《The Journal of Nutritional Biochemistry》:Composition, Function, and Detection Methods of the Intestinal Barrier
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肠道屏障的结构与功能及其在疾病中的调控机制,检测方法及临床意义。
孙楠楠|刘文宇|李静|张丹丹|刘秀丽|刘娟|胡丽玲
广东省妇产科重点实验室,广东省妇产科临床研究中心;粤港澳大湾区母婴医学高等教育联合实验室;广州医科大学第三附属医院,中国广州
摘要
肠道屏障是抵御环境侵害的基本防御系统,其功能障碍日益被认为是多种疾病发病机制的核心因素。本文全面分析了肠道屏障的功能,强调了其在维持生理稳态中的关键作用。我们阐述了保护屏障完整性的结构成分和调控机制,并探讨了导致屏障功能障碍的因素及其对疾病进展的影响。特别关注了肠道-大脑、肠道-眼睛和肠道-肝脏轴,这些轴介导了屏障损伤对整体健康的系统影响。此外,我们还批判性地评估了当前评估肠道屏障完整性的方法,讨论了各自的优缺点。通过综合这些见解,本文旨在指导选择适当的科研方法,从而促进疾病预防和治疗策略的进步。最终,这项工作旨在加深对肠道屏障动态的理解,并为这一快速发展的领域提供未来研究方向。
部分内容摘录
引言
肠道屏障是一种选择性通透的结构,它既促进营养物质的消化和吸收,又作为抵御病原体、毒素和抗原的第一道防线[1]。除了其在胃肠道中的局部作用外,最新研究表明,它还是通过肠道-器官轴实现器官间通讯的核心中介[2,3]。这些轴体现了双向相互作用,即屏障功能障碍可以引发或加重远端器官的病理变化,包括癫痫[
肠道屏障的组成
肠道屏障由多层结构组成,最外层包括黏液层、共生肠道微生物群以及抗菌肽(AMPs)和分泌型免疫球蛋白A(sIgA)等防御分子[1]。黏液层主要由杯状细胞分泌的黏蛋白构成,覆盖在黏膜的内腔表面,为上皮细胞提供物理保护[1]。杯状细胞在大肠中的数量比在小肠中更多
肠道屏障的功能
肠道屏障通过防止有害的肠道微生物群、相关病原体、消化酶和其他物质进入血液来维护宿主健康,这些物质可能引发炎症和免疫反应。影响肠道屏障功能的常见病理因素包括饥饿、营养不良、严重感染、烧伤、休克、创伤、急性胰腺炎、肠梗阻、长期全肠外营养等
评估肠道屏障功能障碍的方法
由多种因素引起的肠道屏障功能障碍会导致肠道微生物群组成、免疫功能和代谢的变化,这些变化可以通过多种方法进行评估。近年来,用于评估肠道屏障功能的新技术和工具取得了显著进展。鉴于其在疾病进展中的关键作用,准确且经济高效的肠道通透性评估对于全面理解疾病机制至关重要
结论与展望
器官间网络的破坏与多种疾病的病理机制密切相关。检测方法的进步突显了肠道屏障在通过肠道-大脑、肠道-眼睛和肠道-肝脏轴介导的多种疾病病理生理学中的关键作用。本文总结了肠道屏障的组成和功能,探讨了检测方法,并讨论了屏障功能障碍后的优缺点。
资助
本研究的资金支持来自国家自然科学基金(82471734, 82371550, 82100921, 82000803)、广东省基础与应用基础研究基金(2024A1515012990, 2023A1515010233, 2019A1515010980)、广州市科技计划项目(2024A03J0936, 2024A04J2428)、河南省医学科技研究计划联合建设项目(LHGJ20230183)以及安徽省重点实验室开放项目
作者声明
本手稿尚未发表,也未被其他机构考虑发表。所有作者均参与了本手稿的撰写,并已阅读并批准了最终版本。我们声明不存在利益冲突。
作者贡献声明
孙楠楠:撰写 – 审稿与编辑;撰写 – 原始稿。
刘文宇:撰写 – 原始稿。
李静:撰写 – 原始稿;资源获取;方法学设计。
张丹丹:撰写 – 原始稿;方法学设计。
刘秀丽:资源获取;方法学设计。
刘娟:撰写 – 审稿与编辑;监督。
胡丽玲:撰写 – 审稿与编辑;撰写 – 原始稿;监督。