Intestinale Mechanismen zum Schutz vor Histamin-bedingten Intoxikationen beim Schwein

Schweine werden mit hohen Mengen an Histamin konfrontiert, die sich im Lumen ihres Dickdarmes befinden. Dieses Histamin ist einerseits als endogenes Histamin in Mastzellen in der Tela submucosa gespeichert. Andererseits wird durch die bakterielle Synthese exogenes Histamin im Darmchymus angereichert. Dabei kann die Histaminkonzentration im Darmlumen bis zu 105-fach größer sein als im Blut. Da ein Übertritt von Histamin in die Zirkulation zur Schocksymptomatik bis hin zum Tode führen würde, ist anzunehmen, dass das Darmepithel der Schweine eine Histaminintoxikation verhindert. Zur Klärung dieser Annahme wurden In vitro Untersuchungen an Darmepithelien des proximalen Kolons vom Schwein mit Hilfe der Ussingkammer-Technik durchgeführt. Unter gradientenfreien Bedingungen war die Hist-rad-Fluxrate (enthält sowohl natives Histamin als auch dessen radioaktiv-markierte Stoffwechselprodukte) von der serosalen zur mukosalen (SM) Epithelseite signifikant höher als die Fluxrate von der mukosalen zur serosalen (MS) Epithelseite. Das deutet auf eine Sekretion von Histamin und/oder seinen Kataboliten über das Darmepithel hin. Die Differenz zwischen der SM- und der MS-Fluxrate verschwand nach der serosalen Zugabe von 1-Methyl-4-phenylpyridinium (MPP), ein organisches Kation. Die Hist-rad-Sekretion beruht somit wesentlich auf der Effizienz basolateraler Aufnahmemechanismen für Histamin. Vergleichend durchgeführte Fluxstudien mit Cholin (ein anderes organisches Modellkation) deuten auf eine vorwiegend passive Permeation von Cholin über das Dickdarmepithel hin. Um detailliert erfassen zu können, inwieweit die Histaminverstoffwechselung beim Übertritt über das Epithel eine Rolle spielt, wurde eine HPLC-Methode entwickelt, die es ermöglicht, sowohl Histamin als auch sein Abbauprodukt 1-Methyhistamin (1-MH) in derselben Probe zu bestimmen. Die Methode beruht auf einer zeitsparenden on-line Derivatisierung von Histamin und 1-MH mit ortho-Phtaldialdehyd (OPA). Die funktionellen Studien zeigen, dass Histamin bei seiner Permeation sowohl in MS- als auch in SM-Richtung, zu einem hohen Prozentsatz vom Darmepithel verstoffwechselt wird. Der Umfang der Verstoffwechselung konnte durch die Anwesenheit von Amodiaquin (AD), einem Hemmstoff der Histamin-N-Methyltransferase (HNMT) signifikant mehr reduziert werden als durch eine Hemmung der Diaminoxidase (DAO) mit Aminoguanidin (AG). Die Hist-rad-Fluxrate wurde von den verschiedenen Substanzzugaben nicht beeinflusst. Anhand der gleichzeitigen Bestimmung von 1-MH und Histamin konnte festgestellt werden, dass die serosale Appearance von 1-MH durch die Hemmung der HNMT durch AD signifikant vermindert werden konnte, während die Blockade der DAO durch AG zu einem signifikanten Anstieg führte. Diese Ergebnisse belegen die unmittelbare Beteiligung der HNMT und der DAO an der Histaminverstoffwechselung im porcinen Dickdarmepithel. 1-MH konnte nur auf der serosalen Epithelseite detektiert werden. Ungeachtet der Versuchsgruppen war die serosale Appearance von 1-MH immer größer, wenn Histamin auf der serosalen statt der mukosalen Epithelseite zugesetzt worden war. Das unterstützt die Annahme eines effizienten basolateralen Aufnahmemechanismus für Histamin. Bei Versuchen zur intraepithelialen Kompartimentierung der Histaminverstoffwechselung zeigte sich, dass 1-MH in den Proben kaum noch nachzuweisen war, wenn der vesikuläre Transport durch N-Ethylmaleimid (NEM) gehemmt worden war. Auch die Präsenz von AG zusätzlich zu NEM erhöhte nicht die Appearance von 1-MH. AG alleine führte zu einem Anstieg der 1-MH-Appearance. Daraus kann die Schlussfolgerung gezogen werden, dass 1-MH zur DAO in Vesikel geschleusst und dort der Verstoffwechselung zugeführt wird. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass das Darmepithel in der Lage ist, Histamin zu sezernieren. Dadurch kann endogen freigesetztes Histamin nach mukosal abgegeben werden. Gegenüber exogenem Histamin schützt das Darmepithel den Säugetierorganismus dadurch, dass es durch seine Dichtigkeit kaum Histamin von mukosal auf die Blutseite gelangen lässt. Die Mengen an Histamin, die trotzdem nach serosal gelangen, werden zum großen Teil von serosal in die Zellen aufgenommen. Im Darmepithel der Schweine findet sodann eine sequenzielle Histaminverstoffwechselung statt. Zuerst wird Histamin von der HNMT zu 1-MH umgesetzt und dann wird vor allem 1-MH durch die DAO weiter abgebaut. Damit kommt der HNMT eine entscheidende Rolle bei der Entgiftung von Histamin zu. Der oxidative Abbau von 1-MH scheint in vesikulären Strukturen der Zellen stattzufinden