Pädiatrische Ernährungsmedizin

Die Bauchspeicheldrüse ist bei der Aufspaltung der Nahrung von substanzieller Bedeutung: Als einziges menschliches Organ kann sie alle drei Gruppen der Makronährstoffe (Fette, Proteine und Kohlenhydrate) ausreichend aufschließen. Bei Schädigung des Organs kann der resultierende Insulinmangel zu Diabetes führen. Weitere Folgen können Einschränkungen bei der Verdauung sein wie Fettstühle, Gewichtsverlust bzw. Gedeihstörung im Kindesalter (sog. exokrine Pankreasinsuffizienz).

Die Bauchspeicheldrüse besteht aus zwei funktionellen Einheiten, einer endokrinen und einer exokrinen. Die endokrinen Zellen der Langerhansschen Inseln synthetisieren Hormone wie Insulin, die essenziell für die Blutzuckerregulation sind. Der exokrine Anteil macht etwa 95 Prozent des Organs aus. Er produziert die zur Aufschließung der Nahrungsbestandteile notwendigen Verdauungsenzyme sowie ein basisches Sekret zur Pufferung der Magensäure und zur optimalen Funktion der Verdauungsenzyme.

Die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Heiko Witt beschäftigt sich seit 25 Jahren mit erblichen Ursachen der chronischen Bauchspeicheldrüsenentzündung (chronische Pankreatitis). Die Entschlüsselung der genetischen Faktoren, die eine Pankreatitis bedingen können, hat in den vergangenen Dekaden das Verständnis der Physiologie und Pathophysiologie entscheidend beeinflusst. So war die Pädiatrische Ernährungsmedizin des EKFZ bei der Identifizierung der meisten der bisher bekannten Krankheitsgene maßgeblich beteiligt.

Bislang lassen sich nur bei etwa der Hälfte der pädiatrischen Patienten mit hereditärer (positive Familienanamnese) oder idiopathischer chronischer Pankreatitis krankheitsverursachende Genmutationen nachweisen. Somit existieren wahrscheinlich etliche weitere, bisher nicht bekannte Gene, die nicht bei Geburt eine Krankheit disponieren, jedoch durch die Kombination von genetischen Faktoren und Umwelteinflüssen Erkrankungen bedingen können (Suszeptibilitätsgene).

Um weitere Suszeptibilitätsgene zu identifizieren, untersuchte das Forschungsteam z. B. eine große Patientenkohorte (1.005 nicht verwandte Patienten) mittels Exom-Sequenzierung und in Kooperation mit dem Institut für Medizinische Genetik und Angewandte Genomik (Tübingen). Mehrere neue Suszeptibilitätsgene konnten so identifiziert werden, die interessanterweise fast alle nicht für Verdauungsenzyme bzw. deren Inhibitoren kodieren. Damit eröffnen sich in der Pathogenese der chronischen Pankreatitis völlig neue Krankheitsmechanismen.

Die am stärksten mit der Erkrankung assoziierten Gene sind vor allem in Azinuszellen relevant. Ein Ungleichgewicht zwischen Verdauungsenzymen und deren Inhibitoren scheint für die Krankheitsentstehung ebenso wie ein endoplasmatischer Retikulum-Stress ursächlich zu sein. Auf Ebene des Pankreasganges kommt es zu einer gestörten Ca2+-Homöostase und einer gestörten Bikarbonat-Sekretion, die die Entstehung einer chronischen Pankreatitis begünstigen.