肠道屏障、肠粘膜与免疫2015.5.21
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肠粘膜屏障功能障碍时，内毒素穿过肠粘膜，进入血循环 （circulation)，形成内毒素血症。
监测外周血中的内毒素水平，成为评价肠粘膜屏障功能的 重要手段。
肠粘膜屏障评价的方法
2血D-乳酸 D-乳酸是细菌发酵的代谢产物，肠道多种细菌均可产生。 正常情况下，D-乳酸很少被吸收，并且哺乳动物不具备将
（pathogens) （2）营养物质消化吸收障碍
（nutrients) （3）日粮抗原过敏反应 （4）肠粘膜缺血缺氧 （5）自由基损伤肠粘膜细胞
Intestinal mucosal barrier function and intestinal pathogenic factors
抗原。 包括： 皮肤、粘膜及其分泌的抑菌/杀菌物质的屏障效应，非特
异性免疫效应细胞（粒细胞、单核/巨噬细胞、NK细胞） 和效应分子的生物学作用。 2 适应性免疫/获得性免疫/特异性免疫 adaptive immunity
Toll样受体及其信号转导
Toll like receptor (TLR） and its cell signaling transduction
模式识别受体（PRR)种类与分布
体液中的模式识别分子： PRR的游离形式 ——五聚体蛋白 识别PAMP成分中的磷酸胆碱phosphorylcholine; ——甘露聚糖 识别PAMP成分中的碳水化合物 ——脂多糖识别蛋白
@your name
肠道屏障
——肠腔 水、营养物质、病原体、毒素 外部屏障（粘液、抗菌肽、Cl-、HCO3-、微生物区系） 内在屏障（紧密连接） ——肠上皮细胞 ——自我统一体薄层（lamina propria） 肠道神经系统 循环 免疫细胞
肠道屏障功能
肠道屏障功能不全 （1）病原微生物入侵
目录
（二）肠粘膜与免疫 1 组成 2 机体内的军事基地 3 免疫系统从3个方面发挥它的“国防”功能 4 人体内的“安检设防”点 5 免疫助手 6 免疫应答类型 7 Toll样受体及其信号转导 7.1 病原体相关的分子模式（pathogen-associated molecular
其快速降解的酶系统。 肠粘膜通透性增加时，肠道细菌产生的D-乳酸通过受损粘
膜入血。故检测血浆D-乳酸水平可及时反映肠粘膜损害程 度和通透性变化。
肠粘膜屏障评价的方法
3 血二胺氧化酶（diamine oxidase,DAO)
二胺氧化酶（DAO)是哺乳动物 肠绒毛标志酶，空肠和回肠活 性最高。该酶在小肠绒毛中国 含量高，活性强，在其他组织 含量少，活性低。
（2）白介素（ interleukin,IL）
IL-10在维持肠道屏障功能上起关 键作用。
（3）粒细胞集落刺激因子 （granulocyte colony stimulating factor,G-CSF）
可改善中性粒细胞的吞噬作用，对 肠粘膜有一定的保护作用。
生长因子
——表皮生长因子（EGF) ——转化生长因子（TGF) 参与调节胃肠道粘膜上皮的更新和损伤粘膜的修复，维持
有层淋巴细胞和上皮内淋巴细胞 ——各种分泌性抗体
the intestinal barrier
——intestinal lumen H20 nutrients pathogens toxins (1)extrinsic barrier（mucus Cl-、HCO3-、
antimicrobial peptides、microbiota) (2)intrinsic barrier(tight junctions) (3)immunological barrier ——epithelial cells ——lamina propria enteric nervous system circulation immune cells
（二）肠道粘膜与免疫
Leabharlann Baidu
免疫
免疫（immunity): 机体对“自己”和“异己”识别、应答的过程。 表现为清除“异己”，耐受“自己”，维持机体的生理平
衡。
组成
1 中枢淋巴器官： 包括胸腺、骨髓和法氏囊（禽类） 2 外周淋巴器官 包括脾脏、淋巴结、粘膜相关淋巴组织、皮肤相关淋巴组
pattern,PAMP）与模式识别受体（pattern recoganition receptor) PAMP与PRR 7.2 Toll样受体（Toll-like receptor，TLR)
肠道屏障
肠道屏障 （1）机械屏障 肠上皮屏障、菌膜、粘液层 （2）化学屏障 胃酸、胆汁、溶菌酶、粘多糖、抗菌肽 （3）生物屏障 （常驻菌群微生态平衡） 维持肠道微生态平衡 激活肠道免疫系统活性 促进营养素消化吸收 （4）免疫屏障 ——肠道相关淋巴组织：派伊尔结、固
白claudin和咬合蛋白/密封蛋白 occludin)
紧密连接的功能
1 2 形成上皮细胞质膜蛋白与膜
脂分子侧向扩散的屏障，从而 维持上皮细胞的极性。
肠粘膜屏障评价的方法
1 血内毒素 内毒素是革兰氏阴性菌G-细胞壁的脂多糖（LPS，
lipopolysaccharides)成分，正常情况下肠腔 （intestinal lumen)内含有大量细菌和内毒素。
通过淋巴管或血管的移位 （肠道相关淋巴样组织，gut
associated lymphoid tissues,GALT）
肠上皮屏障 intestinal epithelial barrier
包括肠上皮细胞和细胞间连接 transcellular pathway paracellular pathways
内毒素及细菌 （损伤肠粘膜）
肠粘膜屏障 （对抗肠粘膜损害）
通过淋巴管或血管的移位
GALT（gut associated lymphoid tissues,肠道相关淋 巴样组织）
肠粘膜屏障功能与致病因素
内毒素与细菌 （损伤肠粘膜）
肠粘膜屏障 （抵抗肠粘膜损伤）
织
机体内的军事基地
士兵工厂——骨髓 训练场地——胸腺 战场——淋巴结
免疫系统从三个方面来发挥它的”国防“作用
1 保护 使机体免于病毒、细菌、污染物质及疾病的攻击。 2 清除 新陈代谢后的废物及免疫细胞与敌人打仗时遗留下来的病
毒死伤尸体，都必须借由免疫细胞加以清除。 3 防御
肠粘膜完整性的重要介质。 ——肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor,HGF） 来源于内皮细胞、成纤维细胞、脂肪细胞等间质细胞，参
与肠粘膜修复过程中的上皮重建和增殖的主要内源性刺激 物。 ——胰岛素样生长因子（Insulin-like growth factor,IGF-1） 促进肠粘膜DNA和蛋白质的合成。
R=V/I
Paracellular flux of radiolabeled probe
2H-Mannitol
low flux rate=good-intact epithelial barrier
high flux rate=bad-leaky epithelial epithelial barrier
肠上皮屏障、肠粘膜与免疫
胡彩虹，2015.5.21
目录
（一）肠道屏障 1 肠道屏障 2 肠道屏障功能 3 肠道屏障功能与致病因素 4 肠上皮屏障 5 紧密连接的分子组成（实质：两种跨膜蛋白-
claudin,occludin)——ZO(Zonula Occluden,紧密连接蛋 白) 6 紧密连接的功能 7 肠粘膜屏障的评价方法
紧密连接的分子组成
4 分子组成：跨膜蛋白 封闭蛋白（claudin) 密封蛋白（occludin,咬合蛋白） 以上两种蛋白为4次穿膜的膜螯合蛋白。 C-末端和N-末端均伸向细胞质，对紧密
连接的形成和功能起重要作用。 Zonula occluden(ZO）蛋白 紧密连接蛋白 紧密连接蛋白模式图 A相邻质膜上蛋白颗粒连成的封闭素 B 紧密连接中的两种跨膜蛋白（封闭蛋
肠粘膜受损后，该酶入血或随 坏死脱落的肠粘膜细胞入肠腔 内，导致血浆和肠腔FAO活性增 高。
溶血因素对其结果有影响。
肠粘膜屏障评价的方法
4 血肠脂肪酸结合蛋白—— IFABP
（intestinal fatty acid binding protein,IFABP)
IFABP是一组低分子量胞液蛋白， 在长链脂肪酸的摄取、转运及 代谢调节中发挥着重要作用。
肠粘膜屏障评价的方法
尤斯灌流室法（利用体外扩散 池法）
跨上皮电阻(TER） R=V/I
放射性标志探针的旁细胞流动
2H-甘露聚糖 低流速意味着良好的完整的上
皮屏障 高流速意味着损坏的有漏缝的
上皮屏障
细胞因子
（1）一氧化氮（nitric oxide,NO）
神经递质，具有舒展血管，保护肠 粘膜的作用，能调节粘膜血流，促 进粘液释放，加快粘膜损伤的修复， 还能抑制中性粒细胞的附着及刺激 肥大细胞的脱颗粒。
人体内的”安检设防“点
咽喉守卫者 血液过滤器 肠道守护者
免疫助手
盲肠 场所：B细胞成熟，抗体产生。 盲肠扮演着交通指挥员的角色，生产分子来指挥白血球到
身体的各个部位。 “通知”白血球在消化道内存在入侵者，参与局部免疫和
控制抗体的过度免疫反应。
免疫应答类型
1 固有免疫/先天免疫/非特异免疫 innate immunity 在长期进化过程中形成第一道防线。 个体出生时即具备，作用时间短和范围广，并非针对特定
正常情况下，周围血中检测不 到IFABP,肠上皮细胞通透性增 加时，IFABP释放，通过毛细血 管及乳糜管进入血液循环。
肠粘膜屏障评价的方法
USSING CHAMBER
(尤斯灌流室，利用体外扩散池 法）
Transepithelial electrical Resistance(TER）
tight junctions adhension junctions gap junctions desmosomes
肠上皮屏障
包括肠上皮细胞和细胞间连接
肠上皮细胞 跨细胞转运（途径） 旁细胞转运（途径）
细胞间连接 ——紧密连接 ——粘附连接 ——缝隙连接 ——桥粒desmosome
病原体相关的分子模式——模式识别受体
PAMP——PRR 小偷小摸——治安联防/片警 交通违规——交通警察 违章摆摊——铁血城管 官员腐败——中纪委 劫持人质——防暴警察 外敌入侵——陆海空三军
病原体相关的分子模式（PAMP)
定义： 模式识别受体（PRR)识别结合的配体受体。 病原微生物表面某些共有的高度保守的分子结构。 G-菌的脂多糖（LPS)，G+菌的寡肽糖和真菌的酵母多糖等； 包括宿主凋亡细胞表面某些共有的分子结构。 磷脂酰丝氨酸phosphatidyserine等。 PAMP数量有限，但在病原微生物中分布广泛。
监测外周血中的内毒素水平，成为评价肠粘膜屏障功能的 重要手段。
肠粘膜屏障评价的方法
2血D-乳酸 D-乳酸是细菌发酵的代谢产物，肠道多种细菌均可产生。 正常情况下，D-乳酸很少被吸收，并且哺乳动物不具备将
（pathogens) （2）营养物质消化吸收障碍
（nutrients) （3）日粮抗原过敏反应 （4）肠粘膜缺血缺氧 （5）自由基损伤肠粘膜细胞
Intestinal mucosal barrier function and intestinal pathogenic factors
抗原。 包括： 皮肤、粘膜及其分泌的抑菌/杀菌物质的屏障效应，非特
异性免疫效应细胞（粒细胞、单核/巨噬细胞、NK细胞） 和效应分子的生物学作用。 2 适应性免疫/获得性免疫/特异性免疫 adaptive immunity
Toll样受体及其信号转导
Toll like receptor (TLR） and its cell signaling transduction
模式识别受体（PRR)种类与分布
体液中的模式识别分子： PRR的游离形式 ——五聚体蛋白 识别PAMP成分中的磷酸胆碱phosphorylcholine; ——甘露聚糖 识别PAMP成分中的碳水化合物 ——脂多糖识别蛋白
@your name
肠道屏障
——肠腔 水、营养物质、病原体、毒素 外部屏障（粘液、抗菌肽、Cl-、HCO3-、微生物区系） 内在屏障（紧密连接） ——肠上皮细胞 ——自我统一体薄层（lamina propria） 肠道神经系统 循环 免疫细胞
肠道屏障功能
肠道屏障功能不全 （1）病原微生物入侵
目录
（二）肠粘膜与免疫 1 组成 2 机体内的军事基地 3 免疫系统从3个方面发挥它的“国防”功能 4 人体内的“安检设防”点 5 免疫助手 6 免疫应答类型 7 Toll样受体及其信号转导 7.1 病原体相关的分子模式（pathogen-associated molecular
其快速降解的酶系统。 肠粘膜通透性增加时，肠道细菌产生的D-乳酸通过受损粘
膜入血。故检测血浆D-乳酸水平可及时反映肠粘膜损害程 度和通透性变化。
肠粘膜屏障评价的方法
3 血二胺氧化酶（diamine oxidase,DAO)
二胺氧化酶（DAO)是哺乳动物 肠绒毛标志酶，空肠和回肠活 性最高。该酶在小肠绒毛中国 含量高，活性强，在其他组织 含量少，活性低。
（2）白介素（ interleukin,IL）
IL-10在维持肠道屏障功能上起关 键作用。
（3）粒细胞集落刺激因子 （granulocyte colony stimulating factor,G-CSF）
可改善中性粒细胞的吞噬作用，对 肠粘膜有一定的保护作用。
生长因子
——表皮生长因子（EGF) ——转化生长因子（TGF) 参与调节胃肠道粘膜上皮的更新和损伤粘膜的修复，维持
有层淋巴细胞和上皮内淋巴细胞 ——各种分泌性抗体
the intestinal barrier
——intestinal lumen H20 nutrients pathogens toxins (1)extrinsic barrier（mucus Cl-、HCO3-、
antimicrobial peptides、microbiota) (2)intrinsic barrier(tight junctions) (3)immunological barrier ——epithelial cells ——lamina propria enteric nervous system circulation immune cells
（二）肠道粘膜与免疫
Leabharlann Baidu
免疫
免疫（immunity): 机体对“自己”和“异己”识别、应答的过程。 表现为清除“异己”，耐受“自己”，维持机体的生理平
衡。
组成
1 中枢淋巴器官： 包括胸腺、骨髓和法氏囊（禽类） 2 外周淋巴器官 包括脾脏、淋巴结、粘膜相关淋巴组织、皮肤相关淋巴组
pattern,PAMP）与模式识别受体（pattern recoganition receptor) PAMP与PRR 7.2 Toll样受体（Toll-like receptor，TLR)
肠道屏障
肠道屏障 （1）机械屏障 肠上皮屏障、菌膜、粘液层 （2）化学屏障 胃酸、胆汁、溶菌酶、粘多糖、抗菌肽 （3）生物屏障 （常驻菌群微生态平衡） 维持肠道微生态平衡 激活肠道免疫系统活性 促进营养素消化吸收 （4）免疫屏障 ——肠道相关淋巴组织：派伊尔结、固
白claudin和咬合蛋白/密封蛋白 occludin)
紧密连接的功能
1 2 形成上皮细胞质膜蛋白与膜
脂分子侧向扩散的屏障，从而 维持上皮细胞的极性。
肠粘膜屏障评价的方法
1 血内毒素 内毒素是革兰氏阴性菌G-细胞壁的脂多糖（LPS，
lipopolysaccharides)成分，正常情况下肠腔 （intestinal lumen)内含有大量细菌和内毒素。
通过淋巴管或血管的移位 （肠道相关淋巴样组织，gut
associated lymphoid tissues,GALT）
肠上皮屏障 intestinal epithelial barrier
包括肠上皮细胞和细胞间连接 transcellular pathway paracellular pathways
内毒素及细菌 （损伤肠粘膜）
肠粘膜屏障 （对抗肠粘膜损害）
通过淋巴管或血管的移位
GALT（gut associated lymphoid tissues,肠道相关淋 巴样组织）
肠粘膜屏障功能与致病因素
内毒素与细菌 （损伤肠粘膜）
肠粘膜屏障 （抵抗肠粘膜损伤）
织
机体内的军事基地
士兵工厂——骨髓 训练场地——胸腺 战场——淋巴结
免疫系统从三个方面来发挥它的”国防“作用
1 保护 使机体免于病毒、细菌、污染物质及疾病的攻击。 2 清除 新陈代谢后的废物及免疫细胞与敌人打仗时遗留下来的病
毒死伤尸体，都必须借由免疫细胞加以清除。 3 防御
肠粘膜完整性的重要介质。 ——肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor,HGF） 来源于内皮细胞、成纤维细胞、脂肪细胞等间质细胞，参
与肠粘膜修复过程中的上皮重建和增殖的主要内源性刺激 物。 ——胰岛素样生长因子（Insulin-like growth factor,IGF-1） 促进肠粘膜DNA和蛋白质的合成。
R=V/I
Paracellular flux of radiolabeled probe
2H-Mannitol
low flux rate=good-intact epithelial barrier
high flux rate=bad-leaky epithelial epithelial barrier
肠上皮屏障、肠粘膜与免疫
胡彩虹，2015.5.21
目录
（一）肠道屏障 1 肠道屏障 2 肠道屏障功能 3 肠道屏障功能与致病因素 4 肠上皮屏障 5 紧密连接的分子组成（实质：两种跨膜蛋白-
claudin,occludin)——ZO(Zonula Occluden,紧密连接蛋 白) 6 紧密连接的功能 7 肠粘膜屏障的评价方法
紧密连接的分子组成
4 分子组成：跨膜蛋白 封闭蛋白（claudin) 密封蛋白（occludin,咬合蛋白） 以上两种蛋白为4次穿膜的膜螯合蛋白。 C-末端和N-末端均伸向细胞质，对紧密
连接的形成和功能起重要作用。 Zonula occluden(ZO）蛋白 紧密连接蛋白 紧密连接蛋白模式图 A相邻质膜上蛋白颗粒连成的封闭素 B 紧密连接中的两种跨膜蛋白（封闭蛋
肠粘膜受损后，该酶入血或随 坏死脱落的肠粘膜细胞入肠腔 内，导致血浆和肠腔FAO活性增 高。
溶血因素对其结果有影响。
肠粘膜屏障评价的方法
4 血肠脂肪酸结合蛋白—— IFABP
（intestinal fatty acid binding protein,IFABP)
IFABP是一组低分子量胞液蛋白， 在长链脂肪酸的摄取、转运及 代谢调节中发挥着重要作用。
肠粘膜屏障评价的方法
尤斯灌流室法（利用体外扩散 池法）
跨上皮电阻(TER） R=V/I
放射性标志探针的旁细胞流动
2H-甘露聚糖 低流速意味着良好的完整的上
皮屏障 高流速意味着损坏的有漏缝的
上皮屏障
细胞因子
（1）一氧化氮（nitric oxide,NO）
神经递质，具有舒展血管，保护肠 粘膜的作用，能调节粘膜血流，促 进粘液释放，加快粘膜损伤的修复， 还能抑制中性粒细胞的附着及刺激 肥大细胞的脱颗粒。
人体内的”安检设防“点
咽喉守卫者 血液过滤器 肠道守护者
免疫助手
盲肠 场所：B细胞成熟，抗体产生。 盲肠扮演着交通指挥员的角色，生产分子来指挥白血球到
身体的各个部位。 “通知”白血球在消化道内存在入侵者，参与局部免疫和
控制抗体的过度免疫反应。
免疫应答类型
1 固有免疫/先天免疫/非特异免疫 innate immunity 在长期进化过程中形成第一道防线。 个体出生时即具备，作用时间短和范围广，并非针对特定
正常情况下，周围血中检测不 到IFABP,肠上皮细胞通透性增 加时，IFABP释放，通过毛细血 管及乳糜管进入血液循环。
肠粘膜屏障评价的方法
USSING CHAMBER
(尤斯灌流室，利用体外扩散池 法）
Transepithelial electrical Resistance(TER）
tight junctions adhension junctions gap junctions desmosomes
肠上皮屏障
包括肠上皮细胞和细胞间连接
肠上皮细胞 跨细胞转运（途径） 旁细胞转运（途径）
细胞间连接 ——紧密连接 ——粘附连接 ——缝隙连接 ——桥粒desmosome
病原体相关的分子模式——模式识别受体
PAMP——PRR 小偷小摸——治安联防/片警 交通违规——交通警察 违章摆摊——铁血城管 官员腐败——中纪委 劫持人质——防暴警察 外敌入侵——陆海空三军
病原体相关的分子模式（PAMP)
定义： 模式识别受体（PRR)识别结合的配体受体。 病原微生物表面某些共有的高度保守的分子结构。 G-菌的脂多糖（LPS)，G+菌的寡肽糖和真菌的酵母多糖等； 包括宿主凋亡细胞表面某些共有的分子结构。 磷脂酰丝氨酸phosphatidyserine等。 PAMP数量有限，但在病原微生物中分布广泛。