Фермент-антисептик помогает кишечнику держать в узде кишечную микрофлору

Клетки кишечного эпителия держат патогенные бактерии на расстоянии, поливая их специальным ферментом, который замедляет их рост и обеззараживает продукты бактериальной жизнедеятельности.

Исследователи из Университета Вандербильта (США) сообщают, что им удалось обнаружить новый способ защиты кишечника от недружественных бактерий; результаты работы учёные опубликовали в журнале Current Biology. Нет нужды напоминать о том, какое колоссальное число микроорганизмов живёт в нашем желудочно-кишечном тракте и что далеко не все из них являются мирными симбионтами. Клеткам кишечного эпителия приходится постоянно отражать атаки микробов, пытающихся взять их «на абордаж», проникнуть в стенку кишечника и начать там разрушительную деятельность.

Эпителиальные клетки кишечника покрыты микроворсинками — эти крохотные выросты увеличивают площадь всасывания питательных веществ. В какой-то момент учёные заметили, что микроворсинки содержат множество везикул — мембранных пузырьков, наполненных кишечной щелочной фосфатазой. Об этом ферменте было известно, что он участвует в регуляции воспалительного ответа и может уменьшать токсичность бактерий, но играет ли он какую-то роль во взаимоотношениях кишечника и микрофлоры, до сих пор никто не проверял.

Исследователи показали, что фосфатаза из пузырьков микроворсинок может нейтрализовать токсичные продукты жизнедеятельности самых разных видов бактерий. Кроме того, везикулы с ферментом буквально облепляют бактерии, не давая им закрепиться на поверхности эпителиальных клеток. Учёные экспериментировали с энтеропатогенной разновидностью кишечной палочки, которую можно получить, к примеру, поев несвежего мяса. Этот микроб старается «пришвартоваться» к микроворсинкам, ввести в них токсин и разрушить с его помощью слой микроворсинок, чтобы расчистить дорогу к стенке кишечника. Эксперименты показали, что только клетки с везикулами могут держать бактерии подальше от себя. Но действие мембранных пузырьков с ферментом этим не ограничивалось: в их присутствии бактерии хуже размножались и вообще погибали. Появление патогенной кишечной палочки резко повышало содержание везикул и кишечной щелочной фосфатазы в клетках кишечного эпителия.

Это напоминает оборону крепостных стен — можно сказать, что микроворсинки постоянно поливают непрошеных чужаков ферментом-«антисептиком». Учитывая, что в просвет кишечника смотрят триллионы ворсинок, такой способ обороны более чем эффективен: ни одна бактерия не приблизится к стенке кишечника ближе, чем ей положено.

В дальнейшем исследователи хотят выяснить, как микроворсинки с везикулами взаимодействуют с нормальными, дружественными симбионтами кишечника, и не связаны ли какие желудочно-кишечные заболевания с нарушениями в этой системе «химической защиты» кишечника.

Подготовлено по материалам Университета Вандербильта.