34
[email protected] Herbert Lochs Innsbruck Der Darm als immunologisches Organ

Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

  • Upload
    others

  • View
    5

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected] [email protected]

Herbert Lochs Innsbruck

Der Darm als immunologisches Organ

Page 2: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Nervenzellen 108

Immunzellen 50%

Bakterien 1014

Oberfläche 300m²

Energieumsatz 40%

Proteinsynthese 50%

Blutfluss 25 - 40%

Page 3: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Funktionen des Darmes

• Resorption – 10-12 l Wasser, Elektrolyte, 2- 3000 kcal, 50 –

100 g Protein • Sekretion

– 7- 8 l Wasser, Elektrolyte, 1 Liter 1N HCl, Bicarbonat Enzyme, IgA, Mucine, Hormone

• Motilität, Sensorik, Vasomotorik • Barriere, • Immunfunktion

Page 4: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Darm als Immunorgan

• Barriere – Struktur, Funktion,

Regelung

• Immunreaktion – Homöostase, Infektion,

Allergie

• Veränderungen bei Krankheit

• Therapeutische Möglichkeiten

Page 5: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Intestinale Barriere - Struktur

• Luminal Flora • Mucus

– Mucines, IgA, – Defensines

• Epithelium

– Cells, – Tight Junctions

• GI Immune System

– Tolerance/Allergy – Innflammation – Immuno deficiency

Santvoort et al., Surgery 2008

Page 6: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Intestinale Immunabwehr Abreu Nat. Rev.

Immun. 2010

Page 7: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Antigen Aufnahme im Darm A. Mowat Nat. Rev. 2003

Page 8: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Dendritic Cells on the tip of Villi Chieppa et al. J. Exp. Med. 2006

Page 9: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

GI Immunreaktion A. Mowat, Nat. rev. 2003

Immuntoleranz: TReg, IL10, IFNγ, TGFβ Immunabwehr: TLR, IL12, TH1,IFNγ,

Page 10: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Intestinale Barriere - Störungen

• Flora • Dysbiose, • Pathogene Keime

• Mucus – Mucine, IgA, – Defensine

• Epithel

– Atrophie – TJ leck – Invasion von

Immunzellen

• GI Immunsystem – Entzündung – Anergie

Santvoort et al., Surgery 2008

Page 11: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Intestinale Barriere Sartor, Gastro 2008 Sansonetti, Nat. Immun. 2004

Page 12: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Immunreaktion Darm Sartor Gastro 2008

Page 13: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Mucosal biofilm in CHF

Highly colonised large intestinal mucosa

Low colonised

large intestinal mucosa

Controls Chronic heart failure

Sandek et al., J. Am. Coll. Card. 2007

Page 14: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Intestinale Barriere Darm – Mesenteriale Lymphknoten – Leber - Milz

Page 15: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Translocation of Bacteria, Toxins

Inflammation Cytotoxicity

Gut in SIRS – Sepsis

Mucosal Ischemia Disturbed Barrier

Reduced Mucosal Oxygen Saturation

Page 16: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Darm als Immunorgan

• Barriere – Struktur, Funktion,

Regelung

• Immunreaktion – Homöostase, Infektion,

Allergie

• Veränderungen bei Krankheit

• Therapeutische Möglichkeiten

Page 17: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Stress and bacterial Adherence Söderholm et. al. Gastro 2002

Page 18: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Citrobacter- Changes in Mucosal Structure Wu et al., AJP 2008

Control

S. Boulardii Citrobacter + S. Boulardii

Citrobacter

Page 19: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected] Spitz et. al., Crit. Care Med 1996

Secretory IgA - Effect of Starvation and Steroid Stress

Page 20: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Endotoxemia in chronic heart disease

Sharma R et al, Am J Cardiol 2003; 92: 188-193

Page 21: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Mucosal blood Flow in Sepsis Dubin et al. Crit.

Care Med. 2008

Page 22: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Fecal Flora in SIRS

Shimizu et al. J. Trauma 2006

Page 23: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Intestinal Flora in Critical Illness Clark et al. Shock 2007

Page 24: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Effect of Antibiotics on mucosal Flora Swidsinski et al., Arch. Med. Res 2008

UC Patient during therapy with metronidazol and ciprofloxacin

20 days after antibiotics

No antibiotics

Page 25: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Enteral Nutrition – IgA Ohta et. al. A.J.Surg 2003

parenteral

enteral

Page 26: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Enteral Nutrition intestinal Barrier in hemorrhagic Shock

Luyer et. al. Shock 2004

Starved 16,7% Fat 52,2% Fat

Page 27: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Effect of Nutrition on Fecal Flora Schneider et al., Eur. J. Nutr. 2000

Page 28: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Effect of Bacteria on tight junctions Otte et. al. AJP 2004

Control S. Dublin Pretreatment E. Coli Nissle

Page 29: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Inflammation - Bact. Fragilis Round et al. Nat. Rev. Immun. 2009

Page 30: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Rayes

Surgery

Rayes

LTX

Rayes

LTX

McNau

ght

Anderson

Olah Pnkre

atitis

Kanaz

awa

Sugawara

Kotzampas

si Polyt

rauma

McNau

ght ITS

Jain IT

S0

20

40

60

80

100

% In

fekt

ione

n

Probiotika Kontrolle

Synbiotika – Infektionsprophylaxe perioperativ

n= 90 105 66 129 137 50 54 101

n= 77 103 90

Page 31: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Synbiotics in Trauma Patients Kotzampassi et al., WJS 2006

65 Patients with severe Trauma, 15 days , Synbiotic vs. Placebo

Page 32: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Control

Burn + Vagal Stimulation

Burn

Burn + Vagal Stimulation,

Vagotomy

Vagal Stimulation maintains Barrier in Burns Costantini et al., J. Trauma 2010

Page 33: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Darm Immunorgan SIRS und Sepsis

• Dysbiose • Schleimhautatrophie • Immunabwehr???

• Circulus vitiosus

• Enterale Ernährung • Stresstherapie • Probiotika

Page 34: Der Darm als immunologisches Organ...Intestinale Barriere - Struktur • Luminal Flora • Mucus – Mucines, IgA, – Defensines • Epithelium – Cells, – Tight Junctions •

[email protected]

Darm als Immunorgan

• Extrem wichtig, extrem empfindlich • Ursachen für Störung

– Stress, Schock, Katecholamine, Antibiotika – Infektionen, Fasten, Alter

• Diagnostik – Entzündungsparameter, LPS

• Therapie – Ernährung, Probiotika, Stressreduktion