การซึมผ่านของลำไส้
การซึมผ่านของลำไส้เป็นคำที่ใช้อธิบายการควบคุมการผ่านของสารจากภายในระบบทางเดินอาหารผ่านเซลล์ที่เรียงตัวอยู่ตามผนังลำไส้ไปยังส่วนอื่นๆ ของร่างกาย โดยปกติลำไส้จะมีการซึมผ่านได้บ้าง ซึ่งช่วยให้สารอาหารผ่านเข้าไปในลำไส้ได้ ในขณะเดียวกันก็ทำหน้าที่เป็นกำแพงกั้นเพื่อป้องกันไม่ให้สารที่อาจเป็นอันตราย (เช่นแอนติเจน ) ออกจากลำไส้และแพร่กระจายไปยังส่วนอื่นๆ ของร่างกาย[ 1 ]ในลำไส้ของมนุษย์ที่แข็งแรง อนุภาคขนาดเล็ก ( < 4 Åในรัศมี) สามารถเคลื่อนที่ผ่านทางเดินของรูพรุนคลอดีนที่แน่นได้[ 2 ]และอนุภาคที่มีขนาดถึง 10–15 Å (3.5 kDa ) สามารถผ่านเส้นทางการดูดซึมผ่านช่องว่างระหว่างเซลล์ได้[ 3 ]มีหลักฐานบางอย่างที่บ่งชี้ว่าการซึมผ่านของลำไส้ที่เพิ่มขึ้นอย่างผิดปกติอาจมีบทบาทในโรคเรื้อรังและภาวะอักเสบบางชนิด[ 4 ]ภาวะที่มีการซึมผ่านของลำไส้เพิ่มขึ้นที่เข้าใจได้ดีที่สุดคือโรคเซลิแอค[ 5 ]
สรีรวิทยา
เยื่อบุผิวลำไส้ ทำหน้าที่เป็นกำแพง กั้นระหว่างสิ่งแวดล้อมภายนอก (สารที่อยู่ในช่องว่าง ของลำไส้ ) กับร่างกาย[ 6 ] และเป็น เยื่อบุผิวที่กว้างขวางและสำคัญที่สุดของร่างกาย[ 7 ]อย่างไรก็ตาม เมือกในลำไส้ยังสามารถเป็นกำแพงกั้นสำหรับเปปไทด์ต้านจุลชีพของโฮสต์ได้ จึงทำหน้าที่เป็นกำแพงกั้นแบบสองทิศทางสำหรับการปฏิสัมพันธ์ระหว่างโฮสต์กับจุลินทรีย์[ 8 ]เยื่อบุผิวลำไส้ประกอบด้วยเซลล์ชั้นเดียวและมีหน้าที่สำคัญสองประการ ประการแรก ทำหน้าที่เป็นกำแพงกั้น ป้องกันการเข้าของสารอันตราย เช่น แอนติเจนจากภายนอกสารพิษและจุลินทรีย์ [ 6 ] [ 9 ]ประการที่สอง ทำหน้าที่เป็นตัวกรองแบบเลือกสรร ซึ่งอำนวยความสะดวกในการดูดซึมสารอาหารอิเล็กโทรไลต์น้ำ และสารที่เป็นประโยชน์ต่างๆ จากช่องว่างของลำไส้[ 6 ]การซึมผ่านแบบเลือกสรรเกิดขึ้นผ่านสองเส้นทางหลัก: [ 6 ]
- การซึมผ่านของเยื่อบุผิวหรือเซลล์ประกอบด้วยการขนส่งสารละลาย เฉพาะ ผ่านเซลล์เยื่อบุผิว โดยส่วนใหญ่จะถูกควบคุมโดยกิจกรรมของตัวขนส่งเฉพาะที่เคลื่อนย้ายอิเล็กโทรไลต์ กรดอะมิโน น้ำตาล กรดไขมันสายสั้น และโมเลกุลอื่นๆ เข้าหรือออกจากเซลล์[ 6 ] เซลล์เฉพาะในเยื่อบุผิวลำไส้ที่เรียกว่าเซลล์ไมโครโฟลด์ (เซลล์ M) จะเก็บตัวอย่างแบคทีเรียและแอนติเจนของแบคทีเรียในช่องว่างของลำไส้ ซึ่งจะจับกับตัวรับที่ปลายด้านบนของเซลล์ M จากนั้นจะถูกกลืนกินและผ่านกระบวนการทรานส์ไซโท ซิส ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ด้านข้างของเซลล์ M เซลล์ M เกี่ยวข้องกับกลุ่มเซลล์ภูมิคุ้มกันใต้เยื่อ บุผิวที่เรียกว่า Peyer's patchesซึ่งอาจจดจำและตอบสนองต่อแอนติเจนที่ผ่านกระบวนการทรานส์ไซ โทซิส โดยทั่วไปแล้วสิ่งนี้จะส่งเสริมภาวะสมดุลของลำไส้ แต่เชื้อแบคทีเรียก่อโรคบางชนิด เช่นSalmonella typhimuriumสามารถกระตุ้นให้เซลล์เยื่อบุผิวลำไส้เปลี่ยนไปเป็นเซลล์ M ซึ่งอาจเป็นกลไกที่ช่วยให้แบคทีเรียบุกรุกเข้าสู่ร่างกายได้[ 10 ]
- การซึมผ่านระหว่างเซลล์ ขึ้นอยู่กับการขนส่งผ่านช่องว่างที่มีอยู่ระหว่างเซลล์เยื่อบุผิว โดยถูกควบคุมโดยจุดเชื่อมต่อของเซลล์ที่อยู่บนเยื่อหุ้มชั้นของเซลล์[ 6 ] นี่คือเส้นทางหลักของการไหลแบบพาสซีฟของน้ำและสารละลายผ่านเยื่อบุผิวลำไส้ การควบคุมขึ้นอยู่กับจุดเชื่อมต่อแน่นระหว่างเซลล์ซึ่งมีอิทธิพลมากที่สุดต่อการขนส่งผ่านระหว่างเซลล์[ 11 ]การหยุดชะงักของสิ่งกีดขวางจุดเชื่อมต่อแน่นอาจเป็นตัวกระตุ้นให้เกิดโรคในลำไส้
การปรับสัญญาณ
วิธีหนึ่งในการปรับการซึมผ่านของลำไส้คือผ่าน ตัวรับ CXCR3ในเซลล์ในเยื่อบุผิวลำไส้ซึ่งตอบสนองต่อโซนูลิน[ 4 ]
กลิอาดิน (ไกลโคโปรตีนที่พบในข้าวสาลี) กระตุ้นการส่งสัญญาณโซนูลินในทุกคนที่กินกลูเตนโดยไม่คำนึงถึงการแสดงออกทางพันธุกรรมของภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง ซึ่งนำไปสู่การซึมผ่านของลำไส้ที่เพิ่มขึ้นสำหรับโมเลกุลขนาดใหญ่[ 4 ] [ 12 ] [ 5 ]การติดเชื้อแบคทีเรีย เช่นอหิวาตกโรคไวรัสในลำไส้บางชนิด ปรสิต และความเครียด ล้วนสามารถปรับเปลี่ยนโครงสร้างและการทำงานของรอยต่อแน่นในลำไส้ได้ และผลกระทบเหล่านี้อาจมีส่วนทำให้เกิดความผิดปกติของลำไส้เรื้อรัง[ 4 ] [ 13 ] [ 12 ]สารช่วยปรับเปลี่ยนการดูดซึมที่เรียกว่า ซึ่งได้รับการศึกษาถึงความเป็นไปได้ในการเพิ่มการดูดซึมยาในลำไส้ สามารถเพิ่มการซึมผ่านของลำไส้ได้[ 14 ]
ความสำคัญทางคลินิก
คนส่วนใหญ่มักไม่พบอาการผิดปกติ แต่การเปิดช่องว่างระหว่างเซลล์ (การซึมผ่านของลำไส้ที่เพิ่มขึ้น) สามารถกระตุ้นให้เกิดโรคที่อาจส่งผลกระทบต่ออวัยวะหรือเนื้อเยื่อใดๆ ก็ได้ ขึ้นอยู่กับพันธุกรรม[ 4 ] [ 5 ] [ 15 ]
การซึมผ่านของลำไส้ที่เพิ่มขึ้นเป็นปัจจัยในโรคหลายชนิด เช่นโรคเซลิแอค [ 16 ]กลุ่มอาการลำไส้แปรปรวน [ 17 ] โรคเบาหวานชนิดที่ 1 [ 18 ]โรคเบาหวานชนิดที่ 2 [ 16 ] โรค ข้ออักเสบ รูมาตอยด์โรคกระดูกสันหลังอักเสบ [ 19 ] โรคลำไส้อักเสบ [ 4 ] [ 20 ]โรคจิตเภท[ 21 ] [ 22 ] มะเร็งบางชนิด [ 4 ]โรคอ้วน [ 23 ] โรคไขมันพอกตับ[ 24 ] โรคภูมิแพ้ [ 18 ]และอื่นๆในกรณีส่วนใหญ่ การซึมผ่านที่เพิ่มขึ้นจะเกิดขึ้นก่อนเกิดโรค[ 4 ] แต่ ความสัมพันธ์ระหว่างสาเหตุและผลกระทบของการ ซึมผ่านของลำไส้ที่เพิ่มขึ้นในโรคส่วนใหญ่เหล่านี้ยังไม่ชัดเจน[ 20 ] [ 25 ]
แบบจำลองที่ได้รับการศึกษาอย่างดีคือโรคเซลิแอค ซึ่งการซึมผ่านของลำไส้ที่เพิ่มขึ้นดูเหมือนจะเป็นผลรองมาจากปฏิกิริยาภูมิคุ้มกันที่ผิดปกติที่เกิดจากกลูเตน และทำให้ชิ้นส่วนของโปรตีนกลิอาดินผ่านเยื่อบุผิวลำไส้ ทำให้เกิดการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่ระดับใต้เยื่อบุลำไส้ ซึ่งนำไปสู่อาการต่างๆ ในระบบทางเดินอาหารหรือนอกระบบทางเดินอาหาร[ 26 ] [ 27 ] ตัวกระตุ้นจากสิ่งแวดล้อมอื่นๆ อาจมีส่วนทำให้การซึมผ่านเปลี่ยนแปลงในโรคเซลิแอค รวมถึงการติดเชื้อในลำไส้และการขาดธาตุเหล็ก[ 26 ]เมื่อเกิดขึ้นแล้ว การเพิ่มขึ้นของการซึมผ่านนี้อาจทำให้การตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่ทำให้เกิดการอักเสบคงอยู่ต่อไปและทำให้เกิดวงจรที่เลวร้าย[ 26 ]การกำจัดกลูเตนออกจากอาหารจะนำไปสู่การทำให้การซึมผ่านของลำไส้กลับสู่ภาวะปกติและกระบวนการภูมิคุ้มกันอัตโนมัติจะหยุดลง[ 28 ]
ทิศทางการวิจัย
ในสรีรวิทยาปกติกลูตา มีน มีบทบาทสำคัญในการส่งสัญญาณในเอนเทอโรไซต์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของอุปสรรคในลำไส้ แต่ยังไม่ชัดเจนว่าการเสริมกลูตามีนในอาหารจะช่วยได้หรือไม่ในกรณีที่มีการซึมผ่านของลำไส้เพิ่มขึ้น[ 29 ]
พบว่าพรีไบโอติกและโปรไบโอติก บางชนิด เช่นE. coliสายพันธุ์ Nissle 1917 ช่วยลดการซึมผ่านของลำไส้ที่เพิ่มขึ้น ได้[ 12 ] นอกจากนี้ยังพบว่าLactobacillus rhamnosus [ 30 ] Lactobacillus reuteri [ 30 ]และFaecalibacterium prausnitzii [ 31 ] ช่วยลดการซึมผ่านของลำไส้ที่เพิ่มขึ้น ได้ อย่างมีนัยสำคัญ
ลาราโซไทด์อะซิเตต (เดิมชื่อ AT-1001) เป็นสารต้านตัวรับโซนูลินที่ได้รับการตรวจสอบในการทดลองทางคลินิก ดูเหมือนว่าจะเป็นยาที่อาจใช้ร่วมกับอาหารปราศจากกลูเตนในผู้ป่วยโรคเซลิแอค โดยมีเป้าหมายเพื่อลดการซึมผ่านของลำไส้ที่เกิดจากกลูเตนและการผ่านของกลูเตนผ่านเยื่อบุผิว และด้วยเหตุนี้จึงช่วยบรรเทาปฏิกิริยาภูมิคุ้มกันที่เกิดขึ้น[ 27 ] [ 32 ]
การรบกวนทางพันธุกรรมของอาร์จิเนส-2 ในหนูช่วยลดการเริ่มต้นของความชราและยืดอายุขัย[ 33 ] [ 34 ] มีการพัฒนาสารยับยั้งอาร์จิเนสเพื่อลดผลกระทบของ NO ต่อการซึมผ่านของลำไส้[ 34 ]
ภาวะลำไส้รั่ว
" ภาวะลำไส้รั่ว " เป็นภาวะที่ยังไม่ได้รับการยอมรับทางการแพทย์ในเชิงสมมติฐาน[ 20 ] ภาวะ นี้ได้รับความนิยมจากนักโภชนาการและผู้ปฏิบัติการแพทย์ทางเลือก บางราย ที่อ้างว่าการฟื้นฟูการทำงานปกติของผนังลำไส้สามารถรักษาอาการเจ็บป่วยทางระบบต่างๆ ได้มากมาย อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการตีพิมพ์หลักฐานที่น่าเชื่อถือเพื่อสนับสนุนข้ออ้างนี้ และยังไม่มีการเผยแพร่หลักฐานที่น่าเชื่อถือใดๆ ที่แสดงว่าการรักษาที่ส่งเสริมสำหรับสิ่งที่เรียกว่า "ภาวะลำไส้รั่ว" ซึ่งรวมถึงอาหารเสริมโปรไบโอติก [ 12 ] ยาสมุนไพร (หรือ อาหารที่มี FODMAP ต่ำ อาหารที่มีน้ำตาลต่ำ อาหารต้านเชื้อรา หรือ อาหาร ปราศจากกลูเตน ) มีผลดีต่ออาการส่วนใหญ่ที่อ้างว่าช่วยรักษา[ 20 ]
ความเครียดที่เกิดจากการออกกำลังกาย
ความเครียดที่เกิดจากการออกกำลังกายสามารถลดการทำงานของเยื่อกั้นลำไส้ได้[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]ในมนุษย์ ระดับของกิจกรรมทางกายภาพจะปรับเปลี่ยนจุลินทรีย์ ในระบบทางเดินอาหาร ความเข้มข้นและปริมาณของการออกกำลังกายที่เพิ่มขึ้นอาจนำไปสู่ภาวะจุลินทรีย์ในลำไส้ไม่สมดุลและการเสริมอาหารอาจช่วยรักษา จุลินทรีย์ ในลำไส้ให้มีความหลากหลายโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อออกกำลังกายอย่างหนัก[ 38 ]ในหนู การออกกำลังกายลดความหลากหลายของชุมชนจุลินทรีย์ แต่เพิ่มการกระจายตัวของชุมชนแบคทีเรีย[ 39 ]