GASTROINTESTINAL BARRIER — STRUCTURAL AND MOLECULAR DETERMINANTS UNDER PHYSIOLOGICAL CONDITIONS AND IN ULCEROGENESIS

E.F. Barinov, P.G. Kondratenko, O.N. Sulaieva, S.O. Zharikov, V.Yu. Deliy

Abstract


The objective of this article was to generalize the structural and molecular organization of the gastrointestinal barrier. The authors discuss the key structures, molecules, and regulators which determine protection and defense in gastric and duodenal mucosa. The system of their mucous membrane protection is multidimensional and includes 3 levels: 1) the chemical one — predepitelial protection, or mucous-bicarbonate barrier; 2) the cellular one — surface epithelium, which forms an anatomical barrier to peptic and biological factors; 3) tissue complex of cells and matrix of lamina propria, providing the regulation, trophism, control of kinetics of the surface epithelium, the implementation of reactions of specific and non-specific immune defense. Multifactoriality of systemic, local and paracrine regulation of gastrointestinal barrier structures determines the capabilities of the compensatory-adaptive processes and may be a target of therapeutic correction of the structural violations of mucosal homeostasis in ulcerogenesis in gastroduodenal zone.

References


Ахмедов В.А. Гастропатия, обусловленная нестероидными противовоспалительными препаратами: от понимания механизмов развития к разработке стратегии лечения и профилактики / В.А. Ахмедов, В.А. Винжегина, А.Н. Судакова // Тер. арх. — 2007. — № 2. — С. 81­85.

Математическое моделирование кинетики покровно­ямочного эпителия желудка / Баринов Э.Ф., Лях Ю.Е., Сулаева О.Н. [и др.] // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. — 2010. — Т. 9, № 9. — С. 63­68.

Баринов Э.Ф. Гастроинтестинальные миофибробласты — роль в регуляции физиологической активности и репарации желудочно­кишечного тракта / Э.Ф. Баринов, О.Н. Сулаева // Рос. журнал гастроэнтерол., гепатол., колопроктол. — 2010. — Т. 20, № 3. — С. 19­28.

Экспрессия р53 в клетках краевой зоны язвенных дефектов двенадцатиперстной кишки при остром кровотечении / Сулаева О.Н., Баринов Э.Ф., Игнатье­ва Л.Н., Баранова Е.В. // Морфология. — 2009. — Т. 3, № 3. — С. 116­119.

Васильев Ю.В. Патогенетические аспекты Helicobacter pylori / Ю.В. Васильев, В.С. Беляева // Экспер. и клин. гастроэнтерол. — 2006. — № 1. — С. 28­37.

Жернакова Н.И. Роль мелатонина в патогенезе заболеваний пищеварительной системы / Н.И. Жернакова, С.Н. Рыбникова // Клин. мед. — 2008. — № 4. — С. 14­18.

Козырев С.А. Гастродуоденальные язвы / С.А. Козырев. — Минск, 2007. — 140 с.

Особенности апоптозной активности и экспрессии регуляторных молекул (Ki­67, BCL­2) эпителиоцитов слизистой оболочки желудка в реализации каскада Корреа / Комаров Ф.И., Осадчук А.М., Осадчук М.А. [и др.] // Клин. мед. — 2007. — № 10. — С. 48­51.

Кононов А.В. Воспаление как основа Helicobacter pylori­ассоциированных болезней // Архив патол. — 2006. — Т. 68, № 5. — С. 1­64.

Лазебник Л.Б. Роль оксида азота (NO) в этиопатогенезе некоторых заболеваний органов пищеварения / Л.Б. Лазебник, В.Н. Дроздов, Е.Н. Барышников // Экспер. и клин. гастроэнтерол. — 2005. — № 2. — С. 13­17.

Состояние клеточного обновления (пролиферация и апоптоз) слизистой оболочки желудка у ревматологических больных / Мавляков И.Р., Маруфханов Х.М., Орзиев З.М., Гильдиева М.С. // Клин. мед. — 2008. — № 5. — С. 30­33.

Михайлов В.В. О влиянии стимуляции М­холи­норецепторов на аккумуляцию норадреналина в слизистой оболочке пищевода и желудка крыс / В.В. Михайлов, М.А. Гордеева, В.Н. Матвеева // Бюл. эксперим. биол. и мед. — 1998. — Т. 125, № 4. — С.378­380.

Роль диффузной эндокринной системы и клеточного обновления колоноцитов в формировании клинических вариантов синдрома раздраженного кишечника у лиц молодого возраста / Осадчук А.М., Осадчук М.А., Балашов А.В., Кветной И.М. // Клин. мед. — 2008. — № 3. — С. 33­36.

Осадчук А.М. Роль маркеров клеточного обновления (BCL­2, Ki­67) и апоптоза эпителиоцитов в возникновении опухолевых заболеваний желудка, ассоци­ированных с Helicobacter pylori // Клин. мед. — 2008. — № 5. — С. 32­35.

Пиманов С.И. Динамика морфологических и функциональных характеристик слизистой оболочки желудка после эрадикации Helicobacter pylori у больных с язвами двенадцатиперстной кишки / С.И. Пиманов, Е.В. Макаренко, А.В. Воропаев // Тер. арх. — 2006. — № 2. — С. 26­31.

Язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки: морфофункциональные, нейроэндокринные и клинические параллели / Рапопорт С.И., Жерна­кова Н.И., Прощаев К.И. [и др.] // Клин. мед. — 2008. — № 3. — С. 28­30.

Самонина Г.Е. Гомеостаз слизистой оболочки желудка и кровоток. Сообщение 1. Механизмы поддержания адекватного кровотока в слизистой оболочке желудка / Г.Е. Самонина, С.Е. Жуйкова // Усп. физиол. наук. — 2001. — Т. 32, № 4. — С. 60­72.

Локализация активных ионов водорода в слизистой оболочке желудка / Сулейманов З., Гидаятов А.,Караев Г. [и др.] // Клин. мед. — 2006. — № 9. — С. 66­68.

Циммерман Я.С. Этиология, патогенез и лечение язвенной болезни, ассоциированной с Helicobacter pylori­инфекцией: состояние проблемы и перспективы // Клин. мед. — 2006. — № 3. — С. 9­17.

Allen А. Gastroduodenal mucus bicarbonate barrier: protection against acid and pepsin / А. Allen, G. Flemstrom // Am. J. Physiol. Cell Physiol. — 2005. — Vol. 1. — P. 1­19.

Baumgartner H.K. Regulated alkali secretion acts in tandem with unstirred layers to regulate mouse gastric surface pH / H.K. Baumgartner, M.H. Montrose // Gastroenterol. — 2004. — Vol. 126. — P. 774­783.

Brzozowski T. Importance of the pineal gland, endogenous prostaglandins and sensory nerves in the gastroprotective actions of central and peripheral melatonin against stress­induced damage / T. Brzozowski, P.C. Konturek, K. Zwirska­Korczala // J. Pineal Res. — 2005. — Vol. 4. — P. 375­385.

Chai J. A critical role of serum response factor in myofibroblast differentiation during experimental oesophageal ulcer healing in rats / J. Chai, J. Chow // Gut. — 2007. — Vol. 56. — P. 621­630.

Chung S.C.S. Randomized comparison between adrenaline injection alone and adrenaline injection plus heat probe treatment for actively bleeding peptic ulcers / S.C.S. Chung, J.Y. Lau, J.J. Sung // BMJ. — 1997. — Vol. 314. — Р. 1307­1311.

Dimaline R. Attack and defence in the gastric epithelium — a delicate balance / R. Dimaline, A. Varro // Exp. Physiol. — 2007. — Vol. 92. — P. 591­601.

Gawenis L.R. Impaired acid secretion in mice with a targeted disruption of the NHE4 Na+/H+ exchanger / L.R. Gawenis, J.M. Greeb // J. Biol. Chem. — 2005. — Vol. 280. — P. 12781­12789.

Giannakis M. Molecular properties of adult mouse gastric and intestinal epithelial progenitors in the niches / M. Giannakis, T. Stappenbeck, J.S. Mills // J. Biol. Chem. — 2006. — Vol. 281. — P. 11292­11300.

Hinz B. The myofibroblast: one function, multiple origins / B. Hinz, S.H. Phan // Am. J. Pathol. — 2007. — Vol. 170. — P. 1807­1816.

Impaired mucus­bicarbonate barrier in Helicobacter pylori­infected mice / Henriksnas J., Phillipson M., Storm M. [et al.] // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. — 2006. — Vol. 291(3) — P. 396­403.

SLC26A9 is expressed in gastric surface epithelial cells, mediates Cl­/HCO3­exchange, and is inhibited by NH4+ (Report) / Xu J., Henriksnas J., Barone S.[et al.] // Am. J. Physiol. Cell Physiol. — 2005. — Vol. 289(2). — P. 493­505.

Identification of an apical Cl–/HCO3– exchanger in gastric surface mucous and duodenal villus cells / Xu J., Barone S., Petrovic S. [et al.] // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. — 2003 — Vol. 285. — P. 1225­1234.

Kusters J.G. Pathogenesis of Helicobacter pylori infection / J.G. Kusters, A.H.M. van Vliet, E.J. Kuipers // Clinical Microbiology Reviews. — 2006. — Vol. 19. — P. 449­490.

Karam S.M. Trefoil factor 1 is required for the commitment programme of mouse oxyntic epithelial progenitors / S.M. Karam, C. Tomasetto, M.C. Rio // Gut. — 2004. — Vol. 53. — P. 1408­1415.

Khan Z.E. Transcriptional regulation of the human trefoil factor 1 by gastrin / Z.E. Khan, T.C. Wang // Gastroenterol. — 2003. — Vol. 125. — P. 510­523.

Distinct pathways of cell migration and antiapoptotic response to epithelial injury: structure­function analysis of human intestinal trefoil factor / Kinoshita K., Taupin D.R., Itoh H., Podolsky D.K. // Mol. Cell. Biol. — 2000. — Vol. 20. — P. 4680­4690.

Epithelial carbonic anhydrases facilitate PCO2 and pH regulation in rat duodenal mucosa / Mizumori M., Meyerowitz J., Takeuchi T. [et al.] // Physiol. — 2006. — Vol. 573(3). — P. 827­842.

The importance of mucus layers and bicarbonate transport in preservation of gastric juxtamucosal pH / Phillipson M., Atuma C., Henriksnas J., Holm L. // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. — 2002. — Vol. 282(2). — P. 211­219.

SLC26A9 is a Cl channel regulated by the WNK kinases / Dorwart M., Shcheynikov N., Wang Y. [et al.] // J. Physiol. — 2007. — Vol. 584(1). — P. 333­345.

Medsen J. Tissue localization of human trefoil factors 1, 2 and 3 / J. Medsen, O. Nielsen, I. Tornoe // J. Histochem. Cytochem. — 2007. — Vol. 55. — P. 505­513.

Taupin D. Trefoil factors initiators of mucosal healing / D. Taupin, D.K. Podolsky // Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. — 2003. — Vol. 4. — P. 721.

Tsutsumi S. Transforming growth factor β1 is responsible for matureation­dependent spontaneous apoptosis of cultured gastric pit cells / S. Tsutsumi, W. Tomisato // Exp. Biol. Med. — 2002. — Vol. 227. — P. 402­411.

5­HT induces duodenal mucosal bicarbonate secretion via cAMP­ and Ca2+­dependent signaling pathways and 5­HT4 receptors in mice / Tuo B.G., Sellers Z., Paulus P. [et al.] // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. — 2004. — Vol. 286. — P. 444­451.




DOI: https://doi.org/10.22141/1997-2938.4.23.2013.86908

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2016 UKRAINIAN JOURNAL OF SURGERY

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

© Publishing House Zaslavsky, 1997-2017

 

 Яндекс.МетрикаSeo анализ сайта Рейтинг@Mail.ru