1984 · Read et al. — Steht erhöhter Atemwasserstoff im Zusammenhang mit der Pathogenese der Pneumatosis coli?

Originaltitel: Is raised breath hydrogen related to the pathogenesis of pneumatosis coli?

Kurzfassung

Diese Studie von 1984 untersuchte fünf Patienten mit Pneumatosis coli — einer seltenen Erkrankung, bei der gasgefüllte Zysten in der Dickdarmwand entstehen — und stellte fest, dass alle abnorm hohen nüchternen Atemwasserstoff hatten und die Zysten selbst 2–8 % Wasserstoffgas enthielten. Die Daten deuten auf Bakterienüberwuchs und anaerobe Infektion als Beitragende zur Zystenbildung hin, nicht auf eine einfache mechanische Gasansammlung. Dies ist eine pathophysiologische Untersuchung, keine therapeutische H₂-Studie. (Gut, 1984.)

Klassifiziert als Pilot / Beobachtung-Studie mit . Siehe Methodik zur Evidenz-Einstufung.

Kommentar

Pneumatosis coli ist eine rätselhafte Erkrankung: Gashaltige Zysten erscheinen in der Submukosa oder Subserosa des Dickdarms. Diese Studie kombinierte elegant klinische und physiologische Ansätze — Atemwasserstoffmessung, Kolonspülung, Zystenentleerung durch Sauerstoff oder Antibiotika, Transit einer radioaktiv markierten Mahlzeit und 14C-Glykocholat-Tests — um den Ursprung des hohen Atemwasserstoffs und seine mögliche Rolle bei der Zystenbildung zu untersuchen. Die zentrale Erkenntnis ist, dass sich hoher Atemwasserstoff nach Kolonspülung nicht vollständig normalisierte und Zystenentleerung den Atemwasserstoff nur teilweise reduzierte — was auf mehrere H₂-Quellen hindeutet (Bakterienüberwuchs im Dünndarm plus mögliche Kolonschleimhaut-Fermentation). Die Hypothese, dass anaerobe Bakterien in die Submukosa eindringen, wird gestützt, aber nicht abschließend bewiesen.

Wichtige Zitate

„Alle fünf Patienten schieden abnorm hohe Nüchternkonzentrationen von Wasserstoff in ihrem Atem aus (69 ± 9 ppm, Mittelwert ± SEM).“ Original (EN): „All five patients excreted abnormally high fasting concentrations of hydrogen in their breath (69 +/- 9 ppm, mean +/- SEM).“ — stark erhöhter Atemwasserstoff als charakteristisches Merkmal dieser Patienten
„Die Analyse des Inhalts der gasgefüllten Zysten ergab zwischen 2 % und 8 % Wasserstoffgas.“ Original (EN): „analysis of the contents of the gas filled cysts revealed between 2% and 8% of hydrogen gas.“ — H₂ ist direkt in den Kolonzysten vorhanden — ein wichtiger Hinweis auf ihren Ursprung
„Die Daten stützen die Hypothese, dass diese durch die Invasion der Kolonsubmukosa mit anaeroben Bakterien produziert werden.“ Original (EN): „the data favour the hypothesis that these are produced by invasion of the colonic submucosa with anaerobic bacteria.“ — der vorgeschlagene Mechanismus: Bakterieninfektion, nicht mechanische Gasfalle

Unsere Einordnung

Dies ist eine pathophysiologische Untersuchung einer seltenen Magen-Darm-Erkrankung — keine therapeutische H₂-Studie. Atemwasserstoff und Zysten-Gaszusammensetzung sind Ergebnisse, die gemessen werden, um den Krankheitsmechanismus zu verstehen. Es wird kein H₂ verabreicht. Die Stärke der Studie liegt im Multi-Methoden-Ansatz bei einer hochgradig ungewöhnlichen Patientengruppe. Limitationen: extrem kleines n (5 Patienten); keine Kontrollgruppe für die meisten Messungen; mechanistische Hypothesen nicht definitiv bewiesen (konkurrierende Erklärungen für die H₂-Quelle bleiben bestehen); die normalen 14C-Glykocholat-Tests sind unerwartet und nicht vollständig erklärt. Interessant für das Verständnis der H₂-Biologie im Darm, liefert aber keine Evidenz für therapeutischen H₂-Einsatz.

Studiendesign

Typ: Observationelle Fallserie mit physiologischen Messungen · n: 5 Patienten mit Pneumatosis coli · H₂-Messung: nüchterner Atemwasserstoff, Zysten-Gasanalyse (nur diagnostisch, kein H₂ verabreicht)
Untersuchte Interventionen: Kolonspülung, Zystenentleerung mit O₂ oder Antibiotika, Transit einer radioaktiv markierten Mahlzeit, 14C-Glykocholat-Atemtest
Ergebnisse: nüchterner Atemwasserstoff 69 ± 9 ppm (stark erhöht); Zysten enthielten 2–8 % H₂; Spülung reduzierte Atemwasserstoff auf 9 ppm, beseitigte Zysten aber nicht; Zystenentleerung reduzierte Atemwasserstoff nur ~34 %; früher postprandialer Atemwasserstoff-Anstieg deutet auf Dünndarm-Bakterienüberwuchs hin

Abstract (deutsche Übersetzung)

Klinische und physiologische Studien wurden an fünf Patienten mit Pneumatosis coli durchgeführt, um den Ursprung der hohen nüchternen Atemwasserstoffkonzentration bei diesem Zustand zu untersuchen und deren mögliche Bedeutung in der Pathogenese der Erkrankung zu bestimmen. Alle fünf Patienten schieden abnorm hohe Nüchternkonzentrationen von Wasserstoff in ihrem Atem aus (69 ± 9 ppm, Mittelwert ± SEM). Darüber hinaus ergab die Analyse des Inhalts der gasgefüllten Zysten zwischen 2 % und 8 % Wasserstoffgas. Kolonspülung reduzierte die Atemwasserstoffkonzentrationen signifikant auf 9 ± 6 ppm, beseitigte die Zysten jedoch nicht. Umgekehrt wurde die Entleerung der Zysten mit Sauerstoff oder Antibiotika erreicht, obwohl dies die Atemwasserstoffkonzentrationen nur auf etwa 66 % ihres ursprünglichen Wertes reduzierte. Nach Fütterung einer radioaktiv markierten Mahlzeit stiegen die Atemwasserstoffkonzentrationen an, bevor die Mahlzeit den Dickdarm zu erreichen schien, was auf Überwuchs anaerober Bakterien im Dünndarm hindeutet. Dennoch lagen 14C-Glykocholat-Atemtests im Normalbereich. Eine alternative Möglichkeit ist, dass die hohen in der Atemluft ausgeschiedenen Wasserstoffmengen im Darmlumen produziert werden, möglicherweise durch Fermentation erheblicher Mengen Kolonschleim. Schließlich deuteten Messungen der Gesamtdarm-Transitzeit und des Stuhlgewichts darauf hin, dass die Patienten trotz des Absonderns von Schleim und Blut verstopft waren. Die Relevanz unserer Beobachtungen für die Pathogenese submuköser Zysten ist unklar, aber die Daten stützen die Hypothese, dass diese durch Invasion der Kolonsubmukosa mit anaeroben Bakterien produziert werden.

Original-Abstract (englisch)

Clinical and physiological studies were carried out in five patients with pneumatosis coli in order to investigate the origin of the high fasting breath hydrogen concentration in this condition and to determine its possible significance in the pathogenesis of the disease. All five patients excreted abnormally high fasting concentrations of hydrogen in their breath (69 +/- 9 ppm, mean +/- SEM). Moreover, analysis of the contents of the gas filled cysts revealed between 2% and 8% of hydrogen gas. Colonic washout significantly reduced breath hydrogen concentrations to 9 +/- 6 ppm, but did not abolish the cysts. Conversely, deflation of the cysts was achieved with oxygen or antibiotics, though this only reduced breath hydrogen concentrations to about 66% of their original value. After feeding a radiolabelled meal, breath hydrogen concentrations rose before the meal appeared to reach the colon, suggesting overgrowth of anaerobic bacteria in the small intestine. Despite this, 14C glycocholate breath tests were within normal limits. An alternative possibility is that the high levels of hydrogen excreted in the breath may be produced in the intestinal lumen possibly from the fermentation of copious amounts of colonic mucus. Finally, measurement of whole gut transit time and stool weight suggested that patients were constipated despite passing mucus and blood. The relevance of our observations to the pathogenesis of submucosal cysts is unclear, but the data favour the hypothesis that these are produced by invasion of the colonic submucosa with anaerobic bacteria.

Quelle & Links

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