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Nervenzellen 108
Immunzellen 50%
Bakterien 1014
Oberfläche 300m²
Energieumsatz 40%
Proteinsynthese 50%
Blutfluss 25 - 40%
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
Darm als Immunorgan
• Barriere – Struktur, Funktion,
Regelung
• Immunreaktion – Homöostase, Infektion,
Allergie
• Veränderungen bei Krankheit
• Therapeutische Möglichkeiten
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
Antigen Aufnahme im Darm A. Mowat Nat. Rev. 2003
Dendritic Cells on the tip of Villi Chieppa et al. J. Exp. Med. 2006
GI Immunreaktion A. Mowat, Nat. rev. 2003
Immuntoleranz: TReg, IL10, IFNγ, TGFβ Immunabwehr: TLR, IL12, TH1,IFNγ,
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
Intestinale Barriere Sartor, Gastro 2008 Sansonetti, Nat. Immun. 2004
Immunreaktion Darm Sartor Gastro 2008
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
Intestinale Barriere Darm – Mesenteriale Lymphknoten – Leber - Milz
Translocation of Bacteria, Toxins
Inflammation Cytotoxicity
Gut in SIRS – Sepsis
Mucosal Ischemia Disturbed Barrier
Reduced Mucosal Oxygen Saturation
Darm als Immunorgan
• Barriere – Struktur, Funktion,
Regelung
• Immunreaktion – Homöostase, Infektion,
Allergie
• Veränderungen bei Krankheit
• Therapeutische Möglichkeiten
Stress and bacterial Adherence Söderholm et. al. Gastro 2002
Citrobacter- Changes in Mucosal Structure Wu et al., AJP 2008
Control
S. Boulardii Citrobacter + S. Boulardii
Citrobacter
[email protected] Spitz et. al., Crit. Care Med 1996
Secretory IgA - Effect of Starvation and Steroid Stress
Endotoxemia in chronic heart disease
Sharma R et al, Am J Cardiol 2003; 92: 188-193
Intestinal Flora in Critical Illness Clark et al. Shock 2007
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
Enteral Nutrition intestinal Barrier in hemorrhagic Shock
Luyer et. al. Shock 2004
Starved 16,7% Fat 52,2% Fat
Effect of Nutrition on Fecal Flora Schneider et al., Eur. J. Nutr. 2000
Effect of Bacteria on tight junctions Otte et. al. AJP 2004
Control S. Dublin Pretreatment E. Coli Nissle
Inflammation - Bact. Fragilis Round et al. Nat. Rev. Immun. 2009
Rayes
Surgery
Rayes
LTX
Rayes
LTX
McNau
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Anderson
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Sugawara
Kotzampas
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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
Synbiotics in Trauma Patients Kotzampassi et al., WJS 2006
65 Patients with severe Trauma, 15 days , Synbiotic vs. Placebo
Control
Burn + Vagal Stimulation
Burn
Burn + Vagal Stimulation,
Vagotomy
Vagal Stimulation maintains Barrier in Burns Costantini et al., J. Trauma 2010
Darm Immunorgan SIRS und Sepsis
• Dysbiose • Schleimhautatrophie • Immunabwehr???
• Circulus vitiosus
• Enterale Ernährung • Stresstherapie • Probiotika
Darm als Immunorgan
• Extrem wichtig, extrem empfindlich • Ursachen für Störung
– Stress, Schock, Katecholamine, Antibiotika – Infektionen, Fasten, Alter
• Diagnostik – Entzündungsparameter, LPS
• Therapie – Ernährung, Probiotika, Stressreduktion