影响肠道通透性的肠道屏障关键因素

血清素、组胺和蛋白酶

肠内嗜铬细胞产生的5-羟色胺/5-羟色胺（5-HT）和粘膜肥大细胞产生的组胺在肠内充当促炎症介质并调节肠通透性。在5-羟色胺再摄取转运体（SERT）基因敲除小鼠上的实验表明，5-羟色胺再摄取转运体的缺失会加重炎症，因为粘膜5-HT水平会以不受控制的方式增加。有趣的是，与正常同窝小鼠相比，不仅5-羟色胺再摄取转运体基因敲除小鼠的实验性结肠炎恶化，而且果糖诱导的内毒素移位和随后的肝脏脂肪变性。

内源性大麻素系统

大麻被用于治疗各种胃肠道疾病，如呕吐、厌食、腹泻和肠道炎症。动物实验数据表明，肠道屏障功能在体内通过激活肠道大麻素1型受体（CB1R）进行调节。大麻素1型受体，而不是大麻素2型受体，在结肠通透性中发挥保护作用，如大麻素1型受体基因敲除小鼠所示，与正常同窝小鼠相比，大麻素1型受体基因敲除小鼠对应激反应的通透性增强。肠道微生物群——可能还有营养素——通过调节肠道内源性大麻素系统的基调来调节肠道屏障。Cani等人报告，在肥胖小鼠中，大麻素1型受体上调，使用大麻素1型受体拮抗剂治疗可减少细菌抗原（如脂多糖（LPS））向体循环的移位。大麻素的相反作用（改善或恶化肠道通透性）可能与最近的观察有关，即内源性大麻素（如anandamide）会恶化通透性，而植物大麻素（如大麻素二醇和四氢大麻素）可能作为（部分）大麻素1型受体拮抗剂，促进肠道通透性的保护或恢复。

饮食和细菌对肠道通透性的调节

肠道屏障与微生物群

肠道拥有与人体相关的最大细菌群落，在远端结肠中，细菌密度达到每克管腔内容物约10的12次方个细菌。每个个体携带多达数百种肠道细菌，其中大多数属于两个主要门，拟杆菌门和厚壁菌门。微生物群中某些基础物种的优势被认为是三种首选生态成分之一，即肠型。肠型似乎独立于个体宿主特征，如体重指数、年龄、性别或地理位置，但可能受饮食和宿主遗传背景的影响。

肠道微生物群被认为在本质上主要是共生的，并参与各种过程，包括营养物质的分解和吸收、维生素和激素的产生以及防止病原体的定植。肠道屏障在避免对微生物群的炎症反应方面起着关键作用，并由微生物识别和耐受微生物群的微调免疫机制网络调节。未能实现或维持宿主与其微生物群之间的这种平衡对肠道和全身健康都有负面影响。一些疾病与微生物群的变化或微生物群多样性的减少有关，包括特应性疾病、炎症性肠病、糖尿病、肥胖症、癌症，甚至神经病变。其中一些病变与屏障功能改变和上皮通透性增加有关。微生物群与这些生理变化有关，例如，通过减少丁酸生产商和丁酸生产商的数量，从而促进炎症性疾病的病理生理学。在炎症性肠病中，炎症也与病理生物的增加有关，如粘附性侵袭性大肠杆菌（AIEC），它可以直接破坏屏障以促进炎症反应。

人类肠道微生物群的拟议功能

I宿主防御病原体和毒素

II肠道免疫系统的发育和维持

III通过提供酶能力支持消化

粘液可作为细菌的结合位点，使其能够在粘液层表面持续存在和定植。虽然粘液的完全降解取决于一组细菌的协同作用，但由于粘液低聚糖链的高度多样性及其可能的修饰，来自不同门的几种物种可以以粘液作为碳源生长。正常的肠道微生物群触发上皮细胞合成粘液糖，而选择的共生细菌，如Akkermansia muciniphila，通过利用粘液作为能量源来调节粘液层。当微生物群不存在以降解粘液时，例如在无菌啮齿动物中，粘液的产生和降解是不平衡的，导致粘液层厚度加倍，由于粘液的积累导致盲肠肿胀，并导致水的滞留。粘蛋白降解与细菌致病性有关，因为它侵蚀保护性粘液层，但与微生物群有关，它可能作为宿主“益生元”，刺激共生体的生长并塑造微生物群的生态。

肠道屏障与致病菌

许多病原体与肠道屏障的特定元素特异性相互作用，强调了细菌与宿主相互作用在健康和疾病中的重要性。例如，上皮紧密连接可以被几种病原体改变。这些效应可能是由紧密连接蛋白（如闭塞素）的直接修饰引起的，也可能是由连接周围肌动球蛋白环上不同的激酶介导的效应引起的。病原体以及抗生素的使用可能会通过促进粘液降解或通过抑制粘液产生的正常共生触发因素干扰肠道粘液层。