Messung der Glukoseabsorption mittels 13C-Atemgastest als Marker für die intestinale Funktionalität bei Intensivpatienten

Abstract

Schon seit langem ist der Darm mit seinen vielfältigen Funktionen in den Fokus der Intensivmedizin gerückt. Zu seinen Funktionen gehören unter anderem die Aufnahme von Nährstoffen und die Barrierefunktion gegen verschiedenste Noxen. Mit dem „gut-associated lymphoid tissue“ stellt der Darm das größte Lymphorgan des Körpers dar. Das intestinale Mikrobiom sorgt für eine physiologische Darmflora und verhindert unter anderem die Überwucherung durch pathogene Keime. Entsprechend gravierend sind die Folgen einer gestörten intestinalen Funktion. Brechen die Funktionen von Epithel, darmeigenem Immunsystem und Mikrobiom zusammen, wird der Darm zum „motor of critical illness“. Über die Schritte Translokation pathogener Bakterien und Freisetzung von toxischen Mediatoren und Zytokinen kommt es zum Vollbild des multiplen Organversagens. In Folge von Motilitätsstörungen und Absorptionsstörungen ist auch eine ausreichende enterale Ernährung nicht mehr möglich. Die klinische Beurteilung der gastrointestinalen Funktion ist auch heute noch eher intuitiv-empirisch als objektiv-messbar. Es gibt aktuell kein validiertes Diagnostiktool. Da die Glukoseabsorption ein aktiver, energieabhängiger Prozess ist, stellt sie einen sensiblen und frühzeitigen Indikator für Störungen der Enterozytenfunktion dar. In der vorliegenden Arbeit wurden zwei Fragestellungen formuliert: 1. Ist die enterale Nährstoffabsorption, gemessen an der Glukoseabsorption, beim kritisch kranken Patienten im Vergleich zum Gesunden vermindert? Und wenn ja, in welchem Ausmaß? 2. Kann die Glukoseabsorption beim kritisch kranken Patienten mit einem Atemgastest gemessen werden? Die Messung der Glukoseabsorption erfolgte mittels Isotopen-markierter 13C-Glukose. Dazu wurde 25 beatmeten Intensivpatienten und 20 gesunden Probanden jeweils 200 mg 13C-Glukose enteral verabreicht. Über einen Zeitraum von fünf Stunden wurden Blut- und Atemgasproben entnommen. Aus den Atemgasproben wurde anhand eines nicht dispersiven Infrarotspektrometers die zu 13CO2 verstoffwechselte 13C-Glukose als Maß für die Gukoseabsorption gemessen. Diese Atemgaswerte wurden den 13C-Glukose Konzentrationen in den Blutproben, die mittels Gaschromatographie und Massenspektrometrie gemessen wurden, gegenübergestellt. Der im Blut gemessene Absorptionsanteil der 13C-Glukose war bei den Patienten im Vergleich zu den Probanden um 36% reduziert. Der Absorptionsanteil zwischen den einzelnen Patienten variierte mit Werten von 5,5% bis 99% erheblich. Auch die Absorptionsrate war bei den Intensivpatienten im Vergleich zu den Probanden reduziert, d.h. der Zeitpunkt maximaler Absorption war verzögert. Die über die Atemgasproben gemessene Glukoseabsorption der Intensivpatienten war ebenfalls deutlich reduziert im Vergleich zu den Probanden. Es fand sich eine enge Korrelation zwischen der mit dem Atemgastest gemessenen Glukoseabsorption und der über die Plasmaproben ermittelten Glukoseabsorption (absorbierter Anteil) (r=0,835, P<0,001). Die vorliegende Studie zeigt, dass die Glukoseabsorption bei Intensivpatienten im Vergleich zu gesunden Probanden deutlich reduziert ist. Der 13C-Glukose Atemgastest wurde im Rahmen der vorliegenden Studie erstmals an Intensivpatienten getestet. Trotz des heterogenen Patientenkollektivs waren die 13CO2-Atemgaswerte ein zuverlässiger Marker für die Glukoseabsorption. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie sind vielversprechend und legen nahe, dass der Atemgastest geeignet sein könnte, nicht-invasiv und eventuell bettseitig die Enterozytenfunktion zu beurteilen. Mit dem Atemgastest könnte die Ernährungstherapie individuell, verlaufs- und funktionsangepasst gesteuert werden. Sowohl Verschlechterungen wie Verbesserungen der intestinalen Funktion könnten damit möglicherweise frühzeitig erkannt werden.