Intestinale Permeabilitätstests

Eine Einführung in die Darmbarriere

Der Dünndarm hat die Aufgabe, unser inneres Milieu vor Molekülen aus der Außenwelt zu schützen und ist nicht nur der primäre Ort der Nährstoffverdauung und -absorption. Dies geschieht nicht nur auf chemischer Ebene, sondern auch über eine einzellige Schleimhautschicht, die eine funktionelle Barriere bildet.1
Luminale Inhalte passieren diese einzelne Zellschicht entweder über den transzellulären oder den paracellulären Weg. Die transzelluläre Passage wird trägervermittelt oder durch passive Diffusion, aktiven Transport oder Verschlingen durch die Zellmembran erreicht.2 Der parazelluläre Transport wird durch Proteinkomplexe reguliert, die als Tight Junctions bekannt sind und eine Abdichtung zwischen den Zellen bilden.3 Die Permeabilität dieser Versiegelung wird durch Zonula-occludens reguliert, intrazelluläre Proteine, die die Tight Junctions mit dem Zytoskelett der benachbarten Zellen verbinden.4 Das Zytoskelett besteht ebenfalls aus Proteinen, die ein Netzwerk dünner, überlappender Fasern umfassen, das als Aktin-Myosin-Netzwerk bekannt ist.4 Diese Partnerschaft zwischen dem Aktin-Myosin-Netzwerk und den Zonula-Occludens-Proteinen steuert die Permeabilität der Tight Junctions und damit die Darmbarriere.

Barriereänderungen

Verschiedene Formen von Verletzungen können an der Darmbarriere auftreten, einschließlich Veränderungen im Mikrobiom, Epithelzellen und / oder Tight Junctions selbst. Bei jeder dieser strukturellen Veränderungen werden Zusammensetzung und Funktion der Schleimhautbarriere verändert, und es besteht die Gefahr einer erhöhten Permeabilität und eines damit verbundenen Risikos für gastrointestinale und extraintestinale Folgen.3 Mit zunehmendem Bewusstsein für diesen Zusammenhang stehen immer mehr nicht-invasive Labortests zur Beurteilung der Darmpermeabilität zur Verfügung.

Darmpermeabilitätstests

Urin
Lactulose-Mannitol-Test: Die Verwendung von Zuckermolekülen war eine der ersten nicht-invasiven Labortechniken zur Beurteilung der Darmpermeabilität. Der Lactulose-Mannitol- oder Differentialzuckertest erfordert die Verabreichung einer gleichen, gleichzeitigen oralen Dosis sowohl eines Disaccharids (Lactulose) als auch eines Monosaccharids (Mannitol).5 Die Grundlage für diesen Test ist, dass Mannitol, das kleinere der beiden Zuckermoleküle, frei durch den transzellulären Weg der Schleimhautschicht wandert, während die größere Lactulose typischerweise durch Tight Junctions an der parazellulären Absorption gehindert wird. Die Ausscheidung dieser Moleküle im Urin wird als Verhältnis des Prozentsatzes der im Urin aufgenommenen Dosen ausgedrückt, der als LMR (Lactulose-Mannitol-Verhältnis) bezeichnet wird.5 Das Verhältnis identifiziert eine erhöhte Darmpermeabilität.
Ein Nachteil dieses Tests ist seine geringe Spezifität und hohe Rate an Fehlalarmen. Es fehlen auch Informationen über die Permeabilität der Darmbarriere für größere Moleküle.6
Serum
Lipopolysaccharid: Das Vorhandensein spezifischer Antikörper im Serum kann auch ein Zeichen für die Darmpermeabilität sein. Lipopolysaccharid (LPS) ist ein natürlich vorkommendes Endotoxin, das im Darm, im Urogenitalbereich und in den Atemwegen vorkommt. Als Teil der Zellwand gramnegativer Organismen wird es exprimiert, wenn die Zellmembran des Organismus abgeworfen oder gerissen wird.7 Eine gesunde Schleimhautschicht mit intakten Tight Junctions verhindert die parazelluläre Translokation von LPS. Es wurde festgestellt, dass das Vorhandensein von LPS- und LPS-IgA-, IgG- und IgM-Antikörpern im Blut klinisch relevant ist, wenn versucht wird, den Grad der intestinalen Barrierepermeabilität zu bestimmen.6
Zonulin/Occludin und Aktin-Myosin: Serumuntersuchungen auf Zonulin-Occludin- und Aktin-Myosin-Antikörper liefern ebenfalls Hinweise auf Veränderungen der Darmbarriere. Diese Proteine sind verantwortlich für die Aufrechterhaltung der Integrität und Stärke der Epithelzellen und Tight Junction-Verbindungen. Der Nachweis von Actomyosin / IgA- oder Occluden / Zonulin-IgG-, IgM- und IgA-Antikörpern kann klinisch wertvoll sein, um diese Strukturen zu verstehen.4
Zonulin: Das Protein Zonulin selbst wurde als weiterer nützlicher Blutmarker zur Identifizierung der Darmbarrierefunktion untersucht.2 Enterozyten setzen Zonulin als Reaktion auf diätetische Gliadinproteine und pathogene Bakterien frei, und es wurde gezeigt, dass seine ungespaltene Form die Darmpermeabilität erhöht, wodurch es und andere Bakterien in den Blutkreislauf transloziert werden können.2,8
Citrullin: Wird am häufigsten zur Beurteilung der Schleimhautintegrität nach Dünndarmtransplantation verwendet.9 Enterozyten synthetisieren diese Aminosäure aus Glutamin oder Arginin, und niedrige zirkulierende Spiegel können verwendet werden, um Veränderungen der Zottenstruktur, der Enterozytenmasse und der Barrierefunktion aufzudecken.10
Fäkal
Sekretorisches IgA: Als Bestandteil des darm-assoziierten lymphatischen Gewebes (GALT) spielt sekretorisches IgA oder sIgA eine wichtige Rolle bei der Abwehr der Schleimhautoberflächen des Körpers. SIGA wird von stimulierten B-Zellen produziert und hemmt die Adhäsion von intestinalen Antigenen an das Epithel und induziert andere Reaktionen, die die Schleimhauthomöostase fördern.11 Sekretorische IgA-Spiegel werden durch schlechte Ernährung, antigene Belastung, Stress, Immunantworten und einige Arzneimittel beeinflusst. Obwohl sie kein direkter Marker für die intestinale Permeabilität sind, sind sIgA-Spiegel nützlich, um ein erhöhtes Risiko für Schleimhautschäden und Störungen der Barriereintegrität zu beurteilen, und werden am besten zusammen mit anderen direkten Labormarkern betrachtet. Speichel- und Serumtests sind auch für die Messung von sIgA verfügbar.
Eine erhöhte Darmpermeabilität kann zu einer schlechten Nährstoffaufnahme führen und wird zunehmend als klinisches Phänomen im Zusammenhang mit anderen Systemen erkannt.Als Praktiker bietet der Zugang zu und die Verwendung einer Konstellation von nicht-invasiven Labortests zur Darmpermeabilität eine verbesserte Beurteilung, Behandlung, Nachsorge und letztendlich bessere Patientenergebnisse.

1. Bischoff, Barbara et al. In: BMC Gastroenterology. 2014. 14:189.
2. Fasano, Alessio. In: Physiol Rev. 2011. 151-75.
3. Shen, Le et al. Am J PhysiolGastrointest Leber Physiol. 2006. 290:G577-82.
4. Viggiano, Ianir et al. Eur Rev Med Pharmacolo Sci. 2015. 1077-85.
5. Mishra, A et al. J NeurogastroenterolMotil. Oktober 2012. 18:4.
6. Vojdani, Aristo, PhD.In: Health Med. Januar/Februar 2013. 19:1. 12-24.
7. Guo, Al-Sadi et al. Das American Journal of Pathology. Februar 2013. 182:2.
8. Lamprecht et al. J Int Soc Sportwetten. 2012. 9:45.
9. Barzal et al. In: Acta Biochimica Polonica. 2014. 61:4. 615-31
10. Semba et al. Wissenschaftliche Berichte. 2016. 6:28009.
11. Campos-Rodriguez et al.In: Frontiers in Integrative Neuroscience. Dezember 2013. 7:86.