Zs.f.Orthomol.Med. 2015; 2(02): 6-9
DOI: 10.1055/s-0035-1547545
Wissen
Hippokrates Verlag in MVS Medizinverlage Stuttgart GmbH & Co. KG Stuttgart · New York

Das Leaky-Gut-Syndrom − Grundlagen und Labordiagnostik

Wolfgang Bayer, Karlheinz Schmidt
Further Information

Korrespondenzadresse

Dr. rer. nat. Wolfgang Bayer
Labor Dr. Bayer im synlab MVZ
Leinfelden-Echterdingen GmbH
Max-Lang-Str. 58
70771 Leinfelden-Echterdingen
Prof. Dr. Dr. med. Karlheinz Schmidt
Labor Dr. Bayer im synlab MVZ
Leinfelden-Echterdingen GmbH
Max-Lang-Str. 58
70771 Leinfelden-Echterdingen

Publication History

Publication Date:
09 July 2015 (online)

 

Zusammenfassung

Verschiedene Grunderkrankungen und Umwelteinflüsse können die intestinale Permeabilität erhöhen. Das sog. Leaky-Gut-Syndrom führt zunächst zu lokalen Entzündungen der Darmschleimhaut und Nahrungsmittelunverträglichkeiten; chronische Entzündungen und Autoimmunerkrankungen können folgen. Zur Diagnostik der Permeabilitätsstörungen sind neben fäkalen Immunparametern und intestinaler Mikrobiota eine Reihe weiterer Laborparameter verfügbar.


#

Unter dem Begriff Leaky-Gut-Syndrom versteht man eine vermehrte Durchlässigkeit der Darmwand (intestinale Permeabilität). Die intestinale Epi­thelschicht stellt eine unerlässliche Barriere (ca. 200 m2) zwischen dem Wirtsorganismus und seiner Außenwelt dar. Neben einer ausgewogenen mikrobiellen Besiedlung des Darms sowie einer ausreichenden Bildung von Mukosaschleim und sekretorischem IgA ist eine intakte intestinale Epithelschicht unabdingbare Voraussetzung für die Abwehr von Pathogenen und zur Verhinderung des Durchtritts unerwünschter Substanzen durch die Darmwand.

Zoom Image
© ag visuell/Fotolia

Gleichzeitig ist es jedoch erforderlich, dass ein kontrollierter Durchtritt von Nährstoffen vom Darmlumen in den Blutkreislauf ermöglicht wird. Dies kann auf 2 Wegen erfolgen:

  • transzellulär, d. h. durch die Epithelzellen selbst (über Rezeptoren, durch Endozytose)

  • parazellulär, d. h. durch die Zellzwischenräume, wobei sog. tight junctions den Übertritt von Flüssigkeit und gelösten Stoffen regulieren

Diese tight junctions sind für eine ­intakte Barrierefunktion unerlässlich. Es handelt sich um schmale Bänder aus Membranproteinen, die die Epithelzellen umhüllen und mit den Bändern der Nachbarzellen in enger Verbindung stehen. Durch diese Diffusionsbarriere wird der Durchtritt von Molekülen durch das Epithel kontrolliert. Während die tight junctions des Darms eine eher lose Begrenzung darstellen, bilden beispielsweise die tight junctions der Blut-Hirn-Schranke eine weitaus dichtere Barriere.

Entstehung der Erkrankung

Infolge zahlreicher Grunderkrankungen sowie auch durch Umwelteinflüsse und Noxen kann es zu einer erhöhten Durchlässigkeit der Darmmukosa (erhöhte intestinale Permeabilität) kommen, was als Leaky-Gut-Syndrom bezeichnet wird. Dabei sind als Ursachen im Einzelnen zu nennen:

  • chronisch entzündliche Darmerkrankungen wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa

  • glutensensitive Enteropathie

  • weitere Intoleranzen wie Laktose- oder Fruktoseintoleranz

  • Pankreasinsuffizienz

  • vermehrte Belastung mit Schwermetallen und sonstigen Toxinen

  • Noxen, die die Darmschleimhaut a priori negativ beeinträchtigen können, z. B. Alkohol

  • Mangel an sekretorischem IgA und Defensinen

Infolge einer vermehrten Durchlässigkeit der Darmwand wird ihre Barrierefunktion beeinträchtigt und es kommt zu einem vermehrten Übertritt unerwünschter Stoffe in den Blutkreislauf. Hierbei kann es sich um pathogene Keime, Schadstoffe oder auch unzureichend abgebaute Nahrungsbestandteile handeln. Dabei entsteht zunächst eine lokale Immunantwort gegen diese Antigene, wobei T- und NK-Zellen sowie auch B-Lymphozyten und Plasmazellen involviert sind. Darauf folgen lokale Entzündungen der Darmschleimhaut und es kommt zu Nahrungsmittelunverträglichkeiten.

Auf der Basis dieser Veränderungen kann es in der weiteren Folge zu einem chronischen Entzündungsprozess mit kontinuierlich vermehrter Bildung proinflammatorischer Zytokine und anderer Entzündungsmediatoren kommen, was auch Autoimmunerkrankungen triggern kann. So zeigen zahlreiche Arbeiten der vergangenen Jahre, dass eine gestörte intestinale Barrierefunktion mit verschiedenen Autoimmunerkrankungen korreliert ist, wie dies z. B. für Typ-1-Diabetes, Multiple Sklerose oder rheumatoide Arthritis gezeigt werden konnte [1-4].

Interaktionen mit dem Hormonsystem sind bekannt. So begünstigt eine erhöhte Produktion von Stresshormonen und Neurotransmittern die Manifestation eines Leaky-Gut-Syndroms.


#

Laborparameter

Für die Erkennung von Permeabilitätsstörungen sind eine ganze Reihe moderner Laborparameter verfügbar:

α1-Antitrypsin im Stuhl

α1-Antitrypsin ist ein in der Leber synthetisiertes Akut-Phase-Protein, das bis zu 90 % der α1-Globuline ausmacht. Es ist ein unspezifischer Proteaseinhibitor, der aufgrund seiner hohen antiproteolytischen Aktivität intestinal nur geringgradig abgebaut wird und sich im Stuhl sehr gut nachweisen lässt.

α1-Antitrypsin ist ein wichtiger Marker zur Feststellung einer Permeabilitätstörung, da hohe Stuhlkonzentrationen häufig auf passive enterale Verluste des Serum-α1-Antitrypsins zurückzuführen sind. Erhöhte Werte können auf Erkrankungen des allergischen Formenkreises hinweisen, wobei auch Querbeziehungen zur Glutenunverträglichkeit nachgewiesen wurden.


#

Zonulin im Stuhl

Das Protein Zonulin ist ein wichtiger Regulator der zellulären Kontakte der Darmwand (tight junctions). Durch verschiedene Faktoren, unter anderem unter dem Einfluss von Gliadin kommt es zu einer Aktivierung des Proteins und in der Folge zu einer erhöhten intestinalen Permeabilität. Nach der Aktivierung von Zonulin bindet dieses an einen spezifischen Rezeptor an der Oberfläche von Darmwandepithelzellen. Dadurch wird eine Kaskade biochemischer Folgereaktionen aktiviert, die eine Öffnung der tight junctions induzieren und die Durchlässigkeit der Darmepithelzellen erhöhen. Als Folge passieren unterschiedliche Substanzen die Darmbarriere und können Autoimmunerkrankungen induzieren. Damit bestehen enge Zusammenhänge zwischen manchen Immunerkrankungen und dem Verlust der intestinalen Barrierefunktion [5], [6].

Autoimmunerkrankungen wie Typ-1-Diabetes, Multiple Sklerose, rheumatoide Arthritis und Morbus Bechterew sind mit vermehrter Zonulinexpression und erhöhter Darmpermeabilität assoziiert. Bei diesen Erkrankungen kann Zonulin daher einen wichtigen Biomarker darstellen. Aus therapeutischer Sicht ist es wichtig, dass die Zonulinkonzentrationen im Stuhl durch Gabe von Probiotika abgesenkt werden können.


#

Intestinale Immunfunktion

Auch eine gestörte intestinale Immunfunktion kann zu einer Beeinträchtigung der intestinalen Epithelfunktion und erhöhter Permeabilität führen. Dabei sind fäkale Immunparameter wie sekretorisches IgA (sIgA) und β-Defensine von besonderer Bedeutung [7-10]. sIgA ist ein Schutzfaktor von Schleimhaut­oberflächen, dessen Synthese unabhängig von der Serum-IgA-Synthese erfolgt. Die Plasmazellen der Lamina propria der Darmschleimhaut produzieren täglich 2-3 g sIgA. Es handelt sich dabei um ein Dimer, das sehr stabil ist und gut im Stuhl gemessen werden kann. Seine Wirkungen können wie folgt zusammengefasst werden:

  • Bindung, Immobilisierung und Neu­tralisierung von Antigenen

  • Verminderung der Zelladhärenz von pathogenen Keimen

  • antientzündliche Wirkungen

β-Defensine, insbesondere das beim Menschen sehr wichtige β-Defensin 2, sind körpereigene antimikrobielle Peptide, die ebenfalls von wesentlicher Bedeutung für die Barrierefunktion der intestinalen Mukosa sind. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der nichtoxidativen Keimtötung und haben ein breites antimikrobielles Spektrum, das Bakterien, Pilze und behüllte Viren umfasst. Produktionsort der β-Defensine sind neu­trophile Granulozyten und Epithelzellen der Darmschleimhaut.

Eine verminderte Konzentration von β-Defensinen im Stuhl weist auf eine eingeschränkte Barrierefunktion der Darmschleimhaut und eine verminderte Immunfunktion hin. Zusammenhänge zwischen Mangel an β-Defensinen und der Entstehung eines Morbus Crohn oder einer Colitis ulcerosa werden diskutiert.


#

Florastatus

Zu den wesentlichen Funktionen der intestinalen Mikrobiota gehört die Ausbildung und Aufrechterhaltung der Schutzeigenschaften der Schleimschicht (Mukus), die Ausbildung der Darmzotten einschließlich der Mikrovaskularisation und die Differenzierung und Regulation epithelialer Zellen. Damit ist eine intakte Darmflora unerlässlich für die intestinale Epithelschicht und für die Verhinderung des Durchtritts unerwünschter Substanzen durch die Darmwand. Es besteht eine konstitutive Wechselwirkung zwischen der Mikrobiota und dem Immunsystem des Wirtes. Bei Dysbiosen kommt es zu Störungen dieses Gleichgewichts und zu einer vermehrten Penetration von Bakterien durch die Darmschleimhaut. Es zeigt sich zunehmend, dass Dysbiosen auch eine Schlüsselrolle bei der Entstehung systemischer Immunerkrankungen wie der rheumatoiden Arthritis, dem Typ-1-Diabetes oder auch bei allergischen Erkrankungen spielen.


#

Weitere Laborparameter

Zur Abklärung darmassoziierter Erkrankungen im Zusammenhang mit einem Leaky-Gut-Syndrom stehen eine ganze Reihe zusätzlicher Stuhl- und Blutuntersuchungen zur Verfügung.

Stuhluntersuchungen

  • Entzündungsparameter wie Calprotectin und Lactoferrin zum Nachweis oder zum Ausschluss entzündlicher Darmschleimhautveränderungen

  • Pankreaselastase zur Abschätzung der exokrinen Pankreasfunktion

  • Nachweis bakterieller und viraler Enteritiserreger

  • Nachweis von Hämoglobin, Hämoglobin-Haptoglobinkomplex und M2-PK bei Tumorverdacht

Blutuntersuchungen

Dabei können folgende Untersuchungen empfohlen werden:

  • Blutbild, BSG, CRP hs

  • allgemeine klinische Chemie wie Leber- und Pankreasenzyme, Elektrolyte, Kreatinin, Cystatin C, TSH, Blutzucker, HbA1c

  • Antitransglutaminase-IgA und -IgG (glutensensitive Enteropathie), Ausschluss einer Laktoseintoleranz, einer Fruktosemalabsorption und einer Histaminintoleranz (DAO im Serum)

  • Ausschluss von Nahrungsmittelunverträglichkeiten durch Bestimmung von sIgE und sIgG4 gegen Nahrungsmittel


#
#

Fazit

Das Leaky-Gut-Syndrom beschreibt eine vermehrte intestinale Permeabilität und ist assoziiert mit einer Vielzahl von Erkrankungen, die sich am Darm manifestieren können, aber auch mit chronisch entzündlichen Erkrankungen mit autoimmuner Komponente wie Typ-1-Diabetes und rheumatoide Arthritis.

Zur Diagnostik des Leaky-Gut-Syndroms stehen neben Blutuntersuchungen vor allem auch eine ganze Reihe moderner Stuhlparameter zur Verfügung. Diese erlauben den Nachweis einer erhöhten Permeabilität des Darms, einer gestörten intestinalen Immunfunktion sowie von Dysbiosen. Zusätzliche Stuhlparameter dienen dem Ausschluss akut entzündlicher Darmerkrankungen, einer exokrinen Pankreasinsuffizienz oder auch von kolorektalen Karzinomen. Diese Laboruntersuchungen eröffnen gleichzeitig Ansatzpunkte für therapeutische Interventionen, z. B. durch Probiotika, Phytotherapeutika oder durch Mikronährstoffe.

In der Rubrik Praxis werden am Beispiel einer Patientin Labordiagnostik und Therapie einer Darmerkrankung vorgestellt.


#
#


Dr. Wolfgang Bayer absolvierte das Studium der Chemie an den Universitäten in Freiburg und Tübingen. Seit 1978 ist er in der Leitung des Laboratoriums Dr. Bayer tätig, das seit 2012 zum ­synlab-Verbund gehört. Er hat zudem zahlreiche Publikationen und Bücher u.  a. über Mikronährstoffe wie Mineralstoffe, Vitamine und Fettsäuren verfasst und ist Herausgeber der Zeitschrift Ernährung & Medizin.

Zoom Image


Prof. Dr. med. Dr. rer. nat. Karlheinz Schmidt hat Chemie und Humanmedizin studiert. Er ist Facharzt für Labormedizin, leitender Arzt im Labor Dr. Bayer im synlab-Verbund und Professor für Experimentelle Medizin an der Universität Tübingen. Professor Schmidt ist Gründungsherausgeber der Zeitschrift Ernährung & Medizin und verfügt über zahlreiche Publikationen und Patente.

Zoom Image

Korrespondenzadresse

Dr. rer. nat. Wolfgang Bayer
Labor Dr. Bayer im synlab MVZ
Leinfelden-Echterdingen GmbH
Max-Lang-Str. 58
70771 Leinfelden-Echterdingen
Prof. Dr. Dr. med. Karlheinz Schmidt
Labor Dr. Bayer im synlab MVZ
Leinfelden-Echterdingen GmbH
Max-Lang-Str. 58
70771 Leinfelden-Echterdingen


Zoom Image
Zoom Image
Zoom Image
© ag visuell/Fotolia