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KyberPlus: Schleimhaut-Diagnostik

bei Verdacht auf

Mehrere hundert Quadratmeter Darmschleimhaut durchziehen den Körper. Ist die Schleimhaut entzündet oder durchlässiger für Allergene, Krankheitserreger und andere Noxen, hat das gravierende Auswirkungen auf die Gesundheit. Auch der körpereigene Infektionsschutz an der Darmschleimhaut kann herabgesetzt sein.

Das KyberPlus-Baukastensystem aus verschiedenen biochemischen Parametern weist derartige Störungen an der Darmschleimhaut nach und deckt damit Ursachen unklarer Abdominalbeschwerden auf.

Die KyberPlus-Diagnostik eignet sich zur Abklärung von:

  • Maldigestion
  • Pankreasinsuffizienz
  • chronischer Pankreatitis
  • vermindertem Schleimhautschutz
  • akuten und chronischen Darmentzündungen
  • Schubprognosen bei Morbus Crohn
  • nekrotisierender Enterokolitis
  • enteralem Eiweißverlustsyndrom
  • Permeabilitätsstörungen der Darmschleimhaut
  • glutensensitiver Enteropathie
  • intestinalen Parasitosen
  • Differenzierung zwischen Nahrungsmittelallergie und Nahrungsmittelunverträglichkeit
  • Wirksamkeitsnachweis einer Eliminationsdiät

Die KyberPlus-Parameter

Verdauungsstörungen abklären

Ist die Verdauungsleistung beeinträchtigt, kann es zu Nährstoffmangel kommen. Ursache können eine Pankreas-Insuffizienz oder ein Mangel an Gallensäuren sein. Bauen Darmbakterien verstärkt Proteine ab, entstehen hepatotoxische Stoffe.

Verdauungsrückstände

Der quantitative Nachweis von Verdauungsrückständen im Stuhl ist bei unklaren gastrointestinalen Beschwerden sinnvoll. In der Regel befinden sich im Stuhl nur geringe Mengen unverdauter Nahrungsrückstände, die tägliche Fett- und Stickstoffausscheidung ist bei einem Gesunden relativ konstant.

Steigt die Fett- oder Stickstoffausscheidung auf pathologisch hohe Konzentrationen an, kann eine Verdauungsstörung wie die Maldigestion vorliegen. Bei längerem Bestehen kann die Maldigestion in eine Malabsorption übergehen – mit dem damit verbundenen Mangel an Vitaminen, Mineralstoffen und Spurenelementen.

Ursachen einer Maldigestion sind:

  • exokrine Pankreasinsuffizienz oder
  • Gallensäuremangel

Bei der exokrinen Pankreasinsuffizienz kommt es zu einem Mangel an den fett- und eiweißspaltenden Enzymen Lipase, Trypsin und Chymotrypsin und die entsprechenden Nahrungsbestandteile werden nicht mehr ausreichend zerlegt. Hochmolekulare Fette und Eiweiße werden nicht mehr resorbiert und reichern sich im Stuhl an.

Ein Gallensäuremangel kann auftreten, wenn die Darmflora verstärkt konjugierte Gallensäuren abbaut. Das geschieht vor allem bei einer Überwucherung des Dünndarms mit Bakterien der Dickdarmflora - dem sogenannten Overgrowth-Syndrom. Bei einer Ileumdysfunktion kann die Gallensäurerückresorption im terminalen Ileum gestört sein. In beiden Fällen sind zu wenig Gallensäuren vorhanden, um die Nahrungsfette ausreichend zu emulgieren. Damit steigt die Fettkonzentration im Stuhl an.

Der Wassergehalt des Stuhls zeigt an, ob der Patient unter Obstipation oder Diarrhö leidet, und gibt Hinweise darauf, wie viel Ballaststoffe der Patient zu sich nimmt.

Referenzbereich: Fett: erhöht ab > 3,5%, Stickstoff: erhöht ab > 1,0%, Wasser: erhöht ab > 80,0%

Iso-Fettsäuren

Beim Proteinabbau bilden die Darmbakterien iso-Fettsäuren: die i-Valeriansäure und die i-Buttersäure. Parallel zu den iso-Fettsäuren entstehen hepatotoxische Metaboliten wie Indol, Skatol und Phenol. Die iso-Fettsäuren dienen deshalb als indirekter Marker für die leberschädigenden Stoffe.

Ursachen erhöhter iso-Fettsäurewerte können eine eingeschränkte Verdauungsleistung sein, hohe Zellzahlen proteolytischer Bakterien und eine Ernährung, die reich an tierischen Proteinen ist.

Gallensäuren

Die Bestimmung der Gallensäure-Konzentration im Stuhl erfolgt bei Verdacht auf ein Gallensäureverlust-Syndrom.

Der Körper produziert täglich etwa 700 ml Galle, die ungefähr zu 12 Prozent aus Gallensäuren oder Gallensalzen besteht. Normalerweise unterliegen die Gallensäuren dem enterohepatischen Kreislauf. Das bedeutet, der größte Teil der ins Duodenum sezernierten Gallensäuren wird im terminalen Ileum wieder resorbiert und gelangt zurück in die Leber. Etwa 0,6 g Gallensäuren gehen täglich über den Stuhl verloren und müssen neu synthetisiert werden.
Eine Ileumdysfunktion bedeutet, die Gallensäuren werden ungenügend resorbiert. Der Körper scheidet sie vermehrt über den Stuhl aus.

Häufige Ursachen für einen Gallensäureverlust sind:

  • Ileitis bei Morbus Crohn
  • Resektion des terminalen Ileums
  • Bakterielle Dünndarm-Überwucherung (small bowel overgroth = SBOG)

Selten führt eine bakterielle Zersetzung von Gallensäuren in einem Darmblindsack zu einem indirekten Gallensäureverlust.

Kompensiertes Gallensäureverlust-Syndrom: Kann der Körper die verlorenen Gallensäuren in genügender Menge ersetzen, funktioniert die Fettverdauung noch. Im Stuhl sind große Mengen Gallensäuren nachweisbar, die Fette sind im Normbereich.

Dekompensiertes Gallensäureverlust-Syndrom: Die Leber schafft es nicht mehr, genügend neue Gallensäuren zu synthetisieren. Die Erkrankung resultiert in einem funktionellen Gallensäure-Mangel und dadurch in einer gestörten Fettverdauung.

Die Gallensäuren sind im Colon osmotisch wirksam, deshalb kommt es zu einer chologenen Diarrhö. Ist bereits ein funktioneller Gallensäure-Mangel eingetreten, löst die gestörte Fettresorption eine Steatorrhö aus.

Die verminderte Fettresorption bewirkt auch einen Mangel an fettlöslichen Vitaminen (Hypovitaminose) und einen Gewichtsverlust. Da der After gereizt wird, kommt es zu Analekzemen. Wenn die emulgierenden Gallensäuren fehlen, besitzt die Galle eine erhöhte Lithogenität. Gallensteine sind die Folge.

Referenzwerte (Gallensäuren/100ml Stuhl):

  • <66 µmol: vermindert
  • 66-715 µmol: normal
  • 715,1-900 µmol: leicht erhöht
  • 900,1-1200 µmol: deutlich erhöht
  • >1200 µmol: stark erhöht

Pankreasspezifische Elastase 1

Eine verminderte Konzentration an Pankreasspezifischer Elastase 1 im Stuhl deutet auf eine chronische Pankreatitis oder Pankreasinsuffizienz hin. Eine Pankreasinsuffizienz führt wie oben beschrieben zu einer Maldigestion. Deshalb wird Risikopatienten - zum Beispiel mit Diabetes oder Gallensteinen - eine Bestimmung der Pankreasspezfischen-Elastase 1 als Vorsorgeuntersuchung empfohlen. Wegen der verminderten Calcium-Resorption ist die Untersuchung auch bei Patienten mit Osteoporose-Risiko angezeigt.

Das Enzym Pankreasspezifische Elastase 1 wird im Pankreas produziert und über die Papilla vateri ins Duodenum ausgeschieden. Da das Enzym nicht abgebaut wird, ist es im Stuhl nachweisbar. Die Pankreasspezifische Elastase 1 ist ein proteolytisches Glycoprotein mit einem Molekulargewicht von etwa 28 Kilo-Dalton (kDa).

Referenzbereich für pankreasspezifische Elastase 1 (E1):

  • ≥ 200 μg E1/g Stuhl: Normale exokrine Pankreasfunktion
  • 100 bis 200 μg E1/g Stuhl: Leichte bis mittlere exokrine Pankreasinsuffizienz
  • < 100 μg E1/g Stuhl: Schwere exokrine Pankreasinsuffizienz

Biomarker der Schleimhautabwehr

Die Biomarker sIgA, EPX und β-Defensin 2 weisen die Fähigkeit der Darm-Schleimhaut nach, Erreger, Antigene und Schadstoffe abzuwehren.

Sekretorisches IgA

Die Produktion des sekretorischen Immunglobulin A (sIgA) ist bei rezidivierenden Infektionen der Schleimhäute, Atopien und humoralen Immundefekten vermindert.

Für einen effektiven Schleimhautschutz ist eine ausreichende sIgA-Produktion wichtig. Jeden Tag sondert der Mensch zwischen 5 und 15 g sIgA an den Schleimhäuten ab: Tränenflüssigkeit, Muttermilch, Speichel, der Schleim der Bronchien, des Urogenital- und des Magendarmtrakts enthalten das Immunglobulin. sIgA bindet an Bakterien oder Viren, die in den Magendarmtrakt oder die Bronchien eingedrungen sind; anschließend transportieren die Peristaltik des Darms und das Flimmerepithel der Bronchien das sIgA samt gebundenen Krankheitserregern ab.

Das sekretorische Immunglobulin A besteht aus zwei IgA-Molekülen, der J-Kette und einer sekretorischen Komponente. Die Polymerisierung zum sIgA findet nur in den Schleimhäuten statt; sie ist für den Transport durch die Epithelzellen notwendig. Die IgA-Moleküle binden an der lumenabgewandten Seite an einen Rezeptor und werden durch die Zelle geschleust. Bei der Freisetzung im Lumen bleibt ein Teil des Rezeptors am entstandenen IgA-Dimer hängen - die sekretorische Komponente. Sie schützt die Immunglobuline vor der Zersetzung durch Verdauungsenzyme und vor mikrobiellen Angriffen.

Referenzbereich:erhöht ab > 2040 μg/ml sIgA im Stuhl

Eosinophiles Protein X

Die Menge an zirkulierendem eosinophilen Protein X (EPX) spiegelt den Entzündungsstatus des Körpers wider. EPX eignet sich

  • zum Nachweis akuter oder chronischer Darmentzündungen
  • zur Differenzierung zwischen Nahrungsmittelallergie und Nahrungsmittelunverträglichkeit
  • zur Prüfung der Wirksamkeit einer Eliminationsdiät
  • zum Nachweis intestinaler Parasitosen.

Eosinophile gehören zu den Leukozyten. Sie treten verstärkt an Entzündungsherden und als Antwort auf Infektionen mit Parasiten auf. Im Cytoplasma der Eosinophilen befinden sich Granula mit positiv geladenen Proteinen. Die Granulaproteine sind basisch und binden an stark saure Farbstoffe. Die besondere Affinität zum rot-orangen Farbstoff Eosin gab den Eosinophilen ihren Namen. Bei der Degranulation geben die Eosinophilen zum Beispiel EPX in das umliegende Gewebe ab. Granulaproteine wie das EPX können Parasiten abtöten, aber auch Gewebeschäden verursachen, die mit entzündlichen Erkrankungen in Zusammenhang stehen.

Eine Aktivierung der Eosinophilen ist bei vielen Entzündungsprozessen zu beobachten. Beispiele sind Bronchialasthma, atopische Dermatitis, Rhinitis, allergische Augenentzündungen, allergische Mittelohrergüsse, Parasiten- und Bakterieninfektionen, Autoimmunerkrankungen und das chronische Müdigkeitssyndrom.

Referenzbereich: erhöht ab 1700 ng EPX/ml Stuhl

β-Defensin 2

Haut und Schleimhaut des Menschen bilden antibiotisch wirkende Stoffe - die Defensine. Sie sind Teil der chemischen Barriere, die gemeinsam mit der physikalischen Barriere der Epithelzellen vor Eindringlingen schützt. Störungen der Defensinproduktion spielen unter anderem bei Allergien wie Neurodermitis oder Asthma bronchiale und bei entzündlichen Darmerkrankungen eine Rolle.

Die β-Defensine sind von allen Defensin-Typen am weitesten verbreitet. Haut und Schleimhaut bilden β-Defensin 2, wenn sie mit Bakterien in Kontakt treten oder wenn eine Entzündungsreaktion in Gang kommt. Bakterienhaltige Präparate können die Defensinsynthese im Darm anregen und damit die Schleimhautbarriere stärken.

Referenzbereich:erhöht ab >60 ng/ml 


Permeabilität des Darmepithels (Leaky Gut)

Zonulin und α1-Antitrypsin zeigen die Durchlässigkeit des Darmepithels an. Sind die Werte der Biomarker im Stuhl erhöht, steigt das Risiko für Entzündungen des Darmepithels, Allergien und eine metabolische Endotoxinämie.

Zonulin

Das Regulatorprotein Zonulin ist ein geeigneter Marker, um die Durchlässigkeit der Darmschleimhaut zu messen. Zonulin reguliert den Austausch von Flüssigkeit, Makromolekülen und Leukozyten zwischen dem Blutstrom und dem Darmlumen. Außerdem schützt es die subepithelialen Schichten.
Verschiedene Reize veranlassen die Darmepithelzellen, Zonulin in das Darmlumen und in die Blutgefäße abzugeben. Beispiele sind der direkte Kontakt zu Bakterien bei fehlender oder unterbrochener intestinaler Mukusschicht und der Kontakt zu Gliadin. Das Zonulin bindet an Rezeptoren auf der Oberfläche der Darmepithelzellen und löst eine Signalkaskade aus, durch die sich das Zytoskelett der Zelle zusammenzieht. In der Folge öffnen sich die Tight junctions. Findet die Zonulin-vermittelte Öffnung der Tight junctions wiederholt und verstärkt statt, entwickelt sich das Leaky gut-Syndrom.

Referenzbereich: genzwertig ab >78,0 ng/ml Stuhl oder >48,0 ng/ml Serum

α1-Antitrypsin

α1-Antitrypsin (α1-AT) dient als Marker für Entzündungen und Permeabilitätsstörungen bei:

  • entzündlichen Erkrankungen des Magendarmtrakts
  • Morbus Crohn (Prognose eines Schubs)
  • nekrotisierender Enterokolitis
  • Verdacht auf enterales Eiweißverlustsyndrom
  • Permeabilitätsstörungen der Darmschleimhaut
  • glutensensitiver Enteropathie.

Vor allem die Leber bildet das Protein α1-Antitrypsin. Es macht bis zu 90 Prozent aller α1-Globuline aus. α1-Antitrypsin ist ein Proteaseinhibitor, hemmt also proteolytische Enzyme und verhindert so die Zersetzung des Bluteiweißes. Besonders stark inhibiert α1-Antitrypsin das Enzym Elastase, mit abnehmender Effektivität aber auch die Enzyme Trypsin, Plasmin, Thrombin und Plasminogen. Als Proteaseinhibitor wird α1-Antitrypsin selbst nur geringfügig abgebaut und eignet sich deshalb gut als Marker. Bei Entzündungen bildet der Körper verstärkt α1-Antitrypsin.

Referenzbereich: erhöht ab 56 mg α1-AT/dl Stuhl


Entzündungsmarker

Calprotectin, Lysozym und Laktoferrin spiegeln das Ausmaß der Granulozyten-Einwanderung in den Darm wider und zeigen damit Entzündungen der Darm-Mukosa an. Die Kombination der Marker erhöht die Sensitivität. 
Vorteil der fäkalen Entzündungsmarker: die Probengewinnung ist einfach und nicht-invasiv und die Bestimmung ist kostengünstig.

Calprotectin

Calprotectin eignet sich zur Diagnostik und Verlaufskontrolle bei den chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen Morbus Crohn und Colitis ulcerosa. Außerdem dient es der Ausschlussdiagnostik beim Reizdarmsyndrom.

Die neutrophilen Granulozyten und die Monozyten bilden das fäkale Calprotectin als Calcium-bindenden Proteinkomplex. Calptrotectin ist ein empfindlicher Marker für entzündliche Darmerkrankungen. In einer Studie zeigte Calprotectin eine Sensitivität von 82% und eine Spezifität von 87% bei der Unterscheidung von Reizdarmsyndrom und entzündlichen Darmerkrankungen.

Einsatzgebiete:

  • akute entzündliche Prozesse in der Abgrenzung von funktionellen Beschwerden
  • Aktivitätsmonitoring bereits bekannter, chronisch-entzündlicher Erkrankungen wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa

Referenzbereich: erhöht ab 50 µg Calprotectin/g Stuhl

Lysozym

Die Lysozymwerte im Stuhl sind ein Indikator für das Ausmaß der Leukozyteneinwanderung in das Darmlumen. Colitis ulcerosa- und Morbus Crohn-Patienten haben erhöhte Lysozym-Werte im Stuhl.

Lysozym ist in Neutrophilen, Makrophagen und Paneth-Zellen nachweisbar und kommt in Speichel, Schweiß, Nasensekret und Tränenflüssigkeit vor. Das Enzym spaltet Zuckerketten in der bakteriellen Zellwand und leitet so die Lyse der Bakterienzelle ein. Das Enzym greift allerdings nur grampositive Bakterien wie die Streptokokken und Staphylokokken an, denn bei den gramnegativen Bakterien schützt die äußere Membran die Zuckerketten vor dem Abbau.

Außerdem wirkt Lysozym indirekt bakterizid, da es die Aktivität der Immunantikörper verstärkt. Das Auflösen der Agglutination von Mikroorganismen verbessert die Aufnahme und Vernichtung durch Makrophagen.

Referenzbereich: erhöht ab 600 ng/ml Lysozym im Stuhl.

Laktoferrin

Über die Laktoferrinkonzentration im Stuhl lässt sich die Krankheitsaktivität bei Patienten mit chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (CED) beurteilen. Der Parameter eignet sich außerdem zum Monitoring des Therapieerfolgs bei CED.

Laktoferrin ist ein eisenbindendes Protein in den sekundären Granula der neutrophilen Granulozyten. Es ist damit Teil der angeborenen Immunabwehr an den Schleimhäuten. Bei einer Entzündung schütten die neutrophilen Granulozyten Laktoferrin aus, um Krankheitserreger abzutöten. Durch die Eisenbindung wirkt Laktoferrin antimikrobiell.

Eine Entzündung im Darm lässt die Laktoferrin-Werte im Stuhl ansteigen. Bei nicht-entzündlichen Erkrankungen wie dem Reizdarmsyndrom liegen die Laktoferrin-Werte dagegen im Normbereich.

Einsatzgebiete:

  • akute entzündliche Prozesse in der Abgrenzung von funktionellen Beschwerden
  • akute bakterielle Infekte des Colons
  • Aktivitätsmonitoring bereits bekannter, chronisch-entzündlicher Erkrankungen wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa
  • Tumorsuche in Kombination mit dem Tumormarker M2-PK


Referenzbereich
: erhöht ab 7,24 μg pro g Stuhl


Schleimhautversorgung und bakteriell vermittelte Sättigung

Die Mikrobiota bildet die kurzkettigen Fettsäuren Essigsäure, Propionsäure und Buttersäure. Darüber ernährt sie die Darm-Schleimhaut und beeinflusst unser Sättigungsgefühl.

Kurzkettige Fettsäuren

Die Darm-Mikrobiota bildet Essigsäure, Propionsäure und Buttersäure und greift über die kurzkettigen Fettsäuren in unseren Stoffwechsel ein.

Die bakteriell gebildete Essigsäure steigert das Hungergefühl und regt die Gluconeogenese und die Liponeogenese an. Das stellt dem Organismus zusätzliche Kalorien zur Verfügung. Die Propionsäure wirkt gegenläufig: Sie verstärkt das Sättigungsgefühl, senkt den Cholesterinspiegel und verbessert die Insulinsensitivität.

Die Buttersäure ist vor allem für das Darmepithel wichtig: Sie deckt zu 80 Prozent die Ernährung der Epithelzellen und gewährleistet so die Funktionsfähigkeit der Darmschleimhaut. Ein verminderter Buttersäure-Anteil deutet auf eine Mangelversorgung des Darmepithels hin.


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