Wilmoreらは.腸を手術患者のストレス反応の中心的な臓器の1つとして言及している。 最近の研究では.腸は体内最大の末梢免疫器官であり.腸粘膜のTリンパ球や形質細胞は.抗原刺激に反応して分泌型のS-IgAを多量に産生することが明らかになっています。 これが.免疫バリアの第二の防御ラインです。
免疫力が低下すると.侵入してきた細菌や内毒素が循環器や組織に入り込みます。 また.外傷.手術.飢餓.長期間の完全非経口栄養（TPN）時には.腸管粘膜バリアが弱まり.腸管粘膜の透過性が高まり.細菌のトランスロケーション.内毒素血症.さらには敗血症となり.最終的には腸管不全や生命を脅かす多臓器不全となることが臨床研究により明らかになっています。 したがって.経腸栄養（EN）と腸管バリア機能の関係を理解することは.臨床的に非常に重要である。
1.腸管粘膜バリアの生理的構成と役割
正常なヒトの腸管粘膜バリアは.腸管粘膜上皮.正常腸内フローラ.腸管内分泌.腸管関連免疫細胞からなり.正常状態では腸管粘膜表面に多数の嫌気性細菌が増殖しています。 また.近年.海外の学者によって.腸にはM細胞というものが存在し.腸壁の中で唯一透過性のある上皮細胞であり.抗原や細菌.ウイルスがこの弱いリンクを通って体内に侵入することも発見されています。
正常な腸管バリア機能の維持は.胃腸関連リンパ組織が産生する特異的分泌免疫グロブリンS-IgAのほか.胃酸.蠕動運動.腸管上皮タイトジャンクション.粘液.消化酵素.正常細菌叢などの非特異的機械・化学バリアに依存します。 正常な上皮細胞の維持は.上皮を介した細菌のトランスロケーションを防ぎ.タイトジャンクションの保護は.パラセルラーチャネルを介した細菌のトランスロケーションを防ぐ。 腸粘膜には約500万本の絨毛があり.その総面積は約10m2.場合によっては細菌や毒素が体内に侵入する危険な経路となります。
体のストレス反応が過剰になったり.調節ができなくなると.まず腸管粘膜バリアの完全性が破壊され.腸管粘膜の透過性が高まり.それまで腸内に寄生していた細菌や内毒素が傷ついた腸管粘膜を越えて.通常無菌状態の腸以外の組織.例えば粘膜組織.腸管壁.腸間膜リンパ節.門脈などの離れた区画臓器・系に多数侵入し.細菌 ( 血流に乗った細菌やエンドトキシンは.再び腸管粘膜に作用し.腸管粘膜バリアーの損傷をさらに悪化させ.腸管粘膜透過性が増加し続けるという悪循環を形成し.さらには全身性炎症反応症候群（SIRS）や多臓器システム不全（MOSF）を発生させる。
2.腸管粘膜バリアー障害の原因
2.1 腸管粘膜透過性の亢進 腸管粘膜透過性とは.腸管粘膜上皮が特定の分子物質を単純拡散で容易に通過する性質のことである。 臨床的には.主に分子量150以上の分子物質が腸管上皮に浸透することを腸管粘膜透過性という。 重度の感染症.外傷.広範囲な熱傷.急性膵炎などは.いずれも腸管粘膜バリアに損傷を与える可能性がある。 腸粘膜透過性の増加は.腸粘膜の形態に大きな変化が起こるずっと前に起こるため.腸粘膜透過性の増加は.腸粘膜バリアの早期損傷を反映することができます。
内毒素.腫瘍壊死因子（TNF）.γ-インターフェロン.インターロイキン-1（IL-1）.インターロイキン-2（IL-2）.血小板活性化因子（PAF）.一酸化窒素（NO）など.さまざまなサイトカイン（サイトカイン）が腸粘膜透過性の上昇の原因となると考えられています。 エンドトキシンは.腸粘膜上皮の超微細構造の病理学的変化を引き起こし.細胞内足場システムを損傷することでタイトな細胞間結合を破壊し.腸粘膜の透過性を増加させる。
TNFは.おそらくタイトな細胞間結合を破壊するメカニズムを通じて.腸管上皮の透過性を増加させます。 しかし.in vitroの研究では.γ-インターフェロンが分離培養した腸上皮の薄層部のマンニトールに対する透過性を増加させるのに対し.TNF.IL-1.IL-2はこの時マンニトールに対する腸上皮の透過性を増加させることができなかったことが判明しています。 PAFをマウスに投与すると.消化管粘膜に著しい病理学的損傷を与え.その結果.125Iで標識したアルブミンと51Cr-EDTAの腸管内腔での血液への吸収が増加し.おそらく付着白血球の活性化により.酸素ラジカルを放出し細胞バイパスチャネルを損傷し腸管粘膜透過性を変化させたと考えられる。
TNFは.サイトカイン反応の複雑な連鎖の中で中心的な役割を担っているのかもしれません。 エンドトキシンは.リポポリサッカライド結合タンパク質（LBP）とリポポリサッカライド受容体CD14の感作システムを通じて細胞内シグナル伝達経路を開き.腫瘍壊死因子（TNF）.インターロイキン1（IL-1）.インターロイキン6（IL-6）などの遺伝子発現を刺激し.単球-マクロファージの活性化を仲介し.炎症性因子と炎症性抗炎症因子の均衡を崩して一連の病態生理変化を誘発し.次の疾患をもたらすことがわかってきた。
2.2 腸管粘膜支持の低下 腸管粘膜支持システムは.正常な細菌叢の生物学的バリアと強固な免疫系から構成されています。 これらの構成要素のいずれかが損なわれると.腸管粘膜支持システムの全体的な障害につながり.粘膜の更新と修復の能力が低下します。 食べ物の不足と消化ホルモンの刺激により.腸絨毛の萎縮や腸粘膜の菲薄化が起こり.粘膜の再生・修復能力が低下します。 また.胃酸.胆汁.リゾチーム.ムコ多糖類.タンパク質分解酵素の分泌が低下し.腸液の化学的殺菌力が弱まり.腸内病原細菌の増殖につながる恐れがあります。 また.広域抗生物質の普及により.通常は特殊な嫌気性菌が優勢な腸内細菌叢に異常が生じ.正常な細菌叢からなる腸内生物バリアが破壊される。
腸管透過性は腸管粘膜バリアと密接な関係があり.腸管透過性が高まると.細菌や内毒素が隣接する上皮細胞の上部にある密着した隙間から血液やリンパに入り.全身性炎症反応症候群（SIRS）.さらには多臓器不全症候群（MODS）に至り.血行に入った細菌や内毒素が今度は腸粘膜に作用して腸粘膜の障害をさらに悪化させる。
血液に含まれる細菌やエンドトキシンが腸管粘膜に作用し.腸管粘膜の障害をさらに悪化させ.腸管不全に至ります。
3.経腸栄養による腸管粘膜バリアの維持
3.1 経腸栄養の重要性の再認識 全非経口栄養（TPN）が初めて臨床に導入されたとき.医師はこの新しい療法を非常に熱心に受け入れ.臨床で広く使われ.臨床栄養における大きな位置を占める役割を担った。 臨床経験や研究が進むにつれ.TPNの欠点が明らかになりました。 TPNの長期投与は腸を休ませることができ.窒素バランスの早期回復を促すが.脂肪や水分の過剰な増加.無脂肪肉の増加不足などの代謝障害.腸管粘膜の萎縮.胆汁うっ滞など多くの問題があるため.経腸栄養が改めて注目されている。
また.TPNの長期投与中は.腸管上皮細胞のDNA量が減少し.タンパク質合成が弱まり.腸管内腔の粘液層の厚さが薄くなり.腸管SIgAの分泌が減少し.腸管粘膜の前膜のリンパ球数も減少し.腸管粘膜バリアの機能に一連の病態生理変化が起こり.腸管粘膜の萎縮や透過性の増加が見られるが.ENを適宜適用すると急速に変化できることがわかっていた。 考えられるメカニズムは.グルタミンなどの一部の栄養素が腸管上皮細胞に直接栄養を供給し.長鎖脂肪酸が小腸のエネルギー源となり.短鎖脂肪酸が大腸で酢酸.プロピオン酸.酪酸に分解され大腸のエネルギー源となり.腸管内栄養素が各種消化管ホルモンの放出を引き起こし.腸の蠕動を刺激.腸粘膜上皮細胞の増殖や腸内分泌細胞によるS-IgA分泌の促進をもたらすことである。 また.各種消化管ホルモンの分泌を促し.腸の蠕動運動を活発にし.腸管粘膜上皮細胞の増殖やS-IgAなどの免疫グロブリンの分泌を促進します。
特に1980年代半ば以降.腸内細菌の転流による感染症が外科領域で大きな問題となっており.TPNの長期適用により.腸管粘膜萎縮.腸管粘膜バリア機能障害や損傷.次いで細菌の転流が起こることが判明しています。 そのため.近年.経腸栄養の重要性.特に経腸栄養の腸管バリア保護効果に関する研究が国内外で再認識されるようになりました。
経腸栄養は.腸管粘膜細胞の構造的・機能的完全性を維持し.腸管粘膜バリアをサポートし.腸管由来の感染症の発生を有意に減少させることができます。 特に.身体の免疫力が低下し.腸の低血流状態により腸粘膜に栄養障害が発生した場合.経腸栄養は重要です。また.臨界状態では代謝が低下しており.TPNにより代謝が生理的過程から逸脱し代謝性合併症を増加させる傾向がある。 現在.経腸栄養の重要性が再認識され.腸管機能が許す限り経腸栄養が望ましいと明確に提唱されている。
3.2 腸管粘膜バリアの維持における経腸栄養の作用機序 最近の研究により.腸管粘膜バリアの維持における経腸栄養の作用機序として.
（1）腸管粘膜細胞.細胞間結合.絨毛高さの正常構造の維持による腸管粘膜の機械バリアの維持.
（2）腸内内在細菌比の正常増殖による腸管粘膜の生物バリアの維持. 4.問題点と展望
現在.腸管粘膜バリア機能障害.腸内細菌およびエンドトキシンのトランスロケーションが.全身性炎症反応症候群（SIRS）.多臓器不全症候群（MODS）.さらには多臓器不全（MSOF）に至る重要因子であり.予防という観点からは.有効な抗生物質の適用とは別に.ENが占める地位が明白になってきている。 したがって.ENの早期適用と適用時期.腸管バリア機能を維持する栄養剤の検討.ENのより合理的な製剤化と注入経路の検討が.今後の研究の焦点になると思われます。