если у больного низкий уровень выработки соляной кислоты, рекомендуют принимать стакан теплой воды с разбавленным в ней красным и черным перцем. Однако употреблять такой напиток нужно осторожно, так как он может спровоцировать ухудшение состояния.

Вернуться к оглавлению

Свежевыжатые соки

Если накопление слизи возникает из-за того, что у человека пониженная кислотность, справиться с такой проблемой помогут свежевыжатые соки, которые необходимо принимать до употребления пищи. Подойдут соки с использованием цитрусовых, яблочный сок. Чтобы приготовить свежевыжатый сок из цитрусов, понадобятся 2 крупных апельсина и 1 лимон. Фрукты пропустить через соковыжималку, в такой напиток можно добавить 1 чайную ложку меда для улучшения вкусовых качеств. Яблочный сок готовится таким же образом. Для сока хорошо подойдут зеленые сорта фрукта, в которых содержится достаточно полезных микроэлементов.

Вернуться к оглавлению

Профилактика

Если организм выделяет большое количество слизи, в таком случае необходимо придерживаться определенных правил в питании, режиме дня.

Чтобы покрывающая желудок слизь вырабатывалась в нормальном объеме и не вызывала патологических состояний, нужно придерживаться правильного питания, так как причины возникновения этого недуга кроются как раз в употреблении некачественной пищи, из-за чего слизистые раздражаются и происходит чрезмерное выделение этого вещества.

Если слизь обильно покрывает стенки желудка, необходимо обратиться к врачу, который определит причину состояния и пропишет медикаментозную терапию препаратами, которые помогут в короткие сроки устранить основные симптомы. Не стоит заниматься самолечением, так как устранение жидкости, которая обильно накапливается, предусматривает применение специальных лекарств. Выходит, что профилактика основывается на элементарных правилах, придерживаясь которых, можно устранить заболевание и не испытывать дискомфорта.

Слизь в пищеводе и желудке: симптомы и лечение

Одним из признаков заболевания ЖКТ является слизь в пищеводе — особое вещество (муцин), вырабатываемое железистыми клетками органа. Избыток муцина приводит к затруднительному проглатыванию пищи, вызывает кашель и неприятный запах изо рта. В медицине данное заболевание имеет название рeфлюkc-эзoфaгит или ГЭPБ. Для эффективного лечения необходимо знать его основные симптомы и причины возникновения. Только с наличием полной картины, врач сможет назначить соответствующую терапию.

От чего появляется слизь в пищеводе

Количество вырабатываемой слизи регулируется естественным путем. При появлении раздражающих для желудка факторов, например желудочного сока с кислотами, муцин вырабатывается в больших количествах, тем самым защищая стенки органа. Избыток слизи может быть вызван рядом причин:

  • Вирусно-респираторные заболевания, сопровождающиеся воспалением верхних дыхательных путей;
  • Нарушение моторики желудка в результате неправильного питания;
  • Беременность также может стать причиной появления ГЭPБ;
  • Вредные привычки, такие как алкоголь и курение;
  • Прием лекарственных препаратов;
  • Проживание в районах с неблагополучной экологией;
  • Стресс и нервные потрясения.

Избыток слизи в пищеводе и желудке может также быть вызван аллергическим состоянием больного.

Лечение эзoфaгита следует начинать с визита к врачу

Симптомы эзoфaгита

Диагностировать эзофагит,как самостоятельное заболевание и избавиться от слизи в пищеводе достаточно сложно, т.к. симптоматика схожа с болезнями ЛОР-органов, сердечно-сосудистой системы. На первых этапах болезнь протекает без видимых признаков. С ее прогрессированием, симптомы становятся выраженными, но не всегда однозначными.

Определить ГЭPБ можно по следующим признакам:

  • Вздутие живота на фоне повышенного газообразования;
  • Появление изжоги после принятие пищи;
  • Чувство жжения и боли в груди;
  • Ощущение слизистого комка в горле;
  • Слизь в пищеводе мешает глотать;
  • Сухой кашель;
  • Отхаркивающаяся слизь в горле;
  • Отрыжка с неприятным запахом;
  • Плохая проходимость пищи по пищеводу.

Врач должен иметь немалый опыт для правильной постановки диагноза и знать, как убрать мокроту, а также сопутствующие ей заболевания. Чем больше появляется слизи в пищеводе и глотке, тем ярче становится симптоматика. Игнорирование ее  ведет к патологическим процессам и блокированию поступления полезных веществ в организм. Они просто не могут всосаться ворсинками желудка из-за толстого слоя муцина.В последствие больного начинают мучить боли, что говорит о появлении гастрита или начальной стадии язвенной болезни.

Изжога и отрыжка — типичные проявления эзoфaгита

Лечение избыточного количества слизи

Устранение симптомов эзoфaгита не избавит от самой проблемы.

Отсутствие надлежащего лечения чревато усугублением состояния и большими проблемами с пищеварением. Вывести муцин путем промывания — это временная терапия. Необходим комплексный подход к удалению мокроты, но вначале стоит провести полное обследование, собрать необходимые анализы и узнать, почему появляется много слизи в пищеводе.

Прежде чем начать лечение врач настоятельно советует пациенту изменить привычный образ жизни, пересмотреть питание, избавиться от вредных привычек. Минимальное количество выпиваемой за день жидкости должно составлять 1,5-2 л в день. Также нужно исключить физические нагрузки, связанные с наклонами туловища и поднятием тяжести.

Образование мокроты в горле является результатом синусита, фарингита, бронхита и лечится антибактериальными препаратами. Муколитичные препараты помогают разжижить слизь во всем пищеводе и желудке. Аллергические реакции с появлением слизи лечатся антигистаминными препаратами, а также ограждением больного от раздражающего фактора.

Муколитики помогают разжижать слизь во всем пищеводе и желудке

Традиционная медицина для лечения слизи в пищеводе

Медикаментозное лечение назначается, исходя из характера заболевания, которым вызвано повышение выработки муцина. Лекарственные препараты условно разделяют на группы:

  • Противовирусные — применяются при острых респираторных заболеваниях и гриппе;
  • Антибиотики —уберут инфекцию, вызванную бактериями;
  • Противовоспалительные — снижают температуру тела, снимают воспаление и боль. Препараты с кортикостероидами прописываются при тяжелых формах заболевания;
  • Спазмолитики — убирают повышенный тонус гладкой мускулатуры ЖКТ;
  • Ферменты — энзимные препараты, улучшающие моторику кишечника и переваривание пищи;
  • Антациды — снижают кислотность желудка.

Существует определенная схема лечения эзoфaгита, которая помогает быстро избавиться от болезни и вывести слизь, мешающую глотать, переваривать пищу и вызывающую общее недомогание больного.

Фарингит лечится промыванием носовых пазух аэрозолем, орошением глотки «Ингалиптом» или «Орасептом», смазыванием горла «Люголем». Из таблеток прописывают «Граммидин», «Фалиминт», «Трависил». Эффективным средством считается полоскание раствором из щелочи, соли и антисептика.

При гайморите и рините появляются сопли, мешающие проглатывать. Лечение осуществляется с помощью сосудосуживающих капель или спреев: «Нафтизин», «Авамис»,«Ксилен». Капли не рекомендуется использовать более 5 дней. Параллельно применяются солевые растворы для промывания «Аквамарис», «Аквалор».

Пневмония и бронхит лечатся препаратами отхаркивающего действия, способствующие разжижению мокроты и стимулирующие ее выведение. Для снятия спазма принимаются бронхолитики «Эуфиллин», «Метацин», кортикостероидные препараты — «Гидрокортизон», «Триамицинолон». Также прописываются физиопроцедуры, массаж грудной клетки, гимнастические упражнения.

Слизистый ком в горле можно убрать раствором пищевой соли

Как убрать слизь из пищевода с помощью народной медицины

Совместное применение традиционной и народной терапии способно принести хорошие результаты за короткое время. Домашнее лечение включает в себя много действенных способов избавления от мокроты.

  1. Слизистый ком в горле можно убрать раствором пищевой соли. В 1 л жидкости разводят 1 ст. л. соли. Утром, через 1-1,5 часа после приема пищи, полученный раствор выпивают небольшими глотками в течение 10 минут. Как правило, после приема начинается рвота, с которой выходит много слизи. Продолжительность процедуры длиться до 5 дней, после чего выходящая жидкость должна стать прозрачной, без примеси муцина.
  2. Настой из корня имбиря. Измельченный имбирь (небольшой корешок) заливают кипятком (1 л) и настаивают один час. Жидкость пьют на протяжении всего дня. Если вкус имбиря не нравится, можно улучшить вкус, добавив меда.
  3. Соки из цитрусовых, капусты, хрена. Принимают смесь или по отдельности два раза в день по чайной ложке.
  4. Очищают и дезинфицируют желудок ромашка и зверобой. По 1 с. л. каждой из трав заливают литром кипятка и настаивают 15-20 минут. Пьют в течение дня натощак по 0,5 стакана.

[wpmfc_cab_si]Как и лекарственные препараты, народные средства могут вызывать индивидуальную непереносимость. Поэтому перед их применением рекомендуется проконсультироваться с врачом.[/wpmfc_cab_si]

Правильное питание при избытке муцина

Перед тем, как избавиться от слизи в пищеводе и вылечить заболевание, которое привело к ее избытку, пациенту прописывают диету. Первым делом из рациона исключается острая, кислая и соленая пища. Алкоголь и курение также сводится к минимуму. Таким образом, можно не допустить прогрессирование болезни. Есть продукты, усиливающие выработку муцина:

  • Мучные и крахмалосодержащие;
  • Молоко и сыры;
  • Кофе и крепкий черный чай;
  • Жареное и жирное;
  • Мясо и копчености.

Большой вред несет хлеб, если употреблять его в больших количествах. Разрешаются только изделия с отрубями.

Больным эзофагитом полезны цитрусовые и овощи в любом виде

Полезными считаются рисовая, пшеничная и ячменная каши, главное не переваривать их, т. к. при длительной термической обработке в них разрушаются полезные вещества. Отдавайте предпочтение цитрусовым и овощам в любом виде.

После нормализации секреции желудка следует не прекращать диету, иначе болезнь может вернуться с новой силой. Правильное питание и здоровый образ жизни должны стать вашими спутниками навсегда.

Пять основных субстанций жизни


       Космос состоит из энергии «ци».Все живые существа и вещи являются воплощением этой единой силы. В нас, людях, энергия «ци» воплощается в пяти формах, в пяти основных субстанциях. С точки зрения древних китайцев, эти пять форм представляют разные аспекты бытия.

       «Ци» само по себе понимается как жизненная энергия

       «Ци» — исходное вещество космоса

       По китайским представлениям, мир и даже весь космос пронизаны тончайшей вещественной субстанцией — жизненной энергией «ци». В нас, людях, тоже течет «ци». Все мы постоянно воспринимаем ее, когда, например, дышим или едим. Но все же «ци» означает нечто большее, чем только это. Это понятие охватывает умственную и душевную энергию каждого живого существа. «Ци» — это сила, которая управляет всеми процессами внутри тела и за его пределами как живой, так и неживой материи. Из «ци» состоят и другие основные субстанции.

       Источники жизненной энергии

       Каждый человек владеет двумя формами «ци»: унаследованной и приобретенной. Унаследованную или же исходную «ци» мы получаем от наших родителей и накапливаем в почках-шэнь. Она расходуется в течение жизни — мы не можем пополнить ее. Приобретенную «ци» мы постоянно принимаем в себя в форме дыхания или съедаемой пищи. Исходная «ци», дыхательная «ци» и пищевая «ци» образуют вместе истинную «ци». Она течет через тело и имеет различные наименования в соответствии со своими функциями.

       Если энергия «ци» питает наше тело, она называется «питающей ци»; если она борется с внешними влияющими факторами, вызывающими заболевание, например, с вирусами или бактериями, она называется «защитной ци»; если она образует органы и управляет их функциями, то она называется «ци отдельных органов» и т. д. Как уже упоминалось, и другие четыре основные субстанции тоже состоят из «ци». Они являются только различными формами проявления одного и того же исходного вещества.

       Что блокирует поток

       Теперь становится ясно, почему «ци» имеет такое важное значение в традиционной китайской медицине: человек будет здоров только в том случае, когда в теле свободно течет достаточное количество этой энергии.

       Застой «ци»

       Застой «ци» может быть вызван различными причинами: внешними влияниями, например, холодом и жарой, а также травмами. Или же внутренними причинами: отягощающими чувствами. Иными словами, силами, вызывающими внешнюю или внутреннюю дисгармонию. Если в вашем теле имеется застой «ци», то вы заметите это очень легко: где-либо в теле вы почувствуете боль. Головная боль, боль в животе или боль в крестце являются лишь некоторыми следствиями застоя «ци». Ваш китайский врач в подобном случае попытается устранить застой «ци» и снова восстановить ее свободный поток.

       Недомогания при застое «ци» Желудок и живот Вздутие живота, чувство переполнения, чувство напряженности в желудке и в полости живота или различных частях тела, в узлах в нижней части туловища, которые появляются и исчезают Лицо Боль в лице Душа Раздражительность, чувство подавленности, меняющееся настроение

       Бунтующая «Ци»

       Обычно «ци» в каком-либо органе течет всегда в одном установленном направлении. Например, «ци» в желудке привычно течет вниз, потому что желудок перерабатывает пищу и затем передает ее дальше в кишечник. Бунтующая «ци» течет в направлении, неправильном для данного органа. Так, например, бунтующая «ци» в желудке течет вверх, а не вниз. Как следствие, поднимающаяся «ци» в желудке вызывает тошноту и рвоту. В других органах «ци» ведет себя аналогично. Если бунтует «ци» в легких, т. е. течет вверх, то пострадавший должен сильно кашлять, он выплевывает слизь, а в худшем случае также и кровь,

       » Недомогания при бунтующей «ци» Желудок Отрыжка, изжога, тошнота, рвота Сердце Беспокойство, нарушения сна Легкие Кашель, астма Почки Астма Печень Головная боль, чувство головокружения, понос, тошнота

       Недостаток «ци»

       Частым нарушением является недостаток «ци». Причины этого могут быть разнообразными: неправильное питание, слишком много работы, слишком много секса, заболевания слишком продолжительные. Вы можете заболеть недостатком «ци» из-за всего, что вызывает слишком большой расход вашей энергии. Китайский врач тогда должен укреплять вашу «ци».

       Недомогания при недостатке «ци» Сердце Сильное сердцебиение Легкие Удушье (одышка), слабый голос Почки Частые позывы на мочеиспускание, недержание мочи, слабость в ногах, затрудненное мочеиспускание Селезенка Отсутствие аппетита, понос

       Снижающая «ци»

       «Ци», в первую очередь «ци» селезенки, имеет и другую важную задачу: она должна удерживать органы на своем месте. Если «ци» слишком слаба, то органы опускаются. Таким путем возникают заболевания, например, опущение желудка или почек. Снижающая «ци» является особой формой недостатка «ци». Следовательно, для лечения ваш китайский врач должен укрепить вашу «ци».

       Недомогания при снижающейся «ци» Общее самочувствие Усталость, вялость, слабое внимание, чувство что «все тянет вниз» Органы Опускание или выпадение органов, например желудка, матки, кишечника, влагалища и мочевого пузыря Душа Чувство без радостности, депрессия

       «Эссенция-чин» означает силу роста, становления, а также человеческую конституцию Эссенция –чин :источник роста

       Эссенция-чин но китайским представлениям отвечает за наш рост, за продолжение рода и за наше развитие. Как и исходную «ци», мы наследуем ее от родителей и храним в почках. В течение жизни мы можем только потреблять эссенцию-чин, но никак не умножать ее количество.

       Недостаток ведет к нарушению роста

       Эссенция-чин в основном соответствует тому, что мы в западной медицине понимаем как «конституцию», т. е. физическое и душевное строение человека. По эссенции-чин имеется только одна форма дисгармонии — ее недостаток. Если человек унаследовал слишком мало эссенции-чин, то его рост, его способность к воспроизведению потомства и его развитие нарушаются. Устранить недостаток эссенции-чин не может и китайский врач. Однако он может помочь своему пациенту ухаживать за имеющейся эссенцией-чин.

       Недомогания при недостатке эссенции-чин Рост продолжение рода и развитие Замедленный рост, слабое строение костей, непрочные зубы, выпадение волос, седые волосы Сексуальность Слабые сексуальные потребности, импотенция Голова Чувство головокружения, звон в ушах, слабые способности к сосредоточению, плохая память Иммунная система Слабая защита тела, частые простуды, насморк, аллергия

       «Кровь-сюэ» понимается как питающая энергия в жидкой форме Кровь-сюэ: энергия в жидкой форме

       Самая тесная связь среди пяти основных субстанций имеется между «ци» и его формой проявления «кровь-сюэ». «Ци» течет через тело в форме крови (по-китайски: «сюэ»). Кровь-сюэ имеет задачу питать тело и увлажнять ткани.

       Недостаток «крови-сюэ»

       Единственным возможным нарушением по «крови-сюэ» является ее недостаток. Виновна в этом обычно бывает слабая селезенка-пи (стр. 53). Потому что древние китайцы думали, что наша кровь образуется в селезенке. Кроме того, селезенка-пи но ТКМ, ответственна и за пищеварение. Насколько хорошо она работает, зависит в свою очередь от того, что вы едите.

       Недомогания при недостатке крови-сюэ Лицо Бледное и тусклое, бледные губы, язык бледный, зрение нечеткое Кожа и волосы Тусклая и сухая кожа, сухие волосы Общее самочувствие Онемение в различных местах тела, особенно в конечностях Женщины Менструация слаба или отсутствует

       Застой «крови-сюэ»

       Поскольку обе основные субстанции нераздельно принадлежат друг другу, вас, бесспорно, не должно удивлять, что если «кровь-сюэ» больше не течет, то застаивается также и «ци», и наоборот — если закупоривается ноток «ци», то всегда, как следствие, будет и застой «крови-сюэ». Поэтому, как и при застое «ци», основным признаком застоя крови-сюэ всегда будут боли. В качестве противодействующего мероприятия китайский врач и в этом случае должен восстановить свободное течение крови.

       Недомогания при застое крови-сюэ Лицо Темный цвет, губы и язык фиолетовые Боль Сверлящая и колющая боль в определенных местах тела Ногти Синевато-фиолетовые Женщины Темные комковые выделения при менструации

       «Ум-шэнь» означает сознание, сон и чувство Ум-Шэнь-сознание и чувства

       Ум-шэнь в китайской медицине является местом нахождения духа и интеллекта. Он является отображением нашего сознания, а также и нашего подсознания. Поэтому он воплощает, кроме того, наши чувства и душевные силы и является сторожем нашего сна. Нарушения в уме-шэнь приводят к тому, что:

       вы не можете хорошо сосредоточиться; ваша память часто вас подводит; у вас появляются душевные заболевания; вы плохо засыпаете или не можете долго спать.

       Жидкости тела «чинье» — накопители воды Жидкости в теле-чинье: текущая сила

       Пятая основная субстанция называется»жидкостьюв теле чинье». Эта субстанция имеет своей задачей снабжать все ваше тело жидкостью. Здесь имеется в виду вода в цикле кровообращения, а также и, например, жидкость в суставах или в других тканях. Недомогания появляются тогда, когда имеется слишком мало жидкости в теле или если эта жидкость застаивается. Поэтому при нарушениях с жидкостью тела чинье вы будете иметь:

       сухие слизистые оболочки и жажду, выделять слишком мало мочи, или набухания (отеки), потому что в вашем теле скапливается вода.

       Поэтому вы должны пополнять свою жидкость в теле или устранять возникший застой.

       

Секреция слизи — обзор

8.4 Стресс и слизь

Медузы быстро реагируют на внешний стресс, который стимулирует секрецию слизи в качестве защиты. Медузы Aurelia coerulea стимулировали путем удаления их из окружающей морской воды. Затем в течение 60 минут собирали образцы секретированной слизи и ткани и анализировали с помощью комбинации протеомики и метаболомики [363]. Лю и др. продемонстрировали, что уровень триптамина среди 16 различных метаболитов увеличился с наибольшим значением изменения, равным 7.8 (значение P <0,0001) в секреции слизи, вызванной стрессом, выявленной метаболомикой медузы A. coerulea [363]. Большое увеличение триптамина в слизи может указывать на сильную стрессовую реакцию, когда медузу вынимали из морской воды. В организме человека защитная слизь широко покрывает эпителиальные клетки на поверхности различных тканей и органов, таких как органы дыхания, желудок, кишечник, мочеполовые органы и т. Д. Носовая слизь играет решающую роль в предотвращении микробных инфекций и защите нижних дыхательных путей от нездоровые условия окружающего воздуха из-за фибриногена, плазминогена и фактора комплемента С3, тогда как белки самозащиты из цервикальной слизи включают серпины, фосфорилированные белки и белки теплового шока [363].Для сбора слизи и приготовления тканевого гомогената медузу A. coerulea не кормили в течение 48 часов и перед экспериментами осторожно промывали стерильной фильтрованной искусственной морской водой. После измерения BW медузы осторожно помещали в воронку с одним слоем медицинской марли, которую затем закрывали пластиковой пленкой, чтобы избежать испарения жидкости. Слизь медуз собирали каждые 10 мин в центрифужных пробирках емкостью 15 мл в течение 1 часа. Были идентифицированы 11 металлопротеиназ, четыре серпина, три супероксиддисмутазы и три комплемента, обогащенные слизью, и предполагалось, что их присутствие связано с самозащитой.Супероксиддисмутазы сыворотки могут эффективно устранять АФК и поддерживать окислительно-восстановительный баланс, тем самым играя ключевую роль в защите от окислительного повреждения тканей как у прокариот, так и у эукариот. Всего было идентифицировано 2421 и 1208 белков в тканевом гомогенате и секретируемой слизи соответственно [363]. Не было обнаружено, что декарбоксилаза классической ароматической аминокислоты обогащена слизью и тканями медузы на основе мРНК из транскриптомики.

На основании предоставленных данных я предполагаю, что у медуз ферментативная активность триптофан-декарбоксилазы активируется стрессом на уровне белка, или триптофан-декарбоксилаза кодируется неизвестным белком, или неизвестная активность присутствует в известном белке.

Основным механизмом защиты трахеобронхиального дерева от всех типов вдыхаемых частиц является мукоцилиарный эскалатор. Воспаление дыхательных путей вирусами, бактериями или аллергией увеличивает секрецию слизи [364]. Гистамин увеличивает отхождение мокроты у человека. 5-гидрокситриптамин [365] и гистамин [366] были обнаружены в мокроте, смеси слюны и слизи, отхаркиваемой из дыхательных путей, и могут быть связаны с астмой.

В исследовании, проведенном Li et al. триптамин был обнаружен метаболомикой слюны пациентов с рецидивирующей афтозной язвой (RAU) с помощью жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии [36].Восемь дифференцирующихся метаболитов были обогащены метаболизмом триптофана и биосинтезом стероидных гормонов в RAU. Изменения были обнаружены (изменение в разы у пациентов относительно контроля) для триптамина в 1,379 раза (значение P 5,84 × 10 −16 ), 5-метокситриптамина в 1,96 раза (значение P 5,43 × 10 –12 ), индолацетальдегид в 0,45 раза (значение P 1,23 × 10 −11 ) и 17β-эстрадиол-3-сульфат в 0,637 раза (значение P 1,89 × 10 −6 ) [36]. РАУ — одно из самых распространенных заболеваний слизистой оболочки полости рта. Заболеваемость RAU варьируется, но обычно считается близкой к 20% в любой популяции. RAU всегда возникает на слизистой оболочке, в том числе на губах, языке и мягком небе; реже встречается в изометричной слизистой твердого неба. Точный патогенез RAU остается неизвестным. В нескольких исследованиях сообщалось о различных причинах RAU, в том числе о наличии определенных микробных сообществ полости рта, иммунологических факторах, эндокринопатиях, а также психологических и наследственных факторах [36, 367] [36] [367].В исследовании Karthikeyan и Aswath изучалась роль стресса в возникновении рецидивирующего афтозного стоматита (RAS) и красного плоского лишая (OLP), а также эффективность уровней кортизола в слюне, моче и сыворотке как маркеров стресса [368]. Результаты этого исследования показывают, что пациенты с РАС и OLP имели более высокий уровень кортизола, чем в контрольной группе, что указывает на то, что стресс действует как кофактор в патогенезе RAS и OLP. Заболеваемость воспалительными заболеваниями кишечника (ВЗК), болезнью Крона (БК) и язвенным колитом (ЯК) растет во всем мире.Хотя ВЗК в первую очередь поражает кишечник, внекишечные проявления заболевания часто очевидны, в том числе в полости рта, особенно при БК. Наиболее частые неспецифические оральные проявления, такие как афтозный стоматит и угловой хейлит, встречаются при обоих заболеваниях [369]. Более того, изменение значений триптофана и 5-метокситриптамина было обнаружено Minamoto et al. в сыворотке крови собак с идиопатической ВЗК по сравнению со здоровыми собаками [370]. Обратите внимание, что 5-метокситриптамин изменяется как в сыворотке IBD, так и в слюне RAU.

Пищеварительный тракт | Фонд «Муковисцидоз»

После того, как вы пережевываете и проглатываете, пища попадает по пищеводу в желудок. Желудок вырабатывает кислоту, которая помогает расщеплять пищу. Затем пища попадает в тонкий кишечник, где организм начинает извлекать из пищи питательные вещества и витамины.
Чтобы извлечь эти питательные вещества, организму нужна помощь поджелудочной железы. Этот орган в форме рыбки прикреплен к тонкой кишке за желудком.Это очень важно для правильного пищеварения.

Поджелудочная железа вырабатывает жидкость — от 1 до 2 литров — которая смешивается с пищей. Одна часть этой жидкости — продукт, нейтрализующий желудочную кислоту. Это называется бикарбонат. Жидкость также содержит химические вещества, называемые ферментами поджелудочной железы, которые смешиваются с пищей, чтобы разбить их на мелкие кусочки, которые организм может поглотить.

Ферменты поджелудочной железы очень важны для доставки питательных веществ, калорий и витаминов в наш организм; они являются основой правильного пищеварения и усвоения.

Помимо этих важных ролей в процессе пищеварения, поджелудочная железа также вырабатывает важные гормоны, в том числе инсулин. Инсулин работает в вашем кровотоке, а не в кишечнике. Он помогает переместить глюкозу (сахар) из крови в клетки, чтобы они могли превращать пищу в энергию.

У многих людей с CF поджелудочная железа не производит достаточного количества инсулина или организм не позволяет инсулину выполнять свою работу, что приводит к диабету, связанному с CF (CFRD). CFRD не вызывается диетой, и вы ничего не можете сделать, чтобы предотвратить это.

Один из способов упростить это — представить поджелудочную железу как два отдельных органа: один — это пищеварительный орган, вырабатывающий ферменты поджелудочной железы для кишечника, а другой — гормональный орган, вырабатывающий инсулин для организма.

Здоровая поджелудочная железа:

  • Заставляет естественный антацид организма, называемый бикарбонатом, смешиваться с пищей, поступающей из желудка в кишечник.
  • Создает специальные химические вещества, называемые ферментами поджелудочной железы, для переваривания пищи, когда она перемещается из желудка в кишечник.
  • Выбрасывает жидкость в кишечник, чтобы помочь промыть пищу на своем пути через пищеварительный тракт.
  • Вырабатывает важные гормоны, в том числе инсулин.

Около 90 процентов людей с МВ имеют липкую слизь, которая блокирует протоки поджелудочной железы и препятствует проникновению ферментов в тонкий кишечник для переваривания пищи. Непереваренная пища в кишечнике может вызвать боль, спазмы, газы и жидкий, жирный, плавающий стул или запор и закупорку.

Каждый человек с МВ (включая людей, которым не нужны ферментные добавки) имеет поджелудочную железу, которая не вырабатывает достаточно бикарбоната для нейтрализации желудочной кислоты.Это также может способствовать появлению боли, спазмов, газов и запоров. Вздутие живота и избыточное газообразование также могут быть вызваны чрезмерным разрастанием тонкой кишки, парезом желудка и гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью.

Пищеварительные ферменты поджелудочной железы блокируются и не попадают в тонкий кишечник.

  1. Избыточный бактериальный рост тонкой кишки может быть вызван повторной терапией антибиотиками, которая убивает полезные бактерии и вызывает чрезмерный рост вредных бактерий в кишечнике, вызывая газы, диарею, тошноту и вздутие живота. Обычно лечение представляет собой антибиотик, который помогает уничтожить вредные бактерии, чтобы позволить нормальным бактериям восстановить контроль в кишечнике.
  2. Парез желудка — это состояние, при котором после еды желудок опорожняется медленнее, чем обычно. Это может вызвать вздутие живота и тошноту. Высокий уровень глюкозы в крови сам по себе может вызвать парез желудка, поэтому убедитесь, что уровень глюкозы в крови у вас нормальный. Старайтесь есть часто и небольшими порциями в течение дня, чтобы облегчить опорожнение желудка.
  3. Гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь (ГЭРБ) возникает, когда кислота из желудка попадает обратно в пищевод. Это может быть очень серьезно, если кислота попадает в легкие. Вам необходимо обратиться к врачу, если вы заметили изжогу или другие симптомы ГЭРБ, или если вы испытываете повторяющуюся рвоту, лихорадку или потерю веса.

Прочтите руководство Фонда по замещению ферментов поджелудочной железы.

границ | Влияние микроструктуры и реологии слизи на инфекцию Helicobacter pylori

Введение

Как известно, Helicobacter pylori ( H.pylori ), наиболее распространенный в желудке патоген, вызывающий гастрит, пептические язвы и рак желудка, образуя колонии на эпителиальной поверхности желудка, которые вызывают иммунный ответ хозяина. Он оказывает три основных патогенных воздействия на своего хозяина: воспаление желудка, нарушение слизистой оболочки желудка и изменение физиологии желудка (1–4). Факторы вирулентности, ответственные за патогенные эффекты, также позволяют бактериям манипулировать иммунным ответом хозяина и поддерживать его долгосрочное выживание в желудке (5–9).Вопрос о том, как бактерия изначально нарушает защитный слизистый барьер, чтобы достичь поверхности эпителиальных клеток и колонизировать в чрезвычайно кислой среде желудка (10), особенно интригует с физической точки зрения. Подвижность бактерий в водных растворах хорошо изучена (11, 12), а подвижность через вязкие полимерные растворы изучается в течение многих лет (13–18). Однако гораздо меньше известно о том, как бактерия движется через гель и как движение зависит от и, в свою очередь, влияет на структуру и динамические свойства слизистого геля .Недавно были достигнуты некоторые теоретические успехи в решении связанной с этим проблемы подвижности сперматозоидов [недавний обзор см. (19)], а также о плавании винтовых объектов в вязкоупругой среде (20). Присутствие эластичной сети с порами, заполненными жидкостью, в геле вызывает такие вопросы, как: (i) «Может ли бактерия перемещаться через гель, и если да, то как она перемещается?» (ii) «Могут ли моторы жгутиков бактерий проявлять достаточную силу и крутящий момент, чтобы деформировать гель и дать ему возможность двигаться?» (iii) Как скорость и крутящий момент зависят от реологических параметров геля? И наоборот, изменяет ли бактерия физические и химические свойства геля? В этом обзоре мы описываем физические характеристики слизистой оболочки желудка и обсуждаем структуру и гелеобразование муцина желудка, который является гелеобразующим компонентом слизи. Затем мы обращаемся к вопросу о подвижности H. pylori в кислой среде желудка и ее влиянии на структуру и механические свойства слизистого геля.

Желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), как и другие физиологические системы с полостью, открытой для окружающей среды, выстлан защитным слоем слизи [см. Обзоры в Ref. (21, 22)]. Высокомолекулярный гликопротеин, муцин, секретируемый клетками выстилки этих органов, отвечает за придание слизи физических характеристик вязкоупругой жидкости и гидрогеля (21).Это физическое состояние представляет собой уникальную среду для более чем триллиона бактерий, которые живут или перемещаются в желудочно-кишечном тракте. В желудке, как и в кишечнике, бактерии обнаруживаются в вязком жидком внешнем слое слизи, но не в плотном слое слизистого геля, который прилипает к поверхности клетки (23, 24). По сравнению с кишечником, относительно небольшое количество бактерий населяет слизистый слой желудка, так как большинство из них не могут выжить в кислой среде желудка (25). H. pylori , самый многочисленный и самый продолжительный обитатель слизистой оболочки желудка, справляется с кислой средой, секретируя уреазу для гидролиза мочевины и вырабатывая аммиак для нейтрализации кислоты (26, 27).Как он проникает через барьер слизистой оболочки желудка и колонизируется на желудочном эпителии (10, 28, 29), в значительной степени остается нерешенной проблемой. Распространенное мнение, что он прокладывает себе путь через слизь, как гелеобразный штопор (10, 30), вероятно, неверно, в свете наблюдений, показывающих, что H. pylori неподвижны в гелях свиного желудочного муцина (PGM) в кислой среде. условия, хотя их жгутики вращаются, и они покачиваются на месте. Вместо этого мы показываем, что подвижность геля достигается за счет того же биохимического механизма, что и у H.pylori используется для выживания в кислоте, а именно для гидролиза мочевины для повышения pH окружающей среды. Повышение pH до нейтрального превращает вязкоупругий муциновый гель в вязкую жидкость, позволяя бактериям плавать в вязком растворе (31). Кроме того, спиральная форма ячейки может позволить ему быстрее плавать в вязком растворе, как следует из теоретического предсказания (20). Также было показано, что спиралевидная форма клеток играет важную роль в колонизации, поскольку палочковидные и С-образные мутанты H.pylori , хотя и подвижны в мягком агаре, не так эффективны при создании колоний (32, 33).

Инфекция Helicobacter pylori также известна своим нарушением выработки муцина и изменением состава муцинов в слизи желудка (34). Byrd et al. (35) показывают, что MUC 6, обычно связанный со слизистыми клетками желудочной железы, экспрессируется в поверхностных слизистых клетках инфицированных H. pylori пациентов, в то время как компонент MUC5 поверхностных слизистых клеток снижается. Navabi et al.(36) сообщают, что оборот и уровень MUC1 снижаются при инфицировании мышей H. pylori . Хроническая инфекция приводит к кишечной метаплазии, при которой слизь желудка приобретает характеристики кишечной слизи (37). Ньютон и др. (38) сообщают о 18% снижении количества гелеобразующего высокомолекулярного муцина, хотя они отметили, что толщина слизистого слоя не снижается. С другой стороны, Henriksnäs et al. (39) наблюдали уменьшение толщины липкого слоя слизи у мышей.Муцины также связываются с H. pylori (24, 40), связывание зависит от pH (41, 42), и бактерия является хемотаксической по отношению к муцину. Напротив, муцины влияют на пролиферацию, экспрессию генов и вирулентность H. pylori , подразумевая динамическое взаимодействие между бактерией и ее хозяином (43). Эти аспекты не будут рассматриваться в данном обзоре; читатель отсылается к McGuckin et al. (24) о сложном взаимодействии между муцинами и бактериальными патогенами. В оставшейся части этого обзора мы сосредоточимся на физических свойствах слизи, связанных с транспортом H.pylori через слизистый барьер и дает некоторое представление о механизме подвижности H. pylori . Мы также обращаем внимание на влияние инфекции H. pylori на структуру и реологию слизи.

Структура слизи

Из всех органов именно в желудке слизь сталкивается с наиболее серьезными проблемами со стороны секретируемой HCl, пищеварительных ферментов, алкоголя, лекарств и бактерий, таких как H. pylori (10, 44). Слизь желудка представляет собой сильно гидратированное (набухшее до ~ 95% воды) вязкоупругое вещество, содержащее 3% гликопротеина муцина, смешанного примерно с 2% низкомолекулярных липидов, электролитов, других малых молекул и других белков, таких как факторы трилистника (21, 45). ).Гликопротеин муцина отвечает за замечательные гидратационные, вязкоупругие и мукоадгезивные свойства защитного слоя слизи (21, 46). Эти свойства в первую очередь связаны со способностью муцина полимеризоваться до высокой молекулярной массы [для обзора биофизических свойств муцина см. Ref. (47, 48)]. В типичных концентрациях, обнаруживаемых в выделениях слизи в желудках млекопитающих, муцин далее агрегируется и образует гель при кислом pH.

Поверхность слизистой оболочки желудка покрыта слизью толщиной около 200–400 мкм, состоящей из липкого слоя слизи на эпителиальной поверхности, покрытой свободно прикрепленной подвижной слизью на просветной стороне (49).Atuma et al. (50) сообщили о in vivo измерениях толщины слизистой оболочки от желудка до толстой кишки у анестезированных крыс. Они заметили, что слизистая оболочка сплошная и состоит из двух слоев: неплотно прилегающего внешнего слоя, который можно легко удалить отсасыванием, и прочно прилегающего слоя, прикрепленного к эпителиальной поверхности. В желудке крысы рыхлый слой колеблется от 100 до 120 мкм, а плотно прилегающий слой составляет от 80 до примерно 150 мкм.

Некоторые исследователи использовали сканирующую электронную микроскопию (SEM) для визуализации поверхности слизистой оболочки желудка [см. E.г., исх. (49, 51–53)], а многочисленные изображения и прекрасные иллюстрации микроструктуры внутренней поверхности желудка с бактериями и без них легко доступны, см. , Например, http://katierosejohnston.blogspot.com/2011/ 09 / research-images.html. Эти изображения показывают сильно извитую, самоподобную или фрактальную поверхность с многочисленными складками желудочного эпителия, образующими желудочные железы (также называемые желудочными ямками), которые открываются на просветной поверхности желудка. На многих из этих изображений слизь можно увидеть как тонкий волокнистый материал на поверхности.Forte (52) сообщил об изображениях с низким разрешением слизистой оболочки лягушки-быка, где остаточная секреция слизи, оставшаяся на образце SEM, была видна в виде ярко-белых коагулированных нитей. В этом обзоре мы воспроизводим изображение от Nunn et al. (51) показаны поверхностные слизистые клетки, покрытые слоями слизи (рис. 1).

Рис. 1. Изображение слизистой оболочки желудка кролика, полученное с помощью сканирующей электронной микроскопии, на котором видны поверхностные клетки и многочисленные пучки волокнистых нитей слизи . Шкала 10 мкм. Воспроизведено из Nunn et al. (51) с разрешения Wiley.

Блестящая полупрозрачная пленка слизи, видимая невооруженным глазом, может быть удалена путем осторожного соскабливания и дальнейшей обработки для получения очищенного муцина (54). Чтобы избежать пертурбативных эффектов препарата SEM, мы исследовали структуру гидратированного муцина и слизи на субмикронной шкале длины in vitro с помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ) в жидкой клетке в соответствующих буферах. АСМ-измерение в режиме постукивания влажного образца слизи человека, взятого из выброшенного материала, полученного в лаваже после биопсии желудка, выявляет набухшую сеть (рис. 2), образованную гликопротеиновым муцином (55).Муцин, по-видимому, образует агрегаты, которые связаны, как «жемчужное ожерелье», и заключают в себе водные поры диаметром около 200–300 нм.

Рис. 2. Изображение, полученное с помощью атомно-силовой микроскопии эндоскопического образца геля слизи человека . На этом изображении размером 1 мкм × 1 мкм видна сеть с морфологией «жемчужного ожерелья», образованная агрегатами муцина. Воспроизведено из Hong et al. (55) с разрешения Американского химического общества.

Молекулярный состав муцина желудка

Для полноты мы включаем краткое описание состава муцина, хотя эта тема была подробно рассмотрена.Муцин желудка, как и другие муцины, представляет собой гликопротеин с очень высокой молекулярной массой (2–20 миллионов г / моль), содержащий около 70–80% полисахаридов. Белок, который совершенно не похож на нормальные глобулярные белки, образует линейное ядро ​​молекулы, на котором полисахаридные цепи расположены радиально, подобно щетинкам бутылочной щетки, как показано на рисунке 3 [адаптировано из (48)].

Рис. 3. Схема, иллюстрирующая доменную структуру, полимеризацию и гелеобразование муцина .(Верхняя панель) Составляющие гликозилированные (g) и не- (или слабо) N-гликозилированные (ng) домены муцина представлены значками, как указано. (Вторая панель) Домены g и ng связаны, как показано, с образованием мономера муцина, с доменами vWF на N-конце и доменами, богатыми цистеином, и доменами цистеинового узла на C-конце, с вкраплениями O-гликозилированных повторов STP, образующих домен g. . (Третья панель) Димер, образованный двумя мономерами, связанными дисульфидной (S – S) связью с участием C-концевых доменов цистеинового узла.(Нижняя панель) Мультимер с чередующимися доменами g (черный с красной кистью) и ng (синий). Также указывается N-концевое ответвление. (Правая панель) Эскиз муцинового геля, образованного гидрофобной ассоциацией развернутых ng-доменов мультимера. Сшивание представлено изменением цвета доменов ng с синего на зеленый. Новый эскиз частично основан на Ref. (48) с разрешения Elsevier.

Из ~ 20 генов муцина, которые были идентифицированы со сходной структурой последовательности (56, 57), слизь желудка содержит только два секреторных муцина MC5AC и MUC6 в дополнение к повсеместно распространенному муцину клеточной поверхности MUC1 (58). Деккер и др. (59) предлагают разделить семейство муцинов на две группы на основе гомологии последовательностей, одна группа представляет группы, подобные муцину на поверхности клетки MUC 1, а другая группа включает секреторные муцины, подобные MUC2. Муцины MUC1 и MUC2 содержат большие домены, состоящие из тандемных повторяющихся последовательностей серина (S), треонина (T) и пролина (P), расположенных в сильно гликозилированной части молекулы на O . Аминокислоты S и T обеспечивают сайты O-гликозилирования для ковалентного присоединения полисахарида.Длина и количество повторов STP варьируются для разных муцинов, кодируемых разными генами, а также варьируются между видами. Например, MUC5AC содержит 66–124 повтора из 8 аминокислот с консенсусной последовательностью TTSTTSAP (60), а MUC6 содержит 15–30 повторов из 169 аминокислот (61). Во всех секреторных муцинах типа MUC2 этот гликозилированный (g) домен занимает центральную область апопротеина. Он фланкирован богатыми цистеином доменами и доменом цистинового узла с неповторяющимися последовательностями на С-конце (см. Рисунок 3), а также доменами, аналогичными доменам C, D фактора фон Виллебранда (vWF), участвующим в путях свертывания крови. , на N-терминале . Эти слабо или негликозилированные (нг) области по своему аминокислотному составу напоминают типичные секретируемые глобулярные белки и содержат небольшое количество изолированных N -гликозилированных олигосахаридов, но не образуют щетку для бутылок.

Полимеризация, агрегация и гелеобразование муцина

Ранние исследования муцина были интерпретированы с точки зрения тетрамерной структуры, подобной ветряной мельнице (45). Однако исследования с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) четко установили, что муцины желудка, шейки матки и дыхательных путей являются линейными полимерами (62, 63).Исследования AFM и динамического рассеяния света (DLS) также показывают, что даже в растворе муцины представляют собой сильно удлиненные, стержневидные или червеобразные полимеры [подробный обзор и ссылки см. В Ref. (47, 48)]. АСМ-визуализация отдельных молекул МПГ в водном растворе выявляет длинные криволинейные нити длиной от 500 нм до 4 мкм (55) и ~ 1 нм в высоту, что отражает высоту гидратированной кисти, которая, вероятно, уплощена из-за взаимодействия с АСМ. кончик. Высота и диаметр, указанные Hong et al.(55) были сделаны в водной среде и, таким образом, обеспечивают лучшую оценку размеров гидратированной, нативной молекулы МПГ, чем результаты, полученные с помощью измерений ПЭМ (63) или более ранних измерений АСМ (64), которые проводились на высушенных пленках. Hong et al. (55) также исследовали зависимость PGM от pH, наблюдая агрегацию in situ при pH <4 с образованием крупных, сферических или продолговатых агрегатов и 5-10-кратным увеличением высоты.

Обычно считается, что образование крупных гликопротеинов с молекулярной массой от 2 до 20 миллионов г / моль связано с образованием С-концевого димера апопротеина через дисульфидные (S-S) связи доменов цистеиновых узлов (57, 65). Эти димеры затем полимеризуются с образованием больших мультимеров, как показано на фиг. 3. Существует также возможность образования тримеров из С-связанных димеров через N-концевые S-S связи с участием D-доменов vWF. Это наблюдалось в MUC2 (66, 67) и в подчелюстном муцине свиньи (57), преимущественно состоящем из MUC5B. Это означает наличие в муцине трехфункциональных ветвей. Неясно, образуются ли тримеры, связанные с vWF D, в MUC5AC, хотя были отмечены другие сайты расщепления на С-конце (68, 69).Поскольку изображения ПЭМ и АСМ показывают преимущественно линейные полимеры, возможно, что тримеры, если они есть, присутствуют в небольших количествах, а слабое разветвление на молекулярном уровне не разрешается методами ПЭМ и АСМ.

Молекулярный механизм сшивания в гелях PGM до конца не изучен. Использование связывания флуоресцентного красителя (70) позволило предположить, что агрегация / гелеобразование при низком pH включает сложное взаимодействие между электростатическими и гидрофобными взаимодействиями (48) с образованием нековалентных поперечных связей через , гидрофобную ассоциацию конкретных областей нг доменов, модулируется pH-зависимыми изменениями электростатических взаимодействий заряженных аминокислот в N- и C-концевых областях апопротеина (48). Эта сеть схематически проиллюстрирована на фиг. 3, где показан полимер муцина, имеющий длинные гликозилированные (g) гидрофильные домены, чередующиеся с короткими и несколько гидрофобными ng-доменами. Дифференциальное сродство чередующихся доменов к воде будет стабилизировать нековалентные поперечные связи, образованные ассоциацией гидрофобных аминокислот, экспонированных при низком pH, в ng-доменах в C- и N-концевых областях, как показано на рисунке 3. Какие именно домены являются участвуют в этих гидрофобных взаимодействиях, и вовлекают ли они одиночные домены из димеров или вовлекают ли они N-концевые трифункциональные единицы vWF, не исследовалось.Моделирование методом дискретной молекулярной динамики показывает изменения, вызванные pH в сворачивании доменов PGM 2X, которые не наблюдаются в доменах vWF C (71). Дальнейшая работа, как теоретическая, так и экспериментальная, касающаяся сворачивания и ассоциации доменов ng, а также набухания геля из-за электростатических взаимодействий отрицательно заряженной полисахаридной кисти гликозилированных доменов, была бы полезной для разработки подробной молекулярной модели рН-индуцированное гелеобразование муцина.

Зависимое вязкоупругое поведение муцина от pH

Образование сети в муцине желудка при низком pH оказывает сильное влияние на его реологические свойства, т.е.е., его гидродинамическое поведение и реакция на механическую деформацию и поперечные силы. Ввиду ключевой роли, которую эти свойства играют в переносе частиц и бактерий через слизь, мы обсуждаем лежащие в основе концепции, прежде чем обсуждать результаты. Как и многие другие мягкие биологические материалы, слизистый слой демонстрирует вязкоупругую реакцию на деформацию, которая представляет собой комбинированный эффект как его жидких, так и твердых свойств, возникающих из-за присутствия полимерной сетки, заполненной жидкостью.Как показано на фиг. 4A, обычный вязкий раствор, такой как вода или глицерин, течет под действием тангенциальной силы сдвига с вязкостью η, отражающей сопротивление потоку, то есть рассеяние или потерю энергии. Напротив, упругое твердое тело растягивается (или сжимается), как пружина, когда оно подвергается растягивающим усилиям, и его форма деформируется, как корешок книги в твердом переплете, когда подвергается воздействию поперечных сил, но не течет ни в том, ни в другом случае. Вязкоупругий материал демонстрирует эластичность как жидкое, так и твердое, как показано на Рисунке 4B (72, 73).Одним из отличительных признаков вязкоупругого материала является то, что его реакция на деформацию зависит от времени, в течение которого материал деформируется, как показано на знакомой Silly Putty, которая отскакивает, как мяч, при быстром падении (отражая твердотельную реакцию на короткое время. масштабах), но течет как жидкость при медленном растяжении (отражая крупномасштабный жидкоподобный поток во времени). В текстовом поле перечислены основные соотношения вязкоупругости.

Рисунок 4.(A) Ключевые понятия вязкоупругости . Прямоугольный объект с площадью поверхности A и высотой H , закрепленный на нижней поверхности, подвергается действию силы сдвига F путем толкания вдоль верхней поверхности. Если объект представляет собой обычное твердое тело, то верхняя поверхность смещается на величину D , деформируя объект. Если объект представляет собой жидкость между двумя пластинами с закрепленной нижней пластиной и верхней пластиной, вытянутой со скоростью V , она течет со скоростью, увеличивающейся от 0 внизу до V вверху, поэтому деформация задана. по V / H .Если он вязкоупругий, то деформации твердого тела и жидкости происходят одновременно, , хотя в разных временных масштабах. Причина вязкоупругости заключается в легкости, с которой полимерные цепи могут быть деформированы, и в том факте, что их движение контролируется кратковременными переплетениями и долгоживущими поперечными связями между цепями. (B) Резюме зависимости напряжения от деформации . Здесь приведены основные определения упругого твердого вещества, вязкой жидкости и вязкоупругой жидкости или геля.

Очень простой анализ зависимости вязкости муцина от pH был описан Bhaskar et al. (54) путем измерения конечной скорости стального шарика микронного размера, падающего под действием силы тяжести в очищенных растворах муцина PGM. Шарик падает медленнее по мере снижения pH и совсем не падает в муцине при pH 2, что указывает на формирование гелевой сетки при pH 2 (54).

Дальнейшее понимание реологических свойств геля может быть получено с помощью таких методов, как реология колебательного сдвига, которая обеспечивает прямое измерение частотно-зависимых модулей объемной вязкоупругости материала.Измерения колебательного сдвига ясно показывают, что вязкоупругие свойства муцина желудка сильно зависят от pH, как показано на рисунке 5 (74). При повышенном pH (> 4) муцин желудка течет как вязкий раствор полимера, в котором макромолекулы гликопротеина муцина находятся в фазе раствора, только с временным межмолекулярным переплетением. В этих условиях в реакции на деформацию преобладает вязкое течение (и модуль вязкости G ′ ′ (ω)> модуль упругости G ′ (ω) в широком диапазоне значений ω) с небольшим (но измеримым) эластичность.И наоборот, при pH <4 ассоциации между доменами муцина приводят к образованию связанной межмолекулярной сети со значительной эластичностью и минимальной текучестью [модуль упругости G ′ (ω)> модуль вязкости G ′ ′ (ω)] (см. Текстовое поле для определений). Дальнейшее понимание достигается путем изучения соотношения масштабирования на графиках G ′ (ω) и G ′ ′ (ω) в зависимости от ω и определения частоты, на которой модули пересекаются, как описано ранее (74, 75). Такое поведение аналогично широкому спектру биополимерных систем, определяемых концентрацией полимера, взаимодействием растворителей, pH, концентрацией соли.Сходные результаты по зависимости PGM от pH были получены Maleki et al. (76) с использованием реометрического метода реометрии в сочетании с малоугловым рассеянием света.

Рис. 5. Сравнение модулей вязкоупругости, G ′ (ω) и G ′ ′ (ω) для МПГ при pH 2 и pH 6, исследованных с помощью объемной реологии и микрореологии отслеживания частиц . В состоянии раствора (pH 6 PGM) объемные и микрореологические измерения обоих компонентов, G ′ (ω) и G ′ ′ (ω) (помечены, как показано на рисунке), согласуются во всем доступном диапазоне частот. Напротив, модули вязкоупругости, полученные объемным методом и микрореологией, значительно различаются в гелевой фазе (pH 2), что свидетельствует о наличии микроструктурной неоднородности и реологии, зависящей от размера в гелеобразном состоянии. Воспроизведено из книги Челли (80) с разрешения автора.

Объемная реология, как описано выше, обеспечивает средний вязкоупругий отклик материала. Однако в набухшем геле, таком как муцин, упругая и вязкая реакция, вероятно, будет зависеть от масштаба длины из-за по своей природе гетерогенной структуры геля, состоящего из заполненных жидкостью пор и сетчатых нитей.Локальные, микрореологические свойства могут быть исследованы путем отслеживания затрудненного, броуновского движения частиц полистирольного латекса микронного размера в интересующей среде и вычисления комплексного модуля упругости G * (ω) из среднего квадрата смещения ⟨Δr 2 ⟩ частицы (77–79). Используя этот метод, Челли (80) обнаружил, что модули упругости и вязкости G ′ (ω) и G ′ ′ (ω) при pH 6 имеют значения, аналогичные значениям, полученным при объемной реологии, как и ожидалось для частицы, движущиеся в вязком растворе (80). Напротив, при pH 2 модули, полученные с помощью микрореологии, были значительно ниже, чем модули, полученные с помощью объемной реологии (фиг. 5), что указывает на то, что на малых масштабах длины частицы образуют менее вязкую среду, чем объемный гель. Сходные результаты были получены в микроскопическом исследовании DLS (81), в котором гораздо меньшие частицы латекса размером 100 нм, по-видимому, исследовали два микроокружения; при этом некоторые шарики свободно перемещаются в больших порах геля с pH 2, а другие демонстрируют такую ​​же медленную релаксацию, что и сигнал от динамики самого геля.Lieleg et al. (82) также наблюдали неоднородности в своих исследованиях транслокации частиц через гидрогели муцина.

Измерения микроскопических частиц с временным разрешением (80) показывают, что при pH 2 частицы зонда движутся в неоднородной микросреде, состоящей из пор, заполненных водой, в геле и, таким образом, сталкиваются с пониженным вязким демпфированием. Это проиллюстрировано на Фигуре 6, где показана траектория центра масс (см) латексного шарика толщиной 1 мкм, захваченного в поре муциновой сети с pH 2, и перемещающегося только на максимальное общее расстояние ~ 0. 1 мкм. Реологические исследования при нелинейных деформациях показывают кажущийся предел текучести, напряжение, при котором происходит нарушение эластичности, на которое также сильно влияет pH. Гель начинает течь чуть выше 10 Па (74). МПГ демонстрирует сильно неньютоновское истончение при сдвиге, вязкость снижается с увеличением напряжения в испытаниях на постоянную текучесть при сдвиге, как это ранее наблюдалось в промышленно выпускаемых МПГ (83). Образцы с более низким pH резко истончаются при сдвиге, вязкость уменьшается примерно на три порядка за четыре десятилетия увеличения скорости сдвига и приближается к постоянному пределу текучести при низких скоростях сдвига.Эти данные об очищенном муцине согласуются с объемными и микрореологическими измерениями реологии слизи (84) и обеспечивают молекулярную основу для понимания реологических свойств слизи. Разжижение при сдвиге и напряжение текучести могут иметь отношение к выделению слизи во время перистальтики и могут обеспечивать физический механизм вымывания бактерий, которые не прилипают к эпителиальной поверхности. Было бы интересно исследовать реологические свойства муцина из двух отдельных слоев слизи, обсуждавшихся ранее в этом обзоре (50).

Рис. 6. (Вверху) движение центра масс (см) латексной гранулы 1 мкм, захваченной в поре муцинового геля при pH 2 . Максимальный ход c.m частицы <0,1 мкм, что указывает на то, что она практически неподвижна в сетке геля. (Внизу) иногда частица находит канал в сетке геля, указывая на то, что структура сетки неоднородна. Единица длины на обоих изображениях - микрометр. Воспроизведено из книги Челли (80) с разрешения автора.

Мы заканчиваем этот раздел предостережением относительно использования коммерческих препаратов муцина, таких как препараты, полученные Sigma Aldrich. Они не образуют рН-зависимого геля, поскольку муцин протеолитически расщеплен во время очистки (85). Такой восстановленный муцин не образует гель при понижении pH (54). Реологические свойства также зависят от того, какой муцин является преобладающим компонентом препарата. Например, муцин Orthana MUC6, исследованный Якубовым и соавт.(86) и Ди Кола и др. (87) имеет линейную гантельную структуру с центральной гликозилированной частью, фланкированной гидрофобными ng-областями, что позволяет предположить, что она состоит из мономерного апопротеина, а не из полимеризованного гелеобразующего муцина (см. Рисунок 3).

Подвижность

H. pylori

Описанная выше работа по диффузии частиц в гелях показывает, что микроструктура гелей муцина и слизи ограничивает диффузионное движение частиц микронного размера в таких гелях. Это не a priori ясно, как движимое жгутиками движение H.pylori может повлиять на ограничение размера из-за движения в ограниченной геометрии. В следующей части этого обзора мы рассмотрим, как спиралевидная форма H. pylori и его уникальная биохимическая адаптация для выживания в кислой среде также позволяют ему проходить через слизистый гель.

Как и большинство других бактерий, колонизирующих слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта, H. pylori также эволюционировали, чтобы приспособиться к своей уникальной нише слизистой оболочки желудка. Эти грамотрицательные спиралевидные бактерии, 2.5–5,0 мкм в длину и 0,5–1,0 мкм в ширину (88) имеют от четырех до шести однополярных жгутиков с оболочкой, которые необходимы для подвижности бактерий. Каждый жгутик длиной ~ 3 мкм и толщиной 2,5 нм имеет характерную терминальную луковицу, которая является продолжением оболочки жгутика (88). Было показано, что подвижность и спиралевидная форма имеют важное значение для выживания этих организмов. Eaton et al. (89) показали, что жгутиковые мутанты H. pylori неспособны колонизировать слизистую желудка гнотобиотических поросят.Более поздняя работа Ottemann и Lowenthal (90) устанавливает, что мутанты с неподвижными, но в остальном интактными жгутиками также не колонизируют.

Helicobacter pylori также эволюционировал, чтобы выжить в кислой среде желудка (91). Хорошо известно, что способность H. pylori гидролизовать мочевину и повышать pH окружающей среды важна для того, чтобы позволить ему избежать кислотности просвета желудка (26, 27, 92, 93), проникнуть через толстую слизистую оболочку. гель и достигают поверхностного эпителия (91). H. pylori , проявляет хемотаксис в отношении мочевины, присутствующей на поверхности эпителиальных клеток, и тактический ответ pH на повышенный pH, оба из которых также могут иметь решающее значение для выживания в желудке (94). H. pylori выживаемость в кислых условиях также утверждается наоборот, а именно, что кислотные условия необходимы для выживания H. pylori в присутствии мочевины, поскольку последующее повышение pH до очень щелочных уровней также токсично для бактерий. Чтобы избежать перепроизводства аммиака, канал мочевины регулируется протонами, открываясь при низком pH и закрываясь при высоком pH. Рецепторы TlpB H. pylori обеспечивают таксис pH (95, 96). Он использует градиент pH слизистой оболочки, который варьируется от низкого на просветной поверхности до нейтрального на клеточной поверхности (28, 97), чтобы двигаться от просвета к поверхности слизистой оболочки (98), где он прикрепляется адгезинами (10, 99). Мутанты, лишенные рецепторов TlpA или TlpB, также демонстрируют измененную степень воспаления (100). Рост H. pylori в культуре также зависит от pH (101).

Подвижность и хемотаксис H.pylori и родственная Campylobacter были исследованы с помощью микроскопического отслеживания [недавний обзор см. в Ref. (102)]. Путем детального сравнения движений прямостержневых бактерий E. coli и спиральных бактерий H. pylori и Campylobacter в жидких культурах Karim et al. (103) показали, что спиральные бактерии плавают быстрее, чем E. coli , предположительно из-за их спиральной формы тела. Их открытие согласуется с идеей Берга и Тернера (16) о том, что спиральная форма приведет к дополнительному винтовому движению бактерий, перемещающихся в вязких средах, таких как те, с которыми сталкивается H.pylori в его родной среде. Однако в этом сравнении нельзя исключать различия между видами. Йошияма и др. (30, 104) и Worku et al. (105) исследовали подвижность и хемотаксическую реакцию H. pylori в вязких синтетических растворах полимера и обнаружили, что скорость плавания уменьшается, , а увеличивает вязкость раствора полимера на , и бактерии становятся неподвижными при очень высокой вязкости.

Подвижность

H.pylori в растворах и гелях муцина

Мы исследовали подвижность H. pylori в очищенном муцине желудка при различных pH муцина (31) с использованием фазового контраста, цифровой видеомикроскопии для изображения живых бактерий. Некоторые типичные результаты анализа фильмов, опубликованных Celli et al. (31) показаны и обсуждаются здесь. Мы наблюдали, что в PGM при нейтральном pH 6 или 7 бактерии плавали на значительные расстояния по почти линейным или изогнутым дорожкам, как показано на рисунке 7.Они демонстрируют большой разброс в скоростях, отражающий как изменение размера / формы и количества жгутиков отдельных бактерий, так и изменение их скорости, поскольку двигатели жгутиков срабатывают асинхронно, а жгутики связываются и разъединяются. Средняя скорость, усредненная по всем бактериям, составляет около 16 мкм / с, что качественно сопоставимо со скоростями около 20–30 мкм / с, сообщенными Worku et al. (105) в метилцеллюлозе.

Рисунок 7.Фазово-контрастное изображение, показывающее следы нескольких бактерий H. pylori в растворе PGM 15 мг / мл при pH 6 . Адаптировано из фильмов, включенных в качестве дополнительных материалов в Celli et al. (31). Дорожки были раскрашены для удобства наглядности. Разрешение не требуется для повторного использования автором своей работы в PNAS после января 2009 года. Подобные треки также показаны в Celli (80).

В отличие от плавания, наблюдаемого в растворе PGM при pH 6–7, мы отметили, что когда бактерии добавляли к гелям PGM, забуференным при низком pH 4 или 2 и лишенным мочевины, они были иммобилизованы и не перемещались по какой-либо измеряемой расстояние.Вращение жгутиков и шевеление бактерий на месте можно было наблюдать при увеличении 60–100 раз, но это не смещало сантиметр бактерии. Используя теоретические модели, основанные на теории силы сопротивления Magariyama et al. (106–108) мы получили крутящий момент двигателя как 3,6 × 10 −18 Н · м (31), что примерно в три раза больше крутящего момента E. coli , плавающего в водной среде. Для вращения жгутиков в среде может потребоваться более высокий крутящий момент.

Мы также заметили, что, хотя низкий pH ухудшает моторы жгутиков (109, 110), бактерии были живы при низком pH на протяжении всего эксперимента, что подтверждается увеличением pH до нейтрального (см. Ниже) и наблюдением за обновлением pH. движение бактерий, застрявших в среде с низким pH.В наших экспериментах с подвижностью в гелях PGM мы наблюдали резкую разницу в зависимости от присутствия мочевины. В отсутствие мочевины бактерии оставались неподвижными в геле с низким pH. Однако, если мочевина присутствовала и образец не был забуферен, то бактерии, которые были неподвижны в геле PGM с низким pH, становились подвижными в течение нескольких минут. Используя двухфотонную флуоресцентную микроскопию для изображения бактерий в муциновом геле с исходным низким pH, содержащем мочевину, мы показали, что начало движения бактерий напрямую коррелирует с повышением pH до почти нейтральных значений, на что указывает чувствительный к pH флуоресцентный краситель BCECF. (31).Эти наблюдения в очищенных гелях PGM согласуются с наблюдениями на анестезированных песчанках, которые показали, что H. pylori становились неподвижными менее чем за 1 минуту при значениях pH просвета 2 и 3 и через 2 минуты при pH 4, но оставались подвижными еще дольше. более 15 мин при pH 6 (111).

Инфекция

H. pylori влияет на реологические свойства очищенного PGM

Приведенные выше результаты показывают, что подвижность H. pylori зависит от физического состояния муцинового геля.Чтобы ответить на обратный вопрос, влияет ли инфекция H. pylori на физические свойства муцина или слизи, мы провели измерения частотно-зависимой объемной вязкоупругости очищенного PGM, инфицированного бактериями, с использованием методов колебательного сдвига (31). В более ранних исследованиях с очищенным PGM (показано на рисунке 5) мы показали, что при pH 4 и 2 очищенный PGM представляет собой гель с модулем упругости, который преобладает над вязкой реакцией, в то время как при pH 6 это раствор (74).Аналогичный эксперимент с образцом PGM 15 мг / мл, первоначально при pH 4, инкубированным с H. pylori в течение 24 часов (рис. 8), ясно показывает, что реологические параметры инфицированного образца были близки к реологическим параметрам чистого PGM при pH 6– 7, и он оставался решением даже при самых низких значениях напряжения со значительно пониженной вязкостью (31). Сопутствующий переход от геля к раствору с началом подвижности в PGM, содержащем мочевину, предполагает, что H. pylori проникает через слизистый гель, используя секрецию уреазы для нейтрализации кислоты, повышения pH и запуска перехода гель-золь.Это показано на рисунке 9.

Рис. 8. Частотно-зависимые модули вязкоупругости для PGM, инфицированного H. pylori , и контрольного образца, оба при pH 4 изначально . Данные упругого отклика G ‘(открытые черные символы) и вязкого отклика G ‘ ‘(закрашенные красные символы) показывают, что контрольный образец представляет собой гель ( G ‘> G »), в то время как инфицированный образец является решением ( G ′ ′> G ′).Из Celli et al. (31). Разрешение на авторские права не требуется в соответствии с политикой PNAS, действующей в январе 2009 года.

Рис. 9. Этот рисунок иллюстрирует возможный механизм, с помощью которого H. pylori проникает через слизистый гель . Согласно Celli et al. (31) муцин желудка образует гель при низком pH <4. ​​Бактерия не может перемещаться в гелях муцина. Он выделяет уреазу, которая метаболизирует мочевину, вырабатывая аммиак и повышая pH. Это приводит к дегель-гелированию муцина и позволяет бактериям плавать в полученном растворе полимера. Изображение, не защищенное авторским правом, воспроизводится из пресс-релиза NSF 09-149. http://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=115409&org=NSF&from=news

Здесь уместны некоторые предостережения относительно измерений подвижности и реологии. Измерения подвижности популяции бактерий по своей природе полидисперсны. Таким образом, характеристика поведения одной средней скоростью дает ограниченную информацию и может привести к ошибочным прогнозам; необходимо указать либо несколько различных статистических показателей, таких как медиана, средняя, ​​максимальная и минимальная скорости, либо, что еще лучше, все распределение.Также важно анализировать сотни или тысячи треков, поскольку бактерии выходят из фокальной плоскости и иногда застревают в пузырьках воздуха и подобных дефектах. Точно так же на измерения, сделанные очень близко к поверхности предметного стекла, вероятно, будут влиять взаимодействия с субстратом. Мы также отмечаем, что объемная реология обеспечивает средний динамический отклик, который может отличаться от наблюдаемого в микрореологии, особенно в микроструктурированных средах. Бактерии также могут находить каналы и плавать через другие неоднородности среды.Для экспериментов с объемной реологией требуется большой объем образца (1–5 мл), в то время как для микрореологии, проводимой на предметном стекле микроскопа, требуется всего несколько микролитров. Это большое преимущество при анализе очищенных образцов, мутантов или экспрессированных белков, которые доступны только в небольших количествах.

Результаты, обсужденные выше, предполагают, что другие факторы, которые могут де-гель муцина, также позволят H. pylori преодолеть слизистый барьер. Worku et al. (105), заметили, что H.pylori , которые были неподвижны в образцах слизи при биопсии, становились подвижными при добавлении физиологического раствора к гелю слизи. На основании наших экспериментов, показывающих, что муцин не образует гель при низком pH и высоких концентрациях соли (54, 70, 74), мы предполагаем, что физиологический раствор восстанавливает подвижность, потому что он также вызывает переход геля в раствор. Еще предстоит выяснить, имеют ли эти наблюдения значение для определения таких факторов, как диета с высоким содержанием соли, которые могут способствовать развитию инфекции H. pylori в определенных группах населения.

Резюме и перспективы на будущее

Обзор, представленный здесь, сосредоточен исключительно на взаимодействии между структурой слизи, реологией и подвижностью H. pylori . Среди многих тем, которые мы не обсуждали, — подвижность в хемотаксической среде, возможные химические взаимодействия бактерии с муцином или другими факторами, присутствующими в слизи, связывание муцина с H. pylori , роль H. pylori . в изменении продукции муцина или протеолитического переваривания муцина влияние бактерии на продуцирующие слизистые клетки, факторы слизистой оболочки, которые участвуют в адгезии бактерии к эпителиальной поверхности, и передача сигналов клеток в слизистой среде с образованием колонии.Были предоставлены некоторые ссылки по этим темам.

Однако работа, обсуждаемая здесь, действительно показывает важность физических ограничений микроструктуры слизистого геля и его зависимости от pH от подвижности этого важного патогена. Это также показывает полезность микроскопических инструментов отслеживания бактерий и частиц для изучения начальной стадии проникновения бактерий. Мы надеемся, что этот обзор побудит к дальнейшим теоретическим исследованиям фундаментальной проблемы, связанной с изучением того, как спиралевидная бактерия со спиральными жгутиками может двигаться в вязкоупругой среде.Дальнейшие экспериментальные исследования с использованием микрофлюидики для исследования слизистого барьера желудка (112) и методов визуализации отдельных молекул в сочетании с достижениями в молекулярной биологии, генетике, иммунологии и доступностью мутантов со специфическими молекулярными и функциональными изменениями позволят глубже понять эту увлекательную проблему. .

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы выражают признательность за поддержку NSF (PHY 1058648, PI: Rama Bansil) и NIH (R00CA155045, PI: Jonathan P. Celli).

Сноска

Ссылки

1. Маршалл Б.Дж. Первопроходцы Helicobacter: сообщения из первых рук ученых, открывших Helicobacter, 1892-1982 гг. . Нью-Йорк: Вили-Блэквелл (2002).

2. Мобли Х.Л., Мендз Г.Л., Хазелл С.Л., редакторы. Системы ограничения и модификации — Helicobacter pylori: Physiology Genetics . Вашингтон, округ Колумбия: пресса ASM (2001).

4. Kusters JG, van Vliet AH, Kuipers EJ. Патогенез инфекции Helicobacter pylori . Clin Microbiol Rev (2006) 19 (3): 449–90. DOI: 10.1128 / CMR.00054-05

CrossRef Полный текст

5. Пик Р. М. Младший. События на границе раздела хозяин-микроб в желудочно-кишечном тракте. IV.Патогенез персистенции Helicobacter pylori . Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol (2005) 289 (1): G8–12. DOI: 10.1152 / ajpgi.00086.2005

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

9. Салама Н.Р., Хартунг М.Л., Мюллер А. Жизнь в желудке человека: стратегии сохранения бактериального патогена Helicobacter pylori . Nat Rev Microbiol (2013) 11 : 385–99.DOI: 10.1038 / nrmicro3016

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

11. Перселл Э.М. Жизнь при низком числе Рейнольдса. Am J Phys (1977) 45 : 3. DOI: 10.1119 / 1.10903

CrossRef Полный текст

12. Берг ХК. E. coli в движении . Нью-Йорк: Спрингер (2004).

14. Гринберг Е.П., Канале-Парола Э.Связь между свертыванием клеток и подвижностью спирохет в вязкой среде. J Bacteriol (1977) 131 : 960–9.

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст

15. Гринберг Е.П., Канале-Парола Э. Подвижность жгутиковых бактерий в вязкой среде. J Bacteriol (1977) 132 : 356–8.

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст

16.Берг Х.С., Тернер Л. Движение микроорганизмов в вязких средах. Nature (1979) 278 : 349–51. DOI: 10.1038 / 278349a0

CrossRef Полный текст

17. Чаудхури Т.К. Купание в вязкоупругой жидкости. J Fluid Mech (1979) 95 : 189–97. DOI: 10.1017 / S002211207

15

CrossRef Полный текст

18. Лешанский AM. Усовершенствованная силовая установка с низким числом Рейнольдса в неоднородных вязких средах. Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys (2009) 80 (5 Pt 1): 051911. DOI: 10. 1103 / PhysRevE.80.051911

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

19. Лауга Э., Пауэрс Т.Р. Гидродинамика плавающих микроорганизмов. Rep Prog Phys (2009) 72 : 096601. DOI: 10.1088 / 0034-4885 / 72/9/096601

CrossRef Полный текст

20.Spagnolie SE, Лю Б., Пауэрс Т.Р. Передвижение спиральных тел в вязкоупругих жидкостях: усиленное плавание при больших спиральных амплитудах. Phys Rev Lett (2013) 111 (6): 068101. DOI: 10.1103 / PhysRevLett.111.068101

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

21. Аллен А. Структура и функция слизи желудочно-кишечного тракта. В: Редактор Johnson LR. Физиология желудочно-кишечного тракта .Нью-Йорк: Raven Press (1981). п. 617–39.

22. Guth PH. Патогенез поражения слизистой оболочки желудка. Annu Rev Med (1982) 33 : 183–96. DOI: 10.1146 / annurev.me.33.020182.001151

CrossRef Полный текст

25. Бик Э.М., Экбург П.Б., Гилл С.Р., Нельсон К.Э., Пурдом Э.А., Франсуа Ф. и др. Молекулярный анализ бактериальной микробиоты желудка человека. Proc Natl Acad Sci U S A (2006) 103 (3): 732–7.DOI: 10.1073 / pnas.0506655103

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

26. Сакс Г., Уикс Д.Л., Вен И, Маркус Э.А., Скотт Д.Р., Мельчерс К. Акклимация к кислоте с помощью Helicobacter pylori . Физиология (2005) 20 : 429–38. DOI: 10.1152 / Physiol.00032.2005

CrossRef Полный текст

27. Сидботэм Р.Л., Ворку М.Л., Карим К.Н., Дхир Н.К., Барон Дж. Х.Как уреаза Helicobacter pylori может влиять на внешний pH и рост и подвижность слизистой среды: данные исследований in vitro. Eur J Gastroenterol Hepatol (2003) 15 (4): 395–401. DOI: 10.1097 / 00042737-200304000-00010

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

28. Холландер Ф. Двухкомпонентный слизистый барьер: его активность в защите слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки от язвенной болезни. AMA Arch Intern Med (1954) 93 : 107–29. DOI: 10.1001 / archinte.1954.00240250117009

CrossRef Полный текст

31. Челли Дж. П., Тернер Б. С., Афдал Н. Х., Кейтс С., Гиран И., Келли С. П. и др. Helicobacter pylori движется через слизь за счет снижения вязкоупругости муцина. Proc Natl Acad Sci U S A (2009) 106 (34): 14321–6. DOI: 10.1073 / pnas.08106

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

32.Sycuro LK, Pincus Z, Gutierrez KD, Biboy J, Stern CA, Vollmer W. и др. Релаксация сшивания пептидогликанов способствует спиральной форме Helicobacter pylori и колонизации желудка. Cell (2010) 141 (5): 822–33. DOI: 10.1016 / j.cell.2010.03.046

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

33. Сикуро Л.К., Вайкофф Т.Дж., Бибой Дж., Борн П., Пинкус З., Воллмер В. и др. Множественные сети модификации пептидогликана модулируют форму, подвижность и потенциал колонизации клеток Helicobacter pylori . PLoS Pathog (2012) 8 (3): e1002603. DOI: 10.1371 / journal.ppat.1002603

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

35. Byrd JC, Yan P, Sternberg L, Yunker CK, Scheiman JM, Bresalier RS. Аберрантная экспрессия муцина желудочного типа железистого типа в поверхностном эпителии пациентов, инфицированных Helicobacter pylori . Гастроэнтерология (1997) 113 (2): 455–64. DOI: 10.1053 / gast.1997.v113.pm

64

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

36. Navabi N, Johansson ME, Raghavan S, Lindén SK. Инфекция Helicobacter pylori снижает скорость продукции и обмена муцина в слизистой оболочке желудка мышей. Infect Immun (2013) 81 (3): 829–37. DOI: 10.1128 / IAI.01000-12

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

37.Хидака Э., Ота Х., Хидака Х., Хаяма М., Мацудзава К., Акамацу Т. и др. Helicobacter pylori и два ультраструктурно различных слоя муцинов слизистых клеток желудка в поверхностном слое слизистого геля. Кишечник (2001) 49 (4): 474–80. DOI: 10.1136 / gut.49.4.474

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

38. Ньютон Дж. Л., Джордан Н., Оливер Л., Стругала В., Пирсон Дж. , Джеймс О. Ф. У. и др. Helicobacter pylori in vivo вызывает структурные изменения в прилипшем слое желудочной слизи, но при этом толщина барьера не нарушается. Кишечник (1998) 43 (4): 470–5. DOI: 10.1136 / gut.43.4.470

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

39. Хенрикснас Дж., Филлипсон М., Сторм М., Энгстранд Л., Сулеймани М., Холм Л. Нарушение слизисто-бикарбонатного барьера у мышей, инфицированных Helicobacter pylori . Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol (2006) 291 (3): G396-403. DOI: 10.1152 / ajpgi.00017.2006

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

40.Линден С.К., Саттон П., Карлссон Н.Г., Королик В., Макгукин М.А. Муцины в слизистой оболочке барьера для инфекции. Иммунол слизистой оболочки (2008) 1 (3): 183–97. DOI: 10,1038 / mi.2008.5

CrossRef Полный текст

41. Нордман Х., Борен Т., Дэвис Дж. Р., Энгстранд Л., Карлштедт И. pH-зависимое связывание Helicobacter pylori с муцинами желудка свиньи. FEMS Immunol Med Microbiol (1999) 24 (2): 175–81.DOI: 10.1111 / j.1574-695X.1999.tb01279.x

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

42. Linden S, Boren T, Mahdavi J, Hedenbro J, Carlstedt I. Влияние pH на связывание Helicobacter pylori с муцинами желудка человека: идентификация связывания с муцинами, не относящимися к MUC5AC. Biochem J (2004) 384 : 263–70. DOI: 10.1042 / BJ20040402

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

43.Скуг Е.С., Сьелинг Å, Наваби Н., Хольгерссон Дж., Лундин С.Б., Линден С.К. Муцины желудка человека по-разному регулируют пролиферацию Helicobacter pylori , экспрессию генов и взаимодействия с клетками-хозяевами. PLoS One (2012) 7 (5): e36378. DOI: 10.1371 / journal.pone.0036378

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

44. Blaser MJ. Бактерии, вызывающие язвы. Sci Am (1996) 274 (2): 104–7.DOI: 10.1038 / scientificamerican0296-104

CrossRef Полный текст

45. Аллен А., Гарнер А. Секреция слизи и бикарбоната в желудке и их возможная роль в защите слизистой оболочки. Кишечник (1980) 21 (3): 249–62. DOI: 10.1136 / gut.21.3.249

CrossRef Полный текст

47. Bansil R, Stanley HE, LaMont JT. Биофизика муцина. Ann Rev Physiol (1995) 57 (1): 635–57.DOI: 10.1146 / annurev.ph.57.030195.003223

CrossRef Полный текст

48. Бансил Р., Тернер Б. Структура муцина, агрегация, физиологические функции и биомедицинские приложения. Curr Opin Colloid Interface Sci (2006) 11 (2–3): 164–70. DOI: 10.1016 / j.cocis.2005.11.001

CrossRef Полный текст

50. Атума С., Стругала В., Аллен А., Холм Л. Прилипший гелевый слой слизи желудочно-кишечного тракта: толщина и физическое состояние in vivo . Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol (2001) 280 : G922–9.

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст

51. Нанн С., Гилмор Р.С., Додж Дж. А., Карр К. Э. Изменения экссудата в желудочно-кишечном тракте кролика: исследование с помощью сканирующего электронного микроскопа. Дж Анат (1990) 170 : 87.

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст

52. Forte JG.Желудочная функция. В: Greger R, Windhorst U editors. Комплексная физиология человека . Берлин: Springer Verlag (1996). п. 1239–57.

53. Эрнандес Д. Р., Джанеселли П. М., Домитрович Н. А.. Морфология, гистология и гистохимия пищеварительной системы южноамериканского сома ( Rhamdia quelen ). Int J Morphol (2009) 27 (1): 105–11. DOI: 10.4067 / S0717-950220000019

CrossRef Полный текст

54.Бхаскар К.Р., Гонг Д., Бансил Р., Пажевич С., Гамильтон Дж. А., Тернер Б.С. и др. Значительное увеличение вязкости и агрегация муцина желудка свиньи при низком pH. Am J Physiol (1991) 261 : G827–32.

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст

55. Hong Z, Chasan B, Bansil R, Turner B, Bhaskar K, Afdhal N. Атомно-силовая микроскопия выявляет агрегацию муцина желудка при низком pH. Биомакромолекулы (2005) 6 : 3458–66.DOI: 10.1021 / bm0505843

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

57. Perez-Vilar J., Hill RL. Строение и сборка секретируемых муцинов. J Biol Chem (1999) 274 (45): 31751–4. DOI: 10.1074 / jbc.274.45.31751

CrossRef Полный текст

58. Гендлер С.Дж., Спайсер А.П. Гены эпителиального муцина. Ann Rev Physiol (1995) 57 (1): 607–34.DOI: 10.1146 / annurev.ph.57.030195.003135

CrossRef Полный текст

60. Escande F, Aubert JP, Porchet N, Buisine MP. Ген муцина человека MUC5AC: организация его 5’-области и центральной повторяющейся области. Biochem J (2001) 358 : 763–72. DOI: 10.1042 / 0264-6021: 3580763

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

61. Торибара Н.В., Робертсон А.М., Хо С.Б., Куо В.Л., Гам Э., Хикс Дж. В. и др.Человеческий муцин желудка. Идентификация уникального вида путем экспрессионного клонирования. J Biol Chem (1993) 268 : 5879–85.

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст

62. Sheehan JK, Oates K, Carlstedt I. Электронная микроскопия гликопротеинов слизи шейки матки, желудка и бронхов. Biochem J (1986) 239 : 147–53.

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст

63.Фибриг И., Хардинг С., Роу А., Хайман С., Дэвис С. Исследования муцина желудка свиньи и его взаимодействия с хитозаном с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Carbohydr Polym (1995) 28 (3): 239–44. DOI: 10.1016 / 0144-8617 (95) 00105-0

CrossRef Полный текст

64. Дикон М., Макгурк С., Робертс С., Уильямс П., Тендлер С., Дэвис М. и др. Атомно-силовая микроскопия мукоадгезивных систем муцина желудка и хитозана. Biochem J (2000) 348 : 557–63.DOI: 10.1042 / 0264-6021: 3480557

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

65. Шихан Дж. К., Киркхэм С., Ховард М., Вудман П., Кутай С., Бразо С. и др. Идентификация молекулярных промежуточных продуктов в пути сборки муцина MUC5AC. J Biol Chem (2004) 279 : 15698–705. DOI: 10.1074 / jbc.M313241200

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

66.Годл К., Йоханссон М.Э., Лиделл М.Э., Моргелин М., Карлссон Х., Олсон Ф.Дж. и др. N-конец муцина MUC2 образует тримеры, которые удерживаются вместе внутри резистентного к трипсину основного фрагмента. J Biol Chem (2002) 277 (49): 47248–56. DOI: 10.1074 / jbc.M208483200

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

67. Lidell ME, Moncada DM, Chadee K, Hansson GC. Entamoeba histolytica цистеиновые протеазы расщепляют муцин MUC2 в его C-концевом домене и растворяют защитный гель слизи толстой кишки. Proc Natl Acad Sci U S A (2006) 103 (24): 9298–303. DOI: 10.1073 / pnas.0600623103

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

69. Лиделл М. Сборка и протеолитическое расщепление гелеобразующих муцинов . Докторская диссертация, Гётеборгский университет (2006 г.). Доступно по ссылке: http://hdl.handle.net/2077/16769

70. Cao X, Bansil R, Bhaskar KR, Turner BS, LaMont JT, Niu N, et al.pH-зависимое конформационное изменение муцина желудка приводит к золь-гель переходу. Biophys J (1999) 76 : 1250–8. DOI: 10.1016 / S0006-3495 (99) 77288-7

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

71. Барз Б., Тернер Б. С., Бансил Р., Урбанк Б. Сворачивание негликозилированных доменов муцина желудка свиньи: исследование дискретной молекулярной динамики. Дж. Биол. Физика (2012) 38 (4): 681–703. DOI: 10.1007 / s10867-012-9280-x

CrossRef Полный текст

72. Hamley IW. Введение в мягкое вещество: синтетические и биологические самособирающиеся материалы . Англия: Wiley (2007).

73. Рубинштейн М., Колби Р. Физика полимеров . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета (2003).

74. Celli JP, Turner BS, Afdhal NH, Ewoldt RH, McKinley GH, Bansil R, et al.Реология муцина желудка показывает золь-гель переход в зависимости от pH. Биомакромолекулы (2007) 8 (5): 1580–6. DOI: 10.1021 / bm0609691

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

75. Winter HH, Chambon F. Анализ линейной вязкоупругости сшивающего полимера в точке гелеобразования. Дж. Реол (1986) 30 : 367. DOI: 10.1122 / 1.549853

CrossRef Полный текст

76.Maleki A, Lafitte G, Kjøniksen AL, Thuresson K, Nyström B. Влияние pH на ассоциативное поведение в водных растворах муцина желудочного сока свиньи. Carbohydr Res (2008) 343 (2): 328-40. DOI: 10.1016 / j.carres.2007.10.005

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

77. Мейсон Т.Г., Вайц Д.А. Оптические измерения частотно-зависимых линейных модулей вязкоупругости сложных жидкостей. Phys Rev Lett (1995) 74 (7): 1250–3.DOI: 10.1103 / PhysRevLett.74.1250

CrossRef Полный текст

78. Мейсон Т.Г. Оценка вязкоупругих модулей сложных жидкостей с помощью обобщенного уравнения Стокса-Эйнштейна. Rheol Acta (2000) 39 : 371–8. DOI: 10.1007 / s003970000094

CrossRef Полный текст

80. Celli JP. Желудочный муцин и Helicobacter pylori: исследования реологии, микрореологии и микроскопии [Ph.Д. Диссертация] . Бостон, Массачусетс: Бостонский университет (2007).

81. Челли Дж., Грегор Б., Тернер Б., Афдал Н., Бансил Р., Эррамилли С. Вязкоупругие свойства и динамика муцина желудочного сока свиньи. Биомакромолекулы (2005) 6 (3): 1329–33. DOI: 10.1021 / bm04

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

83. Waigh T., Papagiannopoulos A, Voice A, Bansil R, Unwin A, Dewhurst C, et al.Связывание сцепления в муцине желудка свиньи. Langmuir (2002) 18 (19): 7188–95. DOI: 10.1021 / la025515d

CrossRef Полный текст

85. Кочевар-Наред Дж., Кристл Дж., Смид-Корбар Дж. Сравнительное реологическое исследование сырого желудочного муцина и естественной желудочной слизи. Биоматериалы (1997) 18 (9): 677–81. DOI: 10.1016 / S0142-9612 (96) 00180-9

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

86.Якубов Г.Е., Папагианнопулос А., Рэт Э., Истон Р.Л., Вей Т.А. Молекулярная структура и реологические свойства гликозилированного муцина желудка свиньи с короткой боковой цепью. Биомакромолекулы (2007) 8 (11): 3467–77. DOI: 10.1021 / bm700721c

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

87. Ди Кола Э., Якубов Г.Э., Вей Т.А. Двуглобулярная структура муцина желудка свиньи: исследование методом малоуглового рассеяния рентгеновских лучей. Биомакромолекулы (2008) 9 (11): 3216–22. DOI: 10.1021 / bm800799u

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

88. О’Рурк Дж., Боде Г. Морфология и ультраструктура. В: Редакторы Mobley H, Mendz G, Hazell S. Helicobacter pylori: физиология и генетика . Вашингтон, округ Колумбия: ASM Press (2001). п. 53–67.

89. Итон К.А., Морган Д.Р., Краковка С.Подвижность как фактор колонизации гнотобиотических поросят Helicobacter pylori . J Med Microbiol (1992) 37 (2): 123–7. DOI: 10.1099 / 00222615-37-2-123

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

90. Ottemann KM, Lowenthal AC. Helicobacter pylori использует подвижность для начальной колонизации и достижения устойчивой инфекции. Infect Immun (2002) 70 (4): 1984–90.DOI: 10.1128 / IAI.70.4.1984-1990.2002

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

92. Скотт Д.Р., Уикс Д., Хонг С., Постиус С., Мельчерс К., Сакс Г. Роль внутренней уреазы в кислотостойкости Helicobacter pylori . Гастроэнтерология (1998) 114 (1): 58–70. DOI: 10.1016 / S0016-5085 (98) 84400-4

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

93.Athmann C, Zeng N, Kang T., Marcus EA, Scott DR, Rektorschek M, et al. Локальное повышение pH, опосредованное внутрибактериальной уреазой Helicobacter pylori , сокультивированной с клетками желудка. J Clin Invest (2000) 106 (3): 339–47. DOI: 10.1172 / JCI9351

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

94. Накамура Х., Йошияма Х., Такеучи Х., Мизоте Т., Окита К., Накадзава Т. Уреаза играет важную роль в хемотаксической подвижности Helicobacter pylori в вязкой среде. Infect Immun (1998) 66 (10): 4832–7.

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст

95. Кроксен М.А., Сиссон Г., Мелано Р., Хоффман П.С. Helicobacter pylori рецептор хемотаксиса TlpB (HP0103) необходим для таксиса pH и для колонизации слизистой оболочки желудка. Дж. Бактериол (2006) 188 (7): 2656–65. DOI: 10.1128 / JB.188.7.2656-2665.2006

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

96.Швейнитцер Т., Мизоте Т., Исикава Н., Дудник А., Инацу С., Шрайбер С. и др. Функциональная характеристика и мутагенез предлагаемого поведенческого сенсора TlpD Helicobacter pylori . Дж. Бактериол (2008) 190 : 3244–55. DOI: 10.1128 / JB.01940-07

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

97. Davenport HW. Жидкость, выделяемая слизистой оболочкой желудка при повреждении уксусной и салициловой кислотами. Гастроэнтерология (1966) 50 : 487–99.

98. Schreiber S, Konradt M, Groll C., Scheid P, Hanauer G, Werling HO, et al. Пространственная ориентация Helicobacter pylori в слизи желудка. Proc Natl Acad Sci U S. A (2004) 101 (14): 5024–9. DOI: 10.1073 / pnas.0308386101

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

99.эль-Шура С.М. Helicobacter pylori : I. Ультраструктурные последовательности прилипания, прикрепления и проникновения в слизистую оболочку желудка. Ultrastruct Pathol (1995) 19 (4): 323–33. DOI: 10.3109 / 01

  • 95037

    Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

    100. Уильямс С.М., Чен Ю.Т., Андерманн Т.М., Картер Дж.Э., МакГи Д.Д., Оттеманн К.М. Helicobacter pylori Хемотаксис модулирует воспаление и взаимодействия между бактерией и эпителием желудка у инфицированных мышей. Infect Immun (2007) 75 (8): 3747–57. DOI: 10.1128 / IAI.00082-07

    Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

    101. Sjostrom JE, Larsson H. Факторы, влияющие на рост и чувствительность к антибиотикам Helicobacter pylori : влияние pH и мочевины на выживаемость штамма дикого типа и мутанта с дефицитом уреазы. J Med Microbiol (1996) 44 (6): 425–33. DOI: 10.1099 / 00222615-44-6-425

    Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

    102. Lertsethtakarn P, Ottemann KM, Hendrixson DR. Подвижность и хемотаксис у Campylobacter и Helicobacter . Annu Rev Microbiol (2011) 65 : 389–410. DOI: 10.1146 / annurev-micro-0-102908

    Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

    103.Карим К.Н., Логан Р.П., Пуэлс Дж., Карнхольц А., Ворку М.Л. Измерение подвижности Helicobacter pylori, Campylobacter jejuni и Escherichia coli путем компьютерного отслеживания в реальном времени с использованием Hobson BacTracker. J Clin Pathol (1998) 51 : 623–8. DOI: 10.1136 / jcp.51.8.623

    Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

    104. Ёсияма Х., Накамура Х., Кимото М., Окита К., Накадзава Т.Хемотаксис и подвижность Helicobacter pylori в вязкой среде. J Гастроэнтерол (1999) 34 (Дополнение 11): 18–23.

    Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст

    105. Worku ML, Sidebotham RL, Baron JH, Misiewicz JJ, Logan RP, Keshavarz T, et al. Подвижность Helicobacter pylori в вязкой среде. Eur J Gastroenterol Hepatol (1999) 11 (10): 1143–50.DOI: 10.1097 / 00042737-199

    0-00012

    Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

    106. Магарияма Ю., Сугияма С., Мурамото К., Кавагиси И., Имаэ Ю., Кудо С. Одновременное измерение скорости вращения жгутиков бактерий и скорости плавания. Biophys J (1995) 69 : 2154–62. DOI: 10.1016 / S0006-3495 (95) 80089-5

    Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

    108.Magariyama Y, Kudo S. Математическое объяснение увеличения скорости бактериального плавания с увеличением вязкости в растворах линейных полимеров. Biophys J (2002) 83 : 733–9. DOI: 10.1016 / S0006-3495 (02) 75204-1

    Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

    109. Мейер-Росберг К., Скотт Д.Р., Рекс Д., Мельчерс К., Сакс Г. Влияние pH окружающей среды на движущую силу протона Helicobacter pylori . Гастроэнтерология (1996) 111 (4): 886–900. DOI: 10.1016 / S0016-5085 (96) 70056-2

    Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

    110. Накамура С., Ками-икэ Н., Йокота Дж. П., Кудо С., Минамино Т., Намба К. Влияние внутриклеточного pH на соотношение крутящего момента и скорости бактериального протонно-управляемого жгутикового двигателя. J Mol Biol (2009) 386 : 332–8. DOI: 10.1016 / j.jmb.2008.12.034

    Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

    111.Schreiber S, Bucker R, Groll C, Azevedo-Vethacke M, Garten D, Scheid P и др. Быстрая потеря подвижности Helicobacter pylori в просвете желудка in vivo . Infect Immun (2005) 73 : 1584–9. DOI: 10.1128 / IAI.73.3.1584-1589.2005

    Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

    112. Li L, Lieleg O, Jang S, Ribbeck K, Han J. Микрожидкостная система in vitro для количественного исследования барьерной функции слизи желудка. Лабораторный чип (2012) 12 (20): 4071–9. DOI: 10.1039 / c2lc40161d

    Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

    Муковисцидоз | Сидарс-Синай

    Не то, что вы ищете?

    Что такое муковисцидоз?

    Муковисцидоз (МВ) — это наследственное опасное для жизни заболевание, поражающее многие органы. Это вызывает изменения в в система транспортировки электролита.Затем клетки организма поглощают слишком много натрия и воды. У людей с МВ есть проблемы с железами, вырабатывающими пот и слизь. Симптомы начинаются в детстве. В среднем люди с МВ доживают до 30-40 лет.

    CF поражает несколько систем органов в дети и молодые люди, в том числе:

    • Дыхательная система
    • Пищеварительная система
    • Репродуктивная система

    Некоторые люди могут быть носителями гена CF не будучи затронутым болезнью.Часто они не знают, что они носители.

    Как CF влияет на дыхательную систему?

    С CF есть ненормальный система транспортировки электролита. Это вызывает клетки дыхательной системы, особенно легкие, чтобы поглотить слишком много натрия и воды. Тогда нормальный тонкий выделения в легких становятся очень густыми и трудно выводятся.Эти густые выделения повышают риск частых респираторных инфекций.

    Респираторные инфекции, сохраняющие возвращение приводит к большему повреждению легких. Со временем это приводит к гибели клетки в легких.

    Из-за высокой скорости инфекция нижних дыхательных путей, у людей с МВ может развиться хронический кашель. и кровь в мокроте.У них часто бывает даже коллапс легкого. Кашель часто бывает хуже утром или после активности.

    Люди с МВ также имеют верхнюю симптомы со стороны дыхательных путей. У некоторых есть полипы в носу, которые необходимо удалить. Носовые полипы — это небольшие бугорки из ткани слизистой оболочки носа. Они могут заблокировать и раздражают носовую полость. У людей с МВ также выше частота носовых пазух. инфекции.

    Как муковисцидоз влияет на пищеварительную систему?

    CF в основном поражает поджелудочную железу. Поджелудочная железа выделяет вещества, способствующие пищеварению. и помогают контролировать уровень сахара в крови.

    Секрет поджелудочной железы также становится густым и может закупоривать протоки поджелудочной железы. Это может вызвать снижение секреции ферментов поджелудочной железой, которые обычно помогают переваривать пищу.Человек с CF плохо усваивает белки, жиры и витамины. A, D, E и K.

    Проблемы с поджелудочной железой может стать настолько серьезным, что некоторые клетки поджелудочной железы погибнут. Со временем это может привести к непереносимости глюкозы. Это также может привести к диабету, связанному с муковисцидозом. (CFRD). Это уникальный вид инсулинозависимого диабета.

    Некоторые симптомы CF могут быть влияние на пищеварительный тракт.Это включает:

    • Объемный жирный стул
    • Нижний конец кишки выходит вне ануса (выпадение прямой кишки)
    • Задержка полового созревания
    • Жир в стуле
    • Боль в животе
    • Кровавый понос

    Может поражаться печень.У небольшого количества людей может развиться заболевание печени. Симптомы заболевания печени включают:

    • Увеличенная печень
    • Вздутие живота
    • Желтый цвет кожи (желтуха)
    • Рвота кровью

    Как CF влияет на репродуктивную систему?

    У большинства мужчин с МВ есть закупорка канала спермы.Это называется врожденным двусторонним отсутствием семявыносящего протока. (CBAVD). Это происходит из-за того, что густые выделения закупоривают семявыносящие протоки и удерживают их от правильного развития. Это вызывает бесплодие, потому что сперма не может выйти наружу. тела. Есть несколько новых методов, которые позволяют мужчинам с муковисцидозом дети. Обсудите это со своим врачом. У женщин тоже есть прибавка в густая цервикальная слизь, которая может привести к снижению фертильности.Но многие женщины с CF могут иметь детей.

    Что вызывает муковисцидоз?

    CF — это генетическое заболевание. Это означает что CF передается по наследству.

    Изменения (мутации) в гене названный геном CFTR (трансмембранный регулятор проводимости кистозного фиброза), вызывающий МВ. В Мутации CFTR вызывают изменения в системе транспорта электролитов в организме.Электролиты — это вещества в крови, которые жизненно важны для функционирования клеток. Главный результат этих изменения транспортной системы проявляются в выделениях организма, таких как слизь и пот.

    Ген CFTR довольно большой и сложный. В этом ген, который был связан с CF.

    Человек родится только с CF если 2 гена CF унаследованы — 1 от матери и 1 от отца.

    Кто подвержен риску муковисцидоза?

    Муковисцидоз передается по наследству. А у человека с МВ оба родителя передали им измененный ген. Рождение ребенка с участием МВ часто становится полной неожиданностью для семьи. В большинстве случаев семейный анамнез отсутствует из CF.

    Каковы симптомы муковисцидоза?

    Все U.С. заявляет, что новорожденные пройти обследование на МВ. Это означает, что родители могут знать, есть ли у их ребенка болезнь. Они могут принять меры предосторожности и следить за ранними признаками проблем.

    Симптомы могут быть разными для каждого человек. Выраженность симптомов также может быть разной. Симптомы могут включать:

    • Густая слизь, забивающая определенные органы такие как легкие, поджелудочная железа и кишечник.Это может вызвать недоедание, плохое рост, частые респираторные инфекции, проблемы с дыханием и постоянные (хронические) заболевание легких.

    Многие другие проблемы со здоровьем могут указывают также на муковисцидоз. Это включает:

    • Гайморит
    • Полипы носа
    • Булавы пальцы рук и ног. Это означает утолщение кончиков пальцев рук и ног из-за меньшего количества кислорода в крови.
    • Коллапс легкого, часто из-за сильного кашляющий
    • Кашляет кровью
    • Увеличение правой части сердце из-за повышенного давления в легких (легочное сердце)
    • Боль в животе
    • Слишком много газов в кишечнике
    • Выходит нижний конец кишки ануса (выпадение прямой кишки)
    • Болезнь печени
    • Диабет
    • Воспаление поджелудочной железы (панкреатит), вызывающий сильную боль в животе
    • Камни в желчном пузыре
    • Врожденное двустороннее отсутствие семявыносящий проток (CBAVD) у мужчин.Это вызывает закупорку канала спермы.

    Дети, рожденные с МВ, часто показывают симптомы к 2 годам. Но у некоторых детей симптомы могут проявляться только в более зрелом возрасте. В Следующие симптомы могут означать, что у ребенка муковисцидоз. У младенцев с этими признаками может быть больше тестирование на CF:

    • Не проходящая диарея
    • Стул с неприятным запахом
    • Жирный стул
    • Частые хрипы
    • Частая пневмония или другое легкое инфекции
    • Постоянный кашель
    • Кожа со вкусом соли
    • Плохой рост, несмотря на хорошее аппетит

    Симптомы МВ могут показаться похожими на другие состояния или проблемы со здоровьем.Обратитесь к врачу для постановки диагноза.

    Как диагностируется муковисцидоз?

    Большинство случаев муковисцидоза обнаружено при обследовании новорожденных. Младенцы будут иметь полный анамнез и физическое экзамен. Тесты на CF включают тест пота для измерения количества соли (хлорида натрия). настоящее время. Более высокое, чем обычно, количество хлорида натрия указывает на МВ. Другие тесты зависят на какую систему организма влияет.Эти тесты могут включать:

    • Рентген грудной клетки, УЗИ и компьютерная томография
    • Анализы крови
    • Функциональные пробы легких
    • Посев мокроты
    • Испытания стула

    Для детей, которые мало зарабатывают пот, можно использовать анализы крови.

    Как лечится муковисцидоз?

    От CF нет лекарства.Цели лечения — облегчить симптомы, предотвратить и лечить осложнения и замедление развития болезни.

    Лечение обычно направлено на следующие 2 области.

    Лечение проблем с легкими

    Это может включать:

    • Физиотерапия
    • Регулярные упражнения для разжижения слизи, стимуляции кашля и улучшения общего физического состояния состояние
    • Лекарства для разжижения слизи и облегчения дыхания
    • Антибиотики для лечения инфекций
    • Противовоспалительные препараты

    Решение проблем с пищеварением

    Это может включать:

    • Здоровая высококалорийная диета
    • Ферменты поджелудочной железы, способствующие пищеварению
    • Витаминные добавки
    • Средства для лечения кишечной непроходимости

    Пересадка легкого может быть выбором для людей с терминальной стадией заболевания легких.Тип трансплантации часто бывает трансплантация сердце-легкое или двойная трансплантация легких. Не все подходят для а трансплантация легких. Обсудите это со своим врачом.

    Какие возможные осложнения муковисцидоза?

    CF имеет серьезные осложнения, в том числе:

    • Инфекции легких и другие серьезные проблемы с легкими, которые не проходят или которые возвращаются
    • Воспаление поджелудочной железы (панкреатит), которое не проходит или которое возвращается
    • Цирроз или заболевание печени
    • Недостаточность витаминов
    • Ребенок не растет и не развивается как они должны (неспособность процветать)
    • Бесплодие у мужчин
    • Диабет, связанный с муковисцидозом (CFRD)
    • Гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь (ГЭРБ).При этом заболевании поднимается содержимое желудка. в пищевод и может вызвать серьезные повреждения.

    Людям с терминальной стадией заболевания может потребоваться пересадка органов.

    Можно ли предотвратить муковисцидоз?

    Муковисцидоз вызывается наследственное изменение гена (мутация). Тестирование на ген CF рекомендуется всем кто есть член семьи с заболеванием.Или для кого-то, чей партнер — известный перевозчик из CF или пораженный CF.

    Можно провести тестирование на ген CF из небольшого образца крови. Или это можно сделать из щеки. Это кисть натерта против внутренней стороны щеки, чтобы получить клетки для тестирования. Лаборатории обычно проверяют в наиболее частые мутации гена МВ.

    Есть много людей с МВ, у которых мутаций не выявлено.Специалисты не обнаружили всех генетических ошибки, вызывающие CF. Это означает, что человек все еще может быть носителем CF, даже если нет мутации были обнаружены путем тестирования.

    Есть ограничения на тестирование CF. Но если у обоих родителей есть ген CF, у них есть выбор:

    • Не забеременеть
    • Выберите пренатальную диагностику. Это означает ребенка можно проверить на CF в 10-12 недель и 15-20 недель в течение беременность.
    • Прекратить беременность
    • Будьте готовы завести ребенка с CF
    • Получите раннее лечение ребенка с CF

    Жизнь с муковисцидозом

    • Помимо обычных вакцин, обычные вакцины против гриппа, вакцина против пневмонии и другие вакцины важны для помогают снизить вероятность заражения.
    • Возможно, вам понадобится вдохнуть антибиотики в течение длительного времени для предотвращения инфекций легких.
    • Вам могут понадобиться лекарства, чтобы пищеварение.
    • Ваш лечащий врач может посоветовать витаминно-минеральные добавки.
    • Физический, эмоциональный и финансовый стресс, вызывающий кистозный места фиброза в семье огромны.Спросите своего врача о ресурсы для поддержки семейной системы и борьбы с болезнью. Онлайн и группы личной поддержки и группы поддержки сверстников для ребенка с CF также могут быть очень полезно.

    Основные сведения о муковисцидозе

    • Муковисцидоз (МВ) передается по наследству. Опасное для жизни заболевание, поражающее многие органы.Это вызывает изменения в система транспортировки электролита. Это заставляет клетки поглощать слишком много натрия и воды.
    • Люди с МВ имеют проблемы в железы, производящие пот и слизь.
    • Все штаты США требуют, чтобы новорожденные пройти тестирование на CF. Так диагностируется большинство случаев.
    • CF вызывает густую слизь, которая забивается определенные органы, такие как легкие, поджелудочная железа и кишечник.Это может вызвать недоедание, плохой рост, частые респираторные инфекции, проблемы с дыханием и хроническое заболевание легких.
    • Нет лекарства от CF. Цели лечение заключается в облегчении симптомов, предотвращении и лечении осложнений и замедлении прогресс болезни.

    Следующие шаги

    Советы, которые помогут вам получить максимальную пользу от визита к врачу:

    • Знайте причину вашего визита и то, что вы хотите.
    • Перед визитом запишите вопросы, на которые хотите получить ответы.
    • Возьмите с собой кого-нибудь, кто поможет вам задать вопросы и запомнить, что говорит ваш поставщик ты.
    • При посещении запишите название нового диагноза и любые новые лекарства, методы лечения, или тесты. Также запишите все новые инструкции, которые дает вам ваш провайдер.
    • Узнайте, почему прописано новое лекарство или лечение и как они вам помогут.Также знать, каковы побочные эффекты.
    • Спросите, можно ли вылечить ваше состояние другими способами.
    • Знайте, почему рекомендуется тест или процедура и что могут означать результаты.
    • Знайте, чего ожидать, если вы не примете лекарство, не пройдете тест или процедуру.
    • Если у вас назначена повторная встреча, запишите дату, время и цель для этого визит.
    • Узнайте, как можно связаться с вашим поставщиком медицинских услуг, если у вас возникнут вопросы.

    Медицинский обозреватель: Алан Дж. Блайвас DO

    Медицинский обозреватель: Марианна Фрейзер MSN RN

    Медицинский обозреватель: Дафна Пирс-Смит, RN MSN CCRC

    © 2000-2021 Компания StayWell, LLC. Все права защищены. Эта информация не предназначена для замены профессиональной медицинской помощи. Всегда следуйте инструкциям лечащего врача.

    Не то, что вы ищете?

    Желудочно-кишечный барьер

    Желудочно-кишечный барьер

    Слизистая оболочка желудочно-кишечного тракта образует барьер между телом и средой просвета, который не только содержит питательные вещества, но и насыщен потенциально враждебными микроорганизмами и токсинами. Задача состоит в том, чтобы обеспечить эффективный транспорт питательных веществ через эпителий, строго исключив попадание вредных молекул и организмов в организм животного.Исключающие свойства слизистой оболочки желудка и кишечника называют «желудочно-кишечным барьером».

    Очевидно, что ряд первичных желудочно-кишечных заболеваний приводит к нарушению слизистого барьера, что приводит к перерастанию в системное заболевание. Столь же ясно, что многие системные болезненные процессы приводят к повреждению желудочно-кишечного барьера, тем самым добавляя дополнительное повреждение и без того нарушенной системе. Понимание природы барьера может помочь в прогнозировании таких событий и помочь в профилактических или активных терапиях.

    Желудочно-кишечный барьер часто рассматривается как состоящий из двух компонентов:

    • Внутренний барьер состоит из эпителиальных клеток, выстилающих пищеварительную трубку, и плотных контактов, связывающих их вместе.
    • Внешний барьер состоит из секретов и других факторов, которые физически не являются частью эпителия, но которые влияют на эпителиальные клетки и поддерживают их барьерную функцию.

    Внутренний желудочно-кишечный барьер

    Пищеварительный канал выстлан слоями эпителиальных клеток, которые образуют определяющую структуру слизистой оболочки.За некоторыми исключениями, эпителиальные клетки желудка и кишечника связаны друг с другом по окружности плотными соединениями, которые герметизируют межклеточные пространства и тем самым создают основной желудочно-кишечный барьер. Таким образом, сохранение неповрежденного эпителия по всей пищеварительной трубке имеет решающее значение для целостности барьера. В общем, токсины и микроорганизмы, способные проникать в единственный слой эпителиальных клеток, имеют беспрепятственный доступ в системный кровоток.

    Как и следовало ожидать, существует разнообразие среди разных типов эпителиальных клеток в специфических барьерных функциях. Например, апикальные плазматические мембраны париетальных и главных клеток желудка имеют атипично низкую проницаемость для протонов, что помогает предотвратить повреждение из-за обратной диффузии кислоты в клетки. Клетки эпителия тонкого кишечника лишены этой специализированной способности и, таким образом, гораздо более восприимчивы к повреждениям, вызванным кислотой.

    Плотные соединения, окружающие эпителиальные клетки желудочно-кишечного тракта, являются критическим компонентом внутреннего барьера.Эти структуры раньше считались пассивными структурами, подобными сварным швам, но недавние исследования показывают, что они намного более динамичны, чем считалось ранее, и их проницаемость может регулироваться рядом факторов, влияющих на эпителиальные клетки.

    Эпителий желудочно-кишечного тракта населен множеством функционально зрелых клеток, полученных в результате пролиферации стволовых клеток. Большинство зрелых эпителиальных клеток, включая слизистые клетки желудка и абсорбирующие клетки тонкого кишечника, демонстрируют высокую скорость обновления и умирают в течение всего нескольких дней после своего образования.Таким образом, поддержание целостности эпителия требует точного баланса между пролиферацией и гибелью клеток.

    Стволовые клетки, которые поддерживают постоянное пополнение эпителия желудочно-кишечного тракта, находятся в середине желудочных ям и в криптах тонкой и толстой кишки. Особенно хорошо изучена динамика эпителиальных клеток тонкого кишечника. Эти стволовые клетки непрерывно размножаются, чтобы снабжать клетки, которые затем дифференцируются в абсорбирующие энтероциты, бокаловидные клетки, секретирующие слизь, энтероэндокринные клетки и клетки Панета.За исключением клеток Панета, которые остаются в криптах, другие клетки дифференцируются в свои зрелые формы по мере того, как они мигрируют вверх из крипт, чтобы заменить клетки, вытесненные из кончиков ворсинок. Этот переход занимает от 3 до 6 дней.

    Внешний желудочно-кишечный барьер

    Слизь и бикарбонат

    Весь эпителий желудочно-кишечного тракта покрыт слизью, которая синтезируется клетками, составляющими часть эпителия. Слизь играет важную роль в снижении напряжения сдвига в эпителии и способствует барьерной функции несколькими способами.Обильные углеводы в молекулах муцина связываются с бактериями, что помогает предотвратить эпителиальную колонизацию и, вызывая агрегацию, ускоряет клиренс. Диффузия гидрофильных молекул в слизи значительно ниже, чем в водном растворе, который, как считается, замедляет диффузию различных повреждающих химических веществ, включая желудочную кислоту, на поверхность эпителия.

    Помимо того, что они покрыты слоем слизи, эпителиальные клетки желудка и двенадцатиперстной кишки секретируют ион бикарбоната на своих апикальных поверхностях.Это служит для поддержания нейтрального pH вдоль эпителиальной плазматической мембраны, даже если в просвете существуют очень кислые условия.

    Гормоны и цитокины

    Известно, что на нормальную пролиферацию эпителиальных клеток желудка и кишечника, а также на пролиферацию в ответ на такое повреждение, как изъязвление, влияет большое количество эндокринных и паракринных факторов. Известно, что некоторые из кишечных гормонов увеличивают скорость пролиферации. Различные формы повреждения эпителия могут привести либо к увеличению, либо к подавлению скорости пролиферации клеток.Например, было продемонстрировано, что резекция части тонкой кишки собаки сопровождается гиперплазией эпителиальных клеток и увеличением длины ворсинок у животных, получавших пероральное питание. У животных, которых кормили парентерально, не наблюдалась такая же компенсаторная гиперплазия, что указывает на то, что, помимо других факторов, местные питательные вещества играют важную роль в динамике клеток.

    Простагландины , особенно простагландин E2 и простациклин, давно известны как обладающие «цитопротекторным» действием на эпителий желудочно-кишечного тракта.Обычным клиническим коррелятом у многих млекопитающих является то, что использование аспирина и других нестероидных противовоспалительных препаратов (НПВП), ингибирующих синтез простагландинов, обычно связано с эрозиями и язвами желудка. Собаки особенно чувствительны к этому побочному эффекту. Простагландины синтезируются в слизистой оболочке из арахидоновой кислоты под действием циклооксигеназ. Их цитопротекторный эффект, по-видимому, является результатом комплексной способности стимулировать секрецию слизистой оболочки и бикарбоната, увеличивать кровоток через слизистую оболочку и, особенно в желудке, ограничивать обратную диффузию кислоты в эпителий.В настоящее время предпринимаются значительные усилия по разработке НПВП, не подавляющих синтез простагландинов слизистой оболочки.

    Два пептида, которые привлекли внимание из-за их потенциальной роли в поддержании барьера, — это эпидермальный фактор роста (EGF) и трансформирующий фактор роста-альфа (TGF-альфа) . EGF секретируется слюной и двенадцатиперстной железой, а TGF-альфа продуцируется эпителиальными клетками желудка. Оба пептида связываются с общим рецептором и стимулируют пролиферацию эпителиальных клеток.В желудке они также усиливают секрецию слизи и подавляют выработку кислоты. На экспериментальных моделях было показано, что другие цитокины, такие как фактор роста фибробластов и фактор роста гепатоцитов, ускоряют заживление язв желудочно-кишечного тракта.

    Белки трилистника представляют собой семейство небольших пептидов, которые обильно секретируются бокаловидными клетками слизистой оболочки желудка и кишечника и покрывают апикальную поверхность эпителиальных клеток. Их отличительная молекулярная структура, по-видимому, делает их устойчивыми к протеолитическому разрушению.Ряд исследований продемонстрировал, что пептиды трилистника играют важную роль в целостности слизистой оболочки, восстановлении повреждений и в ограничении пролиферации эпителиальных клеток. Было показано, что они защищают эпителий от широкого спектра токсичных химикатов и лекарств. Белки трилистника также, по-видимому, являются центральным игроком в фазе восстановления эпителиальных повреждений, когда эпителиальные клетки уплощаются и мигрируют от края раны, чтобы покрыть оголенные области. Мыши с целевыми делециями в генах трилистника показали преувеличенную реакцию на легкое химическое повреждение и замедленное заживление слизистой оболочки.

    Другая молекула, которая играет решающую роль в целостности слизистой оболочки и барьерной функции, — это оксид азота (NO). Парадоксально, но NO также способствует повреждению слизистых оболочек при ряде заболеваний пищеварительной системы. Эта молекула синтезируется из аргинина под действием одной из трех изоформ синтеазы оксида азота (NOS). Большая часть исследований в этой области сосредоточена на понимании эффектов применения доноров NO, таких как глицерилтринитрат или ингибиторы NOS. В нескольких моделях доноры NO значительно снижали тяжесть повреждения слизистой оболочки, вызванного токсичными химическими веществами (например,грамм. этанол) или связанные с ишемией и реперфузией. Точно так же заживление язв желудка у крыс ускоряется применением доноров NO. Другое любопытное наблюдение заключается в том, что совместное введение доноров NO и НПВП приводит к противовоспалительным свойствам, сравнимым с действием одних НПВП, но с меньшим повреждением слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта. Ингибиторы NOS исследуются для лечения ситуаций, в которых NO чрезмерно продуцируется и способствует повреждению слизистой оболочки.

    Антибиотики, пептиды и антитела

    Важной частью барьерной функции является предотвращение прохождения бактерий из просвета через эпителий.Клетки Панета представляют собой эпителиальные гранулоциты, расположенные в криптах тонкого кишечника многих млекопитающих. Они синтезируют и секретируют несколько антимикробных пептидов, главными из которых являются изоформы альфа-дефенсинов, известные также как криптдины («дефенсин крипт»). Эти пептиды обладают антимикробной активностью против ряда потенциальных патогенов, включая несколько родов бактерий, некоторых дрожжей и трофозоитов лямблий. Их механизм действия, вероятно, аналогичен нейтрофильным альфа-дефенсинам, которые проникают через мембраны клеток-мишеней.

    Помимо неспецифических противомикробных молекул, барьерная функция поддерживается иммунной системой желудочно-кишечного тракта. Одним из аспектов этой защитной системы является то, что большая часть эпителия покрыта секреторным иммуноглобулином А. Этот класс антител секретируется субэпителиальными плазматическими клетками и транцитозируется через эпителий в просвет. Люменальный IgA обеспечивает антигенный барьер, связывая бактерии и другие антигены. Эта барьерная функция специфична для определенных антигенов и требует предварительного воздействия для развития ответа.

    Нарушение барьерной функции

    Несмотря на свою прочную и многогранную природу, желудочно-кишечный барьер может быть преодолен. Местные инфекции, вызываемые бактериями и вирусами, воздействие токсинов или физических повреждений, а также различные системные заболевания приводят к его нарушению. Такие проблемы могут быть легкими и легко устраняемыми или серьезными и фатальными.

    На микрофотографиях ниже показано серьезное разрушение барьера. Слева — слизистая оболочка тонкой кишки нормальной собаки с большими ворсинками, покрытыми интактным эпителием, простирающимся в просвет.На изображении справа (то же увеличение) показана слизистая оболочка тонкого кишечника собаки, умершей от сальмонеллезного энтерита — обратите внимание на полностью обнаженный эпителий и разрушение ворсинок.

    Ишемия и реперфузионная травма

    Повреждение желудочно-кишечного барьера из-за ишемии и реперфузионного повреждения является частым и серьезным заболеванием. Ишемия возникает, когда кровоток недостаточен для доставки кислорода и питательных веществ, необходимых для поддержания целостности клеток.Реперфузионное повреждение возникает, когда кровоток восстанавливается в ишемизированной ткани.

    Ишемия желудочно-кишечного тракта возникает в результате двух основных типов заболеваний, оба из которых могут нарушить эпителиальный барьер:

    • Неокклюзионная ишемия возникает в результате системных состояний, таких как шок кровообращения, сепсис или сердечная недостаточность.
    • Окклюзионная ишемия относится к состояниям, которые напрямую нарушают кровоток в желудочно-кишечном тракте, таким как удушение, заворот или тромбоэмболия.

    Считается, что реперфузионное повреждение стенки желудочно-кишечного тракта, особенно слизистой оболочки, в первую очередь связано с образованием активных форм кислорода, включая супероксид, перекись водорода и гидроксильные радикалы. Эти оксиданты образуются в слизистой оболочке, а также в многочисленных местных лейкоцитах, активируемых во время ишемии.

    Свободные радикалы, полученные из кислорода, образующиеся во время реперфузии, инициируют серию событий, вызывающих повреждение слизистой оболочки и нарушение барьера.Они напрямую повреждают клеточные мембраны, образуя перекиси липидов, что также приводит к выработке ряда медиаторов воспаления, полученных из фосфолипидов (например, фактора активации тромбоцитов и лейкотриенов). Эти провоспалительные агенты действуют как хемоаттрактанты для нейтрофилов, которые мигрируют в слизистую оболочку, выделяют свои собственные реактивные метаболиты кислорода и вызывают дальнейшее повреждение внутреннего эпителиального барьера. Таким образом, изначально незначительный эффект ишемии усиливается до очень значительного нарушения барьерной функции.Кроме того, медиаторы воспаления, образующиеся в желудочно-кишечном тракте, могут повредить отдаленные ткани, что приведет к системному заболеванию.

    Наблюдаемые эффекты ишемического реперфузионного повреждения варьируются от повышенной проницаемости сосудов и последующего субэпителиального отека до массивной потери эпителиальных клеток и ворсинок. Даже относительно легкое повреждение эпителия нарушает барьерную функцию и может привести к перемещению бактерий и токсинов из просвета в системный кровоток.Ряд методов лечения находится в стадии разработки и тестирования, чтобы предотвратить этот каскад повреждений, включая применение антиоксидантов, таких как супероксиддисмутаза, и использование лекарств, таких как антагонисты фактора активации тромбоцитов, для блокирования действия медиаторов воспаления.

    Нейтрофилы и повреждение слизистой оболочки

    Различные поражения слизистой оболочки кишечника, включая инфекционные процессы, ишемию и повреждающие химические вещества, способствуют проникновению нейтрофилов. Эта общая конечная точка возникает из-за того, что многие типы повреждений приводят к местной продукции нейтрофильных хемоаттрактантов, таких как лейкотриены, интерлейкины и активированные компоненты комплемента.В ответ на хемоаттрактанты нейтрофилы мигрируют из капилляров, инфильтрируют субэпителиальную слизистую оболочку и часто мигрируют через эпителий желудка или кишечника. Проходя через эпителий, нейтрофилы должны разрушать соединительные комплексы между эпителиальными клетками. Этот «прокол» через плотные соединения обязательно вызывает кратковременное увеличение проницаемости. Когда поражение незначительное, соединения быстро закрываются, но трансмиграция большого количества нейтрофилов вызывает значительное нарушение барьерной функции.

    Влияние напряжения

    Стресс принимает множество форм и является неотъемлемой частью всех болезней и травм. Реакция на стресс включает в себя модуляцию буквально десятков гормонов и цитокинов, а также значительное влияние на нейротрансмиссию. Однако, , основным эффектом стресса на желудочно-кишечный тракт является уменьшение кровотока через слизистые оболочки и, таким образом, нарушение целостности слизистого барьера. Среди прочего, снижение кровотока через слизистые оболочки подавляет выработку слизи и ограничивает способность удалять обратно диффундирующие протоны.Как следствие, значительный стресс почти всегда связан с эрозиями слизистых оболочек, особенно желудка. Большинство этих поражений являются субклиническими, но желудочно-кишечные кровотечения и сепсис — не редкие последствия.

    Диабет и ожирение являются хорошо известными факторами риска дисфункции желудочно-кишечного барьера, и пролонгированная гипергликемия , связанная с этими расстройствами, может быть основным механизмом такого нарушения.

    Реституция и лечение после травмы

    Важнейшей первой задачей после разрушения желудочно-кишечного эпителия является покрытие обнаженной области и восстановление внутреннего барьера.Это быстрое восстановление эпителия достигается за счет процесса, называемого реституцией — эпителиальные клетки, прилегающие к дефекту, сглаживаются и мигрируют через обнаженную базальную мембрану. В тонком кишечнике этому процессу способствует быстрое сокращение и укорачивание пораженных ворсинок, что уменьшает площадь базальной мембраны, которую необходимо покрыть.

    Реституция обеспечивает быстрый механизм закрытия дефекта барьера и не включает пролиферацию эпителиальных клеток.В результате образуется область, которая, хотя и защищена, физиологически нефункциональна. Заживление требует, чтобы эпителиальные клетки на краях дефекта пролиферировали, дифференцировались и мигрировали в поврежденную область, чтобы восстановить нормальную клеточную архитектуру и функцию.

    Было показано, что реституция стимулируется рядом в основном паракринных регуляторов. В этом процессе явно участвуют местные простагландины и белки трилистника, и подавление их продукции значительно задерживает восстановление.Другая группа молекул, участвующих в восстановлении, — это полиамины, такие как спермин, спермидин и путресцин. Эти молекулы присутствуют во многих диетах, а также синтезируются слизистой оболочкой желудочно-кишечного тракта. На экспериментальных моделях показано, что энтеральное введение полиаминов ускоряет восстановление и заживление повреждений слизистой оболочки.

    Ссылки и обзоры

    • Allaire JM, Crowley SM, Law HT и др. Кишечный эпителий: центральный координатор иммунитета слизистых оболочек.Тенденции Immunol 2018, DOI: https://doi.org/10.1016/j.it.2018.04.002
    • Бликслагер А.Т., Робертс М.С.: Механизмы восстановления слизистой оболочки кишечника. J Am Vet Med Assoc 211: 1437-1441, 1997.
    • Dieckgraefe BK, Stenson WF, Alpers DH: Желудочно-кишечный эпителиальный ответ на травму. Curr Opin Gastroenterol 12: 109-114, 1996.
    • .
    • Engle E, Guth PH, Nishizaki Y, Kaunitz JD: Барьерная функция геля слизи желудка. Am J Physiol 269: G994-999, 1995.
    • .
    • Filep J, Herman F, Braquet P, Mozes T: Повышенные уровни фактора активации тромбоцитов в крови после ишемии кишечника у собак.Biochem Biophys Res. Commun. 158: 353-355, 1989.
    • .
    • Gayle JM, Blikslager AT, Jones SL: Роль нейтрофилов в повреждении слизистой оболочки кишечника. J Am Vet Med Assoc 217: 498-500, 2000.
    • Кубес П., Хантер Дж., Грейнджер Н.Д .: Ишемия / реперфузия, вызванная кишечной дисфункцией кошек: важность рекрутирования гранулоцитов. Гастроэнтерология 103: 807-812, 1992.
    • Lichtenberger LM: гидрофобные барьерные свойства желудочно-кишечной слизи. Ann Review Physio 57: 565-583, 1995.
    • Машимо Х, Ву Д., Подольский Д.К., Фишман М: Нарушение защиты слизистой оболочки кишечника у мышей, лишенных фактора трилистника кишечника.Science 274: 262-264, 1996.
    • .
    • Murphy MS: Факторы роста и желудочно-кишечный тракт. Nutrition 14: 771-774, 1998.
    • .
    • Muscara MN, Wallace JL: Оксид азота V. Терапевтический потенциал доноров и ингибиторов оксида азота. Am J Physiol 276: G1313-1316, 1999.
    • .
    • Thaiss CA, Levy M, Grosheva I и др. Гипергликемия является следствием дисфункции кишечного барьера и риска кишечной инфекции. Наука 359: 1376-82, 2018.
    • Томпсон Дж.С.: Кишечный ответ на критическое заболевание.Am J Gastroenterology 90: 190-200, 1995.
    • .
    • Уоллес Дж. Л., Миллер М. Дж.: Оксид азота в защите слизистой оболочки: немного помогает. Гастроэнтерология 119: 515-520, 2000.

    Обновлено в мае 2018 г. Отправляйте комментарии по адресу [email protected]

    Чешский перевод этой страницы был создан Максвеллом Эдвардом и доступен в чешском переводе

    Голландский перевод этой страницы был создан Умером Анисом и доступен в голландском переводе

    Французский перевод этой страницы был создан Эрин Мелиссой и доступен в французском переводе

    Греческий перевод этой страницы был создан компанией Vouchers Tree и доступен в греческом переводе

    Перевод этой страницы на хинди был создан Николом Бартоном и доступен в переводе на хинди

    Пенджабский перевод этой страницы был создан командой Bydiscountcodes и доступен на панджабском переводе

    Румынский перевод этой страницы был сделан Сарой Ричардс из Essay Writing Service и доступен в румынском переводе

    Испанский перевод этой страницы был создан Полом Диасом и доступен в испанском переводе

    Украинский перевод этой страницы был создан Сергеем Косбуком из PickWriters и доступен в украинском переводе

    Перевод этой страницы на урду был создан Ахсаном Соомро и доступен в переводе на урду

    Боритесь с ними или накормите их: как слой кишечной слизи управляет кишечной микробиотой | Отчет гастроэнтеролога

    Абстрактные

    Кишечник населен огромным количеством микроорганизмов, называемых кишечной микробиотой.Эти микроорганизмы живут в мутуалистических отношениях со своим хозяином и способствуют разложению сложных углеводов. Хотя микробиота кишечника обычно считается полезной, огромное количество микробных клеток также представляет собой постоянную угрозу для хозяина. Таким образом, эпителий кишечника покрыт плотным слоем слизи, чтобы предотвратить перемещение микробиоты кишечника в подлежащие ткани. Кишечная слизь представляет собой организованную сеть гликопротеинов с гликановой структурой, специфичной для хозяина.Хотя слой слизи долгое время считался пассивным барьером, созданным хозяином, недавние исследования показали, что на созревание и функцию слоя слизи сильно влияет микробиота кишечника. В свою очередь, репертуар гликанов муцинов может отобрать отдельные бактерии, ассоциированные со слизистой оболочкой, которые способны связывать или разрушать определенные гликаны муцина в качестве источника питательных веществ. Поскольку слой кишечной слизи находится на важнейшем стыке между хозяином и микробами, его разрушение приводит к вторжению кишечных бактерий, что в конечном итоге может вызвать воспаление и инфекцию.Соответственно, при колите у мышей и людей наблюдается дисфункциональный слой слизи. Более того, недавно было продемонстрировано, что повышенное потребление диеты западного типа с низким содержанием клетчатки в нашем современном обществе вызывает бактериальные дефекты слизистого слоя кишечника. Здесь я рассмотрю текущие знания о взаимодействии между кишечными бактериями и слоем кишечной слизи при здоровье и болезнях. Понимание молекулярных деталей этого взаимодействия между хозяином и микробом может способствовать разработке новых вариантов лечения заболеваний, связанных с дисфункциональным слоем слизи, таких как язвенный колит.

    Введение

    Сообщество кишечных микробов, называемое кишечной микробиотой, живет в мутуалистических отношениях со своим хозяином и производит витамины и другие метаболиты, которые полезны для физиологии хозяина. Однако, хотя эти производные от микробиоты молекулы могут передавать сигналы органам, удаленным от кишечника [1], их микробные продуценты должны содержаться в просвете кишечника. Поскольку микробиота кишечника отделена от хозяина только одним слоем энтероцитов, триллионы бактериальных клеток представляют собой постоянную угрозу.Таким образом, для предотвращения транслокации комменсальных и патогенных микроорганизмов через барьер слизистой оболочки хозяин разработал эффективные защитные механизмы, включая формирование физического слизистого барьера, покрывающего эпителий кишечника.

    Кишечная слизь продуцируется бокаловидными клетками и образует высокоорганизованную гликопротеиновую сеть, в основном состоящую из муцина 2 (MUC2), но также содержащую стабильный протеом ядра [2]. Слизистый слой долгое время считался простым лубрикатором, облегчающим прохождение фекального материала по кишечному каналу, но недавний интерес к кишечной микробиоте также привлек внимание исследователей к кишечной слизи.Хотя мы все еще только начинаем понимать функцию и важность слизистого слоя, недавние исследования уже показали, что его взаимодействие с кишечной микробиотой более интенсивно, чем считалось ранее. Более того, наблюдение дефектов слизи при таких заболеваниях, как воспалительное заболевание кишечника [3, 4] и гипергликемия [5], подчеркивает важность этого барьера для физиологии хозяина. Здесь я делаю обзор недавних результатов о взаимодействии между кишечной микробиотой и слоем кишечной слизи при здоровье и болезни.

    Структура слизистой оболочки кишечника

    Кишечная слизь вырабатывается бокаловидными клетками, специализированными секреторными клетками эпителиального слоя. В тонком кишечнике бокаловидные клетки преимущественно локализуются в криптах Либеркюн, но также в меньшем количестве на ворсинах тонкого кишечника. В толстой кишке секретирующие слизь клетки накапливаются в открытии крипт толстой кишки, но также обнаруживаются глубже в криптах и ​​на поверхности толстой кишки.Недавно у мышей в открытии крипты толстой кишки был идентифицирован специализированный подтип «сторожевых» бокаловидных клеток, которые регулируют секрецию слизи в ответ на бактериальные захватчики, которым удалось проникнуть во внутренний слой слизи толстой кишки [6].

    Основным секретируемым белком слизи в кишечнике является MUC2, кодируемый геном MUC2 на хромосоме 11 человека. Этот гелеобразующий гликопротеин состоит из более чем 5100 аминокислот и сильно O-гликозилирован [7], образуя молекулярную массу около 2.7 МДа на молекулу муцина [8]. Фактически, более 80% его молекулярной массы связано с боковыми цепями олигосахаридов, что объясняет характерные гелеобразующие свойства. Кроме того, специфический для слизи гликановый декор является важной частью его взаимодействия с микробиотой кишечника и будет обсуждаться более подробно ниже.

    Внутри эндоплазматического ретикулума бокаловидных клеток мономеры MUC2 димеризуются через свои С-концевые дисульфидные мостики [9] и впоследствии тримеризуются через межмолекулярные дисульфидные мостики через характерные N-концевые D-домены Виллебранда в Гольджи [10].Эти олигомеры муцина затем плотно упаковываются в секреторные везикулы, где низкий pH, высокая концентрация Ca 2+ и отсутствие воды облегчают организованные условия хранения. Последующая секреция слизи лучше всего охарактеризована в тонком кишечнике: секреция гидрокарбоната (HCO 3 ) каналом трансмембранного регулятора проводимости муковисцидоза (CFTR) приводит к подщелачиванию условий и снижению концентрации Ca 2+ по сравнению с к окружающей среде в гранулах слизи.Эти изменения окружающей среды делают возможным массовое разрастание олигомеров слизи, генерируя 2D, высокоорганизованные листы, которые взаимодействуют с ранее сформированными, создавая трехмерный слой слизи [11, 12]. В то же время гидратация приводит к набуханию слизи, вызывая увеличение объема упакованного муцина в 100–1000 раз [13]. Однако недавние открытия предполагают, что сборка муцина, вероятно, еще более сложна и может также включать молекулы, не являющиеся муцинами: например, присутствие фактора трилистника-3 (TFF3), кератинов и кальций-связывающих белков в препарате нативного муцина может указывать на их значимость. для сборки муцина, даже несмотря на то, что их индивидуальные роли и вклады должны быть проверены экспериментально [14].

    При секреции в тонкий кишечник слизь образует единый слой, который распространяется на кончики ворсинок тонкого кишечника [15]. В то время как только несколько исследований подробно изучали слизь тонкого кишечника, похоже, что у мышей слизь не является полностью непроницаемой для бактерий и высвобождается из эпителия индуцированной микробами протеазой меприн-β [15, 16]. Учитывая, что тонкий кишечник является метаболически активным органом, который специализируется на поглощении питательных веществ, рыхлая сеть муцина может способствовать поглощению пищевых молекул через эпителиальную границу.Однако, чтобы предотвратить побег условно-патогенных бактерий из их просветной среды, слизь тонкого кишечника заряжается защитными молекулами, сравнимыми с электрическим забором (рис. 1) [17]. Эти антибактериальные белки и пептиды включают, среди прочего, дефенсины, продуцируемые клетками Панета, лизоцим, регенерирующий островковый белок 3α (REG3α; REG3γ у мышей) и фосфолипазу A2-IIA [17–20]. Кроме того, агрегация бактерий индуцируется такими молекулами, как иммуноглобулин А или альфа-дефенсин 6, которые тем самым предотвращают пересечение слизистых оболочек за счет исключения размера [21, 22].Следует отметить, что, несмотря на то, что для эффективной защиты хозяина от кишечной микробиоты требуется герметичный физический барьер, в слое слизи обнаруживаются определенные лазейки. Они локализуются в областях над пятнами Пейера, которые представляют собой фокальные структуры, характеризующиеся наличием микроскладчатых (М) клеток в связанном с фолликулом эпителии [23]. Поскольку М-клетки специализируются на взятии проб микробных и пищевых антигенов из просвета кишечника, физический слизистый барьер поверх этих структур проницаем для бактерий или даже может отсутствовать [15, 23].

    Рисунок 1.

    На структуру слизистого слоя влияет микробиота кишечника. Кишечные бактерии отделены от эпителия хозяина слоем кишечной слизи, который усилен молекулами защиты хозяина, такими как дефенсины, домен Ly6 / PLAUR, содержащий белок 8 (LYPD8), белок гранул зимогена 16 (ZG16), регенерирующие белки островкового происхождения 3 (REG3α / γ) и другие. Присутствие кишечной микробиоты индуцирует экспрессию генов, кодирующих муцин 2 ( Muc2 ) и галактозид 2-альфа-L-фукозилтрансферазу 2 ( Fut2 ), тем самым влияя на прочность слизи и структуру гликанов муцина.Это, в свою очередь, может повлиять на состав кишечной микробиоты, поскольку определенные кишечные бактерии, такие как Bacteroides thetaiotaomicron , могут связывать и метаболизировать гликаны муцина в качестве источника энергии. Разложение гликанов приводит к образованию микробных метаболитов, которые не только влияют на дифференцировку бокаловидных клеток, но также через перекрестное питание других видов микробов, например Faecalibacterium prausnitzii . Соответственно, состав микробиоты кишечника влияет на функцию слизи за счет наличия микробных метаболитов.

    Рисунок 1.

    На структуру слизистого слоя влияет микробиота кишечника. Кишечные бактерии отделены от эпителия хозяина слоем кишечной слизи, который усилен молекулами защиты хозяина, такими как дефенсины, домен Ly6 / PLAUR, содержащий белок 8 (LYPD8), белок гранул зимогена 16 (ZG16), регенерирующие белки островкового происхождения 3 (REG3α / γ) и другие. Присутствие кишечной микробиоты индуцирует экспрессию генов, кодирующих муцин 2 ( Muc2 ) и галактозид 2-альфа-L-фукозилтрансферазу 2 ( Fut2 ), тем самым влияя на прочность слизи и структуру гликанов муцина.Это, в свою очередь, может повлиять на состав кишечной микробиоты, поскольку определенные кишечные бактерии, такие как Bacteroides thetaiotaomicron , могут связывать и метаболизировать гликаны муцина в качестве источника энергии. Разложение гликанов приводит к образованию микробных метаболитов, которые не только влияют на дифференцировку бокаловидных клеток, но также через перекрестное питание других видов микробов, например Faecalibacterium prausnitzii . Соответственно, состав микробиоты кишечника влияет на функцию слизи за счет наличия микробных метаболитов.

    В толстой кишке слизь характеризуется отчетливым многослойным внутренним слоем, который практически не содержит бактерий, и менее выраженным внешним слоем, который состоит из слизи, кишечных бактерий и пищевых продуктов [24]. Из-за смешивания с содержимым кишечника внешний слой часто трудно наблюдать на срезах ткани толстой кишки или с помощью других методов визуализации. Напротив, внутренний слой слизи толстой кишки отчетливо виден, показывая, что его толщина поддерживается на довольно постоянном уровне: ~ 50–80 мкм у мышей и ~ 100 мкм у людей [4, 15, 24, 25].Поскольку слизь постоянно секретируется на базальном уровне, это указывает на то, что переход от внутреннего слоя к внешнему должен строго регулироваться. В самом деле, кальций-активируемый регулятор хлоридных каналов 1 (CLCA1), который, несмотря на свое название, является металлопротеазой с высоким содержанием в слизи толстой кишки, как недавно было показано, вносит вклад в этот переход [26]. Однако делеция Clca1 у мышей показала, что дополнительные, еще не идентифицированные цистеиновые протеазы могут компенсировать недостаток этого фермента, предполагая уровень избыточности в этом процессе.Опосредуется ли переход между внутренним и внешним слоем слизи только протеазами хозяина, или же бактериальные ферменты могут добавить дополнительный уровень сложности, будет интересным вопросом, который необходимо изучить в будущих исследованиях.

    В отличие от подвздошной кишки, в которой антимикробные пептиды убивают микроорганизмы, которые достигают эпителия, бактерии толстой кишки образуют активный внутренний биореактор, производящий огромное количество метаболитов, включая витамины и короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA), которые влияют на физиологию хозяина в основном благотворно [1, 27–31].Следовательно, внутренний биореактор необходимо поддерживать регулируемым образом — следовательно, на достаточном расстоянии от эпителия. Соответственно, эпителий толстой кишки производит меньше антибактериальных пептидов, которые прилипают к слизи, но скорее секретирует пептиды, которые связывают и агрегируют бактерии и, следовательно, ингибируют проникновение бактерий через исключение физического размера и ингибирование подвижности. Примечательно, что, несмотря на относительно макроскопический механизм, эти пептиды довольно специфичны. Недавно было показано, что домен Ly6 / PLAUR, содержащий белок 8 (Lypd8), специфически связывает флагеллированные бактерии и, таким образом, блокирует их подвижность в толстой кишке мышей [32].Кроме того, лектин-подобный белок zymogen granulae protein 16 (ZG16) специфически связывает пептидогликан бактериальной клеточной стенки грамположительных бактерий и тем самым ингибирует их проникновение во внутренний слой слизи толстой кишки [33]. Однако эта система защиты от связывания / агрегации дополняется дополнительными антимикробными пептидами, такими как REG3γ, резистиноподобная молекула β (RELMβ) и другие [19, 34]. Следовательно, слизь в тонком и толстом кишечнике защищает хозяина от кишечной микробиоты с помощью разных, но схожих эффективных механизмов.

    Специфическое взаимодействие между кишечной микробиотой и слоем слизи

    Несмотря на то, что кишечная слизь является барьером против микробиоты кишечника, для ее полной функциональности необходимо присутствие бактерий, как это было показано на стерильных (GF) животных. Ранние гистохимические анализы уже описали более тонкий или местами даже отсутствующий слой слизи в толстой кишке крыс GF [35]. Более того, окрашивание периодической кислотой-Шиффом (PAS) — методика, используемая для окрашивания полисахаридов и гликопротеинов — в том же исследовании выявило структурные различия внутри слоя, поскольку слой слизи толстой кишки выглядел менее плотным у крыс GF по сравнению с крысами, выращенными традиционным способом (рис. 1) [35].Эти данные были дополнены более специфическим окрашиванием лектинов, которое выявило менее интенсивную реактивность на UEA-1 ( Ulex europaeus agglutinin I ; α-L-фукоза) и DBA ( Dolichis biflorus agglutinin ; α-N-Acetyl-D -галактозамин) инкубация бокаловидных клеток в слепой кишке, но не в тонком или толстом кишечнике мышей GF [36]. Хотя это указывает на то, что концевые остатки гликана в слепой кишке мышей GF отличаются от их обычных аналогов, секретируемая слизь в этом исследовании не анализировалась.Важно, однако, наблюдение, что гликозилирование муцина различается уже внутриклеточно до секреции слизи, предполагает, что не только бактериальная деградация конкретных гликанов слизи (см. Ниже), но также опосредованные бактериями процессы хозяина вносят вклад в фукозилирование слизи. Эта гипотеза подтверждается данными, сравнивающими фукозилированные гликоконъюгаты между GF и мышами, выращенными традиционным способом: в тонком кишечнике колонизированные мыши демонстрировали возрастающий градиент фукозилированных эпитопов в энтероцитах, клетках Панета и бокаловидных клетках, тогда как фукозилирование в тонком кишечнике у мышей GF могло быть только обнаружен в клетках Панета на дне крипт Либеркюн [37].Дальнейшие эксперименты показали, что микробиота специфически индуцирует экспрессию фукозилтрансфераз хозяина, которые добавляют L-фукозу в α-1,2 положении [37].

    В то время как сравнение между взрослыми GF и грызунами, выращенными традиционным способом, показывает четкую разницу в толщине и составе слизи [35, 36, 38, 39], модель GF на мышах представляет собой крайний случай естественной ситуации, в которой кишечник новорожденного становится после рождения колонизированы отдельной микробной популяцией. Интересно, что хотя экспрессия генов муцина мыши Muc1-4 увеличивалась между 1 и 6 днями постнатального периода даже в отсутствие микробиоты [40], наличие сложной микробиоты приводило к более высокой базовой экспрессии гена, кодирующего секретируемый MUC2. , но не мембраносвязанных муцинов 1, 3 и 4.Напротив, мыши, моноколонизированные пробиотическими бактериальными штаммами Lactobacillus acidophilus NCFM или Escherichia coli Nissle 1917, демонстрировали аналогичную экспрессию Muc2 по сравнению с уровнем мышей GF [40]. Это указывает на то, что другие члены сложного микробного сообщества необходимы для стимуляции экспрессии Muc2 или что для выработки сигнала, индуцирующего Muc2 , необходимо возможное метаболическое взаимодействие между видами микробов.

    Поскольку экспрессия мРНК Muc2 не полностью соответствует продукции MUC2, а функция слизи в значительной степени регулируется на посттрансляционном уровне, анализа экспрессии Muc2 недостаточно для полной оценки функции слизистого слоя кишечника [12]. Таким образом, содержание белка MUC2 и с помощью метода ex vivo для исследования функции слизи в живой ткани [25], толщина слизи и ее проницаемость были исследованы у мышей GF после колонизации сложным микробным сообществом [41].Мыши GF имели проницаемый слой слизи внутренней толстой кишки, который содержал более низкое относительное содержание белка MUC2 по сравнению с мышами, выращенными традиционным способом. Примечательно, что толщина внутреннего слоя слизи толстой кишки не различалась между двумя группами мышей при использовании этого метода ex vivo , но, поскольку проницаемая слизь, которая содержит более низкую концентрацию белка MUC2, возможно, сжимается больше, чем неповрежденный слой во время фиксации. [42], эти результаты, вероятно, описывают тот же биологический дефект, который наблюдался в фиксированных срезах ткани [38, 39, 43].После того, как мыши GF были колонизированы сложным микробным сообществом, слизистому слою толстой кишки требовалось около 5 недель, чтобы стать непроницаемым — столько же времени, сколько необходимо для нормального отделения слизи тонкого кишечника от кишечного эпителия [41].

    Несмотря на наличие основного сообщества кишечной микробиоты, которое наблюдается у большинства людей, существуют значительные различия в микробном составе кишечника между отдельными хозяевами [44–48]. Учитывая решающее влияние микробиоты кишечника на функцию слизи [41], неудивительно, что различия в составе микробиоты влияют на свойства слизи.Соответственно, в двух колониях мышей, которые были размещены в разных комнатах одного и того же помещения для животных, одна колония показывала нормальный непроницаемый внутренний слой слизи толстой кишки, тогда как вторая колония имела проницаемую слизь. Это различие может быть связано со специфическим составом микробиоты кишечника, поскольку фенотип слизи передавался мышам GF при трансплантации микробиоты слепой кишки [49]. Однако, хотя наблюдались различия в микробном составе между двумя колониями мышей, сильные межиндивидуальные различия в колониях мышей не позволяли причинно связать определенные бактериальные таксоны с функцией слизи.Следовательно, хотя очевидно, что состав микробного сообщества влияет на функцию слизи, эффекты конкретных членов кишечного микробного сообщества в значительной степени неизвестны, а влияние на функцию слизи может зависеть от структуры сообщества, а не от отдельных таксонов. Однако все больше данных свидетельствует о том, что определенные штаммы бактерий обладают более сильным потенциалом, чем другие, влиять на функцию слизи (см. Ниже).

    Следует отметить, что анализы кишечной микробиоты и трансплантации микробиоты часто фокусируются на членах бактериального сообщества, игнорируя потенциальное влияние вирусов и грибов, которые также пересаживаются в сложные сообщества.В частности, было показано, что бактериофаги — специфические для бактерий вирусы, которые населяют кишечник в большом разнообразии [50], локализуются на поверхности слизистых оболочек и особенно обогащены слизью по сравнению с окружающей средой [51]. Согласно предложенной модели «прилипания бактериофага к слизи» (BAM), фаги могут прикрепляться к остаткам гликана гликопротеинов муцина посредством взаимодействия с Ig-подобными доменами их белков капсида вируса, тем самым формируя дополнительный независимый от хозяина антимикробный щит против кишечника. микробиота [51].Наблюдение за тем, что вирусный состав в кишечнике пациентов с воспалительным заболеванием кишечника (ВЗК) отличается от здоровых людей, в основном за счет увеличения бактериофагов Caudovirales, дополнительно подтверждает важность сложного фаго-бактериального взаимодействия в кишечнике, имеющего отношение к здоровью. и болезнь [52, 53].

    Гликаны слизи как источник энергии для кишечной микробиоты

    О-связанных олигосахаридов составляют около 80% от общей молекулярной массы кишечной слизи [7, 54].Поскольку селективные кишечные бактерии могут разлагать гликаны слизи в качестве источника энергии [39, 55, 56], вполне вероятно, что на видоспецифический состав кишечной микробиоты влияет профиль гликозилирования слизистого слоя, который также различается у разных видов [54 , 57–60]. В поддержку этой теории, мыши, у которых отсутствует экспрессия производных ядра 1 O-гликанов, имеют тонкие различия микробиоты в просвете слепой кишки [61]. Однако, поскольку паттерн гликозилирования слизи скорее влияет на бактерии, связанные со слизистой оболочкой, можно предположить, что микробная популяция слизистой оболочки кишечника будет затронута в большей степени.Действительно, у людей экспрессия галактозид 2-α-L-фукозилтрансферазы 2 (FUT2), кодируемая геном FUT2 (секреторный), как было показано, влияет на состав кишечной микробиоты, связанный со слизистой оболочкой толстой кишки [62]. FUT2 передает концевой остаток фукозы гликопротеинам слизистого слоя и других секретов организма и отвечает за экспрессию антигенов группы гистокрови ABO [63]. Нонсенс-мутация в гене FUT2 , которая инактивирует фермент и приводит к «несекреторному» фенотипу, была связана с болезнью Крона [64, 65].Более того, взаимодействие между болезнью Крона и генотипом секретора было связано с изменениями в бактериальных сообществах: на уровне вида (идентичность ≥97%) одна операционная таксономическая единица (OTU), связанная с Lactobacillus , и две OTU, связанные с Stenotrophomonas были более распространены среди здоровых генотипов секреторов, в то время как пять ОТЕ, принадлежащих к Prevotella , Brevundimonas , Sutterella , Faecalibacterium и неклассифицированному Lachnospiraceae, были связаны с несекреторами в области здоровья.Напротив, три ОТЕ, принадлежащие к Alistipes , Coprococcus и неклассифицированному Lachnospiraceae, были более многочисленны у несекреторных индивидуумов с болезнью Крона [62]. Это говорит о том, что сочетание определяемой генотипом структуры гликанов и статуса заболевания может повлиять на микробное сообщество кишечника на слизистой оболочке кишечника. Однако снижение численности бифидобактерий, о котором сообщалось в образцах кала несекреторов в когорте из 79 финнов [66], не могло быть подтверждено при тестировании более крупных когорт [67, 68].Тем не менее, в соответствии с ранее упомянутым исследованием на мышах [61], ясно, что генотип FUT2 влияет только на микробное сообщество, связанное со слизистой оболочкой, и не модулирует состав фекальной микробиоты, который был проанализирован в больших когортах.

    Было продемонстрировано, что взаимодействие между структурой гликанов слизи и составом кишечной микробиоты является более систематическим, чем считалось ранее: в эпохальном исследовании Брай и его коллеги [37] обнаружили, что Bacteroides thetaiotaomicron ( B.theta ), обычный представитель нормальной кишечной микробиоты мыши и человека, способен индуцировать фукозилирование в подвздошной кишке мыши (рис. 1). Примечательно, что индукция фукозилтрансфераз хозяина B. theta регулировалась фактической концентрацией фукозы хозяина [69] и отсутствовала у изогенного бактериального мутанта, который был неспособен метаболизировать L-фукозу в качестве источника энергии [37]. Это указывает на то, что B. theta индуцирует фукозилирование слизистой оболочки, чтобы создать свою собственную нишу, обеспечивающую питательные вещества.Хотя этот феномен иллюстрирует взаимодействие bona fide между хозяином и микробом, молекулярный сигнал, который стимулирует эпителиальные фукозилтрансферазы, остается неизвестным, но включает передачу сигналов через регулируемые внеклеточными сигналами киназы (ERK) и пути передачи сигналов N-концевых киназ c-Jun (JNK). в слизистой оболочке кишечника [70].

    Помимо воздействия на фукозилирование слизи, B. theta , как было показано, способствует дифференцировке бокаловидных клеток, стимулируя секреторную линию в эпителии толстой кишки крыс — эффект, опосредованный ацетатом SCFA [71].Кроме того, присутствие B. theta приводило к повышенной экспрессии гликанов, несущих остатки сиаловой кислоты гликанов слизи, тогда как экспрессия сульфатированных и нейтральных олигосахаридов снижалась. Интересно, что когда к моноколонизированным крысам B. theta- добавляли Faecalibacterium prausnitzii , потребитель ацетата и продуцент бутирата, увеличение дифференцировки бокаловидных клеток и изменение гликанового профиля слизи прекратилось [71]. Следовательно, это исследование ясно показало, что не вся слизь создается одинаково, но вместо этого присутствие бактерий, а точнее присутствие и относительное количество определенных бактерий, формирует гликановый профиль слизистого слоя (рис. 1).

    Микробиота кишечника разрушает пищевые субстраты, которые не метаболизируются и не поглощаются тонкой кишкой и, таким образом, достигают просвета толстой кишки. Эти пищевые субстраты представляют собой в основном полисахариды растительного происхождения, для которых хозяин имеет лишь ограниченный ферментативный репертуар, состоящий примерно из 17 углеводно-активных ферментов (CAZymes) [72]. Напротив, генетический репертуар кишечной микробиоты человека (кишечного микробиома) кодирует по крайней мере 89 семейств CAZyme, что предполагает способность расщеплять широкий спектр углеводов [72, 73].Фактически, протеом B. theta сам по себе включает по крайней мере 172 гликозилгидролазы, тем самым превышая возможности многих других секвенированных кишечных микробиоты [74]. Примечательно, что распространенность CAZymes в микробиоте кишечника, как было установлено, зависит от географического положения и возраста, что позволяет предположить, что адаптация, зависящая от диеты, возможна [72].

    В то время как пищевые углеводы являются основным источником питательных веществ для микробиоты кишечника, слой слизи является альтернативным источником гликанов, полученных из организма хозяина, и способствует колонизации и сохранению бактерий в кишечнике человека [55, 75, 76].Такая метаболическая гибкость особенно очевидна и полезна для микробов, когда в рационе отсутствуют сложные углеводы — или углеводы, доступные для микробиоты (МАК [77]), о чем свидетельствуют исследования по изучению метаболизма гликанов B. theta у новорожденных мышей. [78] или у мышей, которых кормили диетой, лишенной пищевых волокон [79]. Возможность переключения с пищевых гликанов на гликаны, полученные от хозяина, соответственно определяет, какая кишечная микробиота может сохраняться в кишечнике, когда диетические МАК являются недостаточными.

    Среди синтетического сообщества, состоящего из 13 видов кишечных микробов человеческого происхождения, которые охватывают представителей доминирующих типов в кишечнике человека, было обнаружено, что Akkermansia muciniphila и Barnesiella кишечника являются специалистами по слизи и питаются исключительно муцином O- гликаны. Напротив, B. theta и Bacteroides caccae продемонстрировали метаболическую гибкость, упомянутую выше, и поэтому были названы универсальными слизистыми, которые могут питаться различными полисахаридами [39].Примечательно, что когда мышей, которые были колонизированы этим синтетическим сообществом, были переведены с диеты, богатой клетчаткой, на диету без клетчатки, экспрессия и активность CAZymes отреагировали увеличением ферментов, нацеленных на слизь, и уменьшением ферментов, нацеленных на клетчатку. Как следствие, у мышей, получавших диету без клетчатки, уменьшилась толщина слизистого слоя толстой кишки, что увеличило восприимчивость к инфекции кишечным патогеном слизистой оболочки мыши Citrobacter rodentium (рис. 2) [39]. Следует отметить, что мыши с дефектом основного белка слизи MUC2 (Muc2 / ) были одинаково восприимчивы к C.rodentium [80], которая напоминает инфицирование человека энтеропатогенной E. coli (EPEC) и энтерогеморрагической E. coli (EHEC) [81]. Таким образом, параллель между зависимой от диеты дестабилизацией слизистого слоя и отсутствием MUC2 указывает на решающую роль микробиоты кишечника в формировании защитного слизистого экрана против инфекции кишечными патогенами.

    Рисунок 2.

    Дефекты слизистой оболочки кишечника усугубляют кишечную инфекцию и воспаление.Рационы, в которых отсутствуют углеводы, доступные для микробиоты, которые содержатся в пищевых волокнах, заставляют микробные организмы кишечника разрушать гликаны слизистого слоя кишечника (что показано более светлым цветом слизи), тем самым снижая прочность слизи. Дефектный слой слизи увеличивает риск кишечных инфекций, например, мышиного патогена Citrobacter rodentium. Дефект слизи, вызванный диетой, можно предотвратить с помощью определенных кишечных бактерий, таких как Bifidobacterium longum . Во время колита (изображенного интенсивными красными эпителиальными клетками) повышенная экспрессия резистиноподобной молекулы β (Relmβ) индуцирует выработку антимикробного белка, регенерирующего островковый белок 3β (REG3β), который снижает количество полезных видов Lactobacillus .Соответственно, применение Lactobacillus может уменьшить колит. В слизи пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника наблюдается повышенное количество разлагающей слизь бактерии Ruminococcus gnavus , в то время как дефектный слой слизи может приводить к повышенной транслокации бактериального липополисахарида, тем самым способствуя метаболическим заболеваниям.

    Рисунок 2.

    Дефекты слизистой оболочки кишечника усугубляют кишечную инфекцию и воспаление.Рационы, в которых отсутствуют углеводы, доступные для микробиоты, которые содержатся в пищевых волокнах, заставляют микробные организмы кишечника разрушать гликаны слизистого слоя кишечника (что показано более светлым цветом слизи), тем самым снижая прочность слизи. Дефектный слой слизи увеличивает риск кишечных инфекций, например, мышиного патогена Citrobacter rodentium. Дефект слизи, вызванный диетой, можно предотвратить с помощью определенных кишечных бактерий, таких как Bifidobacterium longum . Во время колита (изображенного интенсивными красными эпителиальными клетками) повышенная экспрессия резистиноподобной молекулы β (Relmβ) индуцирует выработку антимикробного белка, регенерирующего островковый белок 3β (REG3β), который снижает количество полезных видов Lactobacillus .Соответственно, применение Lactobacillus может уменьшить колит. В слизи пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника наблюдается повышенное количество разлагающей слизь бактерии Ruminococcus gnavus , в то время как дефектный слой слизи может приводить к повышенной транслокации бактериального липополисахарида, тем самым способствуя метаболическим заболеваниям.

    Помимо защиты от кишечных патогенов, защита от триллионов комменсальных кишечных бактерий является не менее важной задачей для кишечной слизи.Действительно, кормление гнотобиотических мышей диетой, не содержащей МАК, привело к истончению слизистого слоя толстой кишки и, как следствие, к увеличению близости комменсальных кишечных бактерий к слизистой оболочке [38]. Это сопровождалось усилением продукции антибактериальной защитной молекулы REG3β в подвздошной кишке. Примечательно, что аналогичная повышающая регуляция Reg3β и Reg3γ наблюдалась в тонком и толстом кишечнике мышей Muc2 / , у которых отсутствует защитный слизистый барьер и в конечном итоге развивается колит [4, 82].Таким образом, эти исследования дополнительно демонстрируют, что недостаток МАК в пище может привести к пагубным изменениям слизистого слоя, что в конечном итоге может вызвать кишечные заболевания.

    В недавнем исследовании мы смогли показать, что соблюдение диеты западного стиля (WSD) — диеты с высоким содержанием насыщенных жирных кислот и сахарозы, но с низким содержанием пищевых волокон — привело к увеличению проницаемости слизистого слоя толстой кишки [83] . Хотя это частично можно объяснить микробной деградацией гликанов хозяина [38, 39, 55], мы также обнаружили меньше белка MUC2 в слизи толстой кишки мышей, получавших WSD, по сравнению со слизью мышей, получавших контрольную диету [ 83].Это указывает на то, что проникновение кишечных бактерий в слой слизи может быть связано с усилением деградации бактериальных гликанов, но также может быть вызвано дефектом хозяина, который приводит к снижению продукции, секреции или сборки муцина MUC2.

    Здоровый внутренний слизистый слой толстой кишки расширяется по направлению к просвету кишечника со скоростью около 2 мкм / мин («скорость роста слизи»), тем самым активно отталкивая микробиоту кишечника от поверхности эпителия [25]. Однако при кормлении WSD эта скорость роста снизилась примерно до 0.5 мкм / мин — дефект, который можно предотвратить, добавив к WSD трансплантат микробиоты от мышей, получавших контрольную диету, богатую клетчаткой, или даже с помощью одного штамма пробиотика Bifidobacterium longum [83]. Следовательно, обусловленные диетой изменения микробиоты кишечника привели к дефектам слизистого слоя, которые, вероятно, вызваны комбинацией факторов хозяина и микробов (рис. 2).

    Взаимодействие микробиоты и слизи и значение для болезни

    MUC2-дефицитные мыши неспособны предотвратить контакт кишечной микробиоты с эпителием хозяина.Соответственно, у этих мышей развивается спонтанный колит и усиленное распространение инфекции C. rodentium толстой кишки, что подчеркивает вклад слизистого слоя в заболевание кишечника [4, 80, 84]. Точно так же у людей слизь пациентов с язвенным колитом, самоограничивающимся колитом и острым аппендицитом была проницаема для бактерий и выявляла уменьшенную толщину слизи, что коррелировало с тяжестью заболевания [3, 4, 85]. Более того, у пациентов с ВЗК было обнаружено повышенное количество прилипающих к слизистой оболочке бактерий по сравнению со здоровым контролем или пациентами с синдромом раздраженного кишечника (СРК) [86].Соответственно, характеристика бактерий, связанных со слизистой оболочкой, является лучшим предиктором фенотипа заболевания, чем анализ состава фекальной микробиоты [87].

    В то время как изменения в составе кишечной микробиоты у пациентов с ВЗК наблюдались в нескольких больших и малых когортах, методологические различия, когортная гетерогенность и повышенные колебания микробиома у пациентов с ВЗК не смогли идентифицировать конкретные общие микробные таксоны, которые были связаны с любой из форм IBD [88–91].Тем не менее, недавнее продольное исследование микробиоты стула у пациентов с ВЗК на срок до 12 месяцев выявило новую кладу Ruminococcus gnavus , которая временно обогащалась у пациентов с ВЗК [91]. Следует отметить, что при исследовании специфических геномных адаптаций клады R. gnavus авторы идентифицировали гены, участвующие в утилизации слизи и сахара исключительно в IBD-специфической кладе R. gnavus (рис. 2). Такая специфичность путей разложения слизи у R.gnavus соответствует предыдущему исследованию, в котором анализировалось разложение слизи и использование двух штаммов R. gnavus человеческого происхождения: только штамм ATCC 29149, но не E1, мог расти на муцине как единственном источнике углеводов — особенность это может быть связано с присутствием специфической сиалидазы и фукозидаз [92].

    Бактериальная деградация муцина, превышающая обновление слизи хозяином, является очевидным фактором, который приводит к дисфункции барьера и, вероятно, способствует заболеванию.Однако недавние исследования показывают, что самого проницаемого или отсутствующего слоя слизи может быть недостаточно, чтобы вызвать заболевание. Например, в отсутствие MUC2 повышенная экспрессия гена Retnlb (кодирующего RELMβ) индуцировала продукцию антимикробного белка REG3β, что уменьшало количество полезных видов Lactobacillus [93]. Соответственно, применение двух лактобацилл, полученных от мышей, но не коммерческой смеси пробиотиков, содержащей три штамма Lactobacillus человеческого происхождения, могло облегчить колит у мышей Muc2 / (рис. 2).Хотя у мышей, обработанных Lactobacillus , было повышено количество SCFA в толстой кишке, необходимо определить, действительно ли эти органические кислоты способствуют облегчению колита, особенно потому, что сравнение со штаммами Lactobacillus человеческого происхождения демонстрирует, что модуляция барьерной функции слизистой оболочки является существенной. штамм-специфичный. Аналогичным образом было показано, что два штамма Lactobacillus reuteri , полученные от крысы или человека, увеличивают толщину внутреннего слизистого слоя на мышиной модели химически индуцированного колита на основе декстрансульфата натрия (DSS) — эффект, который сопровождался сниженной экспрессией маркеры воспаления и повышенная экспрессия белков плотного соединения [94].

    Подобный эффект увеличения толщины слизи недавно наблюдался у крыс после применения штамма Bifidobacterium pseudolongum Patronus, который был выделен из стула крыс, получавших антибиотики [95]. Анализ микробиоты у этих крыс выявил относительное снижение на A. muciniphila , который, несмотря на его специфическую способность разлагать слизь [39, 96], считается полезным обитателем кишечника [43, 97]. Таким образом, неясно, связано ли увеличение толщины слизи с увеличением численности Bifidobacterium или с уменьшением разложения слизи на A.muciniphila . Следует отметить и вопреки ожиданиям, введение A. muciniphila мышам, получавшим диету с высоким содержанием жиров, привело к увеличению толщины слизи в толстой кишке [43]. Поскольку такой результат не наблюдался у мышей, получавших контрольную диету, влияние A. muciniphila на разложение слизи и, следовательно, толщину слизи может зависеть от контекста и особенно от диеты. Кроме того, и в пользу способности отдельных штаммов Bifidobacterium непосредственно модулировать слизь, мы недавно показали, что применение пробиотика B.longum может предотвратить дефект роста слизи у мышей, получавших WSD [83]. Более того, обогащение WSD с низким содержанием клетчатки инулином пищевых волокон, который, как известно, способствует росту Bifidobacterium [98, 99], предотвращает проницаемость слизи в нашем анализе слизи ex vivo . Таким образом, хотя молекулярный механизм до сих пор неясен, возможно, что отдельные метаболические или структурные компоненты конкретных штаммов Bifidobacterium и / или Lactobacillus предотвращают кишечное заболевание, модулируя функцию слизистого слоя.

    Микробиота кишечника влияет не только на физиологию кишечника, но и передает сигнал отдаленным органам, тем самым влияя на метаболизм всего тела [29, 83]. Таким образом, кишечные бактерии были идентифицированы как фактор, способствующий метаболическим заболеваниям, а дефектный барьер слизистой оболочки кишечника может быть решающим связующим звеном между хозяином и микробами [100–104]. Действительно, транслокация липополисахарида бактериального эндотоксина (ЛПС) из кишечника вызывает воспаление жировой ткани, и люди и мыши с ожирением имеют повышенные уровни ЛПС в плазме (рис. 2) [102, 104, 105].

    Без сомнения, потребление WSD с высоким содержанием сахара и жира способствует метаболическим заболеваниям, но, в то же время, нарушение функции кишечной слизи наблюдалось в нескольких исследованиях, как описано выше. Кроме того, было показано, что обычные диетические эмульгаторы, такие как карбоксиметилцеллюлоза и полисорбат-80, вызывают легкое воспаление, метаболический синдром и колит на модели восприимчивых мышей посредством модуляции микробиоты кишечника [106]. Даже у людей в недавнем исследовании было обнаружено повышенное количество неопознанных кишечных бактерий в слизи пациентов с нарушенным метаболизмом глюкозы по сравнению с контрольной группой [5].Хотя эта ассоциация предполагает критическую роль неповрежденного слизистого барьера для метаболизма глюкозы, необходимы дальнейшие исследования, чтобы продемонстрировать, что дисфункциональный слизистый слой действительно способствует метаболическим изменениям у людей.

    Заключение и перспектива

    Слой кишечной слизи отделяет микробиоту кишечника от хозяина, и накопленные данные свидетельствуют о том, что нарушение этого противоинфекционного барьера способствует развитию таких заболеваний, как колит и метаболические заболевания.Хотя изменения в составе кишечной микробиоты были связаны с этими заболеваниями, молекулярные детали еще предстоит идентифицировать.

    В последние годы в нескольких исследованиях было обнаружено, что микробиота кишечника влияет на физиологию и функцию слизистого слоя. После того, как предыдущие, в основном ассоциативные, исследования наблюдали корреляции между структурой слизи и конкретными микробными сообществами кишечника, текущие анализы изучают влияние изолированных бактерий на функцию слизи. Эти исследования показали, что микробная модуляция функции слизи не определяется на уровне вида, но что микробная характеристика требует разрешения, по крайней мере, на уровне штамма.Поскольку микробиота кишечника представляет собой сложное сообщество, на которое влияют факторы окружающей среды, эти внешние факторы также необходимо учитывать. Здесь состав рациона и, в частности, изобилие пищевых волокон является критическим фактором, влияющим на то, как индивидуальная микробиота кишечника взаимодействует со слоем слизи.

    Нацеливание на микробиоту кишечника для улучшения барьерной функции слизистых оболочек является основной целью исследований в этой области. Таким образом, слой кишечной слизи как решающий интерфейс между хозяином и микробами является многообещающей мишенью, которая только недавно стала предметом внимания.Соответственно, определение молекулярного механизма — почему отдельные кишечные бактерии вызывают полезные, укрепляющие барьеры эффекты, а другие, близкородственные штаммы — нет, — может быть использовано для разработки будущих пробиотиков следующего поколения. Более того, обогащение полезной микробиоты за счет целенаправленных диетических вмешательств может обеспечить дополнительный подход к лечению или даже профилактике желудочно-кишечных заболеваний в будущем.

    Благодарности

    Б.ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. благодарит Рози Перкинс за ценные отзывы редакторов о рукописи и Анну Халлен за отличную помощь с графическими иллюстрациями.

    Финансирование

    B.O.S. поддерживается долгосрочной стипендией программы Human Frontier Science Program (LT000109 / 2014).

    Заявление о конфликте интересов: не заявлено.

    Список литературы

    1

    Schroeder

    BO

    ,

    Bäckhed

    F.

    Сигналы от микробиоты кишечника к отдаленным органам в физиологии и болезнях

    .

    Nat Med

    2016

    ;

    22

    :

    1079

    89

    ,2

    Родригес-Пиньейро

    AM

    ,

    Bergström

    JH

    ,

    Ermund

    A

    et al.

    Исследования слизи в желудке, тонком и толстом кишечнике мышей. II. Протеом слизи желудочно-кишечного тракта обнаруживает Muc2 и Muc5ac, сопровождаемые набором ядерных белков

    .

    Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol

    2013

    ;

    305

    :

    G348

    56

    ,3

    Свидсински

    A

    ,

    Loening-Baucke

    V

    ,

    Theissig

    F

    et al.

    Сравнительное исследование слизистого барьера кишечника нормальной и воспаленной толстой кишки

    .

    Кишечник

    2007

    ;

    56

    :

    343

    50

    ,4

    Johansson

    MEV

    ,

    Gustafsson

    JK

    ,

    Holmén-Larsson

    J

    et al.

    Бактерии проникают через обычно непроницаемый внутренний слой слизи ободочной кишки как в моделях мышиного колита, так и у пациентов с язвенным колитом

    .

    Кишечник

    2014

    ;

    63

    :

    281

    91

    ,5

    Chassaing

    B

    ,

    Raja

    SM

    ,

    Lewis

    JD

    et al.

    Посягательство микробиоты толстой кишки коррелирует с дисгликемией у людей

    .

    Cell Mol Gastroenterol Hepatol

    2017

    ;

    4

    :

    205

    21

    .6

    Birchenough

    GMH

    ,

    Nyström

    EEL

    ,

    Johansson

    MEV

    et al.

    Сторожевые бокаловидные клетки охраняют крипту толстой кишки, запуская Nlrp6-зависимую секрецию Muc2

    .

    Наука

    2016

    ;

    352

    :

    1535

    42

    ,7

    Allen

    A

    ,

    Hutton

    DA

    ,

    Pearson

    JP.

    Продукт гена MUC2: муцин кишечника человека

    .

    Int J Biochem Cell Biol

    1998

    ;

    30

    :

    797

    801

    ,8

    Axelsson

    MAB

    ,

    Asker

    N

    ,

    Hansson

    GCO.

    Гликозилированный мономер и димер MUC2 из клеток LS 174T растворимы в воде, тогда как более крупные виды MUC2, образующиеся на ранних этапах биосинтеза, нерастворимы и содержат невосстанавливаемые межмолекулярные связи

    .

    J Biol Chem

    1998

    ;

    273

    :

    18864

    70

    .9

    Asker

    N

    ,

    Axelsson

    MAB

    ,

    Olofsson

    S-O

    et al.

    Димеризация муцина MUC2 человека в эндоплазматическом ретикулуме сопровождается зависимым от N-гликозилированием переносом моно- и димеров в аппарат Гольджи

    .

    J Biol Chem

    1998

    ;

    273

    :

    18857

    63

    .10

    Godl

    K

    ,

    Johansson

    MEV

    ,

    Lidell

    ME

    et al.

    N-конец муцина MUC2 образует тримеры, которые удерживаются вместе внутри резистентного к трипсину корового фрагмента

    .

    J Biol Chem

    2002

    ;

    277

    :

    47248

    56

    .11

    Ambort

    D

    ,

    Johansson

    MEV

    ,

    Gustafsson

    JK

    et al.

    Зависящая от кальция и pH упаковка и высвобождение гелеобразующего муцина MUC2

    .

    Proc Natl Acad Sci USA

    2012

    ;

    109

    :

    5645

    50

    .12

    Johansson

    MEV

    ,

    Hansson

    GC.

    Иммунологические аспекты кишечной слизи и муцинов

    .

    Nat Rev Immunol

    2016

    ;

    16

    :

    639

    49

    ,13

    McGuckin

    MA

    ,

    Hasnain

    SZ.

    Бокаловидные клетки как стражи слизистой оболочки иммунитета

    .

    Mucosal Immunol

    2017

    ;

    10

    :

    1118

    21

    .14

    Meldrum

    OW

    ,

    Yakubov

    GE

    ,

    Bonilla

    MR

    и др.

    Сборка муцинового геля контролируется коллективным действием немуциновых белков, дисульфидных мостиков, Ca 2+ -опосредованных связей и водородных связей

    .

    Научный сотрудник

    2018

    ;

    8

    :

    5802.

    15

    Ermund

    A

    ,

    Schütte

    A

    ,

    Johansson

    MEV

    et al.

    Исследования слизи в желудке, тонком и толстом кишечнике мышей. I. Слои слизи желудочно-кишечного тракта имеют разные свойства в зависимости от местоположения, а также от бляшки Пейера

    .

    Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol

    2013

    ;

    305

    :

    G341

    7

    ,16

    Schütte

    A

    ,

    Ermund

    A

    ,

    Becker-Pauly

    C

    et al.

    Микробно-индуцированное расщепление меприна β в муцине MUC2 и функциональный канал CFTR необходимы для высвобождения заякоренной слизи тонкого кишечника

    .

    Proc Natl Acad Sci USA

    2014

    ;

    111

    :

    12396

    401

    ,17

    Мейер-Хофферт

    U

    ,

    Хорнеф

    МВт

    ,

    Энрикес-Нормарк

    B

    и др.

    Секретируемое кишечное антимикробное действие локализуется в поверхностном слое слизи

    .

    Кишечник

    2008

    ;

    57

    :

    764

    71

    ,18

    Bevins

    CL

    ,

    Salzman

    NH.

    Клетки Панета, антимикробные пептиды и поддержание гомеостаза кишечника

    .

    Nat Rev Microbiol

    2011

    ;

    9

    :

    356

    68

    ,19

    Вайшнава

    S

    ,

    Ямамото

    M

    ,

    Severson

    KM

    и др.

    Антибактериальный лектин RegIIIgamma способствует пространственному разделению микробиоты и хозяина в кишечнике

    .

    Наука

    2011

    ;

    334

    :

    255

    8

    .20

    Loonen

    LM

    ,

    Stolte

    EH

    ,

    Jaklofsky

    MT

    et al.

    REG3γ-дефицитные мыши имеют измененное распределение слизи и усиление воспалительных реакций слизистой оболочки на микробиоту и кишечные патогены в подвздошной кишке

    .

    Mucosal Immunol

    2014

    ;

    7

    :

    939

    47

    ,21

    Moor

    K

    ,

    Diard

    M

    ,

    Sellin

    ME

    et al.

    IgA с высокой авидностью защищает кишечник, сковывая растущие бактерии

    .

    Природа

    2017

    ;

    544

    :

    498

    502

    ,22

    Chu

    H

    ,

    Pazgier

    M

    ,

    Jung

    G

    et al.

    Человеческий α-дефенсин 6 способствует врожденному иммунитету слизистых оболочек посредством самособирающихся пептидных наносетей

    .

    Наука

    2012

    ;

    337

    :

    477

    81

    .23

    Mowat

    AM.

    Анатомические основы толерантности и иммунитета к кишечным антигенам

    .

    Nat Rev Immunol

    2003

    ;

    3

    :

    331

    41

    .24

    Johansson

    MEV

    ,

    Phillipson

    M

    ,

    Petersson

    J

    et al.

    Внутренний из двух слоев слизи, зависимой от Muc2 в толстой кишке, лишен бактерий

    .

    Proc Natl Acad Sci USA

    2008

    ;

    105

    :

    15064

    9

    .25

    Gustafsson

    JK

    ,

    Ermund

    A

    ,

    Johansson

    MEV

    et al.

    Метод ex vivo для изучения образования, свойств и толщины слизи в биоптатах толстой кишки человека и эксплантатах тонкого и толстого кишечника мыши

    .

    Am J Physiol-Gastrointest Liver Physiol

    2012

    ;

    302

    :

    G430

    8

    ,26

    Nyström

    EEL

    ,

    Birchenough

    GMH

    ,

    van der Post

    S

    et al.

    Активированный кальцием регулятор хлоридных каналов 1 (CLCA1) контролирует распространение слизи в толстой кишке за счет протеолитической активности

    .

    EBioMedicine

    2018

    ;

    33

    :

    134

    43

    ,27

    Лам

    B

    ,

    Ричард

    ML

    ,

    Leducq

    V

    et al.

    CARD9 воздействует на колит, изменяя метаболизм триптофана кишечной микробиотой в лиганды рецепторов арилуглеводородов

    .

    Nat Med

    2016

    ;

    22

    :

    598

    605

    . 28

    Zelante

    T

    ,

    Iannitti

    RG

    ,

    Cunha

    C

    et al.

    Катаболиты триптофана из микробиоты взаимодействуют с рецепторами арилуглеводородов и уравновешивают реактивность слизистой оболочки через интерлейкин-22

    .

    Иммунитет

    2013

    ;

    39

    :

    372

    85

    ,29

    Koh

    A

    ,

    De Vadder

    F

    ,

    Kovatcheva-Datchary

    P

    et al.

    От пищевых волокон к физиологии хозяина: короткоцепочечные жирные кислоты как ключевые бактериальные метаболиты

    .

    Ячейка

    2016

    ;

    165

    :

    1332

    45

    .30

    Donia

    MS

    ,

    Fischbach

    MA.

    Малые молекулы микробиоты человека

    .

    Наука

    2015

    ;

    349

    :

    1254766.

    31

    Dodd

    D

    ,

    Spitzer

    MH

    ,

    Treuren

    WV

    et al.

    Бактериальный путь кишечника метаболизирует ароматические аминокислоты до девяти циркулирующих метаболитов

    .

    Природа

    2017

    ;

    551

    :

    648

    52

    .32

    Окумура

    R

    ,

    Куракава

    T

    ,

    Накано

    T

    и др.

    Lypd8 способствует сегрегации жгутиковой микробиоты и эпителия толстой кишки

    .

    Природа

    2016

    ;

    532

    :

    117

    21

    .33

    Bergström

    JH

    ,

    Birchenough

    GMH

    ,

    Katona

    G

    et al.

    Грамположительные бактерии удерживаются на некотором расстоянии в слизистой оболочке толстой кишки лектин-подобным белком ZG16

    .

    Proc Natl Acad Sci USA

    2016

    ;

    113

    :

    13833

    8

    .34

    Propheter

    DC

    ,

    Chara

    AL

    ,

    Harris

    TA

    et al.

    Резистиноподобная молекула β представляет собой бактерицидный белок, который способствует пространственной сегрегации микробиоты и эпителия толстой кишки

    .

    Proc Natl Acad Sci USA

    2017

    ;

    114

    :

    11027

    33

    0,35

    Szentkuti

    L

    ,

    Riedesel

    H

    ,

    Enss

    M-L

    и др.

    Слой преэпителиальной слизи в толстой кишке обычных и стерильных крыс

    .

    Histochem J

    1990

    ;

    22

    :

    491

    7

    ,36

    Кандори

    H

    ,

    Hirayama

    K

    ,

    Takeda

    M

    et al.

    Гистохимические, лектин-гистохимические и морфометрические характеристики бокаловидных клеток кишечника стерильных и обычных мышей

    .

    Exp Anim

    1996

    ;

    45

    :

    155

    60

    0,37

    Bry

    L

    ,

    Falk

    PG

    ,

    Midtvedt

    T

    et al.

    Модель взаимодействия хозяина и микробов в открытой экосистеме млекопитающих

    .

    Science

    1996

    ;

    273

    :

    1380

    3

    ,38

    Earle

    KA

    ,

    Billings

    G

    ,

    Sigal

    M

    et al.

    Количественная визуализация пространственной организации кишечной микробиоты

    .

    Cell Host Microbe

    2015

    ;

    18

    :

    478

    88

    .39

    Desai

    MS

    ,

    Seekatz

    AM

    ,

    Koropatkin

    NM

    et al.

    Микробиота кишечника, лишенная пищевых волокон, разрушает слизистый барьер толстой кишки и повышает восприимчивость к патогенам

    .

    Ячейка

    2016

    ;

    167

    :

    1339

    53.e21

    .40

    Bergström

    A

    ,

    Kristensen

    MB

    ,

    Bahl

    MI

    et al.

    Характер бактериальной колонизации влияет на транскрипцию генов муцина у мышей в течение первой недели жизни

    .

    BMC Res Notes

    2012

    ;

    5

    :

    402.

    41

    Johansson

    MEV

    ,

    Jakobsson

    HE

    ,

    Holmén-Larsson

    J

    et al.

    Нормализация слоев слизи кишечника хозяина требует длительной микробной колонизации

    .

    Cell Host Microbe

    2015

    ;

    18

    :

    582

    92

    .42

    Johansson

    MEV

    ,

    GC

    Hansson

    . Сохранение слизи в гистологических срезах, иммуноокрашивание муцинов в фиксированной ткани и локализация бактерий с помощью FISH. В:

    McGuckin

    MA

    ,

    Thornton

    DJ

    (ред.).

    Муцины: методы и протоколы

    .

    Тотова, штат Нью-Джерси

    :

    Humana Press

    ,

    2012

    ,

    229

    35

    .43

    Everard

    A

    ,

    Belzer

    C

    ,

    Geurts

    L

    et al.

    Перекрестная связь между Akkermansia muciniphila и кишечным эпителием контролирует ожирение, вызванное диетой

    .

    Proc Natl Acad Sci USA

    2013

    ;

    110

    :

    9066

    71

    .44

    Zoetendal

    EG

    ,

    Akkermans

    AD

    ,

    De Vos

    WM.

    Анализ гель-электрофореза в градиенте температуры 16S рРНК из образцов фекалий человека выявляет стабильные и специфичные для хозяина сообщества активных бактерий

    .

    Appl Environ Microbiol

    1998

    ;

    64

    :

    3854

    9

    .45

    Qin

    J

    ,

    Li

    R

    ,

    Raes

    J

    et al.

    Каталог кишечных микробных генов человека, созданный путем метагеномного секвенирования

    .

    Природа

    2010

    ;

    464

    :

    59

    124

    .46

    Экбург

    PB

    ,

    Bik

    EM

    ,

    Bernstein

    CN

    et al.

    Разнообразие микробной флоры кишечника человека

    .

    Наука

    2005

    ;

    308

    :

    1635

    8

    .47

    Hold

    GL

    ,

    Pryde

    SE

    ,

    Russell

    VJ

    et al.

    Оценка микробного разнообразия в образцах толстой кишки человека с помощью анализа последовательности 16S рДНК

    .

    FEMS Microbiol Ecol

    2002

    ;

    39

    :

    33

    9

    .48

    Консорциум проекта по микробиому человека.

    Структура, функции и разнообразие микробиома здорового человека

    .

    Природа

    2012

    ;

    486

    :

    207

    14

    .49

    Jakobsson

    HE

    ,

    Rodríguez-Piñeiro

    AM

    ,

    Schütte

    A

    et al.

    Состав кишечной микробиоты формирует слизистый барьер толстой кишки

    .

    EMBO Rep

    2015

    ;

    16

    :

    164

    77

    .50

    Breitbart

    M

    ,

    Hewson

    I

    ,

    Felts

    B

    et al.

    Метагеномный анализ некультивируемого вирусного сообщества из человеческих фекалий

    .

    J Bacteriol

    2003

    ;

    185

    :

    6220

    3

    ,51

    Barr

    JJ

    ,

    Auro

    R

    ,

    Furlan

    M

    и др.

    Бактериофаг, прилипший к слизи, обеспечивает иммунитет, не связанный с хозяином.

    .

    Proc Natl Acad Sci USA

    2013

    ;

    110

    :

    10771

    6

    .52

    Norman

    JM

    ,

    Handley

    SA

    ,

    Baldridge

    MT

    et al.

    Болезненно-специфические изменения кишечного вирома при воспалительном заболевании кишечника

    .

    Ячейка

    2015

    ;

    160

    :

    447

    60

    .53

    Wang

    W

    ,

    Jovel

    J

    ,

    Halloran

    B

    et al.

    Метагеномный анализ микробиома в ткани толстой кишки субъектов с воспалительными заболеваниями кишечника показывает взаимодействие вирусов и бактерий

    .

    Воспаление кишечника

    2015

    ;

    21

    :

    1419

    27

    .54

    Marcobal

    A

    ,

    Southwick

    AM

    ,

    Earle

    KA

    et al.

    Утонченное небо: бактериальное потребление гликанов хозяина в кишечнике

    .

    Гликобиология

    2013

    ;

    23

    :

    1038

    46

    .55

    Martens

    EC

    ,

    Chiang

    HC

    ,

    Gordon

    JI.

    Собирание гликанов в слизистой оболочке улучшает приспособленность и передачу сахаролитического кишечного бактериального симбионта человека

    .

    Клеточный микроб-хозяин

    2008

    ;

    4

    :

    447

    57

    .56

    Martens

    EC

    ,

    Neumann

    M

    ,

    Desai

    MS.

    Взаимодействие комменсалов и патогенных микроорганизмов со слизистой оболочкой кишечника

    .

    Nat Rev Microbiol

    2018

    ;

    16

    :

    457

    70

    .57

    Сломяны

    BL

    ,

    Мурти

    VL

    ,

    Сломяны

    A.

    Выделение и характеристика олигосахаридов из гликопротеина слизи толстой кишки крысы

    .

    J Biol Chem

    1980

    ;

    255

    :

    9719

    23

    .58

    Thomsson

    KA

    ,

    Holmén-Larsson

    JM

    ,

    Angström

    J

    et al.

    Подробная O-гликомика муцина Muc2 из толстой кишки мышей дикого типа с дефицитом core 1 и core 3 трансферазы подчеркивает различия по сравнению с MUC2

    человека.

    Гликобиология

    2012

    ;

    22

    :

    1128

    39

    .59

    Karlsson

    NG

    ,

    Herrmann

    A

    ,

    Karlsson

    H

    et al.

    Гликозилирование муцина Muc2 кишечника крыс варьируется между линиями крыс и тонким и толстым кишечником

    .

    J Biol Chem

    1997

    ;

    272

    :

    27025

    34

    .60

    Robbe

    C

    ,

    Capon

    C

    ,

    Coddeville

    B

    et al.

    Структурное разнообразие и специфическое распределение О-гликанов в нормальных муцинах человека вдоль кишечного тракта

    .

    Biochem J

    2004

    ;

    384

    :

    307

    16

    .61

    Sommer

    F

    ,

    Adam

    N

    ,

    Johansson

    MEV

    et al.

    Измененное гликозилирование слизи у мышей с дефицитом O-гликана core 1 влияет на состав микробиоты и архитектуру кишечника

    .

    PLoS One

    2014

    ;

    9

    :

    e85254.

    62

    Rausch

    P

    ,

    Rehman

    A

    ,

    Künzel

    S

    et al.

    На микробиоту слизистой оболочки толстой кишки влияет взаимодействие болезни Крона и генотипа

    FUT2 (Secretor).

    Proc Natl Acad Sci USA

    2011

    ;

    108

    :

    19030

    5

    ,63

    Уоткинс

    WM

    , Биохимия и генетика систем групп крови ABO, Lewis и P. В:

    Harris

    H

    ,

    Hirschhorn

    K

    (ред.).

    Достижения в области генетики человека

    .

    Бостон, Массачусетс

    :

    Springer US

    ,

    1980

    ,

    1

    136

    .64

    Kelly

    RJ

    ,

    Rouquier

    S

    ,

    Giorgi

    D

    et al.

    Последовательность и экспрессия кандидата в ген секреторной группы крови человека α (1, 2) фукозилтрансферазы (FUT2)

    .

    J Biol Chem

    1995

    ;

    270

    :

    4640.

    65

    McGovern

    DPB

    ,

    Jones

    MR

    ,

    Taylor

    KD

    et al.

    Несекреторный статус фукозилтрансферазы 2 (FUT2) связан с болезнью Крона

    .

    Hum Mol Genet

    2010

    ;

    19

    :

    3468

    76

    .66

    Wacklin

    P

    ,

    Mäkivuokko

    H

    ,

    Alakulppi

    N

    et al.

    Генотип секретора (ген FUT2) прочно связан с составом бифидобактерий в кишечнике человека

    .

    PLoS One

    2011

    ;

    6

    :

    e20113.

    67

    Turpin

    W

    ,

    Bedrani

    L

    ,

    Espin-Garcia

    O

    et al.

    Генотип и секреторный статус FUT2 не связаны с микробным составом кала и предполагаемой функцией у здоровых субъектов

    .

    Кишечные микробы

    2018

    ;

    9

    :

    357

    68

    . 68

    Давенпорт

    ER

    ,

    Goodrich

    JK

    ,

    Bell

    JT

    et al.

    Статусы антигена и секретора ABO не связаны с составом кишечной микробиоты у 1500 близнецов

    .

    BMC Genomics

    2016

    ;

    17

    :

    941.

    69

    Hooper

    LV

    ,

    Xu

    J

    ,

    Falk

    PG

    et al.

    Молекулярный датчик, который позволяет кишечному комменсалу контролировать свою питательную основу в конкурентной экосистеме

    .

    Proc Natl Acad Sci USA

    1999

    ;

    96

    :

    9833

    8

    .70

    Meng

    D

    ,

    Newburg

    DS

    ,

    Young

    C

    et al.

    Бактериальные симбионты индуцируют FUT2-зависимую фукозилированную нишу на эпителии толстой кишки посредством передачи сигналов ERK и JNK

    .

    Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol

    2007

    ;

    293

    :

    G780

    7

    ,71

    Wrzosek

    L

    ,

    Miquel

    S

    ,

    Noordine

    M-L

    et al.

    Bacteroides thetaiotaomicron и Faecalibacterium prausnitzii влияют на выработку гликанов слизи и развитие бокаловидных клеток в эпителии толстой кишки грызуна-гнотобиотической модели

    .

    BMC Biol

    2013

    ;

    11

    :

    61.

    72

    Bhattacharya

    T

    ,

    Ghosh

    TS

    ,

    Mande

    SS.

    Глобальное профилирование углеводно-активных ферментов в микробиоме кишечника человека

    .

    PLoS One

    2015

    ;

    10

    :

    e0142038.

    73

    Ломбард

    V

    ,

    Голаконда Рамулу

    H

    ,

    Drula

    E

    et al.

    База данных углеводно-активных ферментов (CAZy) в 2013 г.

    .

    Nucleic Acids Res

    2014

    ;

    42

    :

    D490

    5

    ,74

    Xu

    J

    ,

    Bjursell

    MK

    ,

    Himrod

    J

    et al.

    Геномный вид симбиоза человека и бактероидов thetaiotaomicron

    .

    Наука

    2003

    ;

    299

    :

    2074

    6

    ,75

    Слайеры

    AA

    ,

    West

    SE

    ,

    Vercellotti

    JR

    et al.

    Ферментация муцинов и полисахаридов растений анаэробными бактериями из толстой кишки человека

    .

    Appl Environ Microbiol

    1977

    ;

    34

    :

    529

    33

    .76

    Salyers

    AA

    ,

    Vercellotti

    JR

    ,

    West

    SE

    et al.

    Ферментация муцина и полисахаридов растений штаммами Bacteroides из толстой кишки человека

    .

    Appl Environ Microbiol

    1977

    ;

    33

    :

    319

    22

    ,77

    Зонненбург

    ED

    ,

    Зонненбург

    JL.

    Голодание нашего микробного «я»: пагубные последствия диеты с дефицитом доступных для микробиоты углеводов

    .

    Cell Metab

    2014

    ;

    20

    :

    779

    86

    ,78

    Bjursell

    MK

    ,

    Martens

    EC

    ,

    Gordon

    JI.

    Функциональные геномные и метаболические исследования адаптации выдающегося симбионта кишечника взрослого человека, bacteroides thetaiotaomicron, к периоду кормления грудью

    .

    J Biol Chem

    2006

    ;

    281

    :

    36269

    79

    .79

    Зонненбург

    JL

    ,

    Xu

    J

    ,

    Leip

    DD

    et al.

    Гликановое кормление in vivo адаптированным к кишечнику бактериальным симбионтом

    .

    Наука

    2005

    ;

    307

    :

    1955

    9

    .80

    Bergstrom

    KSB

    ,

    Kissoon-Singh

    V

    ,

    Gibson

    DL

    et al.

    Muc2 защищает от смертельного инфекционного колита, отделяя патогенные и комменсальные бактерии от слизистой оболочки толстой кишки

    .

    PLoS Pathog

    2010

    ;

    6

    :

    e1000902.

    81

    Collins

    JW

    ,

    Keeney

    KM

    ,

    Crepin

    VF

    et al.

    Citrobacter rodentium : инфекция, воспаление и микробиота

    .

    Nat Rev Microbiol

    2014

    ;

    12

    :

    612

    23

    0,82

    Паассен

    NB

    ,

    Лунен

    LMP

    ,

    Витте-Баума

    J

    et al.

    Дефицит муцина Muc2 и отлучение от груди влияет на экспрессию врожденных защитных генов Reg3β, Reg3γ и ангиогенина-4

    .

    PLoS One

    2012

    ;

    7

    :

    e38798.

    83

    Schroeder

    BO

    ,

    Birchenough

    GMH

    ,

    Ståhlman

    M

    et al.

    Бифидобактерии или клетчатка защищают от вызванного диетой разрушения слизи толстой кишки, опосредованного микробиотой

    .

    Cell Host Microbe

    2018

    ;

    23

    :

    27

    40.e7

    .84

    Sluis

    MV

    ,

    der Koning

    BAED

    ,

    Bruijn

    ACJMD

    et al.

    У мышей с дефицитом Muc2 спонтанно развивается колит, что указывает на то, что MUC2 имеет решающее значение для защиты толстой кишки

    .

    Гастроэнтерология

    2006

    ;

    131

    :

    117

    29

    0,85

    Pullan

    RD

    ,

    Thomas

    GA

    ,

    Rhodes

    M

    et al.

    Толщина прилипшего геля слизи на слизистой оболочке толстой кишки у людей и ее значение для колита

    .

    Кишечник

    1994

    ;

    35

    :

    353

    9

    0,86

    Swidsinski

    A

    ,

    Weber

    J

    ,

    Loening-Baucke

    V

    et al.

    Пространственная организация и состав флоры слизистой оболочки у пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника

    .

    J Clin Microbiol

    2005

    ;

    43

    :

    3380

    9

    .87

    Геверс

    D

    ,

    Kugathasan

    S

    ,

    Denson

    LA

    et al.

    Микробиом, ранее не получавший лечения при впервые возникшей болезни Крона

    .

    Клеточный микроб-хозяин

    2014

    ;

    15

    :

    382

    92

    .88

    Tamboli

    CP

    ,

    Neut

    C

    ,

    Desreumaux

    P

    et al.

    Дисбактериоз при воспалительном заболевании кишечника

    .

    Кишечник

    2004

    ;

    53

    :

    1

    4

    0,89

    Zuo

    T

    ,

    Kamm

    MA

    ,

    Colombel

    J-F

    et al.

    Урбанизация и микробиота кишечника в здоровье и воспалительные заболевания кишечника

    .

    Нат Рев Гастроэнтерол Гепатол

    2018

    ;

    15

    :

    440

    52

    .90

    Halfvarson

    J

    ,

    Brislawn

    CJ

    ,

    Lamendella

    R

    et al.

    Динамика микробиома кишечника человека при воспалительном заболевании кишечника

    .

    Nat Microbiol

    2017

    ;

    2

    :

    17004.

    91

    Холл

    AB

    ,

    Yassour

    M

    ,

    Sauk

    J

    et al.

    Новый Ruminococcus gnavus clade, обогащенный у пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника

    .

    Genome Med

    2017

    ;

    9

    :

    103.

    92

    Crost

    EH

    ,

    Tailford

    LE

    ,

    Gall

    GL

    et al.

    Использование муциновых гликанов симбионтом кишечника человека Ruminococcus gnavus зависит от штамма

    .

    PLoS One

    2013

    ;

    8

    :

    e76341.

    93

    Morampudi

    V

    ,

    Dalwadi

    U

    ,

    Bhinder

    G

    et al.

    Медиатор RELM-β, полученный из бокаловидных клеток, вызывает спонтанный колит у мышей с дефицитом Muc2, способствуя комменсальному микробному дисбиозу

    .

    Иммунол слизистой оболочки

    2016

    ;

    9

    :

    1218

    33

    .94

    Ahl

    D

    ,

    Liu

    H

    ,

    Schreiber

    O

    et al.

    Lactobacillus reuteri увеличивает толщину слизи и уменьшает колит, вызванный декстрансульфатом натрия у мышей

    .

    Acta Physiol (Oxf)

    2016

    ;

    217

    :

    300

    10

    .95

    Mangin

    I

    ,

    Dossou-Yovo

    F

    ,

    Lévêque

    C

    et al.

    Пероральное введение жизнеспособного штамма Bifidobacterium pseudolongum Patronus изменило микробиоту толстой кишки и увеличило толщину слоя слизи у крыс

    .

    FEMS Microbiol Ecol

    2018

    ;

    94

    : doi: 10.1093 / femsec / fiy177.96

    Derrien

    M

    ,

    Vaughan

    EE

    ,

    Plugge

    CM

    et al.

    Akkermansia muciniphila gen. Ноябрь, sp. Ноябрь, кишечная бактерия, разлагающая муцин, человека

    .

    Int J Syst Evol Microbiol

    2004

    ;

    54

    :

    1469

    76

    ,97

    Пловье

    H

    ,

    Эверард

    A

    ,

    Druart

    C

    и др.

    Очищенный мембранный белок из Akkermansia muciniphila или пастеризованной бактерии улучшает метаболизм у мышей с ожирением и диабетом

    .

    Nat Med

    2017

    ;

    23

    :

    107

    13

    .98

    Гибсон

    GR

    ,

    Битти

    ER

    ,

    Ван

    X

    и др.

    Селективная стимуляция бифидобактерий в толстой кишке человека олигофруктозой и инулином

    .

    Гастроэнтерология

    1995

    ;

    108

    :

    975

    82

    .99

    Vandeputte

    D

    ,

    Falony

    G

    ,

    Vieira-Silva

    S

    et al.

    Пребиотические фруктаны инулинового типа вызывают специфические изменения в микробиоте кишечника человека

    .

    Кишечник

    2017

    ;

    66

    :

    1968

    74

    .100

    Bäckhed

    F

    ,

    Ding

    H

    ,

    Wang

    T

    et al.

    Микробиота кишечника как фактор окружающей среды, регулирующий накопление жира

    .

    Proc Natl Acad Sci USA

    2004

    ;

    101

    :

    15718

    23

    .101

    Бэкхед

    F

    ,

    Манчестер

    JK

    ,

    Семенкович

    CF

    и др.

    Механизмы, лежащие в основе устойчивости к ожирению, вызванному диетой, у стерильных мышей

    .

    Proc Natl Acad Sci USA

    2007

    ;

    104

    :

    979

    84

    .102

    Caesar

    R

    ,

    Reigstad

    CS

    ,

    Bäckhed

    HK

    et al.

    Липополисахарид кишечного происхождения увеличивает накопление жировых макрофагов, но не является существенным для нарушения толерантности к глюкозе или инсулину у мышей

    .

    Кишечник

    2012

    ;

    61

    :

    1701

    7

    .103

    Amar

    J

    ,

    Chabo

    C

    ,

    Waget

    A

    et al.

    Прилипание слизистой оболочки кишечника и транслокация комменсальных бактерий при раннем начале диабета 2 типа: молекулярные механизмы и лечение пробиотиками

    .

    EMBO Mol Med

    2011

    ;

    3

    :

    559

    72

    .104

    Cani

    PD

    ,

    Amar

    J

    ,

    Иглесиас

    MA

    et al.

    Метаболическая эндотоксемия вызывает ожирение и инсулинорезистентность

    .

    Диабет

    2007

    ;

    56

    :

    1761

    72

    .105

    Creely

    SJ

    ,

    McTernan

    PG

    ,

    Kusminski

    CM

    et al.

    Липополисахарид активирует ответ врожденной иммунной системы в жировой ткани человека при ожирении и диабете 2 типа

    .

    Am J Physiol-Endocrinol Metab

    2007

    ;

    292

    :

    E740

    7

    .106

    Chassaing

    B

    ,

    Koren

    O

    ,

    Goodrich

    JK

    et al.

    Пищевые эмульгаторы воздействуют на микробиоту кишечника мышей, вызывая колит и метаболический синдром

    .

    Природа

    2015

    ;

    519

    :

    92

    6

    .

    © Автор (ы) 2019. Опубликовано Oxford University Press и Шестой дочерней больницы Университета Сунь Ят-Сена.

    Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями некоммерческой лицензии Creative Commons Attribution (http: // creativecommons .org / licenses / by-nc / 4.0 /), который разрешает некоммерческое повторное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы. По вопросам коммерческого повторного использования обращайтесь по адресу [email protected]

    Газ в пищеварительном тракте

    Газ в пищеварительном тракте

    Что такое газ в пищеварительном тракте?

    Газ в пищеварительном тракте образуется, когда:

    • Вы глотаете воздух
    • Некоторые продукты расщепляются полезными бактериями в толстой кишке

    У всех есть газ.Это может быть болезненно и неприятно, но не опасно. Ваш тело избавляется от газа, отрыгивая или пропуская его через прямую кишку. Большинство людей производите от 1 до 4 литров газа в день. Обычно газы отводятся около 14 раз в день.

    Большая часть газа состоит из паров без запаха. К ним относятся углекислый газ, кислород, азот, водород и иногда метан. Бактерии в толстом кишечнике вызывают отходящие газы, содержащие серу.Эти газы имеют неприятный запах.

    Что вызывает газы в пищеварительном тракте?

    Газ в пищеварительном тракте вызывается двумя причинами:

    • Заглатывание воздуха (аэрофагия). Это может случиться, когда вы едите или пьете быстро жевать жвачку, курить или носить незакрепленные зубные протезы. Постназальная капельница также может вызвать это. Когда вы отрыгиваете или отрыгиваете, большая часть воздуха, который вы глотаете, выходит из желудка.Часть оставшегося газа всасывается в тонкую кишку. Небольшое количество переходит в толстую кишку. Он проходит через прямую кишку.
    • Расщепление некоторых непереваренных продуктов полезными бактериями, обнаруженными в кишечник (толстая кишка). Углеводы — это питательные вещества, содержащиеся в сахаре, крахмале и волокно. Некоторые углеводы не перевариваются и не всасываются в тонком кишечнике.Когда пища не переваривается, она попадает в толстую кишку. Тогда непереваренная пища расщепляется на мелкие части полезными бактериями в толстой кишке. Этот процесс делает водород и углекислый газ. В некоторых случаях он также выделяет метан. Эти газы проходят через прямую кишку.

    Продукты, которые часто вызывают газы

    Большинство продуктов с углеводами могут вызывать газ.Жиры и белки не вызывают большого количества газов.

    FODMAP — это аббревиатура от плохо усваиваемых углеводов. и сахара в рационе. Диета с низким содержанием FODMAP может уменьшить газы и вздутие живота. FODMAP содержатся в некоторых продуктах питания или в виде искусственных подсластителей.

    Продукты питания и FODMAP, вызывающие газ включают:

    • Волокно, которое растворяется или становится жидким в воде (растворимая клетчатка). Растворимый клетчатка становится мягкой в ​​кишечнике. Он содержится в овсяных отрубях, бобах, горох и большинство фруктов.
    • Волокно, которое делает не растворяется в воде (нерастворимая клетчатка) . Нерастворимая клетчатка не размягчаться при движении по кишечнику.Это не делает много газ. Он содержится в пшеничных отрубях и некоторых овощах.
    • Фруктоза. А сахар содержится в луке, артишоках, грушах и пшенице. Также используется как подсластитель в некоторых безалкогольных и морсах.
    • Лактоза. А натуральный сахар, содержащийся в молоке и молочных продуктах, таких как сыр и лед кремовый цвет. Также содержится в полуфабрикатах, таких как хлеб, крупы и салат. заправка.
    • Рафиноза. А сложный сахар, содержащийся в бобах, капусте, брюссельской капусте, брокколи, спаржа, другие овощи и цельнозерновые продукты.
    • Сорбитол. А сахар естественным образом содержится во фруктах, включая яблоки, груши, персики и чернослив. Также используется в качестве заменителя сахара или искусственного подсластителя в много диетических продуктов и леденцов и жевательных резинок без сахара.
    • Крахмалы. Большинство крахмалов, включая картофель, кукурузу, лапшу и пшеницу. Рис это единственный крахмал, не вызывающий газов.

    Кто подвержен риску газообразования в пищеварительном тракте?

    Из-за некоторых проблем со здоровьем в пищеварительном тракте может выделяться больше газов. Эти включают:

    • Бытие неспособность переваривать сахар (лактозу) в молочных продуктах, называемая непереносимостью лактозы
    • Синдром раздраженного кишечника, кишечная проблема
    • Имея воспаление в кишечнике, например, воспалительное заболевание кишечника
    • Заболевания желудка, такие как язвенная болезнь и изжога или ГЭРБ (желудочно-пищеводный рефлюксная болезнь)
    • Проблемы со здоровьем, вызывающие запор

    Каковы симптомы газа?

    Симптомы у каждого человека могут отличаться.Наиболее частые симптомы газа:

    • Отрыжка. Отрыжка во время или после еды — это нормально. Но слишком частая отрыжка может быть проблема. Возможно, вы глотаете слишком много воздуха. И вы можете выпустить воздух прежде, чем он попадет в желудок. Хроническая отрыжка также может означать, что у вас Желудочно-кишечное расстройство, такое как язвенная болезнь, ГЭРБ или гастрит.
    • Попутный газ или метеоризм. Прохождение газа через прямую кишку называется метеоризмом. это нормально пропускать газ от 14 до 23 раз в день.
    • Брюшной боль. Газ в кишечнике может причинять боль. Когда он собирается с левой стороны толстой кишки боль может показаться болезнью сердца.Когда он собирается справа со стороны толстой кишки боль может ощущаться как камни в желчном пузыре или аппендицит.
    • Брюшной вздутие живота. В большинстве случаев это происходит, когда мышцы кишечника не двигайтесь и не сжимайтесь как обычно. Этот тип проблемы называется нарушение перистальтики кишечника. Синдром раздраженного кишечника — это нарушение моторики.Эти расстройства могут вызвать вздутие живота, даже если это не так.

    Другие проблемы со здоровьем, которые могут вызвать вздутие живота, включают:

    • Синдром изгиба селезенки, хроническое заболевание, которое может быть вызвано газом, застрявшим в изгибается в толстой кишке.
    • Болезнь Крона, рак толстой кишки или любое заболевание, вызывающее закупорку кишечника. Внутренние грыжи или рубцовая ткань (спайки) после операции.
    • Жирная пища может замедлить опорожнение желудка и вызвать вздутие живота и дискомфорт. Они могут не вызывать слишком много газа.
    • Чрезмерный бактериальный рост в тонком кишечнике.

    Есть несколько редких хронических газовых заболеваний, вызывающих отрыжку. К ним относятся:

    • Синдром меганблаза. Это вызывает хроническую отрыжку. Это происходит после обильной тяжелой еды.Ты проглотишь большое количество воздуха. У вас также будет большой пузырь газа в желудке. Этот заставит вас почувствовать себя очень сытым и у вас возникнут проблемы с дыханием. Эти симптомы похожи на сердечный приступ.
    • Синдром вздутия живота. Это может произойти после операции по поводу ГЭРБ. В ходе операции создается односторонний клапан или лоскут, между пищеводом (пищеводом) и желудком.Этот клапан пропускает еду и газ войти в желудок.

    Симптомы газа могут быть похожи на другие проблемы со здоровьем. Всегда обращайтесь к своему врачу провайдер, чтобы быть уверенным.

    Как диагностируется газ в пищеварительном тракте?

    В некоторых случаях симптомы газов могут возникать из-за серьезной проблемы со здоровьем. Всегда посоветуйтесь с вашим лечащим врачом, чтобы быть уверенным.

    Ваш Медицинский работник рассмотрит ваше прошлое здоровье и проведет медицинский осмотр.В Также могут быть выполнены следующие тесты:

    • Брюшной Рентгеновский снимок. Рентгеновский аппарат посылает луч радиации через брюшную полость. В изображение записывается на специальную пленку или компьютер.
    • Колоноскопия. Этот тест проверяет наличие колоректального рака, полипов и других заболеваний толстой кишки.Колоноскопия рекомендуется, если вам 50 лет и старше, или, возможно, даже раньше, если вы: в семейном анамнезе болели колоректальным раком. Колоноскопия смотрит на всю длину толстой кишки. Этот тест часто может помочь найти аномальные новообразования, воспаленные ткань, язвы и кровотечение. Длинная гибкая трубка с подсветкой (колоноскоп) вводится через прямую кишку и вверх в толстую кишку. Ваш лечащий врач использует трубка, чтобы увидеть слизистую оболочку толстой кишки и взять образец ткани (биопсия).Он или она также может исправить некоторые обнаруженные проблемы.
    • Пищевой дневник. Вас могут попросить в течение определенного времени вести дневник того, что вы едите и пьете. период. Вам также может потребоваться подсчитать, сколько раз вы пропускали газ во время день.
    • Ригмоидоскопия. Этот тест проверяет внутреннюю часть последней части вашего большого кишечник.Это помогает понять, что вызывает диарею, боль в животе, запор, аномальные новообразования и кровотечения. Короткая гибкая трубка с подсветкой (сигмоидоскоп) ввести в кишечник через прямую кишку. Эта трубка нагнетает воздух в кишечник. чтобы он набух. Так легче заглянуть внутрь.
    • Верхний GI (желудочно-кишечного тракта) серии или проглатывания бария. Если у вас хроническая отрыжка, вы глотаете слишком много воздуха.Этот тест проверяет органы в верхней части вашего пищеварительная система. Он проверяет пищевод, желудок и первую часть малого кишечник (двенадцатиперстная кишка). Вы проглотите металлическую жидкость под названием барий. Бариевые покрытия органы, чтобы их можно было увидеть на рентгеновском снимке.
    • Кровь тестовое задание. В зависимости от ваших симптомов, анализ крови на целиакию может быть сделано.

    Как лечится газ в пищеварительном тракте?

    Ваш лечащий врач составит для вас план обслуживания на основе:

    • Ваш возраст, общее состояние здоровья и прошлое состояние здоровья
    • Насколько серьезно ваше дело
    • Насколько хорошо вы справляетесь с определенными лекарствами, методами лечения или терапии
    • Если ожидается ухудшение вашего состояния
    • Что вы хотите сделать

    Вы можете немного уменьшить боль от газов с помощью:

    • Замена ваша диета. Не употребляйте газированные напитки и другие газированные напитки. Не бери продукты, которые могут вызвать газ.
    • Принимая лекарства. Есть много лекарств, отпускаемых без рецепта. для газа.
    • Уменьшение количество воздуха, которое вы проглатываете. Не жуйте жевательную резинку и не сосите леденцы.Попробуй съесть помедленнее. Если вы носите зубные протезы, попросите стоматолога убедиться, что они подходят.

    Можно ли предотвратить газообразование в пищеварительном тракте?

    Вы не можете полностью остановить газы в пищеварительном тракте. Но можно уменьшить количество газа сделано в вашей пищеварительной системе. Не ешьте еду или напитки, которые дают вам больше газ. И следуйте советам своего врача.

    Когда мне следует позвонить своему врачу?

    В в большинстве случаев наличие газов в пищеварительном тракте не является серьезным заболеванием.Но ты должен позвонить ваш поставщик медицинских услуг, если:

    • Ваш симптомы усиливаются или меняются
    • У вас есть новые симптомы, такие как запор, диарея или потеря веса
    • Вы рвота
    • У вас есть кровь в стуле или черный дегтеобразный стул
    • У вас не проходит боль
    • Процедуры, которые вы пробовали раньше, теперь не работают

    Основные сведения о газе в пищеварительный тракт

    • У всех есть газы в пищеварительном тракте.
    • При глотании воздуха в пищеварительном тракте образуется газ. Это также вызвано расщепление некоторых продуктов хорошими бактериями в толстой кишке.
    • Ваше тело избавляется от газа путем отрыжки или путем его прохождения через прямую кишку.
    • Большинство продуктов, содержащих углеводы, вызывают газы.
    • Наиболее частыми симптомами газов являются отрыжка, отхождение газов, вздутие живота или брюшной полости, и боли в животе.
    • Вы можете уменьшить боль при газах, изменив диету, приняв лекарства и уменьшив дозу Вы глотаете много воздуха.

    Следующие шаги

    Советы, которые помогут вам получить максимальную пользу от визита к врачу:

    • Знайте причину вашего визита и то, что вы хотите.
    • Перед визитом запишите вопросы, на которые хотите получить ответы.
    • Возьмите с собой кого-нибудь, кто поможет вам задать вопросы и вспомнить, что ваш провайдер говорит тебе.
    • При посещении запишите название нового диагноза и любые новые лекарства, лечение или тесты. Также запишите все новые инструкции, которые дает ваш провайдер. ты.
    • Узнайте, почему прописано новое лекарство или лечение и как они вам помогут.Также знать, каковы побочные эффекты.
    • Спросите, можно ли вылечить ваше состояние другими способами.
    • Знайте, почему рекомендуется тест или процедура и что могут означать результаты.
    • Знайте, чего ожидать, если вы не примете лекарство, не сдадите анализ или процедура.
    • Если у вас назначена повторная встреча, запишите дату, время и цель для этого визит.
  • Leave a Reply

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    2022 © Все права защищены.