TUM – Technische Universität München Menü
Dagmar Krüger vom Lehrstuhl für Humanbiologie der TUM hat über einen Zeitraum von acht Jahren mehr als 2200 Proben von rund 450 Patienten mit Darmerkrankungen untersucht. (Foto: TUM/ A. Eckert)
Dagmar Krüger vom Lehrstuhl für Humanbiologie der TUM hat über einen Zeitraum von acht Jahren mehr als 2200 Proben von rund 450 Patienten mit Darmerkrankungen untersucht. (Foto: TUM/ A. Eckert)
  • Forschung

Erste große Studie zur Sekretion des Humandarms

Der Darm: Leistungsfähig bis ins hohe Alter

Es ist ein Durchbruch in der Grundlagenforschung und die erste umfangreiche Studie über die Sekretionsaktivität des Humandarms. Dr. Dagmar Krüger vom Lehrstuhl für Humanbiologie der TU München hat über einen Zeitraum von acht Jahren mehr als 2200 Proben von rund 450 Patienten mit Darmerkrankungen untersucht. Dabei kam Verblüffendes zutage: Der menschliche Darm ist keineswegs eingeschränkt, sobald er „älter“ ist wie viele Stammtischanekdoten behaupten. Genauso wenig spielt das Geschlecht eine Rolle.

Die Studie des Teams rund um Dr. Dagmar Krüger und Professor Michael Schemann vom Lehrstuhl für Humanbiologie der Technischen Universität München (TUM) ist im Journal of Physiology veröffentlicht worden. Eine Fragestellung neben der nach Alter- oder Geschlechtsabhängigkeit war: Spielt eine Grunderkrankung wie Darmkrebs oder Morbus Crohn eine Rolle bei der Untersuchung von Darmproben? Oder ist der Darmabschnitt womöglich ein ausschlaggebender Faktor? „Ich konnte anhand der vielen untersuchten Darmproben (Darmresektate) in vitro an den Vitalitätsparametern nachweisen, dass die Darmschleimhautfunktion uneingeschränkt ist, egal ob es ein Resektat vom Dünn- oder Dickdarm war oder welche Erkrankung dem  chirurgischen Eingriff  zugrunde lag “, sagt TUM-Wissenschaftlerin Krüger – "die Sekretion von Ionen und Wasser ins Darmlumen (Hohlraum des Darms), selbst die durch Nerven hervorgerufene, blieb in allen Fällen unverändert."

Untersuchungen an Humanmaterial sind aussagekräftiger

Nicht erkrankte Teile von Darmresektaten kommen daher durchaus für Untersuchungen infrage – es muss nicht auf Tiermodelle zugegriffen werden. „Das ist natürlich viel aussagekräftiger, wenn ich Humandarmresektate untersuche. Ich kann damit beispielsweise feststellen, ob und wie ein Medikament gegen Darmträgheit wirkt“, erklärt Dr. Krüger weiter – "mit unserer Studie haben wir die Machbarkeit von Untersuchungen an Darmproben belegt.“

Seit dem 19. Jahrhundert, schreibt Wallace MacNaughton vom Journal of Physiology in einem extra Begleitartikel zu Krügers Arbeit, sei am gastrointestonalen Epithel und seinem Wasser- sowie Elektrolyttransport geforscht worden. Das Epithel ist nichts anderes als die Darmschleimhaut. Die bahnbrechendsten Forschungsergebnisse stammten aus den 70er- und 80er-Jahren des vergangenen Jahrhunderts, die von Tieruntersuchungen wie Mäusen, Ratten oder meistens Meerschweinchen herrühren.  MacNaughton schlussfolgert nach dem Studienergebnis von Krüger et al., dass moderne Untersuchungen an transgenen Mausmodellen oder Organoiden immer noch einer Überprüfung bedürfen an menschlichen Gewebeproben. Die Studie liefere nun das entscheidende Puzzleteil, um das umzusetzen.

Studie für Patienten mit Störungen der Sekretionsleistung im Darm

Zwischen fünf bis zehn Prozent der Bevölkerung leiden zum Beispiel an Obstipation: „Mit das größte Problem des Gastroenterologen sind junge Frauen mit Verstopfung“, sagt Krüger – „für sie kann nun besser nachvollzogen und eingestuft werden wie ein Mittel im Humandarm wirkt beziehungsweise wirken sollte.“ Somit erhält die Pharmabranche aufschlussreiche und möglicherweise neue Hinweise auf die Wirkung ihrer Medikamente und kann bessere entwickeln. Ärzte wiederum können künftig patientenbezogener Medizin verschreiben: "In Zukunft kann gezielter untersucht werden, ob Darmträgheit eine Folge gestörter Epithelfunktion oder Darmmotilität ist“, erklärt Dagmar Krüger – "dafür können wir inzwischen sogar Untersuchungen an Darmbiopsien vornehmen "  

Diese Studie war möglich durch eine Kooperation mit den chirurgischen Kliniken in Freising (Dr. Florian Zeller) und Rechts der Isar (Dr. Güralp Ceyhan, Dr. Ekin Demir, Direktor: Prof. Helmut Friess).

Publikation:

Dagmar Krueger, Klaus Michel, Florian Zeller, Ihsan E. Demir, Gueralp O. Ceyhan, Julia Slotta-Huspenina and Michael Schemann: Neural influences on human intestinal epithelium in vitro, The Journal of Physiology 2016. DOI: 10.1113/JP271493

 

Download Hi-Res Fotos

Kontakt:

Dr. Dagmar Krüger
Technische Universität München
Lehrstuhl für Humanbiologie
Liesel-Beckmann-Strasse 4
85354 Freising
Tel.:  +49 (8161) 71 5370
E-Mail: Dagmar.Krueger(at)wzw.tum.de

Prof. Michael Schemann  
Technische Universität München
Lehrstuhl für Humanbiologie
Liesel-Beckmann-Strasse 4
85354 Freising
Tel.:  +49 (8161) 71 5483
E-Mail: schemann@wzw.tum.de

Corporate Communications Center

Technische Universität München Sabine Letz
letz(at)zv.tum.de

Weitere Artikel zum Thema auf www.tum.de:

Mithilfe der Proteomanalyse konnten 204 Proteine identifiziert werden, deren Konzentration in den Reizdarm-Überständen anders aussahen als in den Biopsien der anderen Probanden. (Bild: PLOS)

Biomarker für den Reizdarm

Nach wie vor ist zu wenig bekannt über die genauen Ursachen des Reizdarm-Syndroms. Ein internationales Team unter maßgeblicher Beteiligung der Technischen Universität München (TUM) liefert erste Hinweise auf die organischen...

Der Blinddarm ist Teil des Dickdarms, der von zahlreichen unterschiedlichen Bakterien besiedelt wird. Sie produzieren hauptsächlich Fettsäuren aus unserer Nahrung. (Bild: PrettyVectors / istockphoto)

Nutzloser Anhang oder Schutzzone für Bakterien?

Der Blinddarm galt lange als nutzloses Überbleibsel der Evolution, das sich entzünden kann, starke Schmerzen verursacht und entfernt werden muss. Doch das kurze Stück unseres Darms hat einen Imagewandel durchlaufen: In BR...

Der Dickdarm – hier dunkel hervorgehoben – ist ein wichtiger Teil des Verdauungstrakts: Ist seine Nervenversorgung gestört, verursacht das beispielsweise chronische Verstopfung, das Reizdarm-Syndrom und entzündliche Darmerkrankungen. (Bild: Pixabay / Elionas2)

7,5 Millionen US-Dollar für Erforschung des Dickdarms

Prof. Michael Schemann vom Lehrstuhl für Humanbiologie der Technischen Universität München (TUM) ist Teil eines Konsortiums, das in den nächsten drei Jahren die Rolle von Nerven für normale und krankhaft veränderte...

Ein Ganglion im menschlichen Darm, in dem Nervenaktivität über ein bildgebendes Verfahren nach Gabe des Anti-HuD-Serums registriert wurde. Die Nervenaktivität ist rot: Zu sehen sind aktive Nervenzellen. Die schwarzen Pfeile markieren einige der aktivierten Nervenzellen. Das Inlet (rote Kurve) zeigt die Antwort einer Nervenzelle nach Gabe des Serums (schwarzer Balken unter der Kurve). Der Anti-HuD-Antikörper löst eine Aktionspotentialentladung (Kurvenausschläge nach oben) aus. (Abb.: Schemann, Michel/ TUM)

Antikörper als „Botenstoffe“ im Nervensystem

Dass Antikörper in Millisekunden menschliche Nervenzellen aktivieren und damit ihre Funktion ändern können, ist das überraschende Ergebnis einer vom Lehrstuhl für Humanbiologie der Technischen Universität München (TUM)...

In normal besiedelten Mäusen sind die Darm-Mikrobiota am Cholesterinmetabolismus beteiligt und unterstützen damit die effiziente Verwertung der tierischen Fette. (Foto: Fotolia/ norman blue)

Cholesterin wichtiges Puzzleteil der Fettverbrennung

Beim Energiehaushalt spielen Darmbakterien eine wenig verstandene Rolle, die von der Ernährung beeinflusst wird. Die entscheidenden nutritiven Komponenten sind aber unbekannt. Ein Team der Technischen Universität München...

HSP60 in Mitochondrien kontrolliert die Stammzellproliferation im Darmepithel. HSP60-negative Krypten im Darm zeichnen sich durch den Verlust von braungefärbten Stammzellen aus, während HSP60-positive Darmareale eine verstärkte Stammzellproliferation zeigen. (Foto: Team Haller/ TUM)

Mitochondrien steuern unsere Darmzellen

Was läuft in den Darmzellen bei chronischen Erkrankungen ab? Die Grundlagenforschung am Lehrstuhl für Ernährung und Immunologie der Technischen Universität München (TUM) soll Antworten auf solche Fragen finden....

Die Abbildung wird Kladogramm genannt und zeigt erstmals 76 Darmbakterienstämme im Mikrobiom von Mäusen. (Quelle: Nature Microbiology)

Mausbakterien bekommen Familienstammbaum

Anhand von Mausmodellen werden in der Pharma- und Medizinforschung wichtige Analysen durchgeführt. Dabei kann die Gesamtheit aller Bakterien im Darm, die so genannte Darm-Mikrobiota, die Forschungsergebnisse erheblich...

Weil das Spurenelement Zink nur in geringen Mengen im Körper vorkommt, muss es über die Nahrung dem Körper zugeführt werden. (Foto: iStock/davidf)

Zinkmangel ist für Mensch und Tier schädlich

Zink beeinflusst die essentiellen Funktionen des Stoffwechsels der meisten Organismen. Dass schon ein minimaler Zinkmangel die Verdauungsleistung einschränkt, allerdings ohne typische Anzeichen wie Hautprobleme oder...

Ein Darm eines Patienten von innen, der an Morbus Crohn erkrankt ist. (Foto: Fotolia/ Juan Gärtner)

Fragile Bakteriengemeinschaft im Darm

Patienten mit chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen leiden sehr häufig unter Eisenmangel. Eine internationale und interdisziplinäre Wissenschaftlergruppe unter Federführung des ZIEL – Institute for Food & Health der...

Das Reizdarmsyndrom geht mit typischen Symptomen wie Bauchweh oder Krämpfen einher. Lange war gemutmaßt worden, dass es eine psychosomatische Störung ist. (Foto: iStock/SomkiatFakmee)

Reizloser Reizdarm

Erstmals wurde an Biopsien von Reizdarmpatienten nachgewiesen, dass die Nerven ihrer Darmwand stark reduziert auf einen Entzündungscocktail reagieren. Dies widerlegt die bisherige These, Reizdarmpatienten hätten einen...

Viertelmillimeter große Organoide haben essentielle Funktionen eines echten Darms. (Foto: TUM/ Zietek)

Mini-Darm aus dem Reagenzglas

Dass in der Petrischale aus Stammzellen kleine, dreidimensionale Vorläufer eines Organes entstehen können, hat eine Revolution in der Biomedizin ausgelöst. Doch was kann an einem solchen Organoid in vitro erforscht werden?...

Im Fokus von Ernährungswissenschaftlern an der TUM: Das Mikrobiom des Darms. Rot dargestellt sind die Bakterien, grün die Schleimschicht und blau die Epithelzellen im Darm.

Darmbakterien – Krankmacher oder Helfer?

Bakterien im Darm sind ganz normal. Allerdings spielen sie auch eine Rolle bei verschiedenen Darmerkrankungen. Mehrere Forschungsprojekte an der Technischen Universität München (TUM) werden die Wechselwirkung dieser...