Kuņģa-zarnu trakta uzdevums neaprobežojas tikai ar barības vielu gremošanu un absorbciju. Svarīga funkcija ir aizsardzība pret potenciāliem patogēniem (to skaitā alergēniem) un tolerance pret nekaitīgiem aģentiem. Lai antigēns izraisītu imunoloģisku reakciju, tam jātiek garām kuņģa-zarnu trakta aizsardzības sistēmai, kam ir divu veidu mehānismi: imunoloģiskie un ne-imunoloģiskie. No tā, kādā veidā potenciālais alergēns šķērso kuņģa-zarnu trakta aizsargbarjeras, var būt atkarīgs tā potenciāls. Rakstā vērsta uzmanība uz ne-imunoloģiskiem kuņģa-zarnu trakta aizsardzības mehānismiem, uzsverot pilnvērtīgi funkcionējoša kuņģa-zarnu trakta lomu pārtikas alerģijas gadījumā.
Pārtikas alerģija skar arvien vairāk cilvēku industriāli attīstītās valstīs - alerģija pret pārtikas produktiem ir apmēram 25% bērnu un desmitdaļai pieaugušo. [1] Pārtikas alerģija var izpausties ar respiratoriem, ādas un vispārējiem simptomiem, bet apmēram vienai trešdaļai cilvēku ar pārtikas alerģiju ir gastrointestināli simptomi. Agrīnie kuņģa-zarnu trakta simptomi var būt saistīti ar vēdera izejas traucējumiem - šķidra vēdera izeja vai caureja, bieži ar asins piejaukumu, kā arī sāpes un kolikas. Savukārt biežāk sastopamie vēlīnie simptomi ir eozinofils ezofagīts un eozinofilā enteropātija. Ir arī dati par aizcietējumiem kā pārtikas alerģijas izpausmi. [2]
Proteīnu alerģiskais potenciāls
Kā zināms, alergēni ir vielas, kas spēj inducēt IgE atbildes reakciju. Lielākā daļa alergēnu (bet ne visi) ir olbaltumvielas - identificēts vairāk nekā 700 alergēnu aminoskābju secību. [3] Savukārt viena no svarīgākajām alergēna īpašībām ir spēja izdzīvot kuņģa-zarnu traktā pārstrādātā barībā.
Balstoties uz in vitro pētījumiem, uztura olbaltumvielas ir iespējams iedalīt pret gremošanu rezistentās un nestabilās olbaltumvielās. [4]
- Gremošanas rezistentās olbaltumvielas ir siltumizturīgas, kā arī noturīgas pret skābi un proteolītiskiem enzīmiem. Tās nokļūst organismā pārsvarā caur gastrointestinālo traktu un rada sensibilizāciju (piemēram, zemesrieksti, govs piena olbaltumi).
- Nestabilās olbaltumvielas ir neizturīgas pret karsēšanu (siltumlabilas), un tās parasti nerada sensibilizāciju. Sensibilizācija biežāk veidojas pēc respiratoras ekspozīcijas.
Lai olbaltumviela varētu izraisīt alerģisku atbildes reakciju, tai jāizdzīvo skābajā un proteolītiskajā kuņģa-zarnu trakta vidē, kā arī jātiek absorbētai caur zarnas gļotādu. [5] Noturīgumu pret gremošanu var uzskatīt par būtisku priekšnosacījumu pārtikas alerģijas attīstībai. [6] Kā piemēru var minēt tā saukto maiznieku astmu - uzņemot antigēnu caur gremošanas traktu (ēdot miltu produktus), alerģija neattīstās, bet, antigēnam nokļūstot organismā caur elpceļiem (ieelpojot miltus), novēro pozitīvus ādas testus pret kviešu olbaltumu.
Tomēr nav noskaidrots, cik lielā mērā olbaltumvielas strukturālā integritāte ir svarīga sensibilizācijas radīšanai. Visticamāk, gremošanas rezistentie proteīni, kurus uzskata par īstiem alergēniem, radīs alerģisku reakciju neatkarīgi no gremošanas trakta funkcionēšanas. Savukārt otra tipa alergēni izraisīs alerģisku reakciju, pasliktinoties gremošanas procesiem.
Varbūtējā alergēna rezistence pret gremošanu ir viens no svarīgākajiem alerģiskā potenciāla parametriem. To iespējams noteikt pētījumos in vitro ar tā saukto gremošanas testu (digestability tests) palīdzību, kuru laikā nosaka proteīna strukturālo integritāti dažādās vidēs. [7] Piemēram, rezistence pret pepsīnu ir viena no alergēna raksturīgajām pazīmēm, ko izmanto, testējot potenciālos alergēnus. Starp citu, šādus testus veic arī ar ģenētiski modificētiem pārtikas produktiem, jo potenciāli bīstama ir to jauno radušos proteīnu stabilitāte pret gremošanu un tam sekojoša alerģizācija. [8]
Kuņģa sālsskābe un proteīnu antigenitāte
Potenciālā alergēna pirmā saskare ar gastrointestinālo aizsargsistēmu notiek kuņģī, kur iedarbojas sālsskābe (sālsskābe aktivē pepsinogēnu, bet radušais pepsīns noārda apmēram 20% proteīnu oglekļa saišu).
Pētījumi rāda: paaugstinot pH līmeni kuņģī (piemēram, čūlas terapijas laikā), alerģiskas reakcijas var attīstīties cilvēkiem, kam iepriekš tādu nekad nav bijis. Piemēram, dispepsijas pacientu grupā, saņemot skābi mazinošus medikamentus, noteica IgE līmeni pirms un trīs mēnešus pēc terapijas. Izrādījās, ka 25% pacientu pret ikdienā lietotiem produktiem bija izveidojušās IgE antivielas, kādu nebija pirms terapijas. Alerģiskas reakcijas apstiprināja ar pozitīviem ādas testiem un perorālās provokācijas raudzēm. [9]
Citā pētījumā konstatēts alerģijas simptomi bija mazāk izteikti, ja alergēnu skābā vidē (in vitro) apstrādāja ar pepsīnu. [10] Savukārt, pelēm caur zondi ievadot kaviāra proteīnus ar vai bez skābi samazinošiem līdzekļiem, konstatēja, ka pelēm ar paaugstinātu pH līmeni bija arī paaugstināts IgE līmenis pret kaviāra proteīniem. [11]
Pilnvērtīga olbaltumvielu sagremošana kuņģī ievērojami samazina barības olbaltumu spēju saistīties ar IgE, kas paaugstina sliekšņa devu, kāda nepieciešama, lai alergēns spētu radīt simptomus. [12] Savukārt zems sālsskābes līmenis veicina antigēna makromolekulu nokļūšanu tievajā zarnā, turklāt integritāti kuņģa tranzīta laikā spēj saglabāt arī labilie olbaltumi, kuri kuņģī parasti sadalās, neradot sensibilizāciju.
Aizkuņģa dziedzera proteolītiskie enzīmi
Tievajā zarnā olbaltumvielas tālāk noārda aizkuņģa dziedzera proteolītiskie fermenti - tripsīns, himotripsīns, elastāze, karboksipeptidāzes.
Zema fermentu aktivitāte (piemēram, aizkuņģa dziedzera eksokrīnas mazspējas gadījumā) veicina nenoārdītu un neizmainītu olbaltumu uzsūkšanos un tādējādi rada lielāku alerģizācijas potenciālu. Kā piemēru var minēt pētījumu pacientiem ar hronisku pankreatītu, kurā konstatēja, ka vidējais IgE līmenis serumā pacientiem ar hronisku pankreatītu bija augstāks nekā kontroles grupai. Turklāt IgE līmenis bija augstāks pacientiem ar aizkuņģa dziedzera eksokrīnu mazspēju, kā arī tiem, kas pastiprināti lietoja alkoholu, un akūtu pankreatīta uzliesmojuma epizožu laikā. [13] Savukārt citā pētījumā konstatēts, ka tiem pacientiem ar pārtikas alerģiju, kuri saņēmuši alerģisku pārtiku kopā ar aizkuņģa dziedzera enzīmiem, alerģijas pazīmes mazinājušās. [14]
Aizkuņģa dziedzera disfunkciju var radīt arī zarnu trakta gļotādas atrofija (govs piena alerģijas, celiakijas gadījumā), jo šādā gadījumā nepilnvērtīgi veidojas holecistokinīni, kas veicina aizkuņģa dziedzera enzīmu izstrādi. [15] Tādējādi gļotādas atrofija veicina aizkuņģa dziedzera disfunkciju.
Tātad arī pilnvērtīga aizkuņģa dziedzera darbība un proteolītisko fermentu aktivitāte ir viens no faktoriem, kas palīdz cīnīties pret potenciālā alergēna antigenitāti.
Tievās zarnas gļotādas integritāte
Tā kā priekšnosacījums antigēna penetrācijai ir tā adherence, nebojāta zarnas gļotāda darbojas kā barjera antigēna piestiprināšanai un penetrācijai. Galvenie faktori, kas to nodrošina, ir mucīns un mikrobārkstiņas. Savukārt gan alerģiskie, gan iekaisuma mediatori (piemēram, IL-4, IFN-gamma) izmaina epitēlija barjeras integritāti, paaugstinot gļotādas caurlaidību. [16] Līdz ar to alerģiskas reakcijas bieži vēro pacientiem pēc pārslimota gastroenterīta un Krona slimības.
Ne tikai bojāta, bet arī nenobriedusi gremošanas trakta gļotāda jaundzimušajiem (īpaši priekšlaicīgi dzimušiem) pieļauj antigēnu makromolekulu nonākšanu organismā, radot augstāku sensibilizācijas potenciālu. Līdztekus nenobriedušai imūnsistēmai, nenobriedusi gļotāda ir viens no faktoriem, kas veicina govs piena alerģijas attīstību zīdaiņiem, īpaši neiznēsātiem bērniem. Lielāka antigēna deva vieglāk izraisa alerģisku reakciju, tāpēc zīdaiņiem svarīgs ir mātes piens kaut vai nelielā daudzumā. Gļotādai un imūnsistēmai nobriestot, alerģiskās reakcijas ar laiku var izzust.
Var piebilst, ka eksistē arī desmitiem gastrointestinālu peptīdu (holecistokinīns, motilīns, sekretīns u. c.), kuri veicina zarnas gļotādas nobriedumu un kuru izstrādē svarīga ir enterāla barošana ar mātes pienu.
Zarnu trakta motilitāte
Arī zarnu trakta peristaltika palīdz attīrīties no patogēniem un alergēniem. Kā piemēru var minēt tā saukto migrējošo motoro kompleksu, kas ir tukšā dūšā notiekošas nejaušas un nepārtrauktas zarnu kontrakcijas - to nozīme ir attīrīt zarnu traktu no baktērijām, antigēniem un nesagremotās barības. Pagaidām nav pētījumu, kas parādītu zarnu trakta motorikas izmaiņu saistību ar alerģiju. Tomēr ir zināms, ka alerģijas gadījumā var būt motorās funkcijas traucējumi, piemēram, aizcietējumi. Šajā gadījumā motorikas izmaiņas var būt faktors, kas, iespējams, ietekmē arī alerģisku reakciju izpausmes.
Zarnu trakta mikroflora
Mikroflora ir svarīgs vesela zarnu trakta rādītājs. Līdztekus citām zarnu baktēriju funkcijām tās ir arī nozīmīgs faktors aizsardzībā pret patogēniem, to skaitā alergēniem. Zarnu mikroflora darbojas ne tikai kā mehāniska barjera pret patogēniem. Zarnu mikroflora ir arī lielākais imūnais orgāns, kas stimulē imūnsistēmu. Pētījumi rāda, ka vismaz dažas baktērijas aktivē Peijera plātnītes. Turklāt vairāki probiotiku celmi (saņemti pietiekamā apjomā) spēj modulēt noteiktus imūnos parametrus. [17]
Zarnu baktēriju lomu alerģijas attīstībā netieši parāda zarnu mikrofloras kvalitatīvas un kvantitatīvas atšķirības cilvēkiem ar un bez alerģijas. Tā, piemēram, alerģiskiem bērniem ir vairāk klostrīdiju un mazāk bifidobaktēriju, turklāt starp bifidobaktērijām dominē pieaugušo tips (B. adolescents), nevis B. bifidum, kas raksturīgs veseliem zīdaiņiem. [17] Savukārt bērniem ar respiratoru alerģiju nav vērojama izmainīta zarnu flora.
Iespējamie darbības veidi, kā mikroflora varētu ietekmēt alerģijas rašanos, ir šādi [17]:
- antigēnu izkļuves caur gļotādu kavēšana, tādējādi mazinot imūnsistēmas saskari ar antigēnu (antigēna stimulāciju);
- tieša imūnsistēmas modulācija, inducējot anti-inflamatoros citokīnus, kā arī palielinot IgE sekrēciju, kas palīdz novērst antigēna saskari ar zarnas gļotādu;
- uztura antigēnu enzimātiska degradācija, ko veic zarnu baktēriju izstrādātie fermenti.
Visu šo mehānismu darbības rezultātā mazināta imūnsistēmas saskare ar potenciālo antigēnu.
Kopsavilkums
Apkopojot iepriekš minēto, galvenie ne-imunoloģiskie mehānismi aizsardzībā pret alerģiju ir šādi: kuņģa sālsskābe, enzīmu proteolītiskā aktivitāte, nebojāta zarnas gļotāda, kā arī sabalansēta mikroflora.
Lai gan antigēna alerģiskais potenciāls, kā arī indivīda imūnsistēma nenoliedzami ir svarīgākie faktori alerģijas attīstībā, tomēr vesels un funkcionāli pilnvērtīgs kuņģa-zarnu trakts spēj novērst lielu daudzumu makroantigēna nokļūšanu organismā, tādējādi aizkavējot alerģiskas reakcijas rašanos. Savukārt pacientiem ar pārtikas alerģiju (īpaši gastrointestinālām izpausmēm) tiek traucēta kuņģa-zarnu trakta normāla darbība, kas var vēl vairāk pastiprināt alerģisku reakciju, izraisot apburtā loka efektu. Līdz ar to šādiem pacientiem kuņģa-zarnu trakta funkciju uzlabošana ir svarīgs faktors pilnvērtīgā ārstēšanā.
