Itt írjon a(z) Darmmikrobiom_Mukosa-ról/ről

Interaktion zwischen Darmmikrobiom und mukosalem Immunsystem

Unter der Darmbarriere ist ein funktioneller Zusammenschluss von drei Verteidigungsstrukturen zu verstehen, die essenziell sind, um das Eindringen von Mikroorganismen zu verhindern. Das Darmmikrobiom, das mukosale Immunsystem sowie die Darmschleimhaut zählen zu diesen Strukturen.

Das Darmmikrobiom wird größtenteils aus Bakterien gebildet, die eine ausschlaggebende Rolle spielen für die Gesundheit von Mensch und Tier. Sie sind unter anderem in der Lage antibakterielle Stoffe herzustellen, die das Wachstum pathogener Bakterien verhindern und stellen dadurch eine wichtige Rolle in der Abwehrfunktion des Darmes dar.

Das mukosale Immunsystem, auch darmassoziiertes Immunsystem (GALT) genannt, stellt den größten Bereich der Immunabwehr dar und ist funktionell für das Trennen pathogener Organismen von für den Körper nützlichen Organismen zuständig. 1

Interaktion zwischen Darmmikrobiom und mukosalem Immunsystem

Das komplexe intestinale Immunsystem unterscheidet sich in die erworbene Form der Abwehr, sowie in die bereits bestehende „angeborene“ Abwehr. Aufgrund verschiedener Mikroorganismen, die in das Darmlumen eindringen und sich unter anderem in ihrer Pathogenität unterscheiden, sind differenzierte charakterlich unterschiedliche Immunantworten ausschlaggebend. Pathogene Substanzen können dadurch eliminiert werden, Antigene der physiologischen Darmflora und Nahrungsmittelantigene hingegen können unterdrückt werden, um eine lebenswichtige Versorgung des Organismus zu gewährleisten. Eine Interaktion zwischen Bakterien der Darmflora und dem mukosalen Immunsystem ist somit unerlässlich für einen gesunden Organismus. 1

Symbiose und Dysbiose

Die Immunglobuline des Types E und A spielen eine wichtige Rolle bei der Symbiose des Darmmikrobioms mit dem Immunsystem. Das IgE (Immunglobuline E) ist in der Lage das Gewebshormon Histamin aus den Mastzellen freizusetzen. Darauf folgt eine physiologische Abwehrreaktion des Organismus, beispielsweise in Form einer Allergie. Hingegen ist das IgA (Immunglobuline A) im Stande pathogene Mikroorganismen auf der Mukosa zu eliminieren, um Infektionen vorbeugen zu können. Mit Hilfe von Experimenten an Mäusen konnten Wissenschaftler Erkenntnisse über die Wechselwirkung der Darmflora mit dem Immunsystem erlangen. Wichtige Kriterien waren dabei, dass die Mäuse per Kaiserschnitt zur Welt gekommen sind und unter sterilen Bedingungen gehalten wurden. Während der Experimente fanden Wissenschaftler außerdem heraus, dass es zu einem Anstieg der Immunglobuline A und wiederum Abstieg der Immunglobuline E im Darm der Mäuse kam, wenn diese mit bakteriellen Mikroorganismen konfrontiert wurden. Infolgedessen bieten die gebildeten IgA-Antikörper über längere Zeit eine Schutzfunktion für den Körper, gegenüber pathogener Bakterien. Die gebildeten Antikörper passen sich dem Organismus an und bilden wiederum neue Formen von IgA, wenn es zu Veränderungen im Körper kommt (Zusammensetzung der Darmflora). Folglich sind symbiotische Darmbakterien von großer Wichtigkeit, um die Immunabwehr im Körper zu begünstigen.

Im Gegensatz zu der Symbiose kann es bei der Dysbiose zu gesundheitsschädlichen Folgen im Organismus kommen. Das zuvor beschriebene angeborene Immunsystem spielt dabei eine große Rolle, da während der Experimente herausgefunden wurde, dass eine genetische Inaktivierung von spezifischen Rezeptoren der IgA und IgE zu einer negativen Beeinflussung auf die symbiotische Darmflora führt. Die Mäuse entwickelten als Folge unter anderem chronisch entzündliche Darmerkrankungen. 2

Chronisch entzündliche Darmerkrankungen (CED)

Chronisch-entzündliche Darmerkrankungen ist eine andauernde entzündliche Erkrankung des Darms, bei der es sich um eine gestörte Wechselbeziehung zwischen der bakteriellen Darmflora und dem Immunsystem handelt. Durch zahlreiche Recherchen fanden Wehkamp et al. (2016) heraus, dass in Europa die chronisch entzündlichen Darmerkrankungen eine Häufigkeit aufweisen von bis zu 1/310 bei Morbus Crohn und 1/198 bei Colitis ulcerosa. Die Erkrankungen treten meist das erste Mal bei jungen Erwachsenen auf, jedoch ist auch eine Erstmanifestation in der Kindheit oder im höheren Alter nicht auszuschließen. Die immunologischen Defizite haben umweltbedingte und genetische Ursachen. Verletzungen der Darmmukosa, die ein Eindringen kommensaler Bakterien begünstigen, sind ausschlaggebend. 3 Dabei spielen die intestinalen T-Lymphozyten und Makrophagen mit nachfolgender pathologisch gesteigerter Immunantwort eine große Rolle, da diese den chronisch-rezidivierenden Charakter der Entzündung ausmachen. (Duchmann et al. 1999).4

Charakteristische Symptome, unter denen die Erkrankten oftmals leiden, sind unter anderem Diarrhoe, Koliken und peranale Blutungen bei Colitis ulcerosa. Das klinische Bild wird zudem ergänzt durch Erkrankungen der Augen, Gelenke und der Haut.

Pathogenese der CED und mukosalen Immunität

In den vergangenen Jahren fanden Wisschenschaftler in Zwillingsstudien heraus,dass die genetische Prädisposition im Vergleich zu Umwelteinflüssen bei Morbus Crohn beutend größer ist als bei Colitis ulcerosa. Morbus Crohn wird dabei mit über 160 Risikogenen in Verbindung gebracht, wobei vor allem Interaktionen von Mikroben mit dem Darm von Bedeutung sind und auch der Phänotyp eine Rolle spielt. Physiologisch besteht im Darm eine Kohibitation von ungefähr 1014 Mikroorganismen und um die 1000 verschiedenen Bakterientypen. Besonders im terminalen Ileus und im Colon, den Prädilektionsstellen von Colitis ulcerosa und Morbus Crohn, besteht ein vermehrtes Vorkommen der physiologischen Mikroorganismen.

Hierbei liegt im Darm keine Symbiose sondern stattdessen eine Dysbiose vor. Aufällig ist, dass bei CED-Patienten, im Gegensatz zu Gesunden, Bakterien unmittelbar auf und im Mukosaepithel zu finden sind. Die Theorie, dass es sich dabei um eine Autoimmunerkrankung handelt, gilt mittlerweile als veraltet. Stattdessen gehen Forscher davon aus, dass es um komplexe Erkrankungen der Hautbarriere geht. Die gesunde Schleimhautbarriere ist unterteilt in die antibakterielle Mukusschicht mit Becherzellen und Defensinen, die sich auf die Epithelzellschicht legt. Bei Morbus Crohn Erkrankten wurde beobachtet, dass vor allem die Panethzelle sowie eine Störung der Defensinbildung ausschlaggebend sind für die Krankheit. Die Mukusschicht weist bei Colitis ulcerosa Defekte auf und ist zudem dünner. 3 Aus immunologischer Sicht wurde außerdem festgestellt, dass es bei Morbus Crohn zu epitheloiden Granulomen sowie transmularen Infiltrationen mit Makrophagen und Lymphozyten kommt. Sowohl Colitis ulcerosa als auch Morbus Crohn sind gekennzeichnet durch ein erhöhtes lymphozytäres, granulozytäres und plasmazelluläres Infiltrat der Darmmukosa. Therapeutisch erwies sich bislang eine antiinflammatorische und immunsuppressive Behandlung als sinnvoll. 4