Di Tommaso N, Gasbarrini A, Ponziani FR. Intestinal Barrier in Human Health and Disease. Int J Environ Res Public Health. 2021; 18, 12836. doi: 10.3390/ijerph182312836
Zhao Q, Maynard CL. Mucus, commensals, and the immune system. Gut Microbes 2022; 14, 2041342. doi: 10.1080/19490976.2022.2041342
Johansson ME, Hansson GC. Immunological aspects of intestinal mucus and mucins. Nat Rev Immunol. 2016; 16:639-49. doi: 10.1038/nri.2016.88.
Layer P, Andresen V, et al. Update S3-Leitlinie Reizdarmsyndrom: Definition, Pathophysiologie,Diagnostik und Therapie. Gemeinsame Leitlinie der Deutschen Gesellschaft für Gastroenterologie, Verdauungs- und
Stoffwechselkrankheiten (DGVS) und der Deutschen Gesellschaft für Neurogastroenterologie und Motilität (DGNM). Z Gastroenterol 2021; 59: 1323–1415. doi: 10.1055/a-1591-4794
Darmgesundheit - Wie funktioniert die Darmbarriere?
Der gesamte Gastrointestinaltrakt dient in erster Linie der Aufnahme von Nährstoffen. Makronährstoffe werden in resorbierbare Moleküle gespalten, lipophile Nahrungsbestandteile werden mit Hilfe der Gallenflüssigkeit emulgiert, ebenso werden Mikronährstoffe aufgenommen. Nicht verwertbare Nahrungsbestandteile (Ballaststoffe) verbleiben im Darmlumen und dienen weiter distal den Darmbakterien als Nährstoffe. Hier findet auch der Hauptteil der Wasserresorption statt.
Da sich der Verdauungstrakt wie ein Rohr durch den Körper zieht, kann man ihn als ‘Außenwelt` betrachten. Unter diesem Aspekt wird die Bedeutung einer funktionierenden Barriere noch deutlicher. Diese setzt sich physiologisch aus mehreren Komponenten zusammen.
Barriere-Funktion des Darms
Die Darmschleimhaut wirkt als selektiv permeable Barriere, die einerseits die gezielte Aufnahme von Nährstoffen erlaubt (grüner Pfeil), andererseits aber das Eindringen von Pathogenen und Toxinen verhindert (oranger Pfeil). Subepithelial liegt die Lamina propria, in der sich neben Nervenfasern und Blutgefäßen auch eine Vielzahl an Immunzellen sowie das darmassoziierte lymphatische Gewebe (gut-associated lymphoid tissue, GALT) befinden (1).
Einen ersten Schutz gegen das Eindringen von Fremdstoffen bildet der hauptsächlich aus Wasser und dem Glykoprotein MUC2 bestehende Schleim, der kontinuierlich von den Becherzellen der Epithelschicht sezerniert wird und das komplette Darmlumen auskleidet (2, 3). Mukolytische Bakterien lockern seine Zusammensetzung auf und fördern die Ansiedlung kommensaler, also harmloser, aber nützlicher Keime. Diese zersetzen nicht nur die für den Körper unverdaulichen Nahrungsbestandteile, sondern verhindern auch die Vermehrung unerwünschter und pathogener Mikroorganismen und unterstützen so das Immunsystem (1).
Im Dünndarm schütten vor allem die an der Basis der Krypten lokalisierten Paneth-Zellen zu diesem Zweck Lysozym und antimikrobiell wirksame Peptide (AMP), z. B. Defensine, aus (1, 3). Im Dickdarm, der die Mehrzahl des Mikrobioms beherbergt, verhindert eine zusätzliche, dichtere Schleimschicht den direkten Kontakt der Bakterien mit den Epithelzellen.
Histologisches Bild einer Kolonschleimhaut
Ein Reizdarmsyndrom (RDS) liegt nach Leitlinie vor, wenn Beschwerden (meist Verstopfung oder Durchfall, vermehrte Gasbildung und Unterbauchschmerzen) länger als drei Monate auftreten und im Umfang eine deutliche Einschränkung der Lebensqualität verursachen, sofern andere Erkrankungen mit ähnlicher Symptomatik ausgeschlossen werden können. Hier sind schwerwiegende Erkrankungen wie eine Zöliakie, eine Chronisch-Entzündliche Darmerkrankung (CED) oder ein Kolorektales Karzinom, aber auch z. B. Malabsorptionen unterschiedlicher Genese (z. B. Laktose-Intoleranz), auszuschließen.
Die Ursache des RDS ist bisher weitestgehend unklar, vermutet wird eine Störung in der Regulation der Darmbewegung, der Immunaktivität der Schleimhaut oder der Zusammensetzung des Mikrobioms in Kombination mit erhöhter Schmerzempfindlichkeit.
Der Beitrag der Labormedizin an der Diagnostik des Reizdarmsyndroms besteht v.a. im Ausschluss anderer Erkrankungen, z. B. mit dem iFOBT, der Zöliakie-Diagnostik oder der molekulargenetische Diagnostik einer Laktose-Intoleranz. Es stehen derzeit keine Biomarker als positive Diagnosekriterien zur Verfügung (4).
Die im Folgenden aufgeführten Pathologien sind z. T. nicht exakt voneinander abgrenzbar und greifen pathophysiologisch ineinander.
Leaky Gut Syndrom
Eine symptomatische Störung der Barrierefunktion wird als Leaky Gut Syndrom (LGS) bezeichnet. Bakterien und Toxine können dann die natürliche Barriere überwinden und unter Beteiligung immunologischer Komponenten eine lokale oder auch systemische Entzündung verursachen. Aus labormedizinischer Sicht stehen hier mehrere Parameter zur Verfügung.
Lebensmittel-Unverträglichkeiten
Unter dem Begriff Lebensmittel-Unverträglichkeiten werden eine Vielzahl von Erkrankungen und Beschwerden unterschiedlicher und z. T. unklarer Genese zusammengefasst.
Intestinale Ökologie / Dysbiose
Essenziell für die Darmgesundheit ist das Darmmikrobiom. Die Gesamtheit der bis zu 100 Billionen Mikroorganismen (das entspricht etwa 2 kg) besiedelt die Oberfläche der Schleimhaut. Dabei handelt es sich annähernd ausschließlich um Bakterien, die vor allem den ca. 1 m langen Dickdarm besiedeln. Hier spalten sie die unverdaulichen Ballaststoffe sowie resistente Stärke. Dabei entstehen kurzkettige Fettsäuren (SCFA, z. B. Acetat, Propionat, Butyrat), die als Signalstoffe auf die Darmepithelzellen wirken. Zusätzlich stellen sie verschiedene Vitamine her, die der Körper zu einem gewissen Teil resorbieren kann. Nützliche Darmbakterien unterdrücken zudem die Ausbreitung unerwünschter Keime und stärken die lokale Immunabwehr.
Die Zusammensetzung des Mikrobioms schwankt individuell. Eine Störung oder Verschiebung des natürlichen Mikrobioms (Dysbiose) kann dabei ernährungsbedingt (proteinreich, fettreich, ballaststoffarm) oder auch medikamentenbedingt sein. Eine proteinhaltige Ernährung fördert z. B. das Wachstum protein-spaltende Keime (Fäulniserreger). Ihre Stoffwechselprodukte können den pH-Wert ansteigen lassen. Diese Alkalisierung begünstigt wiederum das Wachstum weiterer unerwünschter Keime (z. B. Hefen).
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