Das Darm-Immunsystem: Gesunder Geist in gesundem Darm?
Abb.1: Der Darm nicht nur ein „Ernährer“, sondern auch ein „Bewahrer“, da das Immunsystem. Ohne den Darm und sein Immunsystem könnten wir alleine deswegen schon nicht überleben. Denn aufgrund der riesigen Oberfläche der Darmschleimhäute befinden sich bis zu 80 Prozent aller antikörperproduzierenden Zellen im Darm. Damit wäre es einmal an der Zeit, sich dieses System näher anzuschauen!
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Wer vom Darm redet, der redet in der Regel von der Haupttätigkeit dieses Organs, der Verdauung und Resorption von Nährstoffen in den Organismus. Aber der Darm kann noch mehr als das.
Er ist zudem maßgeblich an der Regulierung des Wasserhaushaltes beteiligt. Das erfahren wir immer dann schmerzlich, wenn diese Regulierung nicht mehr funktioniert, wie es bei einem richtigen Durchfall der Fall ist.
Der dritte Aufgabenbereich des Darms liegt in der Produktion von bestimmten Hormonen und Botenstoffen.
Und die Nummer vier ist eine weitere unverzichtbare Mission, die Ausbildung der meisten Abwehrzellen des Immunsystems.
Das darmassoziierte Immunsystem
Beginnen wir mit der Bezeichnung, die nicht einheitlich ausfällt. Denn man spricht häufig auch von einem darmassoziierten lymphatischen Gewebe oder von GALT, was aus dem Englischen kommt und für „gut associated lymphoid tissue“ steht. Wie wir das Kind auch nennen, gemeint ist immer der Teil des lymphatischen Systems des Darms, den wir auch als Teil des Immunsystems des Organismus ansprechen können.
Es ist kaum ein Zufall, dass gerade im Darm der „Hauptsitz“ des Immunsystems zu finden ist. Die Oberfläche der Schleimhäute des Dünndarms alleine beträgt schon rund 200 Quadratmeter. Das ist etwa 100 mal größer als die Hautoberfläche. Damit wären die Schleimhäute des Darms die größte Verbindungsfläche zwischen Außenwelt und unserem Organismus, auch wenn diese „Außenwelt“ im Körper, aber halt nicht im Organismus, beheimatet ist. Eine so große Oberfläche ist natürlich ideal für die Resorption von Nährstoffen, aber sehr problematisch, wenn es um unerwünschte Substanzen geht. Um das Eindringen von Pathogenen und unerwünschten Substanzen zu verhindern, hat die Natur ein Abwehrsystem „erfunden“, das sich in drei Fraktionen aufteilen lässt.
Die Darmflora
Der erste Abwehrriegel besteht aus der Darmflora, die unerwünschte Keime unterdrückt und somit prophylaktisch eine Konfrontation mit schädlichen Keimen verhindert.
Die Darmschleimhaut als zweiter Riegel wirkt wie ein „Sieb“, das im Idealfall nur das durchlässt, was eine „Eintrittskarte“ vorweisen kann.
Der dritte Riegel ist die Instanz, mit der wir uns jetzt näher beschäftigen wollen, das GALT. Abwehrriegel 1 bis 3 bilden ein „eingespieltes Team“, eine funktionelle Einheit, die man auch in ihrer Gesamtheit als „Darmbarriere“ bezeichnet. Wenn man also hört oder liest, dass die Darmbarriere beeinträchtigt ist, dann können die Funktionen von Riegel 1, 2 oder 3 oder Kombinationen davon gestört sein.
Das darmassoziierte Immunsystem oder GALT fängt aber nicht erst im Darm an. Zum GALT zählen bereits die Rachen- und Gaumenmandeln. Andere Strukturen, die zum GALT zählen, sind Wurmfortsatz des Blinddarms, Lymphfollikel des Darms, Peyer-Plaques und die Lamina propria.
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Die Mandeln
Die Mandeln sind immunkompetente Strukturen beziehungsweise Gewebe des Immunsystems und stellen die allererste Abwehrreihe gegen aufgenommene Keime dar, inhalativ und durch die Nahrung aufgenommen. Auf der Oberfläche der Mandeln befinden sich sogenannte M-Zellen, die wir auch später in anderen Bereichen wiederfinden werden.
M-Zellen, auch Microfold Zellen genannt, sind spezialisierte Epithelzellen. Sie sind in der Lage, Antigene von Bakterien, Viren, kleinen Parasiten und eine Reihe von Makromolekülen aufzunehmen und zu „verarbeiten“.
Wie der genaue Verarbeitungsprozess aussieht, ist bislang nicht bekannt. Am Ende dieses Prozesses jedoch steht eine Art „Informationsweitergabe“ an das Immunsystem durch Makrophagen und Lymphozyten, um welches Antigen es sich bei der Aufnahme handelt. Dementsprechend kann das Immunsystem reagieren. In den Mandeln sind es vorwiegend B- und T-Zellen, die mit der Information versorgt werden und die dann die Immunantwort vermitteln. Zu Microfold Zellen (und Peyer-Plaques) hatte ich bereits etwas geschrieben: Darmsanierung – Humbug oder wertvoll für die Gesundheit?
Peyer-Plaques
Diese Plaques sind eine Form von mehr oder weniger locker organisierten Lymphknoten oder -follikeln. Sie sind lokalisiert in den hinteren Segmenten des Dünndarms (Ileum) und im Wurmfortsatz. Sie enthalten Makrophagen, dendritische Zellen, B- und T-Lymphozyten, die auch an die umgebende Mucosa weitergegeben werden. Pathogene und Antigene werden von dieser „Armee“ neutralisiert. Damit sind die Peyer-Plaques bis zu einem gewissen Grad mit den Mandeln im Mund-Rachen-Raum vergleichbar, die in einer ähnlichen Weise gegen Pathogene etc. vorgehen.
Die Peyer-Plaques haben deshalb, ähnlich wie die Mandeln, eine enge Beziehung zu den M-Zellen. Die Plaques werden nämlich von diesen M-Zellen überzogen, so dass diese unmittelbar den Pathogenen und Antigenen ausgesetzt sind. Die Verarbeitung der dabei gewonnenen Informationen wird genau so durchgeführt wie bei den M-Zellen der Mandeln auch.
Hier werden neben den B- und T-Zellen noch Memory-Zellen beeinflusst. Es erfolgt eine Verstärkung der Immunantwort in den Lymphknoten des Mesenteriums („Gekröse“). Danach erfolgt eine Ausschüttung von aktivierten Lymphozyten ins Blut über den Ductus thoracicus, einem Lymphsammelstamm in der Brusthöhle. Ein Teil der aktivierten Lymphozyten findet über den Blutstrom wieder zurück in den Verdauungstrakt, wo sie dann ihre endgültigen Effektorfunktionen ausüben: Die aufgrund der Sensibilisierung hervorgerufene Eliminierung von weiteren unerwünschten Eindringlingen in der Folge. Peyer-Plaques sind auch der Ort, in denen B-Lymphozyten ausreifen können (neben anderen Organen wie Knochenmark und Milz). B-Lymphozyten sind die einzigen Zellen, die in der Lage sind, Antikörper zu bilden.
Lamina propria
Die Lamina propria ist ein weitläufig im Gastrointestinaltrakt (aber auch anderen Organen) verteiltes loses Bindegewebe, das in den Schleimhäuten lokalisiert ist. Es ist sehr elastisch und belastbar und kommt besonders in Organen vor, die expandieren, wie zum Beispiel die Blase – und dem Gastrointestinaltrakt. Es beinhaltet ein reiches vaskuläres Netzwerk mit Blutgefäßen, Nerven und Lymphzellen und -knoten.
Die deutsche Übersetzung des Namens bedeutet „Eigenschicht“. Diese „Eigenschicht“ liegt unter den Epithelzellen der im Körper vorkommenden Schleimhäute. Im Gastrointestinaltrakt ist diese Schicht in einen Verbund aus glatter Muskulatur eingebunden.
Die Lamina propria mit ihren Immunzellen dient hier als Reservoir für eine schnelle Immunantwort auf initiale Reize durch Pathogene. Man findet hier Makrophagen, Lymphozyten etc., die zu einer schnellen Abwehrreaktion zur Verfügung stehen.
Diese Aufzählung an funktionellen Einheiten des Immunsystems innerhalb des Verdauungstrakts lässt vermuten, dass das Immunsystem für das Verdauungssystem eine besondere Rolle spielt, und umgekehrt.
Dies wird noch einmal unterstrichen durch die Tatsache, dass der Verdauungstrakt die zahlenmäßig größte Ansammlung an lymphatischem Gewebe im gesamten Körper hat. Daher ist es mehr als wahrscheinlich, dass eine Pflege des Gastrointestinaltrakts und der Darmflora immer in einer Pflege des Immunsystems mündet. Und ein gesundes Immunsystem ist ein balanciertes System, in dem es weder Unterfunktionen oder Überfunktionen gibt, die sich als Immunschwäche oder Allergie präsentieren.
Wie man sein Immunsystem pflegen kann, indem man Einfluss auf seine Darmgesundheit nimmt, das habe ich unter Immunstärkung durch das Darm-Immunsystem beschrieben. Einen weiteren Artikel hatte ich bereits oben erwähnt, der sich mit der Darmsanierung befasst, also eine aus der Balance geratene Darmflora angeht: Darmsanierung – Humbug oder wertvoll für die Gesundheit?
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Interaktionen zwischen Darm-Epithel und Immunsystem
Das Darm-Epithel, also die eigentliche Schleimhaut, arbeitet mit dem Immunsystem auf eine Weise zusammen, die bisher nur unvollständig bekannt ist. Wissenschaftler der Charité Berlin haben 2019 im Tierversuch herausgefunden, dass diese Kooperation der beiden Systeme in der körpereigenen Krebs-Blockade eine wichtige Rolle spielt.
Schon lange sind Mechanismen bekannt, mit denen Zellen eine Entartung zur Krebszelle abwenden können. Der genetische Stoffwechsel bringt auch Enzyme hervor, die mutierte DNA-Abschnitte erkennen und reparieren können. So werden die malignen Zellen auf den Normalzustand zurückgesetzt. Wenn eine Reparatur aufgrund zu vieler DNA-Fehler nicht mehr möglich ist, leitet die Zelle die Apoptose (“Zellselbstmord”) ein. Die Berliner Forscher entdeckten nun einen Mechanismus, der über intrazelluläre Prozesse hinausgeht.
Stammzellen des Darm-Epithels erhalten vom Immunsystem Signale, wenn krebserregende Stoffe in den Körper eingedrungen sind. So erkennen Zellen des angeborenen Immunsytems (Zell-Typ ILC3 und γδ) die kanzerogenen Glukosinolate aus Kreuzblütlern (Kohl, Raps). Sofort schütten die lymphoiden Zellen den Botenstoff Interleukin 22 aus, der in den Epeithelzellen des Darmes die DNA Damage Response (DDR) ankurbelt. Zwar ist der Prozess dauernd aktiv, wird aber bei Gefahr deutlich verstärkt.
Beitragsbild: 123rf.com – ralwel
