Pathophysiologie der Malassimilation Digestion Sekretion Absorption Diarrhoe J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Digestion und Absorption Major Player Sekretion • Magensaft • Pankreassekret • Gallesekret/ Gallensäuren • Sekrete von Dünnund Dickdarm • Transportsysteme des Dünndarmenterozyt • Colon Digestion • Magensäure • Pankreasenzyme • Gallensäuren • Bürstensaumenzyme • Intrinsic factor Absorption J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Diarrhoe Definition und Klinische Einteilung Konsistenzminderung des Stuhls (breiig, flüssig, > 200 g/Tag) Frequenz > 3/Tag Akute Diarrhoe Dauer < 2 Wochen Chronische Diarrhoe Dünndarm -Erkrankung Dauer Ort Dickdarm -Erkrankung Diarrhoe Dauer > 4 Wochen Art Wässrige Diarrhoe Osmotisch Inflammatorische Diarrhoe Sekretorisch Steatorrhoe J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Flüssigkeitsbilanz des Gastrointestinaltrakts J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Funktionelle Anatomie der Nährstoffresorption Kohlenhydrate Peptide/Aminosäuren Fette/Fettsäuren Jejunum physiologische Malabsorption (ca. 10% für Stärke) Ileum Gallensäuren Colon J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Exokrine Pankreassekretion Stimulation Cephal und intestinal VIP Sekretin Ach CCK Acinuszelle Exozytose Trypsinogen Enterokinase übrige Zymogene Trypsin Amylase aktive Proteasen Protein Oligopeptide und Aminosäuren Kohlehydrate/Stärke α-Grenzdextrine Lipase Co-Lipase Fett Fettsäuren und Glyzerol J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Struktur der Dünndarm-Mukosa 280 cm 3300 cm2 Kerckring-Falten, Zotten und Mikrozotten bewirken eine Oberflächenvergrösserung um den Faktor 600 4 cm KerckringFalten x3 1 m2 Villi Microvilli x 10 10 m2 x 20 200 m2 J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Anatomie der Dünndarm-Mukosa J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Funktionelle Anatomie der Dünndarmzotten Funktionelle Morphologie von Zotten- und Kryptenregion im Dünndarm Zotten: Resorption von wasserlöslichen Nahrungsbestandteilen Krypten: Sekretion von Wasser, Elektrolyten und Immunglobulinen ⇒ Bei sekretorischer Diarrhoe Ausgleich durch Optimierung der Resorption möglich ⇒ Primäre Malabsorption bei Zottenatrophie (z.B. Sprue) J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Transportmechanismen der Dünndarmzotte Glykokalix Pankreasenzyme Bürstensaumenzyme Passive Diffusion • Transmembranös oder durch tight junctions • Diffusion von Wasser und best. Ionen • Glukose Carrier-vermittelter Transport • Substrat-spezifisch z.B. Glukose, Galaktose • „Erleicherte“ Diffusion (Na + - Cotransport) Glukose, Fruktose, Di- und Tripeptide Carrier • Aktiver Transport (Na -Cotransport, ATPase) + ATPase Glukose, Galaktose (nicht Fruktose), Aminosäuren Pinozytose grössere Moleküle Lipidmembran Filamente Bürstensaummembran z.B. Antigene, keine Nahrungsendprodukte J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Dünndarm Resorption von Kohlenhydraten Nahrung Pankreas α-Glukosidasen Saccharase, Maltase, y-Amylase, Trehalase ß-Galaktosidase Laktase Maltose J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Dünndarm Resorption von Oligopeptiden und Aminosäuren 1 Oligopeptide n>3 zytosolisch Aminopeptidasen zytosolisch 2 Di- und Tripeptide Aminosäuren Neutrale Aminosäuren Basische Aminosäure n J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Dünndarm Fett-Resorption Ileum gemischte Mizellen 2 2-Monoglyceride Fettlösliche Vitamine Cholesterin 3 2-Monoglyceride 1 Fettsäuren Wässrige Phase Triglyceride Lipidphase Lymphe J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Resorption / Sekretion von Wasser und Elektrolyten im Dünndarm Implikationen für die Akute Diarrhoe Zotte Resorption Na+ (H2O) Rezeptor-vermittelte Erhöhung von cAMP und Ca2+ · nur nüchtern Interdigestiv · Hemmung der Na+ - Resorption · Stimulation der Cl- - Sekretion · Hauptmechanismus der infektiös-toxischen Diarrhoe Postprandial Sekretion Cl(H2O) Krypte Die postprandiale Resorption von Na+/Glukose wird im Gegensatz zum Nüchternzustand nicht Rezeptor-reguliert · Pathophysiologische Rechtfertigung von ?? „Cola und Salzstangen“ bei der akuten Diarrhoe J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Begriff MALASSIMILATION MALDIGESTION MALDIGESTION luminal Bürstensaummembran – Enzymmangel Pankreas primär y Disacharidasen – angeborene Transportdefekte y Peptidasen – Zoeliakie – Reduktion der Oberfläche Magen MALABSORPTION • • • – tropische Sprue sekundär – Dünndarm – Infektionen – postoperativ – endokrin-humoral Zollinger-Ellison-Syndrom, Z.n. Magenresektion Atrophe Gastritis, IF-Mangel Chronische Pankreatitis, Pankreaskarzinom, Z.n. Pankreasresektion, Mukoviszidose, meist passager bei akuter Pankreatitis, Hämochromatose Galle • • • Cholestase Gallensäureverlust-Syndrom (M. Crohn, Ileumresektion, Medikamente etc.) Bakterielle Fehlbesiedlung (Dekonjugation von Gallensäuren) J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU MALDIGESTION KOHLENHYDRATE FETTE EIWEISS Mangel an Mangel an Mangel an (α-Amylase) Lipase (Proteolytischen Enzymen) membranständigen Disaccharidasen, GLUT-4 (Fruktose) Gallensäuren Einweissverlustsyndrom Bsp. Laktose-Malabsorption Fruktose-Malabsorption KH im Dickdarm Ç mit konsekutiver bakterieller Spaltung Æ abdomin. Beschwerden (Blähungen, Schmerz) Steatorrhoe = Leitsymptom der exokrinen Pankreasinsuffizienz Æ Gewichtsverlust Æ abdomin. Beschwerden Mangel an fettlöslichen Æ Darm pH È Vitaminen (A, D, E, K) Æ Osmotische Diarrhoen Osmotische (sekretorische) Diarrhoe meist kompensiert durch Proteasen im Magen, Pankreas, Speicheldrüsen oder Dünndarm Eiweiss im Dickdarm Ç Æ Fäulnis Æ abdomin. Beschwerden Æ Diarrhoe Æ Azotorrhoe Æ Hypalbuminämie, Ödeme J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Laktose Fruktose Laktulose Sorbit Mg-Citrat Na-Sulfat Osmotische Diarrhoe Substrat Symptomatik H2O Volumen = Dehnungsreiz Resorption (H2O, Elektrolyte, kurzkettige Fettsäuren) Bakterielle Fermentation ¯ osmot. Teilchenzahl ↑ Gasbildung (H2, CO2, SFCA) Bakterielles H2 ist die Grundlage diagnostischer H2Atemtests Schmerz • Meteorismus • Gewichtsabnahme • Durchfall Osmotischer Ausgleich Passagezeit -verkürzung • Abdomineller Volumenüberladung des Kolons Diarrhoe Durchfall entsteht erst bei Überschreiten der Resorptionskapazität des Kolon J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Sekretorische Diarrhoe Blut Lumen Zotten Hemmung der NaCl-Resorption Hemmung des neutralen Na+ - Transports H2O • Cholera • E. coli Na+ H+ ClHCO3 cAMP, Ca2+ ↑ - Krypten H2O Stimulation der Anionensekretion Permeabilität der Cl- - Kanäle ↑ Bakterielle Enterotoxine Cl(+) H2O Cl- cAMP, Ca2+ ↑ Osmotic gap 290 – 2 x ([Na+] + [K+]) < 50 mOsm/kg Neurohumorale Substanzen • VIP (pankreatische Cholera) • Sekretin • Serotonin (Karzinoid-S.) • Neurotensin • Substanz P Inflammatorische Zellprodukte • Histamin • Leukotriene Laxantien • Gallensäuren (Colon) • Rizinolsäure J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Clostridium difficile -Toxin 1. Parazelluläre Sekretion 2. Stimulation der Anionensekretion 3. Sekretions-Stimulation durch inflammatorische Mediatoren J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Cholera-Toxin J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Alteration der Mikrovilli-Funktion bei nicht-invasiven Pathogenen Cryptosporidien Giardia lamblia Permeabilitätszunahme ElektrolytenabsorbtionsHemmung Stimulation der Anionensekretion J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Inflammatorische Diarrhoe 1. Stimulation der Sekretion und Hemmung der Absorption 1 2 4 3 2. Stimulation des enterischen Nervensystem (propulsive Peristaltik / Sekretion) 3. Mukosazerstörung: Permeabilitätszunahme 4. Malabsorption, Maldigestion J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Steatorrhoe vom Pankreas zum Dünndarm Pankreas Leber Jejunale Mukosa Lymphsystem (1) Lipolyse (2) hepatobiliäre Phase (3) intestinale Phase (4) lymphatische Phase Spaltung der Triglyceride Mizellare Solubilisierung mit Gallensäuren Resorption Veresterung Chylomikronen Abfluss zum Gewebe Quantitative Stuhlfettanalyse • • • Quantitative Fettbestimmung im 72 Stunden-Sammelstuhl, „Goldstandard“ Definiert die Steatorrhoe: ≥ 7 g/Tag, ausgeprägte Steatorrhoe ≥ 15 g/Tag Alternative: ß-Karotin im Serum ß-Karotin: fettlösliches Provitamin, Serumspiegel reziprok zu Fettresorption ß-Karotin < 47 µg/dl = hochspezifisch für Steatorhoe, 47-100 µg/dl · Stuhlfett-Analytik Pankreasfunktionstest? Leber, Gallenwege, Gallensäureverlust? Strukturelle Dünndarmerkrankung? Lymphabflussstörung? J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Sonderfall Gallensäure-Malabsorption Gallensäuresynthese 0.5 g/Tag Ursachen: Leber Gallensäurepool 3-5 g, Re-Zirkulation • • • • Ileumresektion M. Crohn mit Ileumbefall Cholecysto- oder jejuno-kolische Fistel Langfristige externe Galleableitung Kompensiert durch hepatische Neusynthese · Chologene Diarrhoe durch Hydroxy-Gallensäuren Ileum Verlust über Stuhl 0.5 g/Tag • • • Stimulation von Wasser- und Elektrolytsekretion im Colon bis Ileumverlust von 50-100 cm Besserung der Diarrhoe durch Cholestyramin Dekompensiert bei absolutem Mangel Klinische Folgen • • • • Gewichtsabnahme · Chologene Steatorrhoe durch Fettsäuren Nephrolithiasis (Ca-Oxalatsteine) • • • Vitaminmangel (A,D,E,K) Cholelithiasis (CholesterinGallensteine) Unfähigkeit zur Micellenbildung im Dünndarm bei Ileumverlust > 50-100 cm Verschlechterung der Steatorrhoe durch Cholestyramin J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Sonderfall Bakterielle Fehlbesiedlung des Dünndarm Pathophysiologische Konsequenzen Klinik Vit. B12-Bindung Vit. B12-Mangel • Ausgedehnte Jejunal- GallensäurenDekonjugation Steatorrhoe • Motilitätsstörungen KohlenhydratFermentierung Meteorismus Protein-Degradation Hypalbuminämie Hydroxy-Gallen/Fettsäuren Diarrhoe Pharmaka-Metabolismus Wirkungsverlust Ursachen: oder Duodenaldivertikel (z.B. Sklerodermie, akute Pankreatitis, Ileus) • Chronisch intestinale Pseudoobstruktion • Diabetische Enteropathie • Intestinale OP J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Sonderfall Enterales Eiweissverlustsyndrom Ursachen: • Morbus Menetrier • Lymphozytäre Klinik: • Hypalbuminämie • Ödeme Riesenfaltengastritis (HP) • Intestinale Lymphangiektasien • Ausgedehnte entzündliche Darmerkrakungen Spezifische Diagnostik: · Fäkale α1-Antitrypsin-Clearance (α1-ATC) • • • α1-Antitrypsin (60 kDa): Synthese in der Leber, keine intestinale Spaltung oder Resorption Bestimmung von α1-Antitrypsin im 72 h-Sammelstuhl und im Serum α1-ATC (ml/Tag) = V (ml/Tag) x F (mg/100 ml) / S (mg/100 ml), Normwert: < 35 ml/Tag Stuhlvolumen Stuhlkonzentration Serumkonzentration · Szintigraphische Lokalisationsdiagnostik mit 99mTc-Albumin • Bei enteralem Eiweissverlust mit Hypalbuminämie ohne bekannte entzündliche Grunderkrankung J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Morbus Menetrier / Riesenfaltengastritis J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Evaluation der Chronischen Diarrhoe (1) Anamnese Beginn angeboren schnell langsam Stuhl wässrig blutig fettig Bauchschmerz IBS CED Ischämie Auslöser Diät Stress Medikamente Iatrogen Medikamente Radiatio Operation Muster kontinuierlich intermittierend Stuhl Inkontinenz Gewichtsverlust Malabsorption Neoplasma Muster kontinuierlich intermittierend Factitia Laxantien Dauer Frühere Untersuchung Epidemiologie Reise Nahrung Wasser Systemische Erkrankungen Hyperthyreoidismus Diabetes mellitus Kollagenose Vaskulitis Tumor AIDS Ig-Mangel Körperliche Untersuchung Allgemein Hydrierung Ernährung Haut Flush Ausschlag Schilddrüse Grösse Thorax Stauung RoutineLabor Blutbild Anämie Leukozytose Herz Anorektal Abdomen Geräusch Hepatomegalie SphinkterKompetenz Tumor Blut / Ascites Teerstuhl Druckempfindlichkeit Extremitäten Ödeme Klin. Chemie Wasser / Elektrolyt-Status Protein / Globulin J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Evaluation der Chronischen Diarrhoe (2) StuhlAnalyse Gewicht Elektrolyte osmotic gap pH KohlenhydratMalabsorption Hämoccult Blutung Gesamtfett Steatorrhoe Laxantienscreen Factitia Einteilung Wässrige Diarrhoe Sekretorisch Inflammatorische Diarrhoe Steatorrhoe Osmotisch J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Evaluation der Chronischen Diarrhoe (3) Sekretorische Diarrhoe Osmotische Diarrhoe Ausschluss Infektion Stuhlanalyse Bakterielle Pathogene Salmonellen Shigellen Campylobacter jejuni E.coli (EIEC, ETEC, EHEC) Aeromonas Pleisiomonas Ausschluss Struktureller Erkrankung Koloskopie mit Biopsie Niedriger pH KH Malabsorption Andere Pathogene Entamoeba histolytica Koccidien Microsporidien Giardia lamblia Strongyloides CMV, HHV Gastroskopie mit Dünndarmbiopsie CT Abdomen Hoher Mg Output Laxantienabusus Diät-Anamnese H2-Atemtest (Laktose) Röntgen Dünndarm selektive Diagnostik Probatorisch Cholestyramin: Gallensäureverlust? Plasmapeptide Gastrin Calcitonin VIP Serotonin Urin 5-HIAA Katecholamine/VMA Andere TSH ACTH Stimulation Eiweisselektrophorese Immunglobuline J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU Evaluation der Chronischen Diarrhoe (4) Inflammatorische Diarrhoe Steatorrhoe Ausschluss Strukturelle Erkrankung Ausschluss Strukturelle Erkrankung Koloskopie mit Biopsie Gastroskopie mit Dünndarmbiopsie CT Abdomen Röntgen Dünndarm Ausschluss Infektion Bakterielle Pathogene Salmonellen Shigellen Campylobacter jejuni E.coli (EIEC, ETEC, EHEC) Aeromonas Pleisiomonas Andere Pathogene Entamoeba histolytica Koccidien Microsporidien Giardia lamblia Strongyloides CMV, HHV Gastroskopie mit Dünndarmbiopsie CT Abdomen Röntgen Dünndarm Ausschluss Exokrine Pankreasinsuffizienz Elastase im Stuhl SekretinPankreozyminTest J. Schirra · Medizinische Klinik II LMU