Skip to main content
Erschienen in: Die Diabetologie 4/2021

16.02.2021 | Typ-2-Diabetes | Leitthema

Erhöhte Darmpermeabilität: Pathomechanismus für metabolische Erkrankungen?

verfasst von: Marie Patt, Lucas Massier, Peter Kovacs, Matthias Blüher, Dr. Rima Chakaroun

Erschienen in: Die Diabetologie | Ausgabe 4/2021

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Zusammenfassung

Eine intakte Darmbarriere ist die Schnittstelle zwischen Umwelt‑, Verhaltens- und intrinsisch biologischen Faktoren und stellt einen wesentlichen Parameter der Integrität eines gesunden Organismus dar. Neben ihrer Rolle in einer Vielzahl physiologischer Prozesse kann die Darmmikrobiota zur Beeinträchtigung der Darmbarriere und Veränderung der intestinalen Permeabilität beitragen. Letztere wird sowohl über exogene Faktoren wie Ernährung, Alkohol, Medikamenteneinnahme und pathogene Bakterien als auch über körpereigene Mechanismen, die z. B. durch veränderte Immunabwehr oder gestörte Glukosetoleranz getriggert werden, reguliert. Aufgrund einer erhöhten Darmpermeabilität gelangen verstärkt Bakterien sowie deren Bestandteile in den Kreislauf, was systemisch zur Aggravation einer bestehenden Adipositas sowie einer zunehmenden Insulinresistenz bis hin zu kardiovaskulären Ereignissen beitragen kann. Außerdem kommt es auf der Ebene von Organen und Geweben durch die erhöhte bakterielle Exposition zu einem circulus vitiosus, in dem über eine Schädigung der lokalen Abwehr mit weiterer Erhöhung der Darmpermeabilität eine lokale inflammatorische Aktivierung entsteht, die einen systemischen proinflammatorischen, diabetogenen und atherogenen Status unterhält. Die Modulation der Darmpermeabilität durch Ernährung und andere Interventionen, einschließlich Manipulation des Darmmikrobioms durch Prä‑, Pro- oder Synbiotika, stellt ein potenzielles Präventions- und Behandlungsziel für kardiometabolische Erkrankungen dar, das aber derzeit in der klinischen Praxis noch kaum eine Rolle spielt. Voraussetzung für eine gezielte Therapie, die Veränderungen des Mikrobioms bewirken soll, ist ein besseres Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Mikrobiota und kardiometabolischen Erkrankungen.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Amar J, Chabo C, Waget A, Klopp P, Vachoux C, Bermudez-Humaran LG, Smirnova N, Berge M, Sulpice T, Lahtinen S, Ouwehand A, Langella P, Rautonen N, Sansonetti PJ, Burcelin R (2011) Intestinal mucosal adherence and translocation of commensal bacteria at the early onset of type 2 diabetes. Molecular mechanisms and probiotic treatment. EMBO Mol Med 3(9):559–572. https://doi.org/10.1002/emmm.201100159CrossRefPubMedPubMedCentral Amar J, Chabo C, Waget A, Klopp P, Vachoux C, Bermudez-Humaran LG, Smirnova N, Berge M, Sulpice T, Lahtinen S, Ouwehand A, Langella P, Rautonen N, Sansonetti PJ, Burcelin R (2011) Intestinal mucosal adherence and translocation of commensal bacteria at the early onset of type 2 diabetes. Molecular mechanisms and probiotic treatment. EMBO Mol Med 3(9):559–572. https://​doi.​org/​10.​1002/​emmm.​201100159CrossRefPubMedPubMedCentral
2.
Zurück zum Zitat Amar J, Serino M, Lange C, Chabo C, Iacovoni J, Mondot S, Lepage P, Klopp C, Mariette J, Bouchez O, Perez L, Courtney M, Marre M, Klopp P, Lantieri O, Doré J, Charles MA, Balkau B, Burcelin R (2011) Involvement of tissue bacteria in the onset of diabetes in humans: evidence for a concept. Diabetologia 54(12):3055–3061. https://doi.org/10.1007/s00125-011-2329-8CrossRefPubMed Amar J, Serino M, Lange C, Chabo C, Iacovoni J, Mondot S, Lepage P, Klopp C, Mariette J, Bouchez O, Perez L, Courtney M, Marre M, Klopp P, Lantieri O, Doré J, Charles MA, Balkau B, Burcelin R (2011) Involvement of tissue bacteria in the onset of diabetes in humans: evidence for a concept. Diabetologia 54(12):3055–3061. https://​doi.​org/​10.​1007/​s00125-011-2329-8CrossRefPubMed
3.
Zurück zum Zitat Amar J, Lange C, Payros G, Garret C, Chabo C, Lantieri O, Courtney M, Marre M, Charles MA, Balkau B, Burcelin R, D.E.S.I.R. Study Group, Bayer A (2012) Blood microbiota dysbiosis is associated with the onset of cardiovascular events in a large general population. The D.E.S.I.R. study. PLoS ONE 8(1):e54461. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0054461CrossRef Amar J, Lange C, Payros G, Garret C, Chabo C, Lantieri O, Courtney M, Marre M, Charles MA, Balkau B, Burcelin R, D.E.S.I.R. Study Group, Bayer A (2012) Blood microbiota dysbiosis is associated with the onset of cardiovascular events in a large general population. The D.E.S.I.R. study. PLoS ONE 8(1):e54461. https://​doi.​org/​10.​1371/​journal.​pone.​0054461CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Anhê FF, Jensen BAH, Varin TV, Servant F, Van Blerk S, Richard D, Marceau S, Surette M, Biertho L, Lelouvier B, Schertzer JD, Tchernof A, Marette A (2020) Type 2 diabetes influences bacterial tissue compartmentalisation in human obesity. Nat Metab 374:788. https://doi.org/10.1038/s42255-020-0178-9CrossRef Anhê FF, Jensen BAH, Varin TV, Servant F, Van Blerk S, Richard D, Marceau S, Surette M, Biertho L, Lelouvier B, Schertzer JD, Tchernof A, Marette A (2020) Type 2 diabetes influences bacterial tissue compartmentalisation in human obesity. Nat Metab 374:788. https://​doi.​org/​10.​1038/​s42255-020-0178-9CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Cani PD, Bibiloni R, Knauf C, Waget A, Neyrinck AM, Delzenne NM, Burcelin R (2008) Changes in gut microbiota control metabolic endotoxemia-induced inflammation in high-fat diet-induced obesity and diabetes in mice. Diabetes 57(6):1470–1481. https://doi.org/10.2337/db07-1403CrossRefPubMed Cani PD, Bibiloni R, Knauf C, Waget A, Neyrinck AM, Delzenne NM, Burcelin R (2008) Changes in gut microbiota control metabolic endotoxemia-induced inflammation in high-fat diet-induced obesity and diabetes in mice. Diabetes 57(6):1470–1481. https://​doi.​org/​10.​2337/​db07-1403CrossRefPubMed
12.
15.
Zurück zum Zitat Ha CWY, Martin A, Sepich-Poore GD, Shi B, Wang Y, Gouin K, Humphrey G, Sanders K, Ratnayake Y, Chan KSL, Hendrick G, Caldera JR, Arias C, Moskowitz JE, Ho Sui SJ, Yang S, Underhill D, Brady MJ, Knott S, Kaihara K, Steinbaugh MJ, Li H, McGovern DPB, Knight R, Fleshner P, Devkota S (2020) Translocation of viable gut microbiota to mesenteric adipose drives formation of creeping fat in humans. Cell. https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.09.009CrossRefPubMedPubMedCentral Ha CWY, Martin A, Sepich-Poore GD, Shi B, Wang Y, Gouin K, Humphrey G, Sanders K, Ratnayake Y, Chan KSL, Hendrick G, Caldera JR, Arias C, Moskowitz JE, Ho Sui SJ, Yang S, Underhill D, Brady MJ, Knott S, Kaihara K, Steinbaugh MJ, Li H, McGovern DPB, Knight R, Fleshner P, Devkota S (2020) Translocation of viable gut microbiota to mesenteric adipose drives formation of creeping fat in humans. Cell. https://​doi.​org/​10.​1016/​j.​cell.​2020.​09.​009CrossRefPubMedPubMedCentral
17.
Zurück zum Zitat Harte AL, Varma MC, Tripathi G, McGee KC, Al-Daghri NM, Al-Attas OS, Sabico S, O’Hare JP, Ceriello A, Saravanan P, Kumar S, McTernan PG (2012) High fat intake leads to acute postprandial exposure to circulating endotoxin in type 2 diabetic subjects. Diabetes Care 35(2):375–382. https://doi.org/10.2337/dc11-1593CrossRefPubMedPubMedCentral Harte AL, Varma MC, Tripathi G, McGee KC, Al-Daghri NM, Al-Attas OS, Sabico S, O’Hare JP, Ceriello A, Saravanan P, Kumar S, McTernan PG (2012) High fat intake leads to acute postprandial exposure to circulating endotoxin in type 2 diabetic subjects. Diabetes Care 35(2):375–382. https://​doi.​org/​10.​2337/​dc11-1593CrossRefPubMedPubMedCentral
23.
Zurück zum Zitat Leiby JS, McCormick K, Sherrill-Mix S, Clarke EL, Kessler LR, Taylor LJ, Hofstaedter CE, Roche AM, Mattei LM, Bittinger K, Elovitz MA, Leite R, Parry S, Bushman FD (2018) Lack of detection of a human placenta microbiome in samples from preterm and term deliveries. Microbiome 6(1):1–11. https://doi.org/10.1186/s40168-018-0575-4CrossRef Leiby JS, McCormick K, Sherrill-Mix S, Clarke EL, Kessler LR, Taylor LJ, Hofstaedter CE, Roche AM, Mattei LM, Bittinger K, Elovitz MA, Leite R, Parry S, Bushman FD (2018) Lack of detection of a human placenta microbiome in samples from preterm and term deliveries. Microbiome 6(1):1–11. https://​doi.​org/​10.​1186/​s40168-018-0575-4CrossRef
24.
25.
Zurück zum Zitat Massier L, Chakaroun R, Tabei S, Crane A, Didt KD, Fallmann J, von Bergen M, Haange S‑B, Heyne H, Stumvoll M, Gericke M, Dietrich A, Blüher M, Musat N, Kovacs P (2020) Adipose tissue derived bacteria are associated with inflammation in obesity and type 2 diabetes. Gut. https://doi.org/10.1136/gutjnl-2019-320118CrossRefPubMed Massier L, Chakaroun R, Tabei S, Crane A, Didt KD, Fallmann J, von Bergen M, Haange S‑B, Heyne H, Stumvoll M, Gericke M, Dietrich A, Blüher M, Musat N, Kovacs P (2020) Adipose tissue derived bacteria are associated with inflammation in obesity and type 2 diabetes. Gut. https://​doi.​org/​10.​1136/​gutjnl-2019-320118CrossRefPubMed
27.
Zurück zum Zitat Monte SV, Caruana JA, Ghanim H, Sia CL, Korzeniewski K, Schentag JJ, Dandona P (2012) Reduction in endotoxemia, oxidative and inflammatory stress, and insulin resistance after Roux-en‑Y gastric bypass surgery in patients with morbid obesity and type 2 diabetes mellitus. Surgery 151(4):587–593. https://doi.org/10.1016/j.surg.2011.09.038CrossRefPubMed Monte SV, Caruana JA, Ghanim H, Sia CL, Korzeniewski K, Schentag JJ, Dandona P (2012) Reduction in endotoxemia, oxidative and inflammatory stress, and insulin resistance after Roux-en‑Y gastric bypass surgery in patients with morbid obesity and type 2 diabetes mellitus. Surgery 151(4):587–593. https://​doi.​org/​10.​1016/​j.​surg.​2011.​09.​038CrossRefPubMed
30.
Zurück zum Zitat Ortiz S, Zapater P, Estrada JL, Enriquez P, Rey M, Abad A, Such J, Lluis F, Frances R (2014) Bacterial DNA translocation holds increased insulin resistance and systemic inflammatory levels in morbid obese patients. J Clin Endocrinol Metab 99(7):2575–2583. https://doi.org/10.1210/jc.2013-4483CrossRefPubMed Ortiz S, Zapater P, Estrada JL, Enriquez P, Rey M, Abad A, Such J, Lluis F, Frances R (2014) Bacterial DNA translocation holds increased insulin resistance and systemic inflammatory levels in morbid obese patients. J Clin Endocrinol Metab 99(7):2575–2583. https://​doi.​org/​10.​1210/​jc.​2013-4483CrossRefPubMed
33.
Zurück zum Zitat Parahitiyawa NB, Jin LJ, Leung WK, Yam WC, Samaranayake LP (2009) Microbiology of odontogenic bacteremia: beyond endocarditis. Clin Microbiol Rev 22(1):46–64CrossRef Parahitiyawa NB, Jin LJ, Leung WK, Yam WC, Samaranayake LP (2009) Microbiology of odontogenic bacteremia: beyond endocarditis. Clin Microbiol Rev 22(1):46–64CrossRef
34.
Zurück zum Zitat Pedicino D, Severino A, Ucci S, Bugli F, Flego D, Giglio AF, Trotta F, Ruggio A, Lucci C, Iaconelli A, Paroni Sterbini F, Biasucci LM, Sanguinetti M, Glieca F, Luciani N, Massetti M, Crea F, Liuzzo G (2017) Epicardial adipose tissue microbial colonization and inflammasome activation in acute coronary syndrome. Int J Cardiol 236:95–99. https://doi.org/10.1016/j.ijcard.2017.02.040CrossRefPubMed Pedicino D, Severino A, Ucci S, Bugli F, Flego D, Giglio AF, Trotta F, Ruggio A, Lucci C, Iaconelli A, Paroni Sterbini F, Biasucci LM, Sanguinetti M, Glieca F, Luciani N, Massetti M, Crea F, Liuzzo G (2017) Epicardial adipose tissue microbial colonization and inflammasome activation in acute coronary syndrome. Int J Cardiol 236:95–99. https://​doi.​org/​10.​1016/​j.​ijcard.​2017.​02.​040CrossRefPubMed
36.
Zurück zum Zitat Rossi O, van Baarlen P, Wells JM (2013) Host-recognition of pathogens and commensals in the mammalian intestine. In: Dobrindt U, Hacker JH, Svanborg C (Hrsg) Between pathogenicity and commensalism. Springer, Berlin, Heidelberg, S 291–321 Rossi O, van Baarlen P, Wells JM (2013) Host-recognition of pathogens and commensals in the mammalian intestine. In: Dobrindt U, Hacker JH, Svanborg C (Hrsg) Between pathogenicity and commensalism. Springer, Berlin, Heidelberg, S 291–321
37.
Zurück zum Zitat Sato J, Kanazawa A, Ikeda F, Yoshihara T, Goto H, Abe H, Komiya K, Kawaguchi M, Shimizu T, Ogihara T, Tamura Y, Sakurai Y, Yamamoto R, Mita T, Fujitani Y, Fukuda H, Nomoto K, Takahashi T, Asahara T, Hirose T, Nagata S, Yamashiro Y, Watada H (2014) Gut dysbiosis and detection of “live gut bacteria” in blood of Japanese patients with type 2 diabetes. Diabetes Care 37(8):2343–2350. https://doi.org/10.2337/dc13-2817CrossRefPubMed Sato J, Kanazawa A, Ikeda F, Yoshihara T, Goto H, Abe H, Komiya K, Kawaguchi M, Shimizu T, Ogihara T, Tamura Y, Sakurai Y, Yamamoto R, Mita T, Fujitani Y, Fukuda H, Nomoto K, Takahashi T, Asahara T, Hirose T, Nagata S, Yamashiro Y, Watada H (2014) Gut dysbiosis and detection of “live gut bacteria” in blood of Japanese patients with type 2 diabetes. Diabetes Care 37(8):2343–2350. https://​doi.​org/​10.​2337/​dc13-2817CrossRefPubMed
39.
Zurück zum Zitat Thaiss CA, Levy M, Grosheva I, Zheng D, Soffer E, Blacher E, Braverman S, Tengeler AC, Barak O, Elazar M, Ben-Zeev R, Lehavi-Regev D, Katz MN, Pevsner-Fischer M, Gertler A, Halpern Z, Harmelin A, Aamar S, Serradas P, Grosfeld A, Shapiro H, Geiger B, Elinav E (2018) Hyperglycemia drives intestinal barrier dysfunction and risk for enteric infection. Science 359(6382):1376–1383. https://doi.org/10.1126/science.aar3318CrossRefPubMed Thaiss CA, Levy M, Grosheva I, Zheng D, Soffer E, Blacher E, Braverman S, Tengeler AC, Barak O, Elazar M, Ben-Zeev R, Lehavi-Regev D, Katz MN, Pevsner-Fischer M, Gertler A, Halpern Z, Harmelin A, Aamar S, Serradas P, Grosfeld A, Shapiro H, Geiger B, Elinav E (2018) Hyperglycemia drives intestinal barrier dysfunction and risk for enteric infection. Science 359(6382):1376–1383. https://​doi.​org/​10.​1126/​science.​aar3318CrossRefPubMed
44.
Zurück zum Zitat Udayappan SD, Kovatcheva-Datchary P, Bakker GJ, Havik SR, Herrema H, Cani PD, Bouter KE, Belzer C, Witjes JJ, Vrieze A, de Sonnaville ESV, Chaplin A, van Raalte DH, Aalvink S, Dallinga-Thie GM, Heilig HGHJ, Bergström G, van der Meij S, van Wagensveld BA, Hoekstra JBL, Holleman F, Stroes ESG, Groen AK, Bäckhed F, de Vos WM, Nieuwdorp M (2017) Intestinal Ralstonia pickettii augments glucose intolerance in obesity. PLoS ONE 12(11):e181693. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0181693CrossRefPubMedPubMedCentral Udayappan SD, Kovatcheva-Datchary P, Bakker GJ, Havik SR, Herrema H, Cani PD, Bouter KE, Belzer C, Witjes JJ, Vrieze A, de Sonnaville ESV, Chaplin A, van Raalte DH, Aalvink S, Dallinga-Thie GM, Heilig HGHJ, Bergström G, van der Meij S, van Wagensveld BA, Hoekstra JBL, Holleman F, Stroes ESG, Groen AK, Bäckhed F, de Vos WM, Nieuwdorp M (2017) Intestinal Ralstonia pickettii augments glucose intolerance in obesity. PLoS ONE 12(11):e181693. https://​doi.​org/​10.​1371/​journal.​pone.​0181693CrossRefPubMedPubMedCentral
46.
Zurück zum Zitat Wells JM, Brummer RJ, Derrien M, MacDonald TT, Troost F, Cani PD, Theodorou V, Dekker J, Méheust A, de Vos WM, Mercenier A, Nauta A, Garcia-Rodenas CL (2017) Homeostasis of the gut barrier and potential biomarkers. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 312(3):G171–G193. https://doi.org/10.1152/ajpgi.00048.2015CrossRefPubMed Wells JM, Brummer RJ, Derrien M, MacDonald TT, Troost F, Cani PD, Theodorou V, Dekker J, Méheust A, de Vos WM, Mercenier A, Nauta A, Garcia-Rodenas CL (2017) Homeostasis of the gut barrier and potential biomarkers. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 312(3):G171–G193. https://​doi.​org/​10.​1152/​ajpgi.​00048.​2015CrossRefPubMed
48.
Metadaten
Titel
Erhöhte Darmpermeabilität: Pathomechanismus für metabolische Erkrankungen?
verfasst von
Marie Patt
Lucas Massier
Peter Kovacs
Matthias Blüher
Dr. Rima Chakaroun
Publikationsdatum
16.02.2021
Verlag
Springer Medizin
Erschienen in
Die Diabetologie / Ausgabe 4/2021
Print ISSN: 2731-7447
Elektronische ISSN: 2731-7455
DOI
https://doi.org/10.1007/s11428-021-00726-y

Weitere Artikel der Ausgabe 4/2021

Die Diabetologie 4/2021 Zur Ausgabe

Mitteilungen des BDI

Mitteilungen des BDI

Einführung zum Thema

Mikrobiom und Mensch

Praxisempfehlungen der Deutschen Diabetes Gesellschaft

Kurz, prägnant und aktuell: Die Praxisempfehlungen der Deutschen Diabetes Gesellschaft.