Darmgase: Biomarker zur Diagnose von Darmerkrankungen
Das Darmmikrobiom besteht aus einer Vielzahl von Bakterien und anderen Mikroben, welche mitunter einen großen Einfluss auf die Erhaltung der Gesundheit haben.
Unterschiedliche Mikroorganismen produzieren hierbei in Abhängigkeit des zur Energiegeewinnung genutzen Substrates verschiedene Gase, welche mit der Pathogenese verschiedener Darmerkrankungen in Verbindung gebracht werden können.
Demzufolge lassen sich bestimmte Gase somit als Biomarker zur Erkennung von Darmerkrankungen nutzen. In der Darmwand können Mechanorezeptoren durch Darmgase stimuliert werden und unterschiedliche Auswirkungen zufolge haben. Bei einem Reizdarmsyndrom kann dies beispielsweise, bedingt durch die viszerale Hypersensitivität und die Veränderung der Darmflora, zu Schmerzen und Blähungen führen.
Bei dieser Form des Reizdarmsyndroms liegen erhöhte Mengen an Methan im Darm vor. Untersuchungen belegen, dass Methan die Peristaltik des Darmes hemmt und zu Obstipationen führen kann. Erhöhte Mengen an Schwefelwasserstoffverbindungen in Zusammenhang mit einem geschädigtem Darmepithel, können auf entzündliche Darmerkranunkungen oder sogar Darmkrebs hinweisen.
Aktuell angewandte Verfahren zur Untersuchung der Darmgas-Zusammensetzung beruhen auf indirekten Messungen (z.B. die Atemgasanalyse) oder auf direkten Messverfahren (z.B. Stuhlprobenanaylsen). Bei in vitro-Fermentationssystemen werden Stuhlproben unter darmähnlichen Bedingungen im Labor kultiviert. Die dabei entstehenden Gase werden aufgefangen und mit analytischen Verfahren untersucht. Eine weitere Methode zur Unteruchung der Darmgas-Zusammensetzung sind sogenannte Gaskapseln. Diese können mit einem pH-Wert-, Druck-, Temperatur- und Gassensor sowie einer Kamera ausgestattet sein. Sie befinden sich in einer gaspermeablen Membran und werden wie eine Arzneimittelkapsel geschluckt und können somit die Konzentration von Gasen in Speiseröhre, Magen sowie Dick- und Dünndarm über mehrere Tage hinweg bestimmen. Die Gaskapsel ist nicht invasiv und wird nach der Messung ausgeschieden. Die Daten werden anschließend elektronisch ausgewertet. Erkrankungen des Magen-Darm-Traktes können so gezielter untersucht und konkreter diagnostiziert werden.
Die Gaskapsel und die in vitro-Fermentation sind zwei genaue Diagnosemethoden zur Echtzeitmessung entstandener Darmgase und können laut wissenschaftlicher Erkenntnisse hilfreich sein, Therapien erfolgreich zu entwickeln und anzuwenden.