Tierexperimentelle Studien konnten zeigen, dass eine NEC in einer sterilen Umgebung nicht auftritt: Tiere, die in einer keimfreien Umgebung gehalten werden, entwickeln keine NEC (Musemeche et al.
1986). Daher liegt es nahe, die NEC auch als Infektionskrankheit zu begreifen. Der Darm von gestillten Neonaten wird v. a. durch Bifidobakterien (grampositiv) besiedelt, welche die Ausbreitung von gramnegativen
Bakterien einschränken. Das
Mikrobiom von mit Formula ernährten Neonaten hingegen weist
Streptokokken,
Staphylokokken und Laktobazillen auf (Vongbhavit und Underwood
2016). Mit dieser ersten Besiedlung ausgestattet ist die frühgeborene intestinale Mukosa einer Vielzahl von mikrobiellen Erreger ausgesetzt. Sie stellt nicht nur eine einfache physische Barriere dar, sondern interagiert mit den intraluminalen Mikroben als Teil des angeborenen
Immunsystems. Hierbei spielt ein System von sog. „Pattern recognition receptors“ (PRR) eine Rolle. Während der Kolonisierung des Intestinums kommt es zur Interaktion („crosstalk“) der PRR mit der Standortflora, woraus sich eine intestinale
Toleranz bzw. Hyposensibilität für diese Erreger entwickelt, um in Symbiose mit diesen zu leben. PRR interagieren u. a. mit LPS, Flagellin und Peptidoglykanen und vermitteln diese Toleranz über verschiedene Signalwege. Zu den PRR gehörten auch sog. Toll-like-Rezeptoren, die v. a. bei der Erkennung der extrazellulären Umgebung eine Rolle spielen. Die Arbeitsgruppe von David Hackam konnte zeigen, dass TLR-4 in der Pathogenese der NEC eine wichtige Rolle spielt. TLR-4 wird v. a. auf dem intestinalen Epithel exprimiert und ist der wichtigste Rezeptor für LPS, ein Produkt gramnegativer Bakterien und ist für
Apoptose und
Migration von Enterozyten zuständig (Leaphart et al.
2007).
In utero reguliert TLR-4 die normale Darmentwicklung und wird überexprimiert. Diese Überexpression besteht auch noch zum Zeitpunkt der Frühgeburtlichkeit. Sie gereicht dem Frühgeborenen jedoch postpartal zum Nachteil, da nun die deletären Effekte des TLR-4-Signaling (
Apoptose von Enterozyten, verminderte Mukosaregeneration, proinflammatorische Zytokinfreisetzung und Minderung des mesenterialen Blutflusses) zu einer sekundären Translokation von
Bakterien führen. TLR-4 wird durch Muttermilch inhibiert.
Die Rolle von
Bakterien in der Pathogenese der NEC wird durch folgende Punkte unterstrichen: Fälle von NEC wurden in episodischen und epidemischen Wellen und mit denselben Erregern beschrieben. Eine NEC kann bei Neonaten ohne Risikofaktoren auftreten und sich noch Wochen nach kritischen perinatalen Phasen entwickeln, wenn der Gastrointestinaltrakt voll kolonisiert ist (Vongbhavit und Underwood
2016). NEC ähnliche Läsionen können bei vulnerablen Kindern nach Ingestion mit Clostridien beobachtet werden (Smith et al.
2011). Im Mausmodell kann eine experimentelle NEC durch Administration von LPS induziert werden (Ginzel et al.
2016). Eine Endotoxämie kann bei 80 % der Kinder mit NEC nachgewiesen werden, die positive
Blutkulturen haben (Scheifele et al.
1981). Schließlich ist die Pneumatosis intestinalis (Abschn.
3.5) als häufiges radiologisches Zeichen Ausdruck einer submukösen Gasansammlung, die durch eine bakterielle Fermentation hervorgerufen wird.