Atemtest bei chronischer mesenterialer Ischämie

Auch wenn die chronische mesenteriale Ischämie (CMI) die häufigste Gefäßerkrankung der Mesenterialarterien ist und 2 % aller Revaskularisierungsverfahren ausmacht, bleibt sie eine unterdiagnostizierte Erkrankung. CMI ist eine behindernde Erkrankung, die schwere Beschwerden wie postprandiale Bauchschmerzen, Angst vor Nahrungsmitteln und Gewichtsverlust verursacht. Die Diagnose von CMI bleibt schwierig, da es keinen Goldstandard-Diagnosetest gibt. Die vermutete Diagnose von CMI wird derzeit bestätigt, wenn bei einem Patienten nach der Revaskularisierung eine Linderung der Symptome auftritt. Um Behandlungsentscheidungen zu treffen, verlassen sich Ärzte auf eine Konsensdiagnose, die auf der Krankengeschichte, dem Vorhandensein einer Mesenterialarterienstenose in der Bildgebung des Abdomens und, in speziellen Zentren, dem Ergebnis eines Funktionstests wie der Spektroskopie mit sichtbarem Licht (VLS) oder der Tonometrie basiert. Die diagnostische Genauigkeit dieser Konsensdiagnose ist unbefriedigend, da nur bei 73 % der Patienten mit einer Konsensdiagnose einer CMI aufgrund einer einzelnen Mesenterialarterienstenose eine klinische Besserung erreicht wird. Per extenso wurde bei den restlichen 27 % eine Behandlung bei Patienten eingeleitet, die nicht an CMI litten. Betont die Notwendigkeit eines zuverlässigen Diagnosetests zur Identifizierung von Patienten mit CMI.

Im Darmepithel ist Butyrat, eine kleinkettige Fettsäure, die von der Darmflora produziert wird, das wichtigste Substrat für die mitochondrienabhängige ATP-Produktion und somit die Quelle für die CO2-Freisetzung. Unter ischämischen Bedingungen kann Butyrat nicht mehr verstoffwechselt werden. Der einfachste biochemische Weg, mit dieser Situation umzugehen, ist die Umstellung des Zellstoffwechsels auf anaerobe Glykolyse. Bei diesem Prozess wird Glukose zu Pyruvat verstoffwechselt, wodurch zwei ATP-Moleküle entstehen. Dies stellt einen sauerstoffunabhängigen Weg zur ATP-Produktion dar, führt aber auch zur Reduktion von NAD+-Molekülen zu NADH+. Um die ATP-Produktion aufrechtzuerhalten, wird Pyruvat einem Prozess namens Fermentation unterzogen, der zur Produktion von Laktat führt, bei dem NADH+ wieder zu NAD+ recycelt wird, sodass die Glykolyse fortgesetzt werden kann. Beim anschließenden Transport über das Blut wird Laktat in der Leber abgebaut und das entstehende CO2 verlässt den Körper über die Lunge. Daher könnte die theoretische Messung der Verschiebung vom Butyrat- zum Glukosestoffwechsel, die in Enterozyten unter anaeroben Bedingungen stattfindet, eine Methode zur Erkennung von Schleimhautischämie sein.

Diese multizentrische, randomisierte, interventionelle Proof-of-Principal-Studie untersuchte die Möglichkeit, den Sauerstoffgehalt der Schleimhaut durch Atemtests mit markiertem Butyrat und markierter Glukose als potenziellen Test zur Diagnose von CMI zu quantifizieren. Da beide Substrate für die Metabolisierung auf Sauerstoff angewiesen sind, wird erwartet, dass Probanden mit niedrigen Sauerstoffkonzentrationen in der Schleimhaut weniger Butyrat und Glukose metabolisieren als Probanden mit normalen Sauerstoffkonzentrationen in der Schleimhaut.