Oś jelitowo- mózgowa i wpływ mikrobioty na układ nerwowy

Oś jelitowo- mózgowa i wpływ mikrobioty na układ nerwowy

utworzone przez | lis 2, 2020 | Baza wiedzy

Zespół przesiąkliwego jelita początkowo był kojarzony wyłącznie z celiakią. Ostatnio jednak budzi coraz większe zainteresowanie w kontekście i innych chorób, także neurologicznych. Zazwyczaj określa się go jako zwiększoną przepuszczalność bariery jelitowej, przez co bakterie, szkodliwe produkty metabolizmu, toksyny bakteryjne i drobne cząsteczki przesiąkają do krążenia. Jednak to, co dzieje się w jelitach, nie pozostaje bez wpływu na układ nerwowy. Dzisiejszy wpis przybliża podstawy związane z zaburzeniem funkcjonowania osi jelitowo- mózgowej oraz wpływ mikrobioty na układ nerwowy.

W jaki sposób bakterie z jelit wpływają na mózg?

Obecność mikrobioty w przewodzie pokarmowym opiera się na dwustronnych korzyściach, przy czym człowiek z tego związku czerpie pełnymi garściami. Jedną z ważniejszych korzyści dla człowieka jest wpływ mikrobów na pewne szlaki metaboliczne, poprzez które bakterie mogą sterować niektórymi obszarami naszej neurobiologii. Oś mikrobiota- jelito jest integralną częścią osi jelitowo- mózgowej o składowych neuroendokrynnej i metabolicznej.

Ostatnie badania sugerują silny wpływ mikrobioty na oś jelitowo – mózgową, w tym na formowanie bariery krew- mózg (BBB- blood- brain barrier) w życiu embrionalnym. W tym kontekście płyn owodniowy nie jest jałowy, co z jednej strony może być przyczyną zakażenia, z drugiej natomiast wydaje się być konieczne do rozwoju barier nabłonkowych i odporności. Życiowo ważne organy i systemy wytworzyły bariery chroniące przed zakażeniem i biernym przepływem rozpuszczonych substancji i białek do tkanek gospodarza. Należą do nich bariera jelitowa, bariera krew- mózg, krew- tęczówka, krew- płuca, krew- łożysko i inne.

Bariery półprzepuszczalne- dlaczego?

Selektywna przepuszczalność tych barier jest kluczowa dla zapewnienia przepływu substancji odżywczych i tlenu zaopatrujących poszczególne tkanki. Zapewnia ją obecność połączeń ścisłych składających się z komórek nabłonkowych i mniejszych składowych, do których należą białka przezbłonowe: okludyny, adheryny, klaudyny. Połączenia ścisłe BBB chronią mózg przed działaniem toksyn, substancji chemicznych, patogenów, które mogą znaleźć się w krążeniu i tą drogą próbować dostać do układu nerwowego. Ponieważ wszystkie bariery nabłonkowe cechują podobne elementy budowy i funkcje, nie ma wątpliwości, że są wrażliwe na działanie podobnych czynników uszkadzających.

Więcej o budowie bariery jelitowej i krew- mózg przeczytasz we wpisach:

Bariera krew- mózg

Sieć neuronalno- naczyniowa stanowi istotny komponent mózgu, który ogranicza przesiąkliwość BBB i zapobiega przedostawaniu się większych molekuł czy bakterii do mózgu. Transport przez barierę do obfitującego w tłuszcz mózgu wymaga rozpuszczenia tych elementów w tłuszczu oraz zaangażowania różnych systemów transportujących. Bariera krew- mózg jest wysoko selektywna, oddziela krążącą krew od płynu pozakomórkowego w centralnym układzie nerwowym (CUN). Prawidłowo funkcjonująca BBB warunkuje utrzymanie homeostazy CUN. Jej przesiąkliwość z jednej strony jest konieczna dla utrzymania ruchu niezbędnych substancji z krwi do mózgu, z drugiej- chroni przed gwałtownymi zmianami stężeń jonów czy metabolitów. Ograniczona przesiąkliwość chroni mózg także przed ekspozycją na cząsteczki, które mogą być niegroźne dla innych organów, ale szkodliwe dla wrażliwych na ich działanie neuronów, np. w hippokampie.

Bakterie komensalne wraz z tkanką limfatyczną jelit (GALT- gut-associated lymphoid tissues) wpływają na pracę układu nerwowego czy funkcje kognitywne. Wiemy też, że choroby toczące się w przewodzie pokarmowym, jak celiakia, dotykają swoim zasięgiem tak odległe organy, jak mózg, będąc przyczyną neurozapalenia czy stanu nadmiernej pobudliwości układu nerwowego. Jelita wpływają na barierę krew- mózg poprzez produkcję cytokin prozapalnych czy sekrecję hormonów związanych z przewodem pokarmowym. Jelitowa mikrobiota wpływa na układ immunologiczny gospodarza poprzez oddziaływanie na komórki nieswoistego układu immunologicznego oraz modulowanie fenotypu komórek mikrogleju (komórek układu immunologicznego w mózgu). Zaburzenia mikrobioty mogą przyczyniać się do neurodegeneracji. Obie bariery: jelitowa i krew-mózg opisywane są jako uzupełniające się bariery immunologiczne, które wiążą układ immunologiczny i neurologiczny gospodarza.

Co uszkadza barierę jelitową oraz krew- mózg?

Hipoksja, proces zapalny i stres psychiczny mogą zmieniać integralność BBB. Inne stresory, jak hiperglikemia, otyłość, antygeny pokarmowe są czynnikami ryzyka uszkodzenia bariery jelitowej. Zaawansowane produkty glikacji i wiązania krzyżowe w przypadku powikłań cukrzycy oraz w związku ze starzeniem organizmu mogą stanowić kolejny mechanizm niszczenia elementów barier.

Najbardziej prawdopodobny mechanizm przekraczania barier nabłonkowych przez bakterie odbywa się przy udziale procesów zapalnych. Bariera jelitowa jest w ciągłym kontakcie z trylionami mikroorganizmów i ich metabolitów i stanowi główne wrota wtargnięcia drobnoustrojów do organizmu. Inne wrota to drogi oddechowe, których przekroczenie przez drobnoustroje może prowadzić do zapalenia płuc. Celiakia także może być przyczyną przesiąkania barier w odległych od jelit miejscach, chociaż mechanizm tego zjawiska nie został wyjaśniony. Wykazało to badanie, w którym porównano pacjentów hospitalizowanych i pacjentów z celiakią stwierdzając, że to ci drudzy mają większe ryzyko rozwinięcia sepsy. Przypuszcza się, że znaczenie odgrywa tu zwiększona przesiąkliwość bariery jelitowej, hiposplenizm i zaburzenia mikrobioty obserwowane u pacjentów z celiakią.

Cytokiny uszkadzające bariery

Bakterie i ich elementy, jak lipopolisacharydy działają prozapalnie. Nieswoisty układ odpornościowy w odpowiedzi na nie reaguje produkcją cytokin, interleukin, przyciągnięciem neutrofilów do miejsca infekcji, aktywacją układu dopełniacza. Układ swoisty odpowiada natomiast prezentacją antygenu oraz odpowiedzią T- komórkową. Cytokiny produkowane w jelitach dostają się z krwią do mózgu, gdzie oddziaływują na tamtejszy układ immunologiczny.

Wpływ bakterii z przewodu pokarmowego na stan psychiczny

Stwierdzono, że drobnoustroje przewodu pokarmowego odgrywają rolę w kontrolowaniu naszego nastroju, zachowania, pamięci. Nieprawidłowe zachowanie i funkcje poznawcze idą często w parze z dysbiozą, co może być niezależną przyczyną lub następstwem przesiąkliwej bariery jelitowej.
Obserwuje się związek między depresją i chorobami psychiatrycznymi a stosowaniem antybiotyków w zespole jelita drażliwego. Reakcja zapalna związana z zespołem jelita drażliwego może uszkodzić BBB, doprowadzić do przesiąkliwego mózgu, być przyczyną zwiększenia poziomu cytokin prozapalnych i ich translokacji. Nawet substancje takie jak lipopolisacharydy mogą dostawać się do krążenia mózgowego.

Stres także posiada immunologiczne konsekwencje i odgrywa rolę w tych interakcjach. Np. Il-1 i 6 mogą podnosić poziom kortyzolu poprzez stymulację ramienia podwzgórzowo- przysadkowego osi mikrobiota- jelito- mózg. Pacjenci pod wpływem stresu często doświadczają zaburzeń w funkcjonowaniu tej osi, co sprzyja wysokiemu poziomowi kortyzolu.

Wpływ antygenów pokarmowych na bariery nabłonkowe

Warto też przyjrzeć się problemowi nadwrażliwości pokarmowych. Niektóre osoby reagują bowiem na składniki jedzenia, jak na drobnoustroje lub obce antygeny, stanem zapalnym w obrębie bariery nabłonkowej. Wydzielane są wówczas cytokiny, interleukiny (Il-8), TNF- alfa, IFN- gamma, które sprzyjają zmianom w ekspresji i lokalizacji białek połączeń ścisłych.

Sytuacja ta pozostaje nie bez wpływu na inne, odległe od przewodu pokarmowego, narządy. Przesiąkliwa bariera jelitowa może być jedną z głównych przyczyn jednoczesnego upośledzenia funkcjonowania BBB. Można to zaobserwować u pacjentów z celiakią, u których stwierdza się zaburzenia neurologiczne, przynajmniej częściowo odwracalne pod wpływem eliminacji glutenu. Nawet jeśli pacjenci nie manifestują żadnych objawów neurologicznych, stwierdza się u nich zaburzenia przekaźnictwa nerwowego i stan nadpobudliwości, co sugeruje przesiąkliwą BBB wtórnie do stanu zapalnego toczącego się w jelicie.

Oś jelitowo- mózgowa może też w sposób pośredni wpływać na mózg poprzez sieć komunikacji metabolicznej. Tworzą je substancje krążące między jelitem a mózgiem oraz wiążące metabolizm gospodarza z bakteriami przewodu pokarmowego- komensalnymi lub patogennymi. Oddziaływują one zarówno na przewód pokarmowy, jak i centralny układ nerwowy. Taką rolę odgrywają niektóre aminy produkowane przez bakterie jelitowe, jak serotonina czy 5-hydroksytryptamina, które transportowane są do CUN.

Jak mikrobiota chroni bariery nabłonkowe?

Ważna jest obserwacja wskazująca, że mikrobiota pomaga ochronić bariery. Wykazano to w badaniach na zwierzętach pozbawionych bakterii, u których stwierdzono zwiększoną przesiąkliwość bariery jelitowej wywołaną zmniejszeniem ekspresji białek połączeń ścisłych. Właściwości te poprawia ponowna kolonizacja przewodu pokarmowego tych zwierząt bakteriami produkującymi krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA- short chain fatty acids) lub suplementacją samych SCFA. Probiotyki mogą odgrywać rolę prewencyjną przed kolonizacją szczepami chorobotwórczymi sprzyjającymi rozwojowi zespołu przesiąkliwości. Wykazano to w pracy, gdzie propionian poprawiał właściwości BBB.

Jak tę wiedzę wykorzystać w praktyce?

Tu niestety brakuje dużych i dobrze zaplanowanych badań, które potwierdziłyby praktyczny wpływ zmian w obrębie bariery jelitowej i mikrobioty na leczenie chorób neurologicznych. Jednak już od wielu lat wiadomo, że aż 70% pacjentów ze stwardnieniem rozsianym ma zwiększoną przesiąkliwość bariery jelitowej w porównaniu z osobami zdrowymi. Może to nie tylko powodować aktywizację obwodowego układu immunologicznego, ale też przyczyniać do autoimmunizacji w układzie nerwowym. Kolejnym więc krokiem powinna być próba odpowiedzi na pytanie, jak znajomość istnienia osi- jelitowo- mózgowej i wpływu mikrobioty na mózg wykorzystać w praktyce. Tylko dobrze zaprojektowane badania pokażą, czy probiotyki, przeszczep kału albo leki bezpośrednio chroniące integralności bariery jelitowej mogą okazać się pomocne w leczeniu chorób neurologicznych.

Jeśli podobał Ci się wpis i chcesz otrzymywać powiadomienia o kolejnych, a także wartościowe informacje na tematy związane ze zdrowiem i odżywianiem zapisz się na newsletter, a raz w tygodniu otrzymasz porady, jak zadbać o zdrowie w duchu medycyny funkcjonalnej:

Literatura:

1.Obrenovich MEM. Leaky Gut, Leaky Brain? Microorganisms. 2018 Oct 18;6(4):107. doi: 10.3390/microorganisms6040107. PMID: 30340384; PMCID: PMC6313445.
2.Ballabh P., Braun A., Nedergaard M. The blood-brain barrier: An overview: Structure, regulation, and clinical implications. Neurobiol. Dis. 2004;16:1–13. doi: 10.1016/j.nbd.2003.12.016.
3.Clarke G., Grenham S., Scully P., Fitzgerald P., Moloney R.D., Shanahan F., Dinan T.G., Cryan J.F. The microbiome-gut-brain axis during early life regulates the hippocampal serotonergic system in a sex-dependent manner. Mol. Psychiatry. 2012;18:666–673. doi: 10.1038/mp.2012.77.
4.Lanza G., Bella R., Cantone M., Pennisi G., Ferri R., Pennisi M. Cognitive impairment and celiac disease: Is transcranial magnetic stimulation a trait d’union between gut and brain? Int. J. Mol. Sci. 2018;19:2243. doi: 10.3390/ijms19082243.
5.Camara-Lemarroy CR, Metz LM, Yong VW. Focus on the gut-brain axis: Multiple sclerosis, the intestinal barrier and the microbiome. World J Gastroenterol. 2018 Oct 7;24(37):4217-4223. doi: 10.3748/wjg.v24.i37.4217. PMID: 30310254; PMCID: PMC6175760.
6.Doran K.S., Banerjee A., Disson O., Lecuit M. Concepts and mechanisms: Crossing host barriers. Cold Spring Harb. Perspect. Med. 2013;3:a010090. doi: 10.1101/cshperspect.a010090.
7. Ludvigsson J.F., Olén O., Bell M., Ekbom A. Coeliac disease and risk of sepsis. Gut. 2008;57:1074–1080. doi: 10.1136/gut.2007.133868
8.Schreibelt G., Musters R.J., Reijerkerk A., De Groot L.R., Van Der Pol S.M., Hendrikx E.M., Döpp E.D., Dijkstra C.D., Drukarch B., De Vries H.E. Lipoic acid affects cellular migration into the central nervous system and stabilizes blood-brain barrier integrity. J. Immunol. 2006;177:2630–2637. doi: 10.4049/jimmunol.177.4.2630.
9.Varatharaj A., Galea I. The blood-brain barrier in systemic inflammation. Brain Behav. Immun. 2017;60:1–12. doi: 10.1016/j.bbi.2016.03.010.
10.Kim K.S. Mechanisms of microbial traversal of the blood-brain barrier. Nat. Rev. Microbiol. 2008;6:625–634. doi: 10.1038/nrmicro1952
11.Obrenovich M., Sankar Chittoor Mana T., Rai H., Shola D., Christopher S., McCloskey B., Levison B.S. Recent findings within the microbiota-gut-brain-endocrine metabolic interactome. Pathol. Lab. Med. Int. 2017;9:21–30. doi: 10.2147/PLMI.S121487.
12.Hoyles L., Snelling T., Umlai U.-K., Nicholson J.K., Carding S.R., Glen R.C., McArthur S. Microbiome–host systems interactions: Protective effects of propionate upon the blood-brain barrier. Microbiome. 2018;6:55. doi: 10.1186/s40168-018-0439-y.

O związku jedzenia z chorobami autoimmunologicznymi na podstawie książki “Food- associated autoimmunities. When food breaks your immune system” Aristo i Elroya Vojdanich

O związku jedzenia z chorobami autoimmunologicznymi na podstawie książki “Food- associated autoimmunities. When food breaks your immune system” Aristo i Elroya Vojdanich

utworzone przez | wrz 23, 2019 | Choroby autoimmunologiczne, Książki

Dzisiaj chciałabym zaprezentować książkę, która co prawda nie znajdzie w naszym kraju wielu czytelników. Ale, gdy tylko ją pokazałam na moim profilu na Instagramie, wzbudziła niemałą ciekawość. Bo to książka dla prawdziwych koneserów wiedzy.

Niestety jej problemem jest to, że nie została wydana, jak dotąd, w języku polskim. Natomiast prezentuje rzadko opisywany w literaturze (szczególnie rodzimej) związek jedzenia z chorobami autoimmunologicznymi. I to dlatego zdecydowałam się napisać o tej książce coś więcej.

Przedstawiam więc “Food- associated autoimmunities. When food breaks your immune system” ( w tłumaczeniu: “Procesy autoimmunologiczne związane z jedzeniem. Gdy jedzenie rozwala¹ twój układ odpornościowy”) Aristo i Elroya Vojdanich.

Ojciec i syn czyli duet doskonały

W tym ducie to niewątpliwie ojciec, profesor Aristo Vojdani, gra pierwsze skrzypce. Jest on uznanym na świecie mikrobiologiem i immunologiem irańskiego pochodzenia, od wielu lat pracującym w Stanach Zjednoczonych. Związany jest z kilkoma amerykańskimi uczelniami, jest także autorem licznych publikacji w pismach naukowych oraz laureatem wielu nagród. Od początku kariery w centrum jego zainteresowań jest badanie roli czynników środowiskowych w rozwoju chorób przewlekłych. Aktualnie Aristo Vojdani jest niekwestionowanym autorytetem w tej dziedzinie zapraszanym do wystąpień na konferencjach poświęconych chorobom autoimmunologicznym (takich jak TA).

Syn profesora, Elroy, jest natomiast lekarzem, radiologiem interwencyjnym i specjalistą medycyny funkcjonalnej, który badania ojca wprowadza do praktyki. Sam zresztą doświadczył znaczenia jedzenia jako przyczyny własnych problemów zdrowotnych, wykrywając u siebie nietolerancję glutenu i mleka (wywoływały one trwające u niego latami przewlekłe zmęczenie i zapalenie zatok przynosowych). Aktualnie prowadzi praktykę lekarską, w której wykorzystuje gruntowną wiedzę medyczną i metody medycyny funkcjonalnej w leczeniu pacjentów z chorobami przewlekłymi (w tym z chorobą Alzheimera stosując protokoły opracowane przez Dale Bredesenena).

Biorąc pod uwagę dorobek i zainteresowania obu autorów wydaje się, że nikt lepiej od nich nie poznał i nie umie wyjaśnić istoty problemu: dlaczego jedzenie przestaje nam służyć i rozwala¹ układ odpornościowy.

Choroby autoimmunologiczne i podstawy immunologii

Jak duże jest obecnie zagrożenie chorobami autoimmunologicznymi większość z nas zdaje sobie sprawę. Ocenia się, że choroby te dotyczą około 10% ludzi stając się, obok chorób sercowo- naczyniowych i nowotworów, najczęstszymi przyczynami przewlekłego leczenia i zgonów.

Ale tak naprawdę, jeszcze pół wieku temu naukowcy tylko zastanawiali się nad istnieniem zjawiska autoimmunologii. Podczas gdy kolejne półwiecze dostarczało dowodów na rolę procesów autoimmunologicznych w wywoływaniu chorób, te stawały się coraz powszechniejsze w krajach zachodnich. To również okres wprowadzenia na rynek wielu substancji chemicznych do naszego otoczenia, w tym środków ochrony roślin, sztucznych dodatków do żywności czy plastikowych pojemników na żywność. A nie przywiązując do nich większego znaczenia, straciliśmy szansę obserwowania ich wpływu na rozwój chorób autoimmunologicznych. Co nie oznacza, że takiego związku nie ma.

“Prawidłowy rozwój układu odpornościowego i tolerancja na pokarmy nie jest w dzisiejszych czasach udziałem nas wszystkich. Żeby dowiedzieć się dlaczego, potrzebujemy na nowo przyjrzeć się różnym elementom współczesnego życia, które na ogół traktujemy jako normalne.”

Zależność między czynnikami środowiskowymi i jedzeniem a autoimmunologią ma charakter kaskady zdarzeń, którą autorzy zobrazowali w następujący sposób:

jak jedzenie i czynniki środowiskowe wywołują choroby autoimmunologiczne

Aby czytelnik nie miał problemów ze zrozumieniem poszczególnych szczebli tej kaskady, pierwsza część książki poświęcona została podstawom immunologii, roli bariery jelitowej, lipopolisacharydów pochodzenia bakteryjnego (LPS) oraz bariery krew- mózg.

Nie ma jednak problemu, jeśli czytelnikowi obce są zagadnienia i terminologie związane z immunologią- autorzy w prosty, ale wyczerpujący sposób je wyjaśniają. Jest to także świetna powtórka dla osób “z branży”.

Spora część uwagi autorów poświęcona jest zjawisku tolerancji immunologicznej oraz znaczeniu nieszczelnej bariery jelitowej.

Jakich badań nie wykonywać w diagnostyce zespołu nieszczelnego jelita?

Tutaj autorzy opisują dostępne metody diagnostyczne mające służyć rozpoznawaniu nieszczelnej bariery jelitowej. Nie tylko poddają krytycznej ocenie powszechnie akceptowany test z laktulozą i mannitolem jako narzędzie do rozpoznawania zespołu nieszczelnego jelita. Jednym z argumentów jest to, że ocenia przechodzenie małych cząsteczek węglowodanowych wchłanianych wyłącznie w górnym odcinku jelita cienkiego niezdolnych do pobudzenia układu immunologicznego. Podważają też zasadność badania stężenia zonuliny we krwi z powodów, które opisywałam już wcześniej (przeczytasz o nich TUTAJ).

Antygen- przeciwciało czyli badania metodą ELISA

Dalsza część książki poświęcona jest omówieniu badań, którym Aristo Vojdani poświęcił większą część kariery, czyli badaniom reakcji układu odpornościowego na poszczególne składniki jedzenia. Są to zyskujące na popularności reakcje nadwrażliwości inne niż alergie (niezależne od przeciwciał IgE), przebiegające z udziałem przeciwciał IgG/IgA (reakcje nadwrażliwości typu opóźnionego).

Niestety, nie wszystkie metody diagnostyczne cieszą się podobną wiarygodnością.

Profesor Vojdani opiera się w swoich badaniach na powszechnie znanym teście ELISA (sam przyznaje, że jego poznanie było przełomowym momentem w karierze). Jego zasada opiera się na stwierdzeniu reakcji między znanym antygenem a przeciwciałem w badanej surowicy- jeśli reakcja między nimi zachodzi, potwierdza obecność przeciwciał skierowanych przeciw temu antygenowi we krwi pacjenta.

Jednak badania wykonywane w różnych laboratoriach cechują się zmiennymi wynikami- gdy przeprowadzono badania porównawcze wysyłając w jednym dniu surowice tych samych pacjentów do trzech laboratoriów, uzyskano różnice w wynikach w zakresie 49- 73% (akceptowalny próg wynosi 20%). Wytłumaczeniem tej niezgodności jest, według autorów, użyty do badań antygen.

Antygen ma znaczenie

Okazuje się, że znaczenie może mieć jego pochodzenie, postać (niektóre kupuje się w postaci suchego proszku), stopień oczyszczenia itd. Powszechną, podobno, praktyką jest badanie białek surowego mięsa czy ryb, podczas gdy w takiej postaci są one rzadko spożywane. Obróbka termiczna białek zmienia natomiast ich antygenowość na tyle, że obserwowana reakcja w przypadku surowego produktu może się nie potwierdzić po ugotowaniu (i odwrotnie). Podobnie towarzystwo innych białek (innych składników jedzenia) może zmieniać antygenowość spożywanego produktu. Warto więc wziąć te i inne aspekty wybierając laboratorium do badań nadwrażliwości pokarmowych.

Aristo Vojdani nie ukrywa, że jest związany z amerykańskim Arrex Laboratories, laboratorium, które utrzymuje standardy opracowane przez autora i opisane w książce. Nie wykonują badań z Polski (pytałam).

Zjawisko reakcji krzyżowych

Dużo uwagi poświęcono też w książce zjawisku reakcji krzyżowych (mimikry molekularnej). Chodzi o to, że pewne sekwencje aminokwasów pochodzących z jedzenia są na tyle podobne do naszych własnych tkanek, że mogą pobudzać układ odpornościowy do produkcji przeciwciał, które powodują stan zapalny w określonym narządzie (o ile ich nie wyeliminujemy z jedzenia).

Przykładem takiego zjawiska jest podobieństwo sekwencji aminokwasowych między białkami mleka i pszenicy a takimi białkami, jak glikoproteina mieliny oligodendrocytów (MOG- jej uszkodzenie prowadzi do stwardnienia rozsianego), wysp trzustkowych (cukrzyca typu 1) czy akwaporyna 4 (pozagałkowe zapalenie nerwu wzrokowego). Dlatego spożywanie reagujących krzyżowo pokarmów (w tym wypadku właśnie mleka i pszenicy) jest jak dolewanie paliwa do ognia.

Ale mleko i pszenica to nie jedyne pokarmy, z którymi nasz organizm może mieć problem. Nawet tak powszechnie uznawane za “zdrowe” pokarmy, jak szpinak czy marchewka, mogą być problemem u pacjentów z pozagałkowym zapaleniem nerwu wzrokowego i wymagają ich odstawienia. Takich przykładów w książce jest wiele, jednak, poza nielicznymi wyjątkami, trudno o jednolity wzorzec, jak komponować jadłospis pacjenta z konkretną jednostką chorobową. Do tego służy badanie oferowane przez Cyrex Laboratories opracowane przez Aristo Vojdaniego.

Na koniec autorzy zostawili przegląd najczęstszych składników obecnych w jedzeniu, które mogą przyczyniać się do rosnącej fali zachorowań na choroby autoimmunologiczne. Wśród nich znalazły się  sztuczne barwniki:

“Przemysł spożywczy uwielbia sztuczne barwniki, ponieważ łatwo wiążą się z białkami w jedzeniu. Niestety, równie łatwo wiążą się z białkami w ludzkim organizmie. Widzieliście zabarwiony język lub usta dziecka po zjedzeniu kolorowej waty cukrowej lub innych kolorowych słodyczy? To wynik wiązania sztucznych barwników do tkanek.”

Dla kogo jest książka ?

Absolutnie polecam ją wszystkim osobom zainteresowanym immunologią oraz tematyką wpływu jedzenia na rozwój chorób autoimmunologicznych. Chociaż ma charakter podręcznika, napisana została prostym językiem, zawiera liczne odniesienia do życia prywatnego czy zawodowego autorów, co czyni książkę jeszcze ciekawszą. Treści urozmaicone zostały kolorowymi ilustracjami i tabelami. Sprawia to, że książka jest czymś pośrednim między podręcznikiem dla specjalistów a poradnikiem dla wszystkich zainteresowanych. Zawiera mnóstwo wartościowej wiedzy, której znaczenie będzie w kolejnych latach rosło (w to wierzę 🙂 ).

Jeden z recenzentów książki napisał, że to, co zechcesz zrobić po jej przeczytaniu, to po pierwsze- jak najszybciej wdrożyć zdobyte informacje do praktyki, a po drugie- przeczytać ją jeszcze raz. Dokładnie z takim własnie zamiarem skończyłam czytać tę książkę.

Niestety pozostaje też niedosyt

– brak polskiego tłumaczenia, przez co trudno o zainteresowanie szerszego grona czytelników (także ze względu na cenę)
– brak możliwości wykonania opisanych w książce badań w Polsce

Po lekturze książki nasuwa się też pytanie, czy oferty badań wykonywanych przez Cyrex należy uznać za reklamę laboratorium. I tak, i nie. Myślę, że trudno oczekiwać od autora, który poświęcił swoją karierę zawodową określonej metodzie diagnostycznej, żeby odciął się od możliwości zaprezentowania jej swoim czytelnikom. Ci natomiast, nawet jeśli sami z tej oferty nie skorzystają, dostają wiedzę, na czym zależności między jedzeniem a chorobami autoimmunologicznymi polegają oraz jak je wykorzystać w praktyce.

¹ Nie ukrywam, że miałam problem z “eleganckim” przetłumaczeniem tytułu: when food breaks your immune system. Wahałam się między: jedzenie łamie albo rozwala układ immunologiczny (niszczy nie wchodziło w grę, bo ten działa, tyle, że nieprawidłowo). Ostatecznie zostawiłam to drugie, chociaż dalej mnie nie zadowala. Jeśli macie lepsze pomysły, chętnie przygarnę 🙂

Aristo Vojdani i Elroy Voydani, Food- associated autoimmunities. When food breaks your immune system, Los Angeles, A and G Press, 2019, ISBN: 978-0-578-49977-2.

Bariera krew- mózg i jej znaczenie w zdrowiu i chorobie

Bariera krew- mózg i jej znaczenie w zdrowiu i chorobie

utworzone przez | sie 13, 2018 | Baza wiedzy

Jeszcze do niedawna temat barier biologicznych nie budził w świecie medycznym większego zainteresowania.  Aż do czasu, gdy okazało się, że mają one kluczowe znaczenie dla funkcjonowania poszczególnych organów i organizmu jako całości.
Jakiś czas temu opisywałam budowę i funkcję bariery jelitowej. Jej integralność i sprawne funkcjonowanie warunkuje prawidłowe funkcjonowanie układu odpornościowego, którego większa część znajduje się w przewodzie pokarmowym.
Dzisiaj chcę opisać inną barierę, z której obecności niekoniecznie zdajemy sobie sprawę, a która chroni nasz mózg przed niekorzystnymi wpływami środowiska.

Przedstawiam barierę krew- mózg (BBB- blood brain barrier).

Bariera biologiczna- co to jest?

Naczynia krwionośne w ciele człowieka pełnią wiele ról. Między innymi dostarczają tlen i składniki odżywcze do wszystkich tkanek organizmu, by następnie odebrać dwutlenek węgla i produkty przemiany materii. Dodatkowo przekazują sygnały hormonalne między komórkami, a także pośredniczą w interakcji komórek układu odpornościowego z komórkami innych tkanek.

Naczynia krwionośne centralnego układu nerwowego (CUN) mają dodatkowe unikalne właściwości składające się na barierę krew- mózg. Jest to bariera biologiczna, która oddziela krążącą w naczyniach krew od płynu śródmiąższowego otaczającej tkanki. Bariera ta zapewnia ściśle regulowaną wymianę jonów, molekuł oraz komórek pomiędzy krwią a mózgiem. Dzięki istnieniu takiej bariery utrzymywana jest homeostaza (czyli stan równowagi), która zapewnia właściwą funkcję neuronów (komórek nerwowych) i chroni tkankę nerwową przed toksynami i patogenami. Nieprawidłowe funkcjonowanie tej bariery jest istotną przyczyną powstawania różnych chorób neurologicznych.

Bariera krew- mózg i jej wyjątkowość

Bariera krew- mózg jest najbardziej selektywną i ściśle kontrolowaną barierą w ciele człowieka. Dlatego jest mało prawdopodobne, aby przez prawidłowo funkcjonującą barierę przedostały się niepożądane substancje czy komórki.
Naczynia CUN mają ciągłą strukturę pozbawioną okienek, co powoduje, że nie ma swobodnego przepływu substancji z jednej na drugą stronę. Jest to m.in. przyczyną upośledzonego transportu leków do CUN, co nierzadko utrudnia leczenie chorób neurologicznych.

Jak zbudowana jest bariera krew- mózg?

Barierę krew- mózg bezpośrednio tworzą dwa typy komórek- endotelialne (śródbłonkowe, endothelial cells-EC) oraz ścienne (mural cells- MC), które stanowią ścianę naczynia krwionośnego pozostającą w kontakcie z krwią. Jednocześnie tworzą one rodzaj bariery fizycznej, dzięki obecności połączeń ścisłych między komórkami nabłonkowymi. Połączenia ścisłe mają charakter kanałów, których przepuszczalność jest ograniczona wymiarem, stąd cząsteczki większe niż średnica kanału (powyżej 4 nm) mają problem z ich pokonaniem.
To dlatego wymiana jonów i molekuł tutaj wyjątkowo odbywa się drogą przezkomórkową (przeciwnie niż w przypadku innych nabłonków, gdzie transport odbywa się także drogą międzykomórkową).

Znaczenie dla integralności i rozwoju bariery krew- mózg mają też inne komórki pozostające w kontakcie z komórkami endotelialnymi – astrocyty i perycyty.

Perycyty są to komórki, które “siedzą” na powierzchni ściennej śródbłonka. Komórki te zawierają białka kurczliwe, dlatego regulują średnicę naczynia i przepływ krwi. Odgrywają również rolę w regulacji angiogenezy (tworzenia naczyń), naprawy mikrouszkodzeń, powstawania nacieków komórek układu immunologicznego i przepływu krwi w odpowiedzi na zmieniającą się aktywność układu nerwowego. Poza tym coraz więcej danych sugeruje, że są to wielopotencjalne komórki zdolne do różnicowania w kierunku komórek nerwowych. To również one są odpowiedzialne za kształtowanie BBB w okresie rozwoju oraz utrzymanie jej funkcji w czasie życia.

Astrocyty są to komórki glejowe, które wspierają i ochraniają neurony poprzez regulację działania neuroprzekaźników i stężenia jonów. Ponieważ posiadają w swojej strukturze kanały wodne, tzw. akwaporyny, biorą udział w regulacji zawartości wody w mózgu. O ile perycyty są konieczne dla ukształtowania BBB w okresie rozwoju, astrocyty pełnią podobną rolę w okresie dorosłym.

Nic nie dzieje się w odosobnieniu

W tej chwili jest już oczywiste, że żaden składnik bariery nie działa w izolacji, ale jest w stałej komunikacji z pozostałymi elementami. W ramach tej komunikacji komórki śródbłonka odbierają sygnały pochodzące od perycytów, astrocytów, neuronów oraz mikrogleju, przez co każda z nich pośrednio także wpływa na integralność bariery krew- mózg.

Komórki endotelialne, poza wspomnianymi wcześniej połączeniami ścisłymi, mają jeszcze jedną ważną cechę: wbudowane kanały- transportery dedykowane określonym substancjom. Do najważniejszych należy GLUT- 1 dla glukozy, zapewniające stałą dostawę paliwa do mózgu. Ubytek tych transporterów może sam w sobie skutkować utratą integralności bariery krew- mózg.

Podobną rolę pełnią receptory dla kwasów tłuszczowych omega-3- Mfsd2a, bogato reprezentowane na komórkach śródbłonka w CUN. Przy okazji widzimy, na jakie składniki czeka nasz układ nerwowy 😉

Układ odpornościowy wkracza do gry

Centralny układ nerwowy długo był traktowany jako organ immunologicznie uprzywilejowany- przecież bariera krew- mózg ma chronić przed przedostaniem się potencjalnie szkodliwych komórek odpornościowych i zapaleniem. Jednak okazało się, że leukocyty krwi obwodowej są w stałym kontakcie z komórkami śródbłonka mózgowego i migrują przez barierę. W odpowiedzi komórki śródbłonka produkują cytokiny prozapalne. Jest to przyczyną nie tylko stanu zapalnego w układzie nerwowym, ale też bezpośredniego uszkodzenia bariery krew- mózg.

Kiedy bariera staje się nieszczelna?

Patologiczne uszkodzenie BBB wykazano w badaniach obrazowych pacjentów oraz w badaniach pośmiertnych mózgów w różnych chorobach neurologicznych. Zaburzenia funkcjonowania BBB na poziomie cząsteczkowym obejmują zmiany w zakresie różnych właściwości bariery i sprowadzają się do zmian w obrębie połączeń ścisłych czy transporterów. Prowadzą one do obrzęku mózgu, zaburzeń równowagi jonowej, zaburzeń komunikacyjnych między elementami naczyń a tkanką nerwową, nacieków komórek immunologicznych. Zjawiska te z kolei prowadzą do rozregulowania układu nerwowego, a ostatecznie do chorób degeneracyjnych.

Utratę właściwości bariery stwierdzono w takich chorobach, jak udar mózgu, uraz mózgu, stwardnienie rozsiane, padaczka, choroba Alzheimera czy Parkinsona. Nie do końca jednak wiadomo, na jakim etapie tych chorób pojawia się nieszczelność bariery krew- mózg. O ile w przypadku udaru czy urazu mózgu uszkodzenie bariery jest wtórne do niedokrwienia czy fizycznego uszkodzenia, w chorobach neurodegeneracyjnych odpowiedź nie jest już prosta. Stwierdzono jednak, że nieszczelna bariera jest elementem, który podtrzymuje już uruchomiony proces destrukcji.

Bez jej naprawy trudno jest ten proces zatrzymać.

Elementy bariery krew- mózg mogą być także celem ataku układu immunologicznego w chorobach z autoagresji. Przykładem może być stwardnienie rozsiane czy autoimmunologiczne zapalenie nerwu wzrokowego. W chorobach tych reakcja układu immunologicznego prowadzi do przeciekania bariery krew- mózg, co powoduje stałe podsycanie raz rozpoczętego procesu zapalnego.

Biologia nam nie sprzyja

Dzisiaj wiemy, że szczelność bariery krew- mózg maleje z wiekiem. Z wiekiem rośnie przepuszczalność bariery dla leków, maleje zdolność usuwania neurotoksyn, a rośnie stres oksydacyjny w mózgu, co zwiększa ryzyko chorób neurodegeneracyjnych. Stwierdzono zmniejszenie ilości transporterów dla glukozy GLUT-1 w mózgach pacjentów z chorobą Alzheimera. Jednak nie wiadomo, czy jest to wyrazem zmniejszonego zapotrzebowania na energię czy też pierwotnego uszkodzenia prowadzącego do zaniku mózgu.

Obserwuje się również niekorzystny wpływ takich czynników biologicznych, jak zaburzenia rytmu snu i czuwania czy zmiany w mikrobiocie jelitowej na rozwój i integralność bariery krew- mózg. W badaniu na myszach pozbawionych mikroflory podanie bakterii produkujących kwas masłowy zwiększało ekspresję białek tworzących połączenia ścisłe i przyczyniało się do naprawy bariery krew- mózg.

Obserwacje te mają znaczenie w badaniach nad chorobami takimi jak choroba Alzheimera. Znajomość tych zjawisk wykorzystał m.in. dr Dale Bredesen, który opracował nowatorski program leczenia tej choroby (o metodzie tej przeczytasz TUTAJ).

Pozostaje otwartym pytaniem, czy uszkodzenia bariery krew- mózg w chorobach neurologicznych mają wspólny mechanizm, czy też różnią się one na poziomie komórkowym i molekularnym.

Jeśli podobał Ci się artykuł, chcesz otrzymywać informacje o najnowszych wpisach oraz wartościowe wskazówki na tematy związane ze zdrowiem i odżywianiem zapisz się na newsletter:

Literatura:

1. Keaney J, Campbell M. The dynamic blood-brain barrier. FEBS J. 2015 Nov;282(21):4067-79. doi: 10.1111/febs.13412. Epub 2015 Sep 8.

2. Richard Daneman i wsp. The Blood–Brain Barrier. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2015 Jan; 7(1): a020412. doi: 10.1101/cshperspect.a020412

Promocja zakończy się za: