Come vedremo, ciò che noi riusciamo a metabolizzare, quindi il nostro metabolismo, il nostro introito calorico, non dipende soltanto dal cibo che noi introduciamo, ma soprattutto da come questo cibo viene lavorato e poi successivamente metabolizzato dai batteri che compongono il GUT Microbiota. Quando parliamo di GUT Microbiota non possiamo non considerare tuttavia tutti gli aspetti legati alla barriera intestinale, quindi parlare solo di GUT Microbiota è improprio, perché noi dobbiamo tener presente che i batteri, si devono necessariamente interfacciare con l'epitelio intestinale e tutta una serie di strutture che ora andremo a vedere. In particolare, gli attori della barriera mucosa sono costituiti, come vediamo dalla slide, dagli enterociti che sono le cellule che tappezzano la parete intestinale, come vediamo qui, abbiamo il corpo cellulare, questo è il nucleo cellulare, e qui abbiamo i Villi, e al di sopra dei Villi abbiamo il cosiddetto “Brush Border”, cioè quella zona che riveste i Villi intestinali e che contiene tutti gli enzimi, come vedremo successivamente, gli enzimi digestivi, quindi in particolare l'elastasi, vedremo poi successivamente il malassorbimento al lattosio che è molto comune, da cosa può originare.

Un altro attore fondamentale della barriera intestinale è la lamina propria che è localizzata al di sotto degli enterociti ed è costituita dalle cellule infiammatorie. Questo è un aspetto molto importante perché l'intestino, dobbiamo sempre ricordarlo, è un organo fisiologicamente infiammato, cioè un minimo d'infiammazione dell'intestino c'è sempre, perché le cellule infiammatorie vengono continuamente a contatto con determinate sostanze alimentari o batteriche, o virali, o protozoarie e per cui, c'è sempre una risposta infiammatoria. 

Quali sono le cellule responsabili della risposta infiammatoria? Come possiamo vedere, abbiamo i macrofagi; i linfociti; le cellule dendritiche che sono molto importanti, vedremo successivamente come funzionano, dove sono localizzati e in che modo agiscono; le mastcellule, tutte le reazioni allergiche sono caratterizzate da una degranulazione delle mastcellule, e le plasmacellule che sono le cellule che produrranno insieme alla stimolazione dei linfociti, gli anticorpi, quindi IgG, IgA, IgM

Come possiamo vedere, è molto importante la funzione delle cellule di “Paneth cells” che sono dotate di una potente e spiccata attività antimicrobica, in particolare antibatterica. Un altro attore fondamentale sono le placche di peyer. Esse sono localizzate nel piccolo intestino, sono costituite anch'esse da macrofagi; linfociti e cellule dendritiche. Noi dobbiamo considerare che senza le placche di peyer noi non avremo un sistema immunitario maturo. In particolare, durante l'accrescimento (quindi parliamo dei bambini) i bambini portano tutti gli oggetti in bocca, perché la bocca è il loro principale organo di senso? Semplicemente perché la natura ha escogitato un sistema per far sì che, portando gli oggetti in bocca raccolti da terra, e contenenti sicuramente dei batteri, virus e protozoi, possano stimolare le placche di peyer.

La simulazione delle placche di peyer farà sì che il sistema immunitario diventi maturo, quindi è fondamentale per i bambini avere il contatto con i batteri, virus e protozoi. Com'è organizzato il sistema immune descritto precedentemente? Eccolo qui nella slide, abbiamo gli enterociti che sono molto importanti. Poi abbiamo la lamina propria, quindi con tutte le cellule che abbiamo detto: linfociti, macrofagi, le cellule dendritiche. Qui abbiamo le placche di peyer, e in particolare qui abbiamo le cellule dendritiche, guardate la particolarità di queste cellule: queste cellule sono praticamente più grandi delle altre, poi hanno queste estroflessioni che sono perfettamente in grado di passare attraverso le “tight junctions”, 6:48 cioè le giunzioni tra le cellule degli enterociti, e attraverso queste estroflessioni, sono in grado di andare a captare degli antigeni presenti nel lume. In particolare questo qui è il lume intestinale, per cui facciamo conto che questi sono dei batteri, le cellule dendritiche sono in grado di captare degli antigeni, dei batteri, a questo punto si innesca una risposta infiammatoria, come vediamo le cellule T inattive, le cellule T effettrici che daranno origine ad una cascata infiammatoria. Cioè in questo caso, il nostro organismo, il nostro intestino, si rende conto che nel lume ci sono dei batteri e quindi si prepara ad attuare una risposta infiammatoria efficace, e ovviamente non possiamo dimenticare nella composizione della barriera intestinale, le goblet cells.

Esse hanno una funzione fondamentale: mentre prima il ruolo delle delle cellule di goblet era molto sottovalutato, cioè non si considerava il reale valore di queste cellule, oggi noi sappiamo che queste cellule sono le cellule che producono il muco, e il muco è dotato di un'azione fondamentale per il corretto funzionamento dell'intestino, e vedremo successivamente come. Vediamo qui nella slide le cellule epiteliali, qui siamo a livello della membrana basale, qui abbiamo la lamina propria, quindi con tutte le cellule infiammatorie, in particolare qui abbiamo questo linfocita, e qui abbiamo le plasmacellule che sono caratteristicamente più grandi rispetto ai linfociti e queste sono le goblet cells, cioè le cellule di goblet, che cosa fanno? Sono cellule che producono muco e questo muco viene gettato all'interno del lume intestinale. Perché io dico che le goblet cells svolgono un ruolo fondamentale? Allora, noi vediamo qui che ci sono due tipi di mucine: la MUC2 che è una mucina secretoria, e la MUC3 che è una mucina di membrana. Allora, vedete bene, qui abbiamo gli enterociti, queste sono le cellule dendritiche con le loro estroflessioni all'interno del lume intestinale. Allora, questi puntini rossi sono dei prodotti antimicrobici secreti dalle cellule di paneth; mentre in blu, abbiamo gli antimicrobici prodotti dalle cellule di goblet, cioè le cellule di goblet non producono solo muco, ma sono in grado di produrre muco addizionato ad antimicrobici. 

Aggiungiamo che, essendo questa una mucosa, si ha una forte produzione di immunoglobuline di tipo A che servono appunto, a proteggere le mucose, e voi sapete bene come un soggetto con un deficit di immunoglobuline di tipo A è un soggetto che tende ad assumere, ad acquisire, delle infezioni proprio al livello delle mucose, quindi i soggetti che hanno un deficit di tipo A, sono soggetti che hanno spesso riniti, faringiti, bronchiti ma anche gastroenteriti perché hanno una ridotta protezione da batteri virus e protozoi proprio perché hanno poche difese immunitarie.