In der hier vorliegenden Arbeit wurden an humanen Biopsien aus dem Colon
sigmoideum die pathophysiologischen Mechanismen der Diarrhoe bei der
lymphozytären Kolitis sowie der Einfluss von Budesonid auf die Diarrhoe
untersucht. Ziel war es, die Transport- und Barriereeigenschaften des Darmes
näher zu erforschen. Dabei wurden insbesondere der aktive elektrogene Natrium-
Transport und die epitheliale Barriere untersucht. In einem Ussing-Experiment
wurde die aktive elektrogene Natrium-Resorption des Dickdarmepithels als
Ausdruck der elektrogenen Aktivität des Amilorid-sensitiven Natrium-Kanals
(ENaC) bestimmt. Bei der lymphozytären Kolitis liegt eine Reduktion des
Kurzschlussstroms um 68% im Vergleich zum Kontrollkollektiv vor. Diese
gestörte ENaC-Funktion ist hier Ausdruck einer veränderten Induktion der mRNA-
Expression der ENaC-Untereinheiten, die mit einer Herabregulation vor allem
der γ-Untereinheit um 86% im Vergleich zu den Kontrollen einhergeht, während
die α- und β-Untereinheiten unverändert bleiben. Zur Untersuchung der
epithelialen Barriere kam die Wechselstrom-Impedanz-spektroskopie zum Einsatz.
Bei der lymphozytären Kolitis beobachteten wir eine Minderung des epithelialen
Widerstandes um 41% von 39 auf 23 Ω•cm2. Als Korrelat der
Epithelwiderstandsreduktion stellten wir bei der Kolitis einen um 66% höheren
parazellulären Flux als bei Kontrollen fest. In einer Expressionsanalyse der
Tight Junction-Proteine zeigte sich eine verminderte Expression von Claudin-4
(71 ± 8%), Claudin-5 (72 ± 4%) und am stärksten von Claudin-8 (27 ± 10%). Die
immunhistochemische Lokalisationsanalyse von Claudin-5 und Claudin-8 zeigte
bei der lymphozytären Kolitis eine zelluläre Umverteilung dieser Tigh
Junction-Proteine. Eine erhöhte Apoptoserate als einen weiteren Grund für eine
strukturelle Barrierestörung des Epithels konnten wir bei der lymphozytären
Kolitis nicht nachweisen. Eine Therapie mit Budesonid bewirkte eine klinische
und histologische Befundbesserung, beeinflusste jedoch weder die ENaC-Funktion
noch die epitheliale Barriere. Im zweiten Teil der Arbeit wurden an einem
Rattenmodell die Transporteigenschaften des ENaC unter dem Einfluss der bei
der mikroskopischen Kolitis erhöhten Zytokine TNFα, IFNγ und IL-15 untersucht.
Wir konnten zeigen, dass der ENaC im Kolon der Ratte durch die Präinkubation
mit TNFα um 51% gehemmt werden kann, während die alleinige Inkubation mit
IL-15 keinen Einfluss auf seine Funktion hat. Ein synergistischer Effekt von
TNFα und IL-15 bzw. TNFα, IFNγ und IL-15 konnte nicht gezeigt werden. Die
Diarrhoe bei der lymphozytären Kolitis entsteht durch das Zusammenwirken
mehrerer Pathomechanismen. Ein verminderter aktiver elektrogener Natrium-
Transport, im Sinne einer Malabsorption mit einer gestörten ENaC-Funktion und
eine epitheliale Barrierestörung mit verminderter Expression von abdichtenden
Tight Junction-Proteinen mit daraus resultierender Leckflux-Diarrhoe sind
hierbei die entscheidenden Diarrhoemechanismen.This study analyses the pathogenic mechanisms of diarrhea in lymphocytic
colitis and the therapeutic effect of Budesonide. Therefore measurements on
colonic specimens of patients with confirmed lymphocytic colitis were
performed and compared with control patients. The aim was to examine the
transport and the barrier functions of the epithelium. In short-circuit
experiments we determined the electrogenic sodium absorption through the
epithelial sodium channel (ENaC). In lymphocytic colitis the electrogenic
sodium absorption was decreased by 68% compared to the values of controls.
This impaired ENaC function was attributed to an altered induction of the
ENaC-mRNA with decreased expression by 86% of the γ-ENaC subunit while the α-
and β-subunits remain unchanged to controls. Alternating current impedance
analysis was performed to estimate the epithelial barrier function. In
lymphocytic colitis the epithelial resistance was decreased by 41% from 39 to
23 Ω∙cm2. At the same time we measured an increase by 66% of the paracellular
flow of controls. In Western blot analysis and subsequent densitometry the
tight junction proteins claudin-4 (71 ± 8%), claudin-5 (72 ± 4%) and claudin-8
(27 ± 10%) were decreased. In an immunohistochemistry staining a cellular
redistribution of claufin-5 and claudin-8 could be shown. Beyond tight
junction changes, epithelial apoptosis can also contribute to barrier
dysfunction. However, we could not demonstrate an increased rate of apoptosis
in lymphocytic colitis. Budesonide induced clinical and histological
improvement however, it had no effect on ENaC function as well as on the
epithelial barrier. The second part of the study included a rat model for the
investigation of the effect of the cytokines TNFα, IFNγ and IL-15 which are
elevated in microscopic colitis on the ENaC. We could show a decreased
electrogenic sodium absorption by 51% after incubation with TNFα. There is no
effect on the ENaC after incubating with IL-15 or the simultaneous incubation
with TNFα and IL-15 or TNFα, IFNγ and IL-15. Diarrhea in lymphocytic colitis
occurs as a synergy of sodium malabsorption due to an impaired ENaC and of
barrier dysfunction due to decreased expression of tightening proteins leading
to a leak flux
