La función barrera intestinal constituye la primera línea de defensa del tracto
digestivo. Ésta se ve condicionada por el transporte hidroelectrolítico, la permeabilidad
y la motilidad intestinales. Alteraciones de estas funciones favorecen la estimulación
continua, por antígenos y microorganismos luminales, del sistema inmune local
llevando a estados inflamatorios más o menos crónicos. Estos cambios parecen
caracterizar diversas patologías inflamatorias y funcionales gastrointestinales,
incluyendo la enfermedad inflamatoria intestinal y el síndrome de intestino irritable.
Los mastocitos (MCs), a través de un proceso de activación y liberación de mediadores
neuroinmunes, participan como células efectoras en la respuesta inmune asociada a
estas enfermedades. Este trabajo profundiza en las implicaciones de los MCs en las
disfunciones intestinales, haciendo un especial énfasis en la función barrera. Para ello,
se empleó un modelo de parasitosis por Trichinella spiralis en ratas. Tras la infección,
se observó la evolución temporal (días 2 a 30 post‐infección) en las poblaciones de
MCs de mucosa y de tejido conectivo en el yeyuno. Las variaciones en los infiltrados
mastocitarios se acompañaron de una sobreexpresión en las proteinasas mastocitarias.
Las proteinasas, actuando como enzimas sobre sustratos específicos, incluyendo la
activación de receptores activados por proteinasas (PARs), regulan las funciones
secretomotoras y sensoriales gastrointestinales. Acompañando estos cambios, se han
caracterizado remodelaciones neuroepiteliales post‐infecciosas que resultan en una
alteración de la función barrera, en concreto: una alteración de la secreción
hidroelectrolítica basal, de la respuesta a secretagogos y en el incremento de la
permeabilidad intestinal. Estas disfunciones de la barrera tienen como base cambios
temporales específicos en la expresión de proteínas de las uniones estrechas
intercelulares. A su vez, la parasitosis produjo un aumento de la actividad motora
espontánea intestinal, en parte mediada por los MCs, ya que se revierte parcialmente
en animales tratados con el estabilizador mastocitario ketotifeno. Por otro lado, las
respuestas secretoras intestinales a la degranulación mastocitaria y a la activación de
PAR‐2 se vieron reducidas en la fase post‐infecciosa (día 30 post‐infección). Si bien,
ello sugeriría una desensibilización epitelial a los mediadores mastocitarios, la
estabilización de los MCs con ketotifeno no tuvo efectos sobre las respuestas
secretoras basales o mediadas por PAR‐2 ni sobre los incrementos post‐infecciosos en
la permeabilidad. En resumen, hemos definido los cambios en las poblaciones
mastocitarias y la función barrera intestinal, así como su relación con la expresión de
proteínas de uniones intercelulares y con la expresión de PAR‐2 y sus efectos
secretores en un modelo de disfunción intestinal post‐infecciosa. Aunque estos datos
apoyan una implicación de los MCs en los cambios morfo‐funcionales asociados a la
infección cuestionan una participación directa de los mismos en la función barrera
intestinal. Mecanismos de regulación similares pueden operar en enfermedades
inflamatorias y funcionales gastrointestinales. / Epithelial barrier function is considered part of the defensive mechanisms of the
gastrointestinal tract. Barrier function results from an interplay of at least three
components: hydroelectrolytic transport, permeability and intestinal motility.
Alterations of these functions favor a state of luminal antigens‐ and microorganismsdependent
stimulation of the local immune system, leading to an inflammatory‐like
stage. These changes are common to several gastrointestinal pathologies, including
inflammatory bowel disease and irritable bowel syndrome. Mast cells (MCs), throught
a process of activation and release of endogenous neuroimmune mediators, act as
effector cells in the neuroimmune responses associated to these alterations. This work
aims the characterization of MCs’ implications in gastrointestinals dysfunctions, with
emphasis in barrier function. For this, we used a model of Trichinella spiralis infection
in rats. After the infection, time‐related (days 2 to 30 postinfection) changes in
mucosal and connective tissue MCs were assessed in the jejunum. Changes in MCs
infiltrates occurred together with an up‐regulation of proteinases gene expression.
MC‐derived proteinases, throught the enzymatic cleavage of specific substrates,
including proteinase‐activated receptors (PARs), regulate gastrointestinal
secretomotor and sensory functions. In addition, we characterized postinfectious
neuroepithelial remodelations, leading to functional changes in barrier function. In
particular, alterations in basal electrolytic secretion, secretory responses to
secretagogues and an increase in epithelial permeability were observed. These barrier
dysfunctions are associated to time‐related changes in the expression of tight
junctions‐related proteins. In parallel, an increase in spontaneous intestinal motor
activity was also observed. Treatment with the MC stabilizer ketotifen partially
prevented these motor alterations, thus suggesting that MCs are implicated, at least
partially, in these responses. In addition, secretory responses to MCs degranulation
and PAR‐2 activation were reduced during the postinfectious phase (day 30
postinfection). This might suggest a desensitization of the epithelium to MC mediators.
However, treatment with the MC stabilizer ketotifen was without effect, thus
suggesting the contribution of additional, MCs‐independent mechanisms. In summary,
this work characterizes changes in MCs populations and epithelial barrier function in a
model of postinfectious gut dysfunction in rats. Furthermore, the relationship with the
expression of tight junction‐related proteins and PAR‐2 and its secretory effects was
characterized. Overall, results obtained support an implication of MCs in the
morphological and functional alterations associated to the infection. However, they
also question a direct role of MCs in the control of epithelial barrier function. Similar
mechanisms might operate in inflammatory and functional gastrointestinal disorders.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_UAB/oai:www.tdx.cat:10803/107862 |
| Date | 16 November 2012 |
| Creators | Fernández Blanco, Joan Antoni |
| Contributors | Vergara Esteras, Patrocinio, Martínez Perea, Vicente, Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Biologia Cel·lular i de Fisiologia |
| Publisher | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Source Sets | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | 170 p., application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs. |
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