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Geheimgänge im Darm: Was ermöglicht kleinen Molekülen, die Darmwand zu passieren?
Unter der Darmdurchlässigkeit versteht man den Prozess, bei dem Substanzen vom Verdauungstrakt in die Zellen der Darmwand und dann in den Rest des Körpers gelangen. Unter normalen Umständen verfügt der Darm über eine gewisse Durchlässigkeit, die es Nährstoffen ermöglicht, durch die Darmwand ins Blut zu gelangen, während gleichzeitig eine Barrierefunktion aufrechterhalten wird, um zu verhindern, dass potenziell schädliche Substanzen (wie etwa Antigene) über den Darm in den Körper gelangen. Im gesunden menschlichen Darm können kleine Partikel mit einem Radius von weniger als 4 Å den eng gekoppelten Claudin-Porenkanal passieren, während Partikel mit einem Durchmesser von bis zu 10–15 Å (3,5 kDa) durch den interzellulären Kanal aufgenommen werden können.
Es gibt Hinweise darauf, dass eine abnorm erhöhte Darmdurchlässigkeit mit bestimmten chronischen Krankheiten und entzündlichen Erkrankungen in Zusammenhang stehen könnte.
In der physiologischen Struktur des Darms trennt die durch das Darmepithel gebildete Barriere die äußere Umgebung (den Inhalt des Darmlumens) vom Körperinneren, das die umfangreichste und wichtigste Schleimhautoberfläche des menschlichen Körpers darstellt. . Der Darmschleim kann außerdem als Barriere für antimikrobielle Peptide des Wirts dienen und somit bei der Interaktion zwischen Wirt und Mikrobe eine bidirektionale Barrierefunktion spielen. Das Darmepithel besteht aus einer einzigen Zellschicht und hat zwei wichtige Funktionen: Erstens fungiert es als Barriere, um das Eindringen schädlicher Substanzen wie fremder Antigene, Toxine und Mikroorganismen zu verhindern; zweitens fungiert es als selektiver Filter, der hilft nehmen Nahrungsnährstoffe, Elektrolyte, Wasser und andere nützliche Substanzen aus der Darmhöhle auf.
Durchlässigkeit und ihre Regulierung
Die Durchlässigkeit des Darms wird hauptsächlich über zwei Wege reguliert: die transepitheliale Durchlässigkeit und die parazelluläre Durchlässigkeit. Am Transport zwischen Epithelzellen sind in erster Linie spezielle Transportproteine beteiligt, die für den Transport von Substanzen wie bestimmten Elektrolyten, Aminosäuren, Zuckern und kurzkettigen Fettsäuren in die Zelle und aus ihr heraus verantwortlich sind.
Spezialisierte Darmepithelzellen, sogenannte Mikrofaltenzellen (M-Zellen), können Bakterien und ihre Antigene im Darmlumen aufnehmen und sie in einem als Transzytose bezeichneten Prozess endozytieren.
Mit den M-Zellen verbunden sind die subepithelialen Peyer-Plaques. Dabei handelt es sich um Ansammlungen von Immunzellen, die transzelluläre Antigene erkennen und darauf reagieren. Normalerweise trägt dies zur Förderung der Darmhomöostase bei, bestimmte bakterielle Krankheitserreger wie Salmonella Typhimurium können jedoch die Umwandlung von Enterozyten in M-Zellen bewirken, was ein Mechanismus zur Erleichterung der bakteriellen Invasion sein kann.
Die Spaltdurchlässigkeit hängt vom interzellulären Transport ab und wird hauptsächlich durch die engen Verbindungen der Zellen gesteuert. Dies ist der wichtigste passive Fließweg für Wasser und gelöste Stoffe durch das Darmepithel, und eine Störung der engen Verbindungen kann Darmerkrankungen auslösen.
Klinische BedeutungWährend bei den meisten Menschen keine negativen Symptome auftreten, kann die Öffnung der engen Verbindungen (erhöhte Durchlässigkeit des Darms) je nach genetischer Veranlagung des Einzelnen ein Auslöser für Erkrankungen jedes beliebigen Organs oder Gewebes sein. Eine erhöhte Darmdurchlässigkeit ist ein Faktor bei mehreren Krankheiten wie Zöliakie, Reizdarmsyndrom, Typ-1-Diabetes, Typ-2-Diabetes, rheumatoider Arthritis usw. In den meisten Fällen geht einer erhöhten Durchlässigkeit die Entstehung einer Krankheit voraus, allerdings ist der Ursache-Wirkungs-Zusammenhang zwischen erhöhter Darmdurchlässigkeit und Krankheit bei vielen Krankheiten unklar.
Bei Zöliakie scheint eine erhöhte Darmdurchlässigkeit als Folge einer Immunreaktion auf Gluten aufzutreten, die es glutenbedingten Proteinfragmenten ermöglicht, durch das Darmepithel zu gelangen und Gluten in der unteren Darmschleimhaut auszulösen. Immunreaktion.
Zahlreiche Umwelteinflüsse können zu einer veränderten Durchlässigkeit bei Zöliakie beitragen, wie etwa eine Darminfektion oder Eisenmangel. Ist die Durchlässigkeit erst einmal erhöht, kann die entzündliche Immunreaktion sich selbst aufrechterhalten und einen Teufelskreis in Gang setzen. Wenn Gluten aus der Ernährung entfernt wird, normalisiert sich die Darmdurchlässigkeit und der Autoimmunprozess wird beendet.
Perspektiven und Forschung
Unter normalen physiologischen Bedingungen spielt Glutamin eine wichtige Signalrolle in den Darmzellen, es ist jedoch unklar, ob eine Glutaminergänzung hilft, die Darmdurchlässigkeit zu verbessern. Es wurde festgestellt, dass bestimmte Präbiotika und Probiotika, wie beispielsweise Escherichia coli Nissle 1917, eine erhöhte Darmdurchlässigkeit verringern. Darüber hinaus zeigten auch Milchsäurebakterien, Fermentationsbakterien und Faecalibacterium prausnitzii signifikante Planungsfähigkeiten. Larazotidacetat (früher als AT-1001 bekannt) ist ein experimenteller Zonulinrezeptorantagonist, der sich in klinischen Tests als vielversprechender Kandidat für Patienten mit Zöliakie erwiesen hat. Er wurde entwickelt, um durch Gluten verursachte Darmstörungen zu reduzieren. Durchlässigkeit und die daraus resultierende Kettenreaktion der Immunantwort.
Auswirkungen von Bewegung auf den DarmSportlicher Stress kann die Barrierefunktion des Darms beeinträchtigen. Die Intensität des menschlichen Trainings hängt eng mit der Zusammensetzung der Darmmikrobiota zusammen. Eine erhöhte Trainingsintensität und ein erhöhtes Trainingsvolumen können zu Darmerkrankungen führen, während Nahrungsergänzungsmittel die Vielfalt der Darmmikroorganismen aufrechterhalten können. Das Experiment ergab, dass körperliche Betätigung zwar die Vielfalt mikrobieller Gemeinschaften verringerte, die Verbreitung bakterieller Gemeinschaften jedoch zunahm.
Durch eingehende Forschungen zum Zusammenhang zwischen der Darmdurchlässigkeit und verschiedenen Erkrankungen können in Zukunft möglicherweise wirksamere Präventions- und Behandlungsstrategien entwickelt werden, um die Darmgesundheit zu verbessern. Wie genau wirkt sich dies auf unsere allgemeine Gesundheit aus?
